Qu'est-ce que l'acier à outils?
L'acier à outils est un type d'acier aux propriétés mécaniques qui en fait un matériau idéal pour les outils. Les aciers à outils sont remarquables pour leur dureté, leur capacité à tenir une arête vive, leur résistance aux dommages dus à l'abrasion et leur déformation. Il existe un certain nombre d'aciers alliés et au carbone, généralement fabriqués à l'aide d'un produit de traitement thermique et de trempe, qui conviennent comme aciers à outils. L'acier à outils est fabriqué dans de nombreuses qualités différentes et peut être utilisé pour fabriquer des outils tels que des matrices d'estampage, des équipements de construction et des haches. En plus de la fabrication d’outils, il est également utilisé dans d’autres applications nécessitant des matériaux ayant les propriétés mécaniques de l’acier à outils.
Les différentes nuances d'acier à outils sont fréquemment classées selon un système appelé nuances d'acier SAE ou nuances d'acier AISI / SAE, créé par la Society of Automotive Engineers (maintenant SAE International) et l'American Iron and Steel Institute. Il classe chaque type d'acier avec une lettre indiquant ses propriétés ou sa méthode de production, telle que la nuance W pour les aciers trempés à l'eau ou la nuance S pour les aciers résistant aux chocs. Chaque type d'acier dans ces grandes catégories reçoit ensuite un numéro individuel qui suit la lettre.
La forme la plus courante d’acier à outils est la nuance W, une forme d’acier au carbone populaire en raison de son faible coût. Certains types d’acier de qualité W incluent également le silicium, le molybdène ou le manganèse pour augmenter la ténacité de l’acier. C'est ce qu'on appelle l'eau durcie parce que l'eau est utilisée pendant la trempe, une étape du processus de production de nombreux aciers dans lesquels l'acier chauffé est rapidement abaissé en température. L'acier à outils de qualité W est dur, mais a tendance à être fragile et ne résiste pas bien à des températures supérieures à 150 ° C (302 ° F). Les aciers à outils de qualité W sont couramment utilisés pour fabriquer des lames telles que des lames de cisaillement et des rasoirs; pièces de machines pour des machines qui ne rencontrent pas ou ne produisent pas de hautes températures; et des outils tels que marteaux, perceuses et burins.
Les nuances A, O et D sont des aciers obtenus par travail à froid, un processus dans lequel l'acier est soumis à des contraintes mécaniques jusqu'à ce qu'il subisse une déformation plastique, un changement permanent de la microstructure de l'acier. Ce processus augmente la résistance à la traction et la dureté de l'acier tout en réduisant sa ductilité. Les formes d'acier résultantes sont couramment utilisées à des fins telles que les lames et les machines-outils. L'acier de qualité O est trempé à l'huile, tandis que l'acier de qualité A est trempé à l'air, méthodes qui produisent moins de distorsion dans l'acier que le durcissement à l'eau. L'acier de qualité D contient une grande quantité de chrome, qui constitue 10 à 18% de l'alliage. En plus du chrome, les aciers de qualité A, O et D sont souvent alliés à d'autres métaux, notamment le manganèse, le tungstène et le vanadium, et à des non-métaux tels que le soufre et le phosphore.
L'acier de classe H est un acier à outils à chaud, créé en provoquant une déformation plastique de l'acier lors d'une exposition prolongée à des températures élevées. Ces aciers ont une résistance et une dureté élevées, mais de légères distorsions dues au processus de refroidissement et de contraction thermique les rendent moins adaptés que les aciers travaillant à froid pour des applications avec des tolérances techniques très serrées. Le chrome, le tungstène et le molybdène sont des éléments d'alliage courants dans les aciers de cette nuance.
Les nuances T et M sont des types d’aciers rapides, qui se distinguent par leur capacité à conserver une dureté élevée aux températures élevées. Cette propriété le rend bien adapté à une utilisation dans les outils de coupe électriques et les matrices d'estampage, où sa résistance à la chaleur produite par le frottement lui permet de travailler à des vitesses supérieures à celles des autres aciers. L'acier de qualité T doit son nom à sa teneur élevée en tungstène, tandis que l'acier de qualité M contient une grande quantité de molybdène. Le vanadium, le chrome et le cobalt sont des éléments d'alliage supplémentaires courants dans ces aciers.
Les aciers S sont des aciers à outils qui se distinguent par leur résistance élevée aux chocs. Ils ont moins de carbone que les autres alliages d'acier, ce qui diminue leur résistance à l'abrasion mais augmente leur ténacité. L'acier de qualité S est utilisé dans des équipements tels que les marteaux-piqueurs, qui doivent être capables de résister à des impacts importants.
Certaines nuances d'acier à outils ont des caractéristiques ou des buts très spécialisés. L'acier de qualité F est un type d'acier trempé à l'eau, comme l'acier de qualité W, mais présente une résistance à l'usure supérieure. L'acier de qualité P, ou acier à mouler en plastique, est utilisé dans les machines de moulage par injection et de coulée sous pression. L'acier spécial de grade L ou faiblement allié est un acier très résistant qui présente peu d'alliage et une teneur en fer très élevée.