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métallographiques

Nomenclature

La désignation « SAE 1018 » signifie un acier au carbone de série 1xxx dont les deux éléments d’alliage principaux sont le carbone et le manganèse. Les deux derniers chiffres, « 18 », indiquent la proportion de carbone à être divisée par 100 : 0,18 % C.

Méthode d’élaboration

La plupart des barres finies à froid sont produites à partir de barres laminées à chaud qui sont ensuite tréfilées à froid (cold drawn) à travers une matrice. La réduction à froid de la barre entraîne une amélioration des propriétés mécaniques, avec une finition de surface lisse permettant d’atteindre des tolérances dimensionnelles et géométriques plus serrées. L’écrouissage à froid de la barre améliore également l’usinabilité.

État métallurgique

L’état fini à froid « dur », dénoté n^o 1, signifie qu’un écrouissage a été appliqué sur cet acier, ce qui permet d’atteindre une dureté minimale de 85 HRB et une résistance mécanique de 620 MPa.

Remarques sur la composition chimique

Le silicium (0,27 %) est présent du fait du mode d’élaboration de l’acier. Le manganèse (0,82 %) provient du mode d’élaboration pour éviter la création de FeS (MnS est favorisé). La teneur plus élevée en manganèse augmente la résistance mécanique par solution solide de substitution. Le soufre et le phosphore sont maintenus sous 0,02 % pour éviter la création de précipités indésirables (FeS, Fe₃P).

Remarques sur la microstructure

Le taux de carbone à 0,18 % contribue à créer de la perlite. Les grains en blanc sont de la ferrite contenant 0,002 % C. L’attaque chimique au nital 2 % permet d’observer la microstructure composée de grains écrouis (sens longitudinal) constitués entièrement de ferrite et de perlite. L’analyse d’images révèle des proportions de ferrite à 65 % et de perlite à 35 %. Le diamètre moyen des grains est de 16 µm, ce qui correspond à un indice « G », selon l’ASTM, de 9. Certains précipités de MnS (grisâtres) sont aussi visibles.

Remarques sur les propriétés mécaniques

La réduction à froid de la barre entraîne une amélioration des propriétés mécaniques, avec une finition de surface lisse réduisant les tolérances. L’écrouissage à froid de la barre améliore également l’usinabilité, généralement évaluée à 76 sur une échelle de 100 (AISI-1212 = 100 %) pour un état étiré à froid (cold drawn).

Préparation métallographique

1. Meulage sur papier 320 grains (2 min.), 500 grains (2 min.);
2. Polissage avec particules diamantées : MD-Largo 6 µm (5 min.), MD-DAC 3 µm (5 min.), MD-NAP 1 µm (2 min.), MD-CHEM avec OP-U Non-Dry (1 min.) (finition optionnelle).

Fiches d’alliages associés

• Ac-02 Acier SAE 1018 Normalisé
• Ac-10 Acier SAE 1018 Recuit complet

Applications possibles

L’alliage SAE 1018 est très polyvalent et possède une excellente soudabilité. La formabilité à froid du SAE 1018 à l’état recuit est élevée, mais diminue rapidement à la suite d’un écrouissage à froid. Cette nuance peut être cémentée pour améliorer la résistance à l’usure.

Applications typiques : toutes formes d’arbres et de pièces de machines. Si cémenté, il peut être utilisé pour des engrenages, des pignons ou des goupilles.

Provenance/Fabrication

La barre de 1 pouce de diamètre a été élaborée par Nucor Steel, Nebraska, États-Unis.

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