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métallographiques

Nomenclature

La désignation « 1045 » 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, « 45 », indiquent la proportion nominale de carbone à être divisée par 100 : 0,45 % 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 finition à froid de la barre entraîne une amélioration des propriétés mécaniques, avec une finition de surface lisse réduisant les tolérances (dimensionnelles et géométriques) et une amélioration de l’usinabilité.

État métallurgique

L’état fini à froid signifie qu’un écrouissage de surface (à froid) a été appliqué sur cet acier. Avant d’être finie à froid, la pièce a été traitée thermiquement par un recuit de normalisation.

Remarques sur la composition chimique

Le silicium (0,22 %) est présent du fait du mode d’élaboration de l’acier. Le manganèse (0,85 %) provient du mode d’élaboration et il est ajouté pour éviter la création de FeS (la formation de MnS, qui n’est pas nuisible, est favorisée). 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

Avec l’attaque au nital 2 %, les petits grains révélés en blanc sont constitués de ferrite contenant 0,002 % C. Le taux de carbone à 0,49 % contribue à créer une proportion dominante de perlite. L’analyse d’images révèle des proportions de ferrite à 5 % et de perlite à 95 %. Les grains de ferrite sont fins, d’un diamètre d’environ 4,5 µm (ASTM G = 12,5) alors que la taille moyenne de grain, selon l’ASTM, correspond à un « G » de 8,5.

La taille des grains de perlite plus grossière peut s’expliquer par une température d’austénitisation élevée lors du traitement de recuit de normalisation chez le manufacturier (probablement au-dessus de 900 °C).

Dans un grain de perlite formé durant un refroidissement à l’air libre, les lamelles de cémentite (Fe₃C) sont plus rapprochées les unes des autres. La distance interlamellaire peut être appréciée sur les grossissements de 500X et de 1000X.

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 demi-dur à froid permet d’augmenter la résistance mécanique à une valeur médiane par rapport à ce qu’il est possible d’obtenir avec les nuances d’acier au carbone, soit environ 850 MPa.

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-04 Acier SAE 1045 Normalisé
• Ac-05 Acier SAE 1045 Recuit complet

Applications possibles

L’état recuit complet est l’état idéal pour effectuer une déformation plastique sur le produit semi-fini. À l’état normalisé, l’acier se caractérise par des propriétés mécaniques dans la médiane des aciers du point de vue de la ténacité, de l’usinabilité et de la soudabilité (avec précaution). À l’état fini à froid, les propriétés mécaniques permettent d’atteindre un compromis entre résistance mécanique et déformation plastique. L’acier SAE 1045 est apte à la trempe à l’eau et à l’huile pour de faibles sections (< 0,5 po) et peut être durci superficiellement par induction ou à la flamme afin d’améliorer sa résistance à l’usure.

Applications typiques : acier d’usage général, pièces de machines variées tels essieux, broches, boulons, engrenages légèrement contraints, barres de torsion, pièces usinées de tous types.

Provenance/Fabrication

La barre de 1 pouce de diamètre provient de NuCor, Georgie, États-Unis.

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