Bibliothèque d'images
métallographiques

Nomenclature

La désignation « AISI O1 » signifie que c’est un acier de la catégorie « outil » trempable à l’huile (« O » pour oil) contenant entre 0,85 % et 1,00 % de carbone. L’alliage contient aussi du chrome, du manganèse et du tungstène. Les désignations possibles pour cet acier outil sont B. S.BO 1, 1.2510/100MnCrW4, SKS3 et UNS T31501.

Méthode d’élaboration

Le cycle de trempe et revenu a été appliqué sur un échantillon d’acier AISI O1 préalablement à l’état « sphéroïdisé ». Les paramètres du cycle thermique sont les suivants :

1. Montée en température à 250 °C/h jusqu’à une température d’austénitisation de 800 °C;
2. Maintien pendant 30 minutes à 800 °C;
3. Trempe à l’huile (25 °C) et retrait de la pièce lorsque 65 °C sont atteints;
4. Revenu de détente à 175 °C pendant 2 heures;
5. Refroidissement à l’air calme.

État métallurgique

L’état « trempé et revenu » est un état terminal d’une pièce en acier outil O1. Comme l’acier AISI O1 contient du carbone (0,90 %), du tungstène (0,5 %) et du chrome (0,5 %), sa trempabilité à l’huile est totale pour des échantillons jusqu’à 25 mm de section. Un revenu de détente (180 °C-200 °C) ou d’adoucissement (300 °C-600 °C) peut être appliqué. Le revenu de détente réduit les contraintes internes, alors que le revenu d’adoucissement vient diminuer la dureté de l’outil ou stabiliser les dimensions. Le revenu d’adoucissement est plus rarement appliqué sur un AISI O1. Une nuance de la série S (résistante aux chocs) sera préférée si la ténacité est une propriété qui doit être augmentée.

Remarques sur la composition chimique

La teneur en carbone de 0,85 %-1,00 % agit sur la trempabilité et la dureté de la martensite produite après le cycle de trempe. Le soufre et le phosphore sont maintenus sous 0,03 % pour éviter la création de précipités indésirables (FeS, Fe₃P). L’ajout de tungstène et de chrome augmente la trempabilité et améliore la résistance à l’usure par rapport à l’acier outil W1.

Remarques sur la microstructure

L’attaque au picral 4 % fait ressortir des carbures sphéroïdisés (teinte bleutée) qui n’ont pas été dissous lors de l’austénitisation à 800 °C (30 minutes).

L’attaque au nital 2 % révèle une matrice entièrement martensitique avec quelques plages d’austénite non transformée.

Les précipités de sulfure de manganèse (MnS) sont toujours visibles, car ils ne sont pas affectés à cette température.

Remarques sur les propriétés mécaniques

L’acier outil AISI O1 est un alliage peu coûteux et spécialement élaboré pour le travail à froid d’autres pièces métalliques. La trempe à l’huile permet de réduire les distorsions causées par les milieux de trempe plus agressifs comme l’eau ou la saumure (mélange « sel + eau »).

La dureté de la pièce se situe généralement entre 63 HRC et 65 HRC après trempe à l’huile. Un double revenu de détente (180 °C-200 °C) ou d’adoucissement (400 °C-600 °C) peut être appliqué.

Préparation métallographique

1. Meulage sur papier 220 grains (2 min.), 320 grains (2 min.), 500 grains (1 min.);
2. Polissage avec particules diamantées : MD-Largo 6 µm (5 min.), MD-DAC 3 µm (5 min.), MD-CHEM avec OP-U Non-Dry ou OP-S Non-Dry (1 min.) (finition optionnelle).

Fiches d’alliages associés

• Ac-39 Acier AISI O1 Sphéroïdisé

Applications possibles

De manière générale, l’acier outil O1 est très polyvalent et est destiné à de nombreuses applications dans le domaine du travail à froid. Il présente les caractéristiques principales suivantes :

• bonne usinabilité (la désignation O6 possède une usinabilité supérieure);
• bonne stabilité dimensionnelle après la trempe;
• excellente combinaison de grande dureté superficielle et de ténacité après la trempe et le revenu.

À l’état trempé à l’huile suivi d’un revenu de détente : état métallurgique désiré pour la pièce en service, principalement utilisé comme outil pour le travail à froid. Il confère aux outillages une longue durée de vie et une excellente économie de production.

Applications typiques : outils de découpes (poinçonnage, perçage, emboutissage, cisaillage, ébavurage, détourage, rognage), outils de formage (cintrage, cambrage, nervurage, emboutissage, petites matrices d’estampage à froid), outils de contrôle, contrepoints, douilles de guidage, éjecteurs, forets de petites et moyennes dimensions, tarauds, petites roues dentées, pistons, buses, cames), lames de cisailles, grignoteuses.

Provenance/Fabrication

Le traitement thermique a été réalisé à partir d’une barre de 1 pouce de diamètre provenant de Precision Marshall Steel Company, Pennsylvanie, États-Unis.

Contributeur(s)