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164 HANS KOHLER SA, Claridenstrasse 20, case postale, CH-8022 Zurich, téléphone 044 207 11 11, fax 044 207 11 10© KOHLER 20234.4.2 Structure fine et microstructurePour l’examen de la structure fine et de la microstructure, on utilise des méthodes métallographiques en relation avec des microscopes optiques ou électroniques. Ces méthodes sont utilisées d’une part dans la recherche fondamentale et le développement, et d’autre part, elles servent aussi à l’éclaircissement de défauts (par ex. défauts de traitement thermique ou de structure) et de dégâts ainsi que de leurs causes. 5 MISE EN FORME ET USINAGE5.1 Principes généraux de mise en forme et d’usinageLes aciers inoxydables présentent en raison de leur part d’alliage élevée en chrome, nickel et molybdène des caractéristiques de mise en forme et d’usinage qui se différencient nettement de celles des aciers faiblement alliés et qu’il s’agit de prendre en considération pour un emploi fructueux de ces matériaux. Les aciers inoxydables sont le plus souvent mis en forme à l’état de livraison.La mise en forme des aciers inoxydables doit être absolument séparée de celle des aciers non alliés, ce qu’on appelle la „séparation noir/blanc“. Sinon il existe un grand risque que la surface de l’acier inoxydable soit souillée par des particules de fer, ce qui conduit inévitablement à la rouille erratique. Cette séparation ne s’applique pas aux seuls locaux, mais aussi aux outils utilisés. Egalement pour le stockage et le transport des aciers inoxydables, tout contact avec des aciers non alliés doit être évité (bandes d’acier pour la fixation, supports en fer non protégés, etc.).5.2 Mise en forme par formage5.2.1 Formage à chaudUn formage à chaud est possible pour tous les aciers inoxydables. En raison de leur mauvaise conductibilité thermique, l’échauffement doit se faire lentement jusqu’à env. 800– 850°C, au-dessus, il peut avoir lieu rapidement.Les aciers ferritiques sont très tendres aux températures usuelles de formage et tendent à la «formation de fentes» ainsi qu’à une croissance rapide du grain, ce qui ne peut être empêché que par une forte déformation. Les pièces en acier ferritique sont le plus souvent refroidies à l’air libre.Le formage à chaud des aciers martensitiques ne pose en général pas de problème, si l’on tient compte au chauffage et au refroidissement du comportement au changement de structure. Afin de réduire le risque de fissuration des aciers martensitiques, il faut éviter un refroidissement trop rapide.Les matières austénitiques devraient être chauffées régulièrement. L’atmosphère ne doit pas contenir de soufre ni avoir une action carburante. Ceci est particulièrement important pour les sortes à haute teneur en nickel. Les pièces d’une section de plus de 3 mm sont trempées à l’eau. Pour obtenir des propriétés optimales du matériau, les pièces formées à chaud devraient être soumises à un traitement thermique ultérieur. Les températures de traitement correspondantes sont indiquées dans le tableau 7.6.5.2.2 Formage à froidLes procédés les plus usuels de formage à froid sont le laminage, le matriçage, le pliage et l’emboutissage. En principe, tous les aciers inoxydables conviennent au formage à froid. Le degré de déformation admissible est cependant spécifique à la matière, de même que l’écrouissage qui en résulte.Ceci est très marqué pour les aciers austénitiques. Dans le cas d’une très forte déformation, il est donc nécessaire de prévoir entre les diverses étapes de déformation un recuit intermédiaire à 1000°C environ. Une fois le formage terminé, il faudrait procéder à un recuit à 1050°C suivi d’une trempe à l’eau. Les modifications de propriétés dues à la déformation à froid sont ainsi annulées et les caractéristiques normales de la matière rétablies. Dans de nombreux cas, un écrouissage est cependant souhaité, par ex. pour les fils et bandes en dureté de ressort. Une augmentation extrême de la résistance peut cependant nuire à la résistance à la corrosion et rendre l’acier légèrement magnétique. Si nécessaire, ces effets peuvent être annulés par un recuit de mise en solution. Lors du pliage des aciers inoxydables, il faut tenir compte qu’ils ont un effet de ressort plus important que les aciers au carbone.Sur les aciers ferritiques, la déformation à froid est rendue plus difficile par leur sensibilité à l’entaille. Un chauffage à env. 100–200°C améliore notablement la capacité de déformation.Sur les aciers martensitiques, une déformation à froid doit avoir lieu avant la trempe.5.3 Usinage par enlèvement de copeaux5.3.1 Usinage par enlèvement de copeaux des aciers inoxydablesEn raison de leurs caractéristiques différentes, les aciers inoxydables présentent d’autres caractéristiques d’usinage que les aciers ordinaires au carbone. On peut dire en général que l’usinage devient plus difficile quand la teneur en éléments d’alliage augmente, c’est-à-dire qu’il faut choisir pour chaque groupe d’alliage des données d’usinage différentes. Les caractéristiques spéciales des aciers inoxydables influencent tous les quatre facteurs d’usinage, soit la force decoupe, l’usure de l’outil, la forme du copeau et la finition de surface.Les caractéristiques spéciales suivantes des aciers inoxydables, entre autres les austénitiques, doivent être prises en considération lors de leur usinage:– tendance marquée à l’écrouissage: lors de passes successives, l’outil rencontre une surface nettement plus dure qu’à la première passe, ce qui entraîne une augmentation de la force de coupe. Cela peut conduire à des problèmes lors de la finition en raison de la faible profondeur de coupe.Aciers inoxydables