Aciers pour trempe et revenu

02Quand choisir un acier pour trempe et revenu

Un acier pour trempe et revenu est le choix correct lorsque le composant doit offrir résistance mécanique et ténacité sur toute la section, et non seulement en surface, et travaille sous des charges statiques ou cycliques. C’est le cas des arbres de transmission, axes, tirants, engrenages et organes de machine. Si en revanche une dureté superficielle élevée avec un cœur tenace est requise - typique des engrenages à forte usure - le choix se porte sur les aciers de cémentation. La sélection de la nuance spécifique au sein de la famille dépend ensuite de la section de la pièce, du niveau de sollicitation et du compromis coût/performances, critères repris plus loin.

03Les nuances pour trempe et revenu au catalogue : comment s’orienter

Les trois nuances principales distribuées par Siderticino couvrent des besoins croissants de trempabilité et de ténacité. La logique de choix, en bref : de la nuance non alliée pour les sections réduites, à la nuance alliée Cr-Mo pour la résistance sur sections importantes, à la nuance alliée Ni-Cr-Mo lorsqu’une ténacité élevée est nécessaire.

3.1C45 : acier non allié

Le C45 (EN ISO 683-1:2018 (anciennement EN 10083-2)) est l’acier pour trempe et revenu non allié de référence. Il offre le meilleur rapport entre usinabilité, disponibilité et coût, mais présente une trempabilité modeste : les propriétés de trempe et revenu ne s’obtiennent de manière fiable que sur des sections réduites, tandis que sur les sections épaisses la résistance à cœur diminue. C’est le choix correct pour des composants mécaniques généraux de section moyenne à petite où des performances élevées à cœur ne sont pas nécessaires.

3.242CrMo4 : acier allié Cr-Mo

Le 42CrMo4 (n° de matériau 1.7225, EN ISO 683-2:2018 (anciennement EN 10083-3)) est l’acier pour trempe et revenu allié le plus répandu, grâce à l’équilibre entre performances et coût. Le chrome et le molybdène augmentent sensiblement sa trempabilité par rapport au C45, permettant de tremper et revenir efficacement des sections importantes avec une bonne résistance à cœur. C’est le standard pour les arbres, engrenages et organes fortement sollicités de section moyenne et grande.

3.339NiCrMo3 : acier allié Ni-Cr-Mo

Le 39NiCrMo3 (n° de matériau 1.6510, EN ISO 683-2:2018 (anciennement EN 10083-3)) ajoute le nickel à la base Cr-Mo : il en résulte une ténacité supérieure, utile pour les composants soumis à des charges dynamiques et à la fatigue où la résistance au choc compte autant que la résistance statique. Par rapport au 42CrMo4, il privilégie la ténacité plutôt que la résistance maximale à cœur sur de très grandes sections. Pour des usages à plus haute responsabilité, on recourt à des nuances plus alliées (ex. 34CrNiMo6).

04Tableau comparatif pour le choix

Comparaison qualitative entre les trois nuances au catalogue, orientée vers la décision. Pour la composition chimique, les propriétés mécaniques par classe dimensionnelle et la trempabilité Jominy, se reporter aux fiches techniques individuelles.

05Critères de sélection : section, sollicitations, coût

Le choix de la nuance dépend de quelques facteurs déterminants. La section du composant est le premier : les aciers non alliés comme le C45 épuisent leur trempabilité sur des sections réduites, tandis que les alliés Cr-Mo et Ni-Cr-Mo conservent leurs propriétés à cœur sur des sections progressivement plus grandes. Le type de sollicitation oriente entre résistance et ténacité : pour des charges principalement statiques, le 42CrMo4 est généralement suffisant, pour des charges dynamiques et de fatigue, le 39NiCrMo3 offre une marge de ténacité. Le compromis coût/performances conclut le choix : on adopte la nuance la moins alliée qui satisfait les exigences, en montant en alliage seulement lorsque la section ou les sollicitations l’exigent. Pour le dimensionnement des demi-produits, l’outil de calcul du poids des barres acier est disponible.

06Applications typiques

Les aciers pour trempe et revenu sont répandus dans la transmission de puissance et la mécanique générale : arbres de transmission et vilebrequins, engrenages, demi-arbres, axes, bielles, broches, tirants et organes sollicités en flexion et torsion. Ils sont utilisés dans l’automobile, la mécanique industrielle et lourde, les engins de terrassement et l’hydraulique (tiges, pistons). Pour des composants à plus haute responsabilité structurelle, ou pour des usages dans des secteurs réglementés, la sélection doit toujours être vérifiée par rapport aux exigences de service spécifiques, qui peuvent nécessiter des nuances à plus haute teneur en alliage que celles de cette famille.

07États de livraison, normes et certification

Siderticino fournit les aciers pour trempe et revenu en barres rondes, carrées, plats et tôles, dans les exécutions forgée, laminée à chaud, étirée à froid, écroûtée et rectifiée, et dans les états de livraison normalisé (+N), recuit (+A) et trempé et revenu (+QT). Les normes de référence sont EN ISO 683-1:2018 (anciennement EN 10083-2) (aciers non alliés) et EN ISO 683-2:2018 (anciennement EN 10083-3) (aciers alliés) pour les produits laminés à chaud, et EN ISO 683-7:2024 (anciennement EN 10277:2018) pour les produits finis à froid (bright) ; la certification suit EN 10204, avec certificat 2.1 ou, sur demande, 3.1. Outre la fourniture, la découpe sur mesure et le traitement thermique sont disponibles. Pour une offre, il est possible de demander un devis en indiquant la nuance, le format et la quantité.

08Questions fréquentes sur les aciers pour trempe et revenu

8.1Quelle est la différence entre les aciers pour trempe et revenu et les aciers de cémentation ?

Les aciers pour trempe et revenu ont une teneur moyenne en carbone et développent des propriétés mécaniques uniformes sur toute la section par trempe et revenu. Les aciers de cémentation ont une faible teneur en carbone et sont enrichis en carbone en surface avant la trempe, ce qui permet d’obtenir une couche superficielle dure sur un cœur tenace. Le choix dépend du type de sollicitation : résistance dans la masse pour les premiers, dureté superficielle avec cœur tenace pour les seconds.

8.2C45, 42CrMo4 ou 39NiCrMo3 : lequel choisir ?

En bref : C45 pour des composants généraux de section réduite, où le coût compte ; 42CrMo4 lorsqu’une trempabilité et une résistance à cœur sur sections moyennes à grandes sont nécessaires ; 39NiCrMo3 lorsque, à résistance égale, une ténacité supérieure est requise pour des charges dynamiques et de fatigue. Le choix doit toujours être vérifié sur la section réelle de la pièce et sur l’état de livraison.

8.3Comment la section de la pièce influence-t-elle le choix de la nuance ?

À mesure que la section augmente, la vitesse de refroidissement à cœur lors de la trempe diminue et les propriétés de trempe et revenu se dégradent. Les aciers non alliés comme le C45 ne conviennent que pour des sections réduites ; pour des sections plus grandes, il faut des aciers alliés (Cr-Mo ou Ni-Cr-Mo) dont la trempabilité garantit des structures et des propriétés uniformes même à cœur. C’est la raison principale pour laquelle on augmente la teneur en éléments d’alliage.

8.4Dans quels états de livraison sont-ils disponibles ?

Les aciers pour trempe et revenu sont fournis typiquement à l’état trempé et revenu (+QT), prêt à l’emploi, ou normalisé (+N) ou recuit (+A) lorsqu’il faut privilégier l’usinabilité ou préparer un traitement ultérieur. L’état optimal dépend des usinages prévus et peut être convenu lors du devis.

8.5Quelle certification accompagne le matériau ?

Chaque fourniture est accompagnée de la déclaration de conformité à la commande EN 10204 2.1 et, sur demande, du certificat de réception 3.1, avec traçabilité de la composition chimique et des caractéristiques mécaniques du lot, requis pour les commandes nécessitant une traçabilité complète.