Aciers maraging

ACIERS MARAGING RÉSISTANCE ET TÉNACITÉ ÉLEVÉES

Avec leur rapport résistancepoids élevé, les aciers maraging constituent un matériau de premier ordre pour les trains d’atterrissage. Le besoin de disposer d’un acier alliant une résistance à la traction élevée et de bonnes propriétés d’allongement a conduit à la création des aciers maraging, mis au point à la fin des années 1950 par C. Bieber de l’INCO (International Nickel Company). Le mot-valise « maraging » est formé par la fusion des mots anglais martensite et aging (vieillissement). Il s’agit d’une catégorie d’aciers à faible teneur en carbone présentant une microstructure martensitique et renforcés par un traitement thermique (vieillissement). Celui-ci entraîne la précipitation de différentes particules intermétalliques dans la microstructure de la martensite. Cet acier se décline en plusieurs variantes, mais son principal élément d’alliage est le nickel, à environ 18 %, et ses éléments d’alliage secondaires sont le cobalt, le molybdène, le titane et l’aluminium. Il s’agit de la famille des aciers maraging 18Ni. Il existe aussi une famille d’aciers maraging sans cobalt, qui sont moins chers, mais pas tout à fait aussi résistants. Les nuances d’acier maraging 18Ni les plus courantes sont présentées ci-dessous avec leur composition usuelle et leurs propriétés mécaniques après vieillissement. Ils sont désignés par un nombre indiquant leur résistance à la traction approximative en milliers de livres-force par pouce carré (ksi). En raison de leur faible teneur en carbone, les aciers maraging offrent une bonne usinabilité. L’alliage est souvent usiné à des dimensions proches des cotes finales avant le traitement thermique, car celui-ci n’entraîne qu’une variation dimensionnelle minime. Comme ils conjuguent résistance élevée, ténacité et bonne ductilité, les aciers maraging s’utilisent dans les domaines suivants : • Missiles et lanceurs spatiaux (enveloppes de moteur-fusée plus fines qu’avec des aciers moins résistants) ; • Aéronautique (arbres, engrenages et fixations haute performance, éléments de train d’atterrissage) ; • Articles de sport (cadres de vélo, têtes de club de golf, lames d’escrime) ; • Sports motorisés (vilebrequins, engrenages, pièces de châssis, barres de torsion). Les aciers maraging feront l’objet d’une publication du Nickel Institute à paraître sous le titre Maraging steels – A review of commercial alloys and their properties.

Aciers maraging : principaux éléments d’alliage et propriétés mécaniques (après vieillissement)

Nuance Codes UNS Ni Co Mo Ti Al Fe

Résistance à la traction MPa (ksi)

Limite d’élasticité MPa (ksi) Allongement (%) Essai Charpy J (pied-livre) Dureté HRC

C-200 K92820 17,0 à 19,0 8,0 à 9,0 3,0 à 3,5 0,15 à 0,25 0,05 à 0,15 restant 1448 (210) 1413 (205) 12 49 (36) 43 à 48

C-250 K92890 17,0 à 19,0 C-300 K93120 18,0 à 19,0 C-350 K93540 18,0 à 19,0 7,0 à 8,5 4,6 à 5,1 0,30 à 0,50 0,05 à 0,15 restant 1793 (260) 1758 (255) 11 27 (20) 48 à 52

8,0 à 9,5 4,6 à 5,2 0,55 à 0,80 0,05 à 0,15 restant 2035 (295) 2000 (290) 11 23 (17) 50 à 55

11,5 à 12,5 4,6 à 5,2 1,25 à 1,50 0,05 à 0,15 restant 2413 (350) 2344 (340) 7 11 (8) 55 à 60