Comportement des aciers au bore en boulonnerie de qualité^*

CETIM Saint-Etienne

Résumé

Dans ce but, nous avons effectué dans trois classes de qualité une étude comparative de diverses nuances au bore ( provenant chacune de cinq coulées différentes) et de certains aciers classiques utilisés en boulonnerie :

L’expérimentation réalisée sur des boulons de diamètre 12 et de longueur 100 comprenait :

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  les essais et contrôles sur fil machine ;

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  les essais et contrôles définis par la norme NF 27005 ;

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  divers essais complémentaires tels que : tenue en fatigue, fluage du filet, résistance à chaud, sensibilité à la fragilisation.

  Les résultats de cette expérimentation ont montré qu’à dureté égale obtenue pour une température de revenu supérieure à 400 °C, les vis en acier au bore offrent la même tenue que celles issues des aciers de référence. Le seul problème que présente l ’utilisation de ces aciers et surtout pour les XC 18 au bore, est un risque de rebuts non négligeable dû à une trempabilité assez faible.

  Cette constatation nous a conduits à effectuer un complément d ’étude sur un plus grand nombre de coulées afin de permettre aux boulonniers de mieux spécifier à l’élaborateur les caractéristiques Jominy nécessaires, compte tenu des propriétés de drasticité d ’une installation industrielle, et d ’une dimension de vis, pour obtenir avec sûreté les caractéristiques de résistance d ’une classe de qualité.

Abstract

In this purpose, we have carried out, for three different bolt grades, a comparative study of various boron steels (on five different castings for each one) and of two steels currently used in bolt and nut manufacture.

The tests, carried out on 12 mm dia. 100 mm long bolts, included:

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  the tests and controls on wire-rods;

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  the tests and controls def inld by the French NF 27005 standard;

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  various complementary tests such as: fatigue strength, thread creep, heat resistance, sensitivity to « fragilization » (induced brittleness)

The results of these tests have shown that with equal hardness obtained after tempering at a temperature higher than 400 °C, boron steel screws have the same strength as those obtained from reference steels. The only problem raised by using boron steels, and specially XC 18 with boron, is a risk of having a fairly important quantity of rejected pieces due to the rather low steel hardenability.

This has led us to extend the experiment to a larger number of castings in order to enable the bolt and nut manufacturers to elaborate more precise requirements regarding boron steel Jominy properties, taking into account the quenching rate properties of industrial equipments and the screw sizes, so as to reliably obtain the hardness required for high strength bolts.