1. Carbone (C). Le carbone est l'élément chimique le plus important influençant la déformation plastique à froid de l'acier. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la résistance de l'acier est importante et plus sa plasticité à froid est faible. Il a été démontré que pour chaque augmentation de 0,1 % de la teneur en carbone, la limite d'élasticité augmente d'environ 27,4 MPa, la résistance à la traction d'environ 58,8 MPa et l'allongement diminue d'environ 4,3 %. Ainsi, la teneur en carbone de l'acier a un impact considérable sur ses performances en déformation plastique à froid.
2. Manganèse (Mn). Le manganèse réagit avec l'oxyde de fer lors de la fusion de l'acier, principalement pour sa désoxydation. Il réagit également avec le sulfure de fer présent dans l'acier, ce qui permet de réduire l'effet néfaste du soufre. Le sulfure de manganèse ainsi formé améliore l'usinabilité de l'acier. Le manganèse améliore la résistance à la traction et la limite d'élasticité de l'acier, et réduit sa plasticité à froid, ce qui est défavorable à sa déformation plastique à froid. Cependant, son effet sur la force de déformation est environ quatre fois moindre que celui du carbone. Par conséquent, sauf exigences particulières, la teneur en manganèse de l'acier au carbone ne doit pas dépasser 0,9 %.
3. Silicium (Si). Le silicium est un résidu de désoxydant utilisé lors de la fusion de l'acier. Une augmentation de 0,1 % de la teneur en silicium dans l'acier accroît sa résistance à la traction d'environ 13,7 MPa. Au-delà de 0,17 % et en présence d'une teneur élevée en carbone, la plasticité à froid de l'acier est fortement réduite. Un apport judicieux de silicium améliore les propriétés mécaniques globales de l'acier, notamment sa limite élastique, et accroît sa résistance à l'érosion. Cependant, au-delà de 0,15 %, des inclusions non métalliques se forment rapidement. Même après recuit, l'acier à haute teneur en silicium ne s'adoucit pas et conserve une bonne plasticité à froid. Par conséquent, outre les exigences élevées de résistance du produit, la teneur en silicium doit être réduite autant que possible.
4. Soufre (S). Le soufre est une impureté nocive. Dans l'acier, il provoque la séparation des particules cristallines du métal et l'apparition de fissures. Sa présence est également responsable de la fragilisation à chaud et de la corrosion de l'acier. Par conséquent, la teneur en soufre doit être inférieure à 0,055 %. Pour un acier de haute qualité, cette teneur doit être inférieure à 0,04 %.
5. Phosphore (P). Le phosphore a un fort pouvoir écrouissant et provoque une ségrégation importante dans l'acier, ce qui accroît sa fragilité à froid et le rend vulnérable à l'érosion acide. La présence de phosphore dans l'acier diminue également sa capacité de déformation plastique à froid et peut entraîner la fissuration des pièces lors de l'emboutissage. La teneur en phosphore de l'acier doit être inférieure à 0,045 %.
6. Autres éléments d'alliage. D'autres éléments d'alliage présents dans l'acier au carbone, tels que le chrome, le molybdène et le nickel, existent sous forme d'impuretés, qui ont un impact bien moindre sur l'acier que le carbone, et leur teneur est également extrêmement faible.
Date de publication : 13 juillet 2022