Comment Mo affecte-t-il l'acier rapide?

L'élément Molybdène (Mo) a d'abord été utilisé comme élément alternatif économique pour le tungstène dans les aciers à outils et les aciers rapides (HSS). Mo a environ la moitié du poids atomique du tungstène et 1% de molybdène équivaut à environ 2% de tungstène. Le Mo améliore la dureté et la résistance à l'usure des aciers à outils et favorise la formation d'une matrice martensite optimale en réduisant la «vitesse de refroidissement critique», même dans des moules de grande taille et complexes qui ne peuvent pas être refroidis rapidement sans déformation ni fissuration. Mo travaille également avec des éléments tels que le chrome pour produire de grandes quantités de carbures extrêmement durs et résistants à l'usure. Les aciers à outils de qualité supérieure ont également une exigence plus élevée en matière de teneur en mo. Ces aciers fortement alliés peuvent être utilisés pour l'usinage, la découpe et le formage de pièces métalliques où une dureté élevée, une résistance élevée et une bonne ténacité sont requises sur une large plage de températures.

Le Mo est souvent ajouté aux aciers à outils rapides pour résister aux dommages causés par le fluage à haute température. Le fluage à haute température est généralement contrôlé diffus et l'ajout de molybdène est très efficace pour réduire la vitesse de fluage. Pour l'alliage durcissant par vieillissement précipité par la phase γ 'Ni3 (Al, Ti), l'ajout de Mo renforce la matrice et réduit le mésappariement de réseau entre la matrice et la phase γ', améliorant ainsi la stabilité de la phase précipitée. Les aciers rapides peuvent être appelés aciers à outils contenant plus de 7% de Mo, W, V et plus de 0.60% de carbone, ce qui décrit leur capacité à couper à «haute vitesse». Grande vitesse acier T1 contenant 18% de tungstène était l'acier de coupe préféré jusque dans les années 1950, mais le développement des fours de traitement thermique à atmosphère contrôlée a rendu possible et économique le remplacement de tout ou partie du tungstène par du molybdène. La relation entre la teneur en Mo et l'acier à outils a montré ceci:

L'addition de 5 à 10% de Mo peut maximiser efficacement la dureté et la ténacité du HSS et préserve ces propriétés aux températures élevées générées par la coupe du métal. Si la taille du carbure primaire du fer et du chrome augmente rapidement, l'acier se ramollira et se cassera. Lorsque Mo est associé au vanadium, minimise cet effet en convertissant les carbures en minuscules carbures secondaires qui sont plus stables à haute température.

Les caractéristiques de coupe supérieures du HSS ont été encore améliorées par l'utilisation d'un revêtement en carbure de titane fin et dur qui réduit le frottement et améliore la résistance à l'usure, augmentant ainsi la vitesse de coupe et la durée de vie de l'outil. Le Acier à haute vitesse contenant du Mo a une excellente résistance à l'usure à des températures élevées et est un matériau idéal pour les nouvelles applications telles que le siège de soupape d'automobile et l'anneau CAM. Il peut également être utilisé pour fabriquer divers outils de coupe tels qu'une perceuse, une fraise, une fraise à engrenages, une lame de scie, etc.