• CARBONE : Le carbone permet à la matrice métallique d'atteindre une dureté plus élevée. Il peut également former divers types de carbures avec des éléments d'alliage. Les carbures de type M7C3 à dureté élevée sont principalement créés à partir de chrome et de fer dans des billes de broyage à haute teneur en chrome. L'augmentation de la teneur en carbone permet d'augmenter la quantité de carbure, améliorant ainsi la résistance à l'usure des matériaux. Cependant, avec l'augmentation de la teneur en carbone, la combinaison de carbone et d'éléments d'alliage, susceptible d'améliorer la trempabilité, entraîne une diminution des éléments d'alliage dissous dans la matrice métallique et donc une trempabilité réduite. Nous avons choisi entre 1,8% et 2,1%.
• Chrome : Dans les billes coulées à haute teneur en chrome, le chrome forme des carbures avec le carbone et le fer. Le chrome peut également être dissous dans la matrice pour améliorer la trempabilité du matériau. Cette trempabilité peut être améliorée en augmentant la teneur en chrome ou en diminuant la teneur en carbone à teneur constante. Autrement dit, la trempabilité augmente avec l'augmentation du rapport Cr/C. Cependant, un excès de chrome affecte le coût de la bille. Compte tenu de la trempabilité du matériau et de la dureté de la bille, nous avons choisi une teneur en chrome comprise entre 14% et 16%.
• MANGANÈSE : Le manganèse forme du carbure (type M3C) et se dissout dans la matrice métallique. Le manganèse dissous dans la matrice métallique a un effet important sur la stabilité de l’austénite. Dans les matériaux à forte teneur en chrome, le manganèse peut remplacer une partie du molybdène et améliorer la trempabilité. L’impact du manganèse et du molybdène sur la trempabilité est plus marqué. Concernant l’effet du manganèse sur les paramètres de traitement thermique, les données montrent que la température de trempe permettant d’obtenir la dureté maximale diminue avec l’augmentation de la teneur en manganèse. Le point Ms diminue fortement avec l’augmentation de la teneur en manganèse, ce qui augmente la quantité d’austénite résiduelle après refroidissement. La plage de température du manganèse est donc de 1,2% à 2,0%.
• Silicium : Le silicium est un élément qui réduit la trempabilité, mais une petite quantité de silicium est ajoutée pour la désoxydation. Sa teneur est généralement comprise entre 0,31 TP3T et 0,81 TP3T.
• MOLYBDÈNE : L'ajout de molybdène dans la bille coulée à haute teneur en chrome contribue principalement à la formation de carbure M2C, en partie au carbure M2C3 et à la dissolution de la matrice métallique. Le molybdène présent dans la matrice métallique soluble améliore la trempabilité, mais a peu d'effet sur la dureté. Compte tenu du coût de production, nous ajoutons 0,11 TP3T à 0,21 TP3T de molybdène.
• Nickel: Le nickel est un élément non carburetteur, entièrement dissous dans la matrice métallique, qui peut être pleinement exploité pour améliorer la trempabilité. L'effet de la diminution du point Ms du nickel est supérieur à celui du molybdène, mais l'ajout d'une faible quantité de nickel évite la formation d'une rétention d'austénite excessive.
• Titane : Le titane est un élément puissant formant des carbures ; l'ajout de titane sous forme de TiC, à partir du raffinage, joue un rôle dans le tissu corporel
• Soufre et phosphore : Le soufre et le phosphore sont des éléments nocifs dans les billes coulées à haute teneur en chrome, qui provoquent divers défauts lors de la coulée et du traitement thermique, et doivent être contrôlés en dessous de 0,04%.

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