Tool steels

This document specifies requirements for the following grades of wrought tool steels: a) non-alloy cold-work tool steels; b) alloy cold-work tool steels; c) alloy hot-work tool steels; d) high-speed tool steels. If not stated otherwise, this document applies to all types of hot-rolled, forged, cold-drawn or cold-rolled products or products produced by powder metallurgy, which are supplied in one of the surface and heat-treatment conditions given in 6.2 and Table 1. NOTE Tables 2, 4, 6 and 8 cover only those steels which have gained certain international importance, which does not mean, however, that they are available in all industrial countries. In addition, a number of other steels for tools are specified in regional, national or company standards. Where the heat resistance of the tools is of particular importance, as for example in the case of tools for hot forming glass, the material selection is based on ISO 4955.

Aciers à outils

Le présent document spécifie les exigences concernant les nuances des aciers ŕ outils corroyés suivants: a) aciers ŕ outils non alliés pour travail ŕ froid; b) aciers ŕ outils alliés pour travail ŕ froid; c) aciers ŕ outils alliés pour travail ŕ chaud; d) aciers rapides. Sauf spécification contraire dans la suite, la présent document s'applique ŕ tous les types de produits laminés ŕ chaud ou ŕ froid, forgés, ou étirés ŕ froid ou aux produits fabriqués par la métallurgie des poudres et qui possčdent ŕ la livraison l'un des états de surface et de traitement thermique spécifiés en 6.2 et dans le Tableau 1. NOTE Les Tableaux 2, 4, 6 et 8 ne prennent en compte que les aciers qui ont acquis une certaine renommée internationale, ce qui ne signifie pas toutefois qu'ils soient disponibles dans tous les pays industriels. De plus, un certain nombre d'autres aciers ŕ outils sont décrits dans des normes régionales, nationales ou d'entreprises. Lorsque la résistance ŕ la chaleur des outils est un facteur d'une importance particuličre, comme par exemple dans le cas des outils pour le façonnage ŕ chaud du verre, le choix du matériau est basé sur l'ISO 4955.

General Information

Status
Published
Publication Date
21-Jun-2018
Current Stage
6060 - International Standard published
Start Date
25-May-2018
Completion Date
22-Jun-2018
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Effective Date
23-Jan-2016

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Standard
ISO 4957:2018 - Tool steels
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ISO 4957:2018 - Aciers a outils
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 4957
Third edition
2018-06
Tool steels
Aciers à outils
Reference number
ISO 4957:2018(E)
ISO 2018
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ISO 4957:2018(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2018

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be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

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Published in Switzerland
ii © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 4957:2018(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 2

4 Classification and designation ............................................................................................................................................................... 2

4.1 Classification ............................................................................................................................................................................................. 2

4.2 Designation ................................................................................................................................................................................................ 2

5 Information to be supplied by the purchaser......................................................................................................................... 3

5.1 Mandatory information ................................................................................................................................................................... 3

5.2 Options ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.3 Ordering example ................................................................................................................................................................................. 3

6 Manufacturing process ................................................................................................................................................................................. 3

6.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 3

6.2 Heat-treatment condition and surface condition on delivery ........................................................................ 4

6.2.1 General .................................................................................................................................................................................... 4

6.2.2 Heat-treatment condition ........................................................................................................................................ 4

6.2.3 Surface condition ............................................................................................................................................................. 4

7 Requirements .......................................................................................................................................................................................................... 4

7.1 General requirements ....................................................................................................................................................................... 4

7.2 Chemical composition and mechanical properties ................................................................................................. 4

7.3 Surface quality ......................................................................................................................................................................................... 4

7.4 Shape, dimensions and tolerances ......................................................................................................................................... 5

8 Inspection, testing and conformance of products.............................................................................................................. 5

8.1 Inspection and testing procedures and types of inspection documents ............................................... 5

8.2 Specific inspection and testing .................................................................................................................................................. 6

8.2.1 Number of sample products .................................................................................................................................. 6

8.2.2 Sampling.................................................................................................................................................................................. 6

8.2.3 Test methods ....................................................................................................................................................................... 6

8.2.4 Retests ....................................................................................................................................................................................... 6

8.2.5 Sorting and reprocessing .......................................................................................................................................... 7

9 Marking .......................................................................................................................................................................................................................... 7

10 Tables ............................................................................................................................................................................................................................... 7

11 Location of test pieces in the hardening test ......................................................................................................................17

11.1 Product diameter or thickness ≥ 15 mm .......................................................................................................................17

11.2 Product diameter or thickness < 15 mm .......................................................................................................................18

Annex A (informative) Hardness-tempering temperature curves......................................................................................19

Annex B (normative) Supplementary or special requirements ............................................................................................29

Annex C (informative) Designations of comparable steels .........................................................................................................31

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................33

© ISO 2018 – All rights reserved iii
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ISO 4957:2018(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO’s adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following

URL: www .iso .org/iso/foreword .html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 17, Steel, Subcommittee SC 4, Heat

treatable and alloy steels.

This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 4957:1999), which has been technically

revised.
The main changes compared with the previous edition are as follows:
— the delivery condition normalized/normalized rolled has been introduced;
— for surface quality, ISO 9443 for bars and ISO 7788 for plates now apply;
— an additional clause for sorting and reprocessing has been introduced;
— the normative references have been updated.
iv © ISO 2018 – All rights reserved
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 4957:2018(E)
Tool steels
1 Scope

This document specifies requirements for the following grades of wrought tool steels:

a) non-alloy cold-work tool steels;
b) alloy cold-work tool steels;
c) alloy hot-work tool steels;
d) high-speed tool steels.

If not stated otherwise, this document applies to all types of hot-rolled, forged, cold-drawn or cold-

rolled products or products produced by powder metallurgy, which are supplied in one of the surface

and heat-treatment conditions given in 6.2 and Table 1.

NOTE Tables 2, 4, 6 and 8 cover only those steels which have gained certain international importance, which

does not mean, however, that they are available in all industrial countries. In addition, a number of other steels

for tools are specified in regional, national or company standards.

Where the heat resistance of the tools is of particular importance, as for example in the case of tools for

hot forming glass, the material selection is based on ISO 4955.
2 Normative references

The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content

constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For

undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.

ISO 377, Steel and steel products — Location and preparation of samples and test pieces for mechanical testing

ISO 404, Steel and steel products — General technical delivery requirements
ISO 1035-1, Hot-rolled steel bars — Part 1: Dimensions of round bars
ISO 1035-3, Hot-rolled steel bars — Part 3: Dimensions of flat bars
ISO 1035-4:1982, Hot-rolled steel bars — Part 4: Tolerances
ISO 4885, Ferrous materials — Heat treatments — Vocabulary

ISO 4948-1, Steels — Classification — Part 1: Classification of steels into unalloyed and alloy steels based

on chemical composition
ISO/TS 4949, Steel names based on letter symbols
ISO 6506-1, Metallic materials — Brinell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6508-1, Metallic materials — Rockwell hardness test — Part 1: Test method
ISO 6929, Steel products — Vocabulary
ISO 7452:2013, Hot rolled steel plates — Tolerances on dimensions and shape

ISO 7788, Steel — Surface finish of hot-rolled plates and wide flats — Delivery requirements

ISO 9443, Surface quality classes for hot-rolled bars and wire rod
© ISO 2018 – All rights reserved 1
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ISO 4957:2018(E)
ISO/TR 9769, Steel and iron — Review of available methods of analysis
ISO 10474, Steel and steel products — Inspection documents

ISO 14284, Steel and iron — Sampling and preparation of samples for the determination of chemical

composition

ISO 17577, Steel — Ultrasonic testing of steel flat products of thickness equal to or greater than 6 mm

3 Terms and definitions

For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 4885, ISO 4948-1 and ISO 6929

and the following apply.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.1
tool steel

special steel suitable for working or processing of materials, for handling and measuring workpieces

and, for this purpose, exhibiting high hardness and wear resistance and/or toughness

3.2
cold-work tool steel

non-alloy or alloy tool steel (3.1) for applications in which the surface temperature is generally

below 200 °C
3.3
hot-work tool steel

alloy tool steel (3.1) for applications in which the surface temperature is generally over 200 °C

3.4
high-speed tool steel

steel used mainly for machining and for forming processes and which, because of the chemical

composition, has the highest high-temperature hardness and temper resistance up to about 600 °C

4 Classification and designation
4.1 Classification

The classification of the relevant steel grades shall be in accordance with ISO 4948-1.

4.2 Designation

For the steel grades covered by this document, the steel names, as given in the relevant tables, shall be

allocated in accordance with ISO/TS 4949.
For information on designation of comparable steels, see Annex C.
2 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 4957:2018(E)
5 Information to be supplied by the purchaser
5.1 Mandatory information

The manufacturer shall obtain the following information from the purchaser at the time of enquiry

and order:
a) the quantity to be delivered;
b) the product form (e.g. round bar);

c) either the dimensional standard and the dimensions and tolerances selected from it (see 7.4) or any

other document covering the dimensions and tolerances required for the product;
d) the reference to this document, i.e. ISO 4957;
e) the designation of the steel type (see Tables 2, 4, 6 and 8);

f) the symbol for the heat-treatment condition on delivery (see Table 1) and, if the products are to be

delivered in the quenched and tempered condition, the hardness values required;
g) the type of inspection document in accordance with ISO 10474.
5.2 Options

A number of options are specified in this document and listed below. If the purchaser does not indicate

the wish to implement any of these options, the products shall be supplied in accordance with the basic

specifications of this document (see 5.1):

a) if a surface condition other than “hot worked” or a special surface quality is required, the surface

condition (see 6.2.3) and the surface quality (see 7.3);

b) any supplementary requirement that shall be complied with, the symbol and, where necessary, the

details of this supplementary requirement (in accordance with Annex B).
5.3 Ordering example

EXAMPLE 2 t hot-rolled round bars in accordance with ISO 1035-1; with a nominal diameter of 30,0 mm;

with a nominal length of 4 000 mm; with a tolerance on diameter of ±0,30 mm (class S of ISO 1035-4:1982); with

a tolerance on length of +10 mm (class L2 of ISO 1035-4:1982); all other tolerances as given in ISO 1035-4 for

normal cases, surface as hot worked made of steel grade in accordance with this document, type X153CrMoV12

(see Table 4); heat-treatment condition: annealed (soft annealed) (symbol +A, see Table 1); with an inspection

certificate 3.1 (see ISO 10474).
2 t rounds ISO 1035-1 and -4 – 30,0 S x 4000 L2
Steel ISO 4957-X153CrMoV12+A
ISO 10474 – 3.1
6 Manufacturing process
6.1 General

The manufacturing process of the steel and the products is left to the discretion of the manufacturer,

with the restrictions given in 6.2. Upon request, the purchaser shall be informed what steel making

process is being used.
© ISO 2018 – All rights reserved 3
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ISO 4957:2018(E)
6.2 Heat-treatment condition and surface condition on delivery
6.2.1 General

The heat-treatment and surface conditions of the products shall comply with the agreements made at

the time of ordering.
6.2.2 Heat-treatment condition
The heat-treatment conditions are given in Table 1.

Unless otherwise specified in the order, the tool steels [except C45U (Table 2), 35CrMo7, X38CrMo16

and 40CrMnNiMo8-6-4 (Table 4), 55NiCrMoV7 (Table 6)] are delivered in the annealed condition.

6.2.3 Surface condition
Usual surface conditions are
a) the hot-rolled or forged condition (= as hot worked),
b) the machined (ground, polished, turned, peeled or milled) condition, and
c) the cold-reduced condition.

Unless otherwise agreed at the time of enquiry and order, the products shall be delivered in the surface

condition hot worked.
7 Requirements
7.1 General requirements

In addition to this document, the general technical delivery requirements of ISO 404 apply.

7.2 Chemical composition and mechanical properties

Table 1 gives a survey of combinations of usual heat-treatment conditions at delivery and requirements

according to Tables 2 to 9 (chemical composition, hardness).
For hardness-tempering temperature curves of the steels, see Annex A.

For hardness penetration depth of non-alloy cold-work tool steels, see Table 2, footnote c.

7.3 Surface quality

7.3.1 All products shall have a smooth surface finish appropriate to the manufacturing processes

applied. Minor surface imperfections, which also may occur under normal manufacturing conditions,

such as prints originating from rolled-in scale, are not to be regarded as defects.

Bars shall be delivered with surface class A in accordance with ISO 9443 unless otherwise agreed at

the time of enquiry and order. Plates shall be delivered in accordance with ISO 7788 unless otherwise

agreed at the time of enquiry and order.

7.3.2 Ground, polished or finished-machined products shall be free from surface imperfections and

surface decarburization.
4 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 4957:2018(E)

7.3.3 Hot-rolled, forged, cold-drawn or rough-machined products shall be ordered with sufficient

material to be removed from all surfaces by machining or grinding to allow for
a) surface decarburization, and
b) surface imperfections.

Providing no International Standard for the machining allowances of tool steels is available, the

allowances shall be agreed at the time of enquiry and order.
7.4 Shape, dimensions and tolerances

The shape, dimensions and tolerances of the products shall comply with the requirements agreed upon

at the time of enquiry and order. The agreements shall, as far as possible, be based on corresponding

International Standards or, otherwise, on suitable national standards.

For rolled flat and round bars, the following International Standards that cover dimensions and/or

tolerances for products included in this document shall apply: ISO 1035-1, ISO 1035-3 and ISO 1035-4.

For hot rolled plates ISO 7452:2013, Annex A class A shall apply if not otherwise agreed.

NOTE By agreement, the tolerances can be all plus or other disposition than equal plus/minus.

8 Inspection, testing and conformance of products
8.1 Inspection and testing procedures and types of inspection documents

8.1.1 Products complying with this document shall be ordered and delivered with one of the inspection

documents as specified in ISO 10474. The type of document shall be agreed upon at the time of enquiry

and order. If the order does not contain any specification of this type, a test report 2.2 shall be issued.

8.1.2 If, in accordance with the agreements made at the time of enquiry and order, a test report 2.2 is

to be provided, this shall cover

a) the statement that the material complies with the requirements of the order, and

b) the results of the cast analysis for all elements specified for the type of steel supplied.

8.1.3 If, in accordance with the agreements in the order, an inspection certificate 3.1 or 3.2 is to be

provided, the specific inspections and tests described in 8.2 shall be carried out and their results shall be

certified in the document.
In addition the document shall cover

a) the results of the cast analysis provided by the manufacturer for all elements specified for the steel

type concerned,

b) the results of all inspections and tests ordered by supplementary requirements (in accordance

with Annex B), and

c) the symbol letters of numbers connecting the inspection documents, the test pieces and products

to each other.
© ISO 2018 – All rights reserved 5
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ISO 4957:2018(E)
8.2 Specific inspection and testing
8.2.1 Number of sample products
8.2.1.1 Chemical composition
The cast analysis is given by the manufacturer. For product analysis, see B.2.
8.2.1.2 Mechanical properties
8.2.1.2.1 One sample product per test unit shall be tested.

8.2.1.2.2 For material delivered in the annealed or annealed and cold rolled or annealed and cold drawn

condition, the test unit shall consist of products from the same cast and the same heat-treatment batch.

In the case of material heat treated in a continuous furnace, a heat-treatment batch is regarded as the

quantity of products (of the same cast and dimensions) that, without any interruptions, underwent

constant treatment conditions (same furnace temperature, atmosphere and transportation speed)

through the furnace.

8.2.1.2.3 For material delivered in the quenched and tempered condition, the test unit shall consist of

products from the same cast, heat-treatment and thickness.

However, if the manufacturer verifies that the thickness has no significant effect on the hardness in the

quenched and tempered condition, then different thicknesses may be covered in a test unit.

In the case of material heat treated in a continuous furnace, a heat-treatment batch is regarded as the

quantity of products (of the same cast and dimensions) that, without any interruptions, underwent

constant treatment conditions (same furnace temperature, atmosphere and transportation speed)

through the furnace.
8.2.1.3 Inspection of the surface quality

Unless otherwise agreed when ordering (see B.5), the number of products to be inspected for surface

quality is left to the discretion of the manufacturer.
8.2.1.4 Dimensional inspection

Unless otherwise agreed when ordering (see B.6), the number of products to be inspected for their

shape and dimensions is left to the discretion of the manufacturer.
8.2.2 Sampling

The general conditions for selection and preparation of samples and test pieces shall be in accordance

with ISO 377 and ISO 14284.

For the Brinell hardness test, the surface of the sample product or of a test piece taken from the sample

product in the delivery condition shall be prepared in accordance with the requirements of ISO 6506-1.

8.2.3 Test methods
The Brinell hardness test shall be made in accordance with ISO 6506-1.

Unless otherwise agreed (see B.5), the surface quality shall be inspected visually.

8.2.4 Retests
For retests, ISO 404 shall apply.
6 © ISO 2018 – All rights reserved
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ISO 4957:2018(E)
8.2.5 Sorting and reprocessing
For sorting and reprocessing, ISO 404 shall apply.
9 Marking

The manufacturer shall mark the products or the bundles or boxes containing the products in a suitable

way, so that the identification of the cast, the steel type and the origin of the delivery is possible (see B.9).

10 Tables
© ISO 2018 – All rights reserved 7
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ISO 4957:2018(E)
8 © ISO 2018 – All rights reserved

Table 1 — Combinations of heat-treatment conditions at delivery and requirements in accordance with Tables 2 to 9

1 2 3
1 Heat- Applicable requirements for
treatment
3.1 3.2 3.3 3.4
Symbol
condition at
delivery

non-alloy cold-work tool steels alloy cold-work tool steels hot-work tool steels high-speed tool steels

c c c c

2 Untreated +U Chemical Hardness — Chemical com- Hardness — Chemical com- Hardness — Chemical Hardness —

composition acc. to position acc. to acc. to position acc. to acc. to composition acc. to

b c c c c
3 Annealed (soft +A +A +A +A +A

acc. to Ta- Table 2 Tables 4 and 5 Table 4 Tables 6 and 7 Table 6 acc. to Ta- Table 8

annealed)
bles 2 and 3 bles 8 and 9
4 Annealed and +A+C +A and +A and +A and +A and
cold drawn footnote a footnote b to footnote b footnote c
c c c c
to Table 2 Table 4 to Table 6 to Table 8
Annealed and +A+CR
cold-rolled
e f f
5 Quenched and +QT — —
tempered
g f
6 Normalized +NT — — —
and tempered

In cases where no heat-treatment condition is specified at the time of ordering, the product will be delivered in the usual heat-treatment condition given in 6.2.2.

Most common heat-treatment condition at delivery.

In addition, the requirements for minimum hardness in the hardening test apply. For verification, see B.3.

Only for steels of Table 8.
Mainly for individually manufactured blocks for moulds and dies.
The hardness requirements are to be agreed at the time of enquiry and order.

Normalizing is performed either by normalizing in furnace or by normalizing forming.

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ISO 4957:2018(E)
© ISO 2018 – All rights reserved 9

Table 2 — Chemical composition (cast analysis) for non-alloy cold-work tool steels, annealed hardness, austenitizing temperature and

hardness in the hardened and tempered condition
Hardness
(annealed)
Mass fraction, % Hardening test
Steel name
Austenitizing Tempering Hardness
P S HBW temperature temperature HRC
Quenching
C Si Mn max. max. max. °C (±10 °C) medium °C (±10 °C) min.
b b
C45U 0,42 to 0,50 0,15 to 0,40 0,60 to 0,80 0,030 0,030 207 810 W 180 54
C70U 0,65 to 0,75 0,10 to 0,30 0,10 to 0,40 0,030 0,030 183 800 W 180 57
C80U 0,75 to 0,85 0,10 to 0,30 0,10 to 0,40 0,030 0,030 192 790 W 180 58
C90U 0,85 to 0,95 0,10 to 0,30 0,10 to 0,40 0,030 0,030 207 780 W 180 60
C105U 1,00 to 1,10 0,10 to 0,30 0,10 to 0,40 0,030 0,030 212 780 W 180 61
C120U 1,15 to 1,25 0,10 to 0,30 0,10 to 0,40 0,030 0,030 217 770 W 180 62

Elements not quoted in this table shall not be intentionally added to the steel without the agreement of the purchaser, other than for the purpose of finishing the heat. All reasonable

precautions shall be taken to prevent the addition from scrap or other materials used in manufacture, of such elements which affect the hardenability, mechanical properties and

applicability.

Hardness in the cold drawn condition (+A+C) may be 20 HBW higher than in the annealed (+A) condition.

This grade is used in the non-heat treated condition.

Steel grades C70U to C120U are due to their chemical composition shallow hardening steels. For diameters of 30 mm, the hardness penetration depth will be approximately

3 mm. Through hardening may only be achieved in diameters up to 10 mm.
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ISO 4957:2018(E)
10 © ISO 2018 – All rights reserved

Table 3 — Permissible deviations between specified cast analysis and product analysis for non-alloy cold-work tool steels (see Table 2)

Permissible deviations, mass fraction %
C Si Mn P S
±0,03 ±0,03 ±0,04 +0,005 +0,005

NOTE The deviations, other than when maxima only are specified, apply either above or below the specified limits of the range but not both above and below for the same element

from different sample products from the same cast. When maxima only are specified, the deviations are positive only. The values are valid only if the samples are selected in

accordance with ISO 14284, so that they represent the average composition of the cross-section of the product.

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ISO 4957:2018(E)
© ISO 2018 – All rights reserved 11
Table 4 — Chemical composition (cast analysis)
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 4957
Troisième édition
2018-06
Aciers à outils
Tool steels
Numéro de référence
ISO 4957:2018(F)
ISO 2018
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ISO 4957:2018(F)
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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ISO 4957:2018(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

1 Domaine d'application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 2

4 Classification et désignation .................................................................................................................................................................... 2

4.1 Classification ............................................................................................................................................................................................. 2

4.2 Désignation ................................................................................................................................................................................................ 2

5 Informations à fournir par l’acheteur ............................................................................................................................................ 3

5.1 Informations obligatoires .............................................................................................................................................................. 3

5.2 Options ........................................................................................................................................................................................................... 3

5.3 Exemple de commande .................................................................................................................................................................... 3

6 Procédés de fabrication ................................................................................................................................................................................ 3

6.1 Généralités .................................................................................................................................................................................................. 3

6.2 État de traitement thermique et état de surface à la livraison ...................................................................... 4

6.2.1 Généralités ............................................................................................................................................................................ 4

6.2.2 État de traitement thermique ............................................................................................................................... 4

6.2.3 État de surface.................................................................................................................................................................... 4

7 Exigences ...................................................................................................................................................................................................................... 4

7.1 Exigences générales ............................................................................................................................................................................ 4

7.2 Composition chimique et propriétés mécaniques.................................................................................................... 4

7.3 Qualité de surface ................................................................................................................................................................................. 4

7.4 Forme, dimensions et tolérances ............................................................................................................................................ 5

8 Contrôle, essai et conformité des produits ............................................................................................................................... 5

8.1 Contrôle, méthodes d'essai et types de documents de contrôle .................................................................. 5

8.2 Contrôle et essais spécifiques .................................................................................................................................................... 6

8.2.1 Nombre d'échantillons ............................................................................................................................................... 6

8.2.2 Échantillonnage ................................................................................................................................................................ 6

8.2.3 Méthodes d'essai .................. .................................................... ........................................................................................ 6

8.2.4 Contre-essais ....................................................................................................................................................................... 7

8.2.5 Tri et retraitement .......................................................................................................................................................... 7

9 Marquage ...................................................................................................................................................................................................................... 7

10 Tableaux ........................................................................................................................................................................................................................ 7

11 Emplacement des éprouvettes pour l'essai de trempabilité ...............................................................................17

11.1 Diamètre ou épaisseur du produit ≥ 15 mm ..............................................................................................................17

11.2 Diamètre ou épaisseur du produit < 15 mm ..............................................................................................................18

Annexe A (informative) Courbes dureté/température de revenu ......................................................................................20

Annexe B (normative) Exigences spéciales ou supplémentaires .........................................................................................30

Annexe C (informative) Désignations des aciers comparables ..............................................................................................32

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................34

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ISO 4957:2018(F)
Avant-propos

L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux.

L'ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d'approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/directives).

L'attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l'élaboration du document sont indiqués dans l'Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l'ISO (voir www .iso .org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l'adhésion

de l'ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 17, Acier SC 4, Aciers pour traitement

thermique et aciers alliés.

Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 4957:1999), qui a fait l'objet d'une

révision technique.

Les modifications principales suivantes ont été apportées par rapport à la précédente édition:

— l'état de livraison normalisé/laminage normalisant a été introduit;

— la norme ISO 9443 pour les barres et la norme ISO 7788 pour les plaques s’appliquent pour la qualité

de surface;

— un article supplémentaire concernant le tri et le retraitement a été introduit;

— les références normatives ont été révisées.
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NORME INTERNATIONALE ISO 4957:2018(F)
Aciers à outils
1 Domaine d'application

Le présent document spécifie les exigences concernant les nuances des aciers à outils corroyés suivants:

a) aciers à outils non alliés pour travail à froid;
b) aciers à outils alliés pour travail à froid;
c) aciers à outils alliés pour travail à chaud;
d) aciers rapides.

Sauf spécification contraire dans la suite, la présent document s'applique à tous les types de produits

laminés à chaud ou à froid, forgés, ou étirés à froid ou aux produits fabriqués par la métallurgie des

poudres et qui possèdent à la livraison l'un des états de surface et de traitement thermique spécifiés en

6.2 et dans le Tableau 1.

NOTE Les Tableaux 2, 4, 6 et 8 ne prennent en compte que les aciers qui ont acquis une certaine renommée

internationale, ce qui ne signifie pas toutefois qu'ils soient disponibles dans tous les pays industriels. De plus, un

certain nombre d'autres aciers à outils sont décrits dans des normes régionales, nationales ou d'entreprises.

Lorsque la résistance à la chaleur des outils est un facteur d'une importance particulière, comme par

exemple dans le cas des outils pour le façonnage à chaud du verre, le choix du matériau est basé sur

l'ISO 4955.
2 Références normatives

Les documents suivants cités dans le texte constituent, pour tout ou partie de leur contenu, des

exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique. Pour les

références non datées, la dernière édition du document de référence s’applique (y compris les éventuels

amendements).

ISO 377, Acier et produits en acier — Position et préparation des échantillons et éprouvettes pour essais

mécaniques

ISO 404, Aciers et produits sidérurgiques — Conditions générales techniques de livraison

ISO 1035-1, Barres en acier laminées à chaud — Partie 1: Dimensions des barres rondes

ISO 1035-3, Barres en acier laminées à chaud — Partie 3: Dimensions des barres plates

ISO 1035-4:1982, Barres en acier laminées à chaud — Partie 4: Tolérances
ISO 4885, Matériaux ferreux — Traitements thermiques — Vocabulaire

ISO 4948-1, Aciers — Classification — Partie 1: Classification en aciers alliés et en aciers non alliés basée

sur la composition chimique
ISO/TS 4949, Désignations des aciers fondées sur des lettres symboles

ISO 6506-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Brinell — Partie 1: Méthode d'essai

ISO 6508-1, Matériaux métalliques — Essai de dureté Rockwell — Partie 1: Méthode d'essai

ISO 6929, Produits en acier — Vocabulaire
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ISO 4957:2018(F)

ISO 7452:2013, Tôles en acier laminées à chaud — Tolérances sur les dimensions et la forme

ISO 7788, Acier — État de surface des tôles et larges-plats laminés à chaud — Conditions de livraison

ISO 9443, Classes de qualité de surface des barres et fils-machine laminés à chaud

ISO/TR 9769, Aciers et fontes — Vue d'ensemble des méthodes d'analyse disponibles

ISO 10474, Aciers et produits sidérurgiques — Documents de contrôle

ISO 14284, Fontes et aciers — Prélèvement et préparation des échantillons pour la détermination de la

composition chimique

ISO 17577, Aciers — Contrôle ultrasonore des produits plats en acier d'épaisseur égale ou supérieure à 6 mm

3 Termes et définitions

Pour les besoins du présent document, les termes et les définitions des ISO 4885, ISO 4948-1 et ISO 6929,

ainsi que les suivants, s’appliquent.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.1
aciers à outils

aciers spéciaux qui conviennent au travail ou à la transformation de matériaux, à la manutention et au

mesurage des pièces à façonner, et qui doivent pour cela présenter une dureté élevée et être résistants

à l'usure et/ou tenaces.
3.2
aciers à outils pour travail à froid

aciers à outils (3.1) alliés ou non alliés destinés aux applications dans lesquelles la température de

surface est généralement inférieure à 200 °C
3.3
aciers à outils pour travail à chaud

aciers à outils (3.1) alliés destinés aux applications dans lesquelles la température de surface est

généralement supérieure à 200 °C
3.4
aciers à outils rapides

acier utilisés principalement pour l'usinage et le formage et qui, de par la composition chimique, possède

la dureté et la résistance après trempe la plus élevée à haute température, jusqu'à environ 600 °C.

4 Classification et désignation
4.1 Classification

La classification des qualités d'acier concernées doit être conforme à la norme ISO 4948-1

4.2 Désignation

Pour les catégories d'acier couvertes par la présente norme, les noms d'acier, tels qu'indiqués dans les

tableaux correspondants, doivent être attribués conformément à l’ISO/TS 4949.

Pour plus d'informations sur la désignation des aciers comparables, voir l'Annexe C.

2 © ISO 2018 – Tous droits réservés
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ISO 4957:2018(F)
5 Informations à fournir par l’acheteur
5.1 Informations obligatoires

Le fournisseur doit obtenir auprès du client au moment de l’appel d’offres ou de la commande les

éléments suivants:
a) la quantité à livrer.
b) la forme du produit (par exemple, barre);

c) soit la norme dimensionnelle et les dimensions et tolérances qui y ont été choisies (voir 7.4), ou de

tout autre document comportant les dimensions et tolérances requises pour le produit;

d) la référence à ce document, c’est-à-dire ISO 4957;
e) la désignation de l'acier (voir Tableaux 2, 4, 6 et 8);

f) le symbole de l'état du traitement thermique à la livraison (voir Tableau 1) et, si les produits doivent

être livrés à l'état trempé et revenu, les valeurs de dureté requises;
g) le type de document de contrôle requis conforme à l’ISO 10474.
5.2 Options

Un certain nombre d'options sont spécifiées dans ce document et énumérées ci-dessous. Si l'acheteur

n'indique pas le souhait de mettre en œuvre une de ces options, les produits doivent être fournis

conformément aux spécifications de base de ce document (voir 5.1):

a) Si un état de surface autre que «transformé à chaud» ou si une qualité spéciale d'état de surface est

requise (voir 6.2.3) et la qualité de surface (voir 7.3);

b) Toute exigence supplémentaire devra être respectée avec le symbole, et le cas échéant, les détails

de cette exigence supplémentaire (conforme à l’Annexe B).
5.3 Exemple de commande

EXEMPLE 2 t barres rondes laminées à chaud conformément à l'ISO 1035-1; avec un diamètre nominal de

30 mm; avec une longueur nominale de 4 000 mm; avec une tolérance de ± 0,3 mm sur le diamètre (classe S

de l'ISO 1035-4:1982); avec une tolérance de + 10 mm sur la longueur (classe L2 de l'ISO 1035-4:1982); toute

autre tolérance énoncée dans l'ISO 1035-4, pour les cas habituels; surface transformée à chaud conformément

à ce document, nuance X153CrMoV12 (voir Tableau 4); état de traitement thermique: recuit (adoucissement)

(symbole +A, voir Tableau 1); avec un certificat de réception 3.1 (voir ISO 10474).

2t ronds ISO 1035-1 et 4 – 30,0 S x 4 000 L2
Acier ISO 4957-X153CrMoV12+A
ISO 10474 – 3.1
6 Procédés de fabrication
6.1 Généralités

Le procédé d'élaboration de l'acier et de fabrication des produits est laissé à l'initiative du producteur,

avec les restrictions énumérées en 6.2. Sur sa demande, l'acheteur doit être informé du procédé

d'élaboration de l'acier utilisé.
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ISO 4957:2018(F)
6.2 État de traitement thermique et état de surface à la livraison
6.2.1 Généralités

L'état de traitement thermique et l'état de surface des produits doivent satisfaire aux accords passés au

moment de la commande.
6.2.2 État de traitement thermique
Les états de traitement thermique sont donnés dans le Tableau 1.

Sauf spécification contraire à la commande, les aciers à outils (à part C45U (Tableau 2), 35CrMo7,

X38CrMo16 et 40CrMnNiMo8-6-4 (Tableau 4) 55NiCrMoV7(Tableau 6) sont livrés à l'état recuit.

6.2.3 État de surface
Les états de surface habituels sont

a) surface brute de laminage à chaud ou de forgeage (c'est-à-dire transformée à chaud);

b) surface usinée (meulée, polie, tournée, écroûtée ou fraisée) et
c) surface obtenue par déformation à froid.

Sauf accord contraire au moment de l'appel d’offre et de la commande, les produits doivent être livrés à

l'état de surface transformé à chaud.
7 Exigences
7.1 Exigences générales

En complément de ce document, les conditions techniques générales de livraison définies dans

l'ISO 404 s’appliquent.
7.2 Composition chimique et propriétés mécaniques

Le Tableau 1 donne une vue d’ensemble des combinaisons d'états de traitements thermiques habituels à

la livraison, et des exigences selon les Tableaux 2 à 9 (composition chimique, dureté).

Pour les courbes dureté/température de revenu des aciers, voir l’Annexe A.

Pour la profondeur de la pénétration de trempe des aciers à outils non alliés pour travail à froid, voir

Tableau 2, note de bas de tableau c.
7.3 Qualité de surface

7.3.1 Tous les produits doivent avoir une finition de surface lisse appropriée aux procédés de

fabrication appliqués. Les imperfections superficielles mineures, qui peuvent également se produire

dans des conditions normales de fabrication, telles que les empreintes provenant d’incrustations de

calamine, ne doivent pas être considérées comme des défauts.

Les barres doivent être livrées avec la classe de surface A en conformité avec l’ISO 9443, sauf accord

contraire au moment de l'appel d’offre et de la commande. Les plaques doivent être livrées en

conformité conformément à la norme ISO 7788, sauf accord contraire au moment de l'appel d’offre et de

la commande.

7.3.2 Les produits meulés, polis ou tournés doivent être exempts de défauts et de décarburation

superficiels
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ISO 4957:2018(F)

7.3.3 Les produits laminés à chaud, forgés, étirés à froid ou pré-usinés doivent être commandés avec

une surépaisseur suffisante pour permettre un enlèvement de métal par usinage ou par meulage sur

toutes les surfaces en cas de:
a) décarburation superficielle, et
b) défauts superficiels.

Si aucune Norme internationale n'est disponible sur les tolérances d'usinage des aciers à outils, celles-ci

doivent faire l'objet d'un accord au moment de l'appel d'offres et de la commande.

7.4 Forme, dimensions et tolérances

La forme, les dimensions et les tolérances des produits doivent répondre aux exigences qui ont fait l'objet

d'un accord au moment de l'appel d'offres et de la commande. Les accords doivent, dans la mesure du

possible, être basés sur les Normes internationales correspondantes ou sinon, sur les normes nationales

appropriées.

Pour les barres laminées plates ou rondes, les normes internationales suivantes qui couvrent les

dimensions et/ou les tolérances pour les produits de ce document s’appliquent: l'ISO 1035-1, l'ISO 1035-3

et l'ISO 1035-4.

Pour les plaques laminées à chaud, l’ISO 7452:2013 Annexe A classe A doit s'appliquer, sauf accord

contraire.

NOTE Par convention, les tolérances peuvent être toutes données en plus, ou selon des dispositions autres

que «également réparties, en plus ou en moins».
8 Contrôle, essai et conformité des produits
8.1 Contrôle, méthodes d'essai et types de documents de contrôle

8.1.1 Les produits conformes à ce document doivent être commandés et livrés avec l'un des documents

d'inspection spécifiés dans l'ISO 10474. Le type de document doit être convenu au moment de l'appel

d'offres et de la commande. Si la commande ne contient aucune spécification de ce type, un relevé de

contrôle 2.2 sera émis.

8.1.2 Si un relevé de contrôle 2.2 doit être fourni, conformément aux accords passés au moment de

l'appel d'offres et de la commande, il devra comprendre les éléments suivants.

a) une attestation de la conformité du matériau avec les exigences de la commande et

b) les résultats de l'analyse sur coulée pour tous les éléments spécifiés pour la nuance d'acier fourni.

8.1.3 Si un certificat de réception 3.1 ou 3.2 doit être fourni, conformément aux accords à la commande,

les essais et contrôles spécifiques décrits en 8.2 doivent être effectués et leurs résultats doivent être

notés dans le document.
De plus, le document doit comprendre les éléments suivants:

a) les résultats de l'analyse sur coulée fournie par le producteur pour tous les éléments spécifiés pour

la nuance d'acier concernée,

b) les résultats de tous les contrôles et essais découlant des exigences supplémentaires (conforme à

l’Annexe B), et

c) les symboles alphabétiques ou numériques reliant entre eux les documents de contrôle, les pièces

d’essai et les produits.
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ISO 4957:2018(F)
8.2 Contrôle et essais spécifiques
8.2.1 Nombre d'échantillons
8.2.1.1 Composition chimique

L'analyse sur coulée est donnée par le producteur. Pour l'analyse sur produit, voir B.2.

8.2.1.2 Caractéristiques mécaniques
8.2.1.2.1 Un échantillon doit être soumis à essai par unité de réception

8.2.1.2.2 Pour le matériau livré à l'état recuit ou recuit et laminé à froid ou recuit et étiré à froid, l'unité

de réception doit être constituée de produits issus de la même coulée et du même lot de traitement

thermique.

Dans le cas d'un matériau traité en four continu, un lot de traitement thermique est considéré comme

la quantité de produits (de même coulée et de mêmes dimensions) qui sans aucune interruption a subi

un traitement thermique continu (même température de four, même atmosphère et même vitesse de

déplacement) dans ce four.

8.2.1.2.3 Pour un matériau livré à l'état trempé et revenu, l'unité de réception doit être constituée de

produits de la même coulée, de même traitement thermique et de même épaisseur.

Toutefois, si le producteur confirme que l'épaisseur n'a aucun effet direct sur la dureté à l'état trempé et

revenu, alors une même unité de réception peut couvrir différentes épaisseurs.

Dans le cas d'un matériau traité en four continu, un lot de traitement thermique est considéré comme

la quantité de produits (de même coulée et de mêmes dimensions) qui sans aucune interruption a subi

un traitement thermique continu (même température de four, même atmosphère et même vitesse de

déplacement) dans ce four.
8.2.1.3 Contrôle de la qualité de surface

Sauf convention contraire lors de la commande (voir B.5), le nombre de produits dont la qualité de

surface doit être contrôlée est laissé à l'initiative du producteur.
8.2.1.4 Contrôle des dimensions

Sauf convention contraire lors de la commande (voir B.6), le nombre des produits dont la forme et les

dimensions doivent être contrôlées est laissé à l'initiative du producteur.
8.2.2 Échantillonnage

Les conditions générales pour la sélection et la préparation des échantillons et des éprouvettes d'essai

doivent être conformes à l'ISO 377 et l'ISO 14284.

Pour l'essai de dureté Brinell, la surface de l'échantillon ou de l'éprouvette d'essai provenant de

l'échantillon à l'état de livraison, doit être préparée conformément aux exigences de l'ISO 6506-1.

8.2.3 Méthodes d'essai
L'essai de dureté Brinell doit être réalisé conformément à l'ISO 6506-1.

Sauf accord contraire (voir B.5), la qualité de la surface est contrôlée visuellement.

6 © ISO 2018 – Tous droits réservés
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8.2.4 Contre-essais
Pour les contre-essais, l'ISO 404 doit s'appliquer.
8.2.5 Tri et retraitement
Pour le tri et le retraitement, l'ISO 404 doit s'appliquer.
9 Marquage

Le producteur doit convenablement marquer les produits, fardeaux ou caisses contenant les produits,

afin de permettre l'identification de la coulée, de la nuance d'acier et de l'origine de la livraison (voir B.9).

10 Tableaux
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8 © ISO 2018 – Tous droits réservés

Tableau 1 — Combinaisons des conditions de traitement thermique à la livraison et des exigences conformément aux Tableaux 2 à 9

1 2 3
Exigences applicables aux
État de
traitement Sym-
3.1 3.2 3.3
3.4
thermique à bole

Aciers à outils non alliés pour Aciers à outils alliés pour tra- Aciers à outils pour travail à

Aciers rapides
la livraison
travail à froid vail à froid chaud
c c c c

2 Non traité +U Compo- Dureté — Compo- Dureté — Composition Dureté — Compo- Dureté —

sition conformé- sition conformé- chimique conformé- sition conformé-
Recuit (adou-
b c c c c

3 +A chimique ment au +A chimique ment au +A conformé- ment au +A chimique ment au +A

cissement)

conformé- Tableau 2, conformé- Tableau 4, ment aux Tableau 6, conformé- Tableau 8,

Recuit et ment aux ment aux Tableaux 6 ment aux colonne
+A et
4 +A +C
+A et +A et +A et note
étiré à froid
Tableaux 2 Tableaux 4 c et 7 Tableaux 8
note du
note b du note du c du Ta-
et 3 et 5 et 9
Ta-
Recuit et lami- +AC
c c c
Tableau 2 Tableau 6 bleau 8
d d bleau 4
né à froid +CR
Trempé et
e f f
5 + QT — —
revenu
Normalisé
6 +NT — — —
et revenu

Dans le cas où aucune condition de traitement thermique n’est spécifiée au moment de la commande, le produit sera livré dans la condition de traitement thermique courante

donnée en 6.2.2.
État de traitement thermique à la livraison le plus fréquent.

De plus, les exigences concernant la dureté minimale dans l'essai de dureté s'appliquent. Pour vérification voir B.3.

Uniquement pour les aciers du Tableau 8.

Principalement pour les blocs fabriqués individuellement pour les moules et les matrices.

Les exigences de dureté doivent faire l'objet d'un accord au moment de l'appel d'offres et de la commande.

La normalisation est réalisée soit par normalisation dans un four soit par normalisation par déformation.

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Table 2 — Composition chimique (analyse de coulée), dureté à l'état recuit, température de trempe et dureté à l'état trempé et revenu pour

les aciers à outils non
...

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