Une classe de qualité est en partie une température, et un arc la dépasse

Le document est l’ISO 898-1:2013, et la partie pertinente est l’article 6, qui commence par dire précisément à quoi sert le tableau 2 : il spécifie les limites de composition chimique des aciers et les températures minimales de revenu pour les différentes classes de qualité des vis, boulons et goujons. Composition et température, dans un même tableau, pour définir la même chose.

Une réserve avant les chiffres. Le fil portait sur une nuance de la série en pouces, et nous disposons du document ISO, pas de la norme en pouces ; aucun chiffre de la norme en pouces n’apparaît donc sur cette page, et rien ici ne convertit un système de classes dans l’autre. Ce qui se transpose, c’est le raisonnement, car les deux systèmes classent ces fixations par trempe et revenu.

Ce que fixe réellement le tableau 2

La ligne 10.9 comporte les trois mêmes voies de matériau, et sa case de température de revenu était masquée par le filigrane sur l’exemplaire que nous avons lu ; elle n’est donc pas citée ici. Le raisonnement n’en a pas besoin.

Lisez la dernière colonne de haut en bas. En dessous de 8.8, il n’y a rien à indiquer, car ces classes ne sont pas du tout définies par une trempe et un revenu. À partir de 8.8 figure un chiffre, et un chiffre dans une colonne de minimum est un plancher que le fabricant devait franchir. C’est ce point qui mérite qu’on s’y arrête : la classe a été attribuée en partie sur la base d’une température à laquelle la pièce a été portée et qu’elle n’a ensuite, implicitement, plus dépassée.

La note qui dit ce qu’il y a vraiment dedans

Aux classes 8.8, 9.8, 10.9 et 12.9 se rattache une note qui décrit la microstructure plutôt que la chimie. Le matériau doit avoir une trempabilité suffisante pour garantir une structure composée d’environ 90 pour cent de martensite à cœur des sections filetées, à l’état trempé, avant revenu.

La martensite est ce que produit la trempe et ce que le revenu détend ensuite en partie. La norme décrit un état atteint délibérément et maintenu. Une soudure ne consulte pas cette description. Elle applique son propre cycle thermique à un petit volume et laisse le métal environnant décider de la vitesse de refroidissement, et la norme ne dit rien de ce que devrait être le résultat, parce qu’elle n’a jamais décrit un acier que l’on pourrait reclasser après coup.

D’où le fait négatif qui règle la question pratique. L’ISO 898-1 ne contient aucun chemin de retour. Aucun article n’explique comment une classe de qualité est rétablie, revérifiée ou redéclarée après un cycle thermique ultérieur. La classe de qualité est attribuée à une pièce dans un état donné, et la norme ne décrit aucun moyen de la réattribuer.

Et l’on n’accède pas au chiffre dont un soudeur aurait besoin

Si une procédure de soudage soignée ne peut rien sauver, c’est que la classe ne fournit pas les données d’entrée. Regardez à nouveau la ligne 8.8 : elle admet trois voies de matériau différentes, acier au carbone avec additions comme le bore, acier au carbone non allié ou acier allié, et la plage de carbone diffère de l’une à l’autre, couvrant de 0,15 à 0,55 pour cent sur les trois. Deux fixations correctement marquées 8.8 peuvent être des aciers sensiblement différents.

Un numéro de classe ne donne donc pas la composition dans une fourchette utile, et cette page ne proposera ni critère de soudabilité ni formule, car nous ne disposons d’aucune norme de soudage et la donnée de départ d’un ingénieur soudeur ne se déduit pas du marquage. Ce que la norme de fixation dit de ses propres limites figure déjà sur notre page consacrée à ce que le numéro de classe n’a jamais affirmé, où la soudabilité apparaît dans la liste des propriétés que l’article 1 se refuse à spécifier.

Encore un point soulevé dans le fil, auquel cette page ne répondra pas. Une réponse faisait remarquer que les pièces étaient revêtues et suggérait d’enlever d’abord le revêtement. C’est une vraie préoccupation dans deux directions à la fois, la soudure et les fumées, et nous ne disposons d’aucun document de sécurité en soudage ; la consigne honnête est donc que cela relève de votre propre mode opératoire de soudage et de votre documentation de sécurité, et non d’une page sur les fixations.

La pièce conçue pour être soudée donne la réponse inverse

Il vaut la peine de mettre les deux cas côte à côte, car le même réflexe donne la mauvaise réponse dans l’un d’eux. Quand un écrou à souder casse, on avance la même hypothèse : le soudage a dû ruiner le traitement thermique. Sur notre page expliquant pourquoi un écrou à souder n’a pas de classe de qualité, cette hypothèse se heurte au fait que la pièce standard n’a, au départ, aucune trempe ni aucun revenu à perdre.

Même soupçon, conclusion opposée, et ce qui tranche, c’est de savoir si la pièce a jamais été dans l’état que le raisonnement suppose.

Que faire du problème réel

L’auteur voulait une entretoise plus épaisse et n’avait pas le temps d’attendre. C’est une contrainte réelle, et le fil y a bien répondu : acheter la bonne dimension, couper un tube, ou tourner un rond et le percer. Les trois donnent une pièce franchement sans classe, plutôt qu’une pièce portant un marquage qu’elle ne justifie plus, et un intervenant l’a dit en proposant le rond.

La règle générale qui se trouve dessous mérite d’être retenue. Si une pièce doit être soudée, spécifiez-la comme pièce soudée et non comme fixation de classe, car la classe est une affirmation sur un état et le soudage est une opération sur cet état. Le marquage de la tête sera toujours là après, et c’est bien là le problème. Ce dont un marquage de tête est la preuve est une question distincte ; en bref, il témoigne de la pièce telle qu’elle a été fabriquée.

Et les chiffres qui composent une classe ont leur propre procédure. Une résistance à la traction est une force divisée par la section initiale de l’éprouvette, et la limite d’élasticité est le plus souvent une droite tracée à deux millièmes d’allongement permanent.

Cet article traite de l’étape 1 : support. L’ordre complet est support, filetage, tête, empreinte, finition et documentation. L’article anglais Specifying a screw explique pourquoi le modifier entraîne une reprise.

Questions fréquentes

Puis-je souder une vis de classe 8.8 ou supérieure ?

La norme ne l’interdit pas et ne vous aide pas non plus. L’ISO 898-1 définit les classes à partir de 8.8 par une trempe et un revenu, et le tableau 2 indique une température minimale de revenu, 425 °C pour 8.8 et 9.8. Un arc de soudage est un événement thermique qui va bien au-delà, et la norme ne contient aucun article décrivant comment une classe de qualité est rétablie ou revérifiée après un cycle thermique ultérieur. La classe portée par la pièce est donc une affirmation sur un état sur lequel le soudage agit, et rien dans le document ne permet de la réaffirmer ensuite.

Quelle température une classe de qualité spécifie-t-elle réellement ?

Une température minimale de revenu, pour les classes trempées et revenues. Le tableau 2 de l’ISO 898-1 donne 425 °C pour les classes 8.8 et 9.8 et, pour la 12.9, 425 °C par la voie acier allié et 380 °C par la voie acier au carbone avec additions. Pour les classes 4.6 et 4.8, la case porte la mention non spécifiée, car ces classes ne sont pas définies par une trempe et un revenu. La case de la 10.9 était masquée sur l’exemplaire que nous avons lu et n’est pas citée ici.

La classe de qualité est-elle une spécification de matériau ?

Pas au sens où on l’imagine. Pour la classe 8.8, la norme admet trois voies de matériau différentes : acier au carbone avec additions comme le bore, acier au carbone non allié et acier allié, avec un carbone allant de 0,15 à 0,55 pour cent sur l’ensemble. Deux fixations correctement marquées 8.8 peuvent être des aciers sensiblement différents ; c’est pourquoi un numéro de classe ne peut pas servir de point de départ à une évaluation de soudage.

La norme dit-elle quelque chose de la soudabilité ?

Elle dit qu’elle ne la spécifie pas. L’article 1 de l’ISO 898-1 range la soudabilité parmi les propriétés que la norme ne couvre pas, avec la résistance à la corrosion, la résistance au cisaillement, le comportement en couple et en effort de serrage, et la résistance à la fatigue. Notre page sur ce que le numéro de classe n’a jamais affirmé passe cette liste en revue. Ce que fournit le tableau 2, c’est l’état de traitement thermique, et c’est lui qui rend la question du soudage abordable.

Pourquoi souder un écrou à souder, c’est différent ?

Parce qu’un écrou à souder standard n’est en général pas trempé et revenu au départ ; il n’y a donc aucun traitement thermique que la soudure aurait pu détruire. La version trempée et revenue doit être demandée. C’est l’image inversée d’une vis de classe, où la trempe et le revenu sont précisément ce que décrit le numéro de classe, et c’est pourquoi le même soupçon donne des réponses opposées sur les deux pièces.

Que faut-il utiliser à la place si j’ai besoin d’une entretoise de classe plus épaisse ?

Acheter la bonne dimension, couper un tube à longueur, ou tourner un rond et le percer. Les trois vous donnent une pièce ouvertement sans classe plutôt qu’une pièce portant un marquage qui ne la décrit plus. Si l’entretoise se trouve sur un chemin d’effort qui exigeait la classe, la démarche honnête consiste à modifier la conception plutôt que la pièce, car le marquage restera lisible après soudage alors que l’état qu’il décrit a changé.

Références

• ISO 898-1:2013 — Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel, part 1. Article 6 et tableau 2 : aciers, limites de carbone, températures minimales de revenu et note sur la martensite
• r/fabrication — le fil d’origine, où la bonne réponse a été donnée sans chiffre

L’article 6 et le tableau 2 de l’ISO 898-1:2013 ont été lus dans l’aperçu public ; les limites, températures et formulations de la note citées proviennent de ce texte. La case de température de revenu de la classe 10.9 était masquée par le filigrane de l’aperçu sur notre exemplaire et n’est délibérément pas citée. Le fil concernait une nuance de la série en pouces et nous ne disposons que du document ISO ; aucun chiffre de la norme en pouces n’apparaît donc ici et aucune conversion entre les deux systèmes de classes n’est proposée. Le raisonnement repose sur le fait commun que les deux systèmes classent ces fixations par trempe et revenu. Aucun carbone équivalent, critère de soudabilité ou mode opératoire de soudage n’est donné, car nous ne disposons d’aucune norme de soudage et, comme le soutient la page, la composition dont partirait une telle évaluation ne se retrouve pas à partir d’un marquage de classe. Aucune indication sur les fumées de soudage ou l’enlèvement du revêtement n’est fournie pour la même raison ; la remarque de l’intervenant sur le revêtement est rapportée, pas traitée. L’affirmation selon laquelle la norme ne contient aucun moyen de rétablir une classe après un cycle thermique ultérieur est une constatation négative issue de la lecture du document : il faut la lire comme une absence que nous avons cherchée, et non comme une interdiction qu’elle imprime.