Répartition des types courants de nuances d'alliages d'acier

Nuances d'alliages d'acier

Acier L'acier est l'un des matériaux les plus utilisés au monde. Il peut être utilisé quotidiennement dans les bâtiments, les outils ou les véhicules. Alors que la plupart des gens pensent qu'il ne s'agit que de fer et de carbone, l'acier moderne est bien plus complexe. Il intègre des combinaisons précises d'autres éléments pour améliorer sa résistance, sa flexibilité et sa durabilité.

On pourrait croire que l'acier est une formule fixe. En réalité, il évolue en fonction de sa fabrication. L'ajustement de la teneur en carbone ou l'ajout d'alliages comme le chrome ou le manganèse modifie son comportement. Ces changements peuvent rendre l'acier plus dur, plus ductile ou plus résistant à la corrosion. Par exemple, lors du choix entre 4130 et 4140 Pour l'acier, il est utile de comprendre comment chaque type gère différemment la résistance et la ténacité. Il en va de même pour l'acier inoxydable. 316 et 316L. Ils semblent être très similaires mais présentent de légères différences. C’est pourquoi l’acier fonctionne dans de nombreux environnements, de la construction à l’aérospatiale.

On croit souvent que l'acier n'existe que sous une ou deux formes. En réalité, il existe plus de 3,500 XNUMX nuances d'acier différentes. Chaque nuance répond à un usage industriel spécifique. On peut identifier une nuance d'acier en observant son pourcentage de carbone, les types d'éléments d'alliage ajoutés et son mode de transformation.

Cet article vous donnera une description complète de la manière dont nuances d'alliages d'acier sont classés. Vous explorerez les quatre principaux types d'acier, le rôle des nuances d'acier et la façon dont le traitement thermique améliore les performances.

4 types courants d'alliages d'acier à connaître

Il existe généralement quatre types d'acier courants. Chaque type possède ses propres caractéristiques. Toutes les industries l'utilisent. aciers au carbone, alliés, inoxydables et à outils. En quoi chacun d'eux est-il différent des autres ? Nous allons l'examiner en détail.

L'acier peut être utilisé dans la construction lourde et les outils chirurgicaux, et il s'adapte rapidement. Toutes les versions sont conçues pour répondre aux besoins spécifiques des entreprises. Cela vous permet de choisir la nuance adaptée à chaque tâche.

Aciers au carbone

Composants usinés en acier au carbone

L'acier au carbone est principalement composé de fer et de carbone (jusqu'à 2.1 %), avec des quantités limitées de manganèse, de silicium et d'autres éléments résiduels. 90% La plus grande partie de l'acier produit aujourd'hui appartient à cette catégorie. En effet, il est difficile à produire, accessible au plus grand nombre et peu coûteux. On le retrouve souvent dans les bâtiments, les oléoducs et gazoducs, ainsi que dans les châssis de voitures.

Trois catégories sont définies selon la quantité de carbone impliquée. L'acier doux, parfois appelé acier à faible teneur en carbone, contient jusqu'à 0.3 % de carbone. Sa ductilité le rend idéal pour le soudage et le pliage. Il est utilisé pour la fabrication de structures, de tôles ou de cadres de meubles.

L'acier à teneur moyenne en carbone comprend entre 0.3% et 0.6% En acier au carbone. Il allie résistance et souplesse. Il est donc courant dans les moteurs et autres types de machines. L'acier à haute teneur en carbone est très résistant, car sa teneur en carbone est supérieure à 0.6 %. Il n'est cependant pas aussi flexible qu'une lame de stylet et des ressorts.

De plus, il est facile à produire et peu coûteux. C'est pourquoi il est utilisé comme matériau principal dans les grands projets de construction. Il existe une différence significative et délibérée entre l'acier doux et l'acier à haute teneur en carbone. (Obtenez plus de détails sur Acier allié VS acier au carbone)

Aciers alliés

Tiges d'acier allié

Les aciers alliés contiennent de l'acier au carbone et des éléments supplémentaires comme le chrome, le nickel, le cuivre ou l'aluminium, qui sont généralement ajoutés. Ces ingrédients modifient le comportement de l'acier lorsqu'il est étiré et usé. L'alliage confère des propriétés protectrices, de la flexibilité et de la résistance.

L'acier allié est idéal pour les pièces performantes. Les fabricants l'utilisent dans l'industrie aéronautique, sur les sites pétroliers offshore et pour tout ce qui nécessite des remplacements fréquents. Il est disponible dans de nombreuses nuances, selon le type d'application. 

Ils sont conçus pour des tâches trop difficiles pour l'acier au carbone. Cela couvre les applications à chaud, à froid, les situations de force difficiles, et bien d'autres. L'acier allié se distingue par sa durabilité.

Aciers inoxydables

Tuyaux en acier inoxydable

L'acier doit pouvoir résister aux intempéries. Ici, on peut compter sur l'acier inoxydable. 10 à 20 % de chrome dans sa composition. Le nickel et le silicium sont des substances qui rendent le titane résistant à la corrosion.

Il se distingue des autres aciers par sa très bonne résistance à la corrosion. Il est donc très performant en extérieur. On le retrouve généralement sur les ponts, les voies ferrées et les toits. L'air salin ou la pluie ne corrode pas l'acier inoxydable.

L'acier inoxydable 304 est largement utilisé dans de nombreux secteurs. Il protège les câbles et les composants des conditions difficiles. Il est donc présent dans de nombreux appareils électriques.

La principale raison d'être de cet acier n'est pas toujours sa résistance aux intempéries. Les instruments chirurgicaux et le matériel hospitalier sont fabriqués en acier inoxydable. Facile à nettoyer, il ne favorise pas la prolifération bactérienne. C'est pourquoi de nombreuses entreprises agroalimentaires, pharmaceutiques et médicales se tournent vers la chimie.

Aciers à outils

Pièces usinées en acier à outils

L'acier à outils est utilisé pour des travaux exigeants comme la fabrication d'outils coupants, de poinçons et de matrices. Son brillant est visible sur des outils comme les scies, les meuleuses et les presses. Les aciers à outils peuvent se déformer à des températures élevées ; les nuances pour travail à chaud (par exemple, H13) résistent à la déformation jusqu'à environ 540 °C (1000 XNUMX °F), mais pas indéfiniment. Cela est dû à l'ajout d'éléments métalliques tels que tungstène, cobalt et molybdène.

L'acier à outils résiste à l'usure qui détruit rapidement les autres métaux. Solide et durable, il conserve son tranchant longtemps. Les outils de coupe comme les outils manuels, les matrices et les forets en dépendent. Il permet le travail de précision quotidien en usine.

Une pression ou une contrainte régulière ne casse pas facilement l'acier à outils. Il ne forme pas d'alvéoles, ne se fissure pas et ne se déforme pas. C'est pourquoi il est utilisé avec confiance dans l'industrie lourde et la fabrication.

Voir aussi: Acier allié VS acier inoxydable

 

Système de classification de l'acier

Catégorisation des nuances d'alliages d'acier

Les systèmes de classification de l'acier permettent de trier l'acier par type. L'acier est classé selon son utilisation. Un refroidissement spécifique peut modifier sa résistance. Ainsi, deux tôles d'acier peuvent avoir le même alliage et obtenir des nuances différentes suite à un traitement thermique.

Dans le système ASTM, les grades sont identifiés à l'aide d'une combinaison de lettres et chiffres. Le préfixe « A » de l'ASTM désigne les matériaux ferreux, tandis que « SA » indique les aciers inoxydables/alliés pour les applications aérospatiales. Chaque métal possède un numéro indiquant ses propriétés. Il est donc plus facile de choisir l'acier adapté à chaque usage.

A code à quatre chiffres est utilisé à la place dans le Système SAE. Les deux premiers chiffres indiquent le type d'alliage utilisé. Les deux derniers indiquent la teneur en carbone en centièmes de pour cent (par exemple, 4140 = 0.40 % C). Cela indique immédiatement la capacité de travail de l'acier.

Ces systèmes de classification sont utilisés dans de nombreux secteurs. Les professionnels des sciences, de l'ingénierie et de la fabrication les utilisent quotidiennement. Grâce aux normes, la composition du matériau est uniforme et sans ambiguïté. Elles indiquent également comment l'acier doit être fabriqué ou appliqué.

Différentes méthodes de traitement thermique de l'acier

La chaleur est utilisée pour modifier les propriétés de l'acier. Diverses méthodes visent à améliorer la dureté, la ductilité et la ténacité des métaux. Voici les traitements thermiques les plus critiques.

Sphéroïdisation

Chauffage de l'acier au carbone pour 1290°F (699°C) pour 30hXNUMX / Retour XNUMXhXNUMX La sphéroïdisation se produit lors de la sphéroïdisation. La cémentite, autrefois stratifiée, se forme désormais en minuscules sphères. L'acier devient alors plus mou et plus apte au formage. Cette méthode a souvent été appliquée pour améliorer l'usinage et le formage. L'acier doux est particulièrement amélioré par la sphéroïdisation.

Recuit complet

Recuit complet

Le recuit de l'acier au carbone consiste à le chauffer très près de sa température critique. Après une heure de cuisson, il est refroidi doucement. Ce refroidissement lent entraîne la formation d'une structure perlitique grossière. On obtient ainsi un acier flexible, insensible aux contraintes internes.

Processus de recuit

Recuit de l'acier

Le recuit de procédé élimine les contraintes causées par le travail à froid de l'acier bas carbone. Ce procédé dure une heure, le métal étant chauffé entre 550-650°C (1022-1202°F), en dessous de la température critique inférieure. Il réorganise la structure de l'acier. Le refroidissement de l'acier facilite son usinage et son formage.

Recuit isotherme

L'acier au carbone a une teneur élevée en carbone. Il est généralement recuit isothermeChauffer la substance au-dessus de la température de cuisson. Maintenir cette température, laisser refroidir jusqu'au point critique inférieur et maintenir cette température. Une fois la cuisson terminée, laisser refroidir progressivement jusqu'à température ambiante. La température et la structure du gâteau restent ainsi identiques.

Normaliser

L'acier au carbone est normalisé à l'état austénitique pendant une heure. Le refroidissement s'effectue à l'air. Cela confère à l'acier une structure fine présentant des grains perlés. L'acier est solide sur toute sa surface et résiste bien aux contraintes.

Trempe

Trempe de l'acier

Le refroidissement rapide de l'acier lors de la trempe se produit après son chauffage à la température de normalisation. Il peut être refroidi à l'eau, à l'huile ou à la saumure. Il produit une structure martensitique rigide et facile à casser. De nombreux outils de coupe et pièces nécessitant une longue durée de vie sont fabriqués avec cet acier. La plupart du temps, l'acier trempé est ensuite revenu.

Acier trempé par revenu

Acier trempé et revenu

Le revenu confère à l'acier trempé la dureté et la ténacité nécessaires. Il est chauffé à une température critique inférieure. Les températures de revenu varient entre 150 et 650 °C (300 et 1200 XNUMX °F). Les basses températures préservent la dureté et les hautes températures augmentent la ténacité. Cela réduit les risques de rupture et renforce l'acier.

 

Quelle nuance d’acier est la meilleure ?

Aucune nuance d’acier spécifique n’est toujours considérée comme la « meilleure » usinage de l'acier Qualité. De nombreux facteurs influencent le bon choix. Par exemple, le rôle de votre acier, ses propriétés mécaniques et physiques requises, et votre investissement.

Certains types d'acier sont généralement considérés comme les meilleurs dans leur domaine. Les aciers au carbone utilisent souvent les nuances A36, A529, A572, 1020, 1045 et 4130Les aciers alliés habituels de qualité supérieure sont 4140, 4150, 4340, 9310 et 52100Parmi les aciers inoxydables, les nuances importantes souvent mentionnées sont 304, 316, 410 et 420Les meilleures nuances d'aciers à outils sont le plus souvent D2, H13 et M2.

Réflexions finales

Choisir le meilleur nuance d'alliage d'acier Pour votre projet, contactez un technicien Prolean Tech. Nous sommes spécialistes de l'usinage des métaux. Que vous ayez besoin de pièces en acier doux ou en alliages spéciaux, nous avons la solution. Chez Prolean Tech, nous simplifions et facilitons l'approvisionnement en acier, tout en vous offrant un service fiable. service d'usinage de l'acier. Contactez-nous et obtenez un avis sur votre projet.

 

Questions Fréquemment Posées

Q1. Quelles sont les nuances d'acier allié ?

L'acier allié est disponible dans les nuances 4140, 4340, 8620, 1215 et 6150. Ces nuances diffèrent en fonction de leur composition et de leurs propriétés mécaniques et sont conçues pour des applications industrielles spécifiques.

Q2. Quels sont les quatre types d'acier allié ?

Les principales catégories d'aciers alliés sont : les aciers faiblement alliés (≤ 8 % d'éléments d'alliage), les aciers fortement alliés (> 8 % d'éléments d'alliage), les aciers microalliés (ajouts Nb/V/Ti) et les aciers à très haute résistance.

Q3. Quel est l'alliage d'acier le plus résistant ?

L'acier maraging est considéré comme l'un des aciers alliés les plus résistants, reconnu pour sa résistance et sa ténacité exceptionnelles. Parmi les autres types d'aciers résistants, on trouve les aciers 300M et 4340, souvent utilisés dans l'aérospatiale et la défense.

Q4. À quoi sert généralement l'acier 4140 ?

L'acier 4140 est largement utilisé dans les pièces automobiles et industrielles telles que les engrenages, les arbres et les outils. Il offre un bon équilibre entre résistance, ténacité et usinabilité après traitement thermique.

Q5. Qu'est-ce qui est le plus résistant, l'acier 12.9 ou 10.9 ?

L'acier de nuance 12.9 est plus résistant que l'acier de nuance 10.9. Sa résistance à la traction est supérieure (jusqu'à 1,220 XNUMX MPa), ce qui le rend plus adapté aux applications soumises à de fortes contraintes, comme les équipements lourds et les fixations structurelles.