Comprendre la différence entre l'acier au carbone et l'acier allié
Définition de l'acier au carbone et de l'acier allié
L'acier, comme chacun sait, est un terme générique désignant les alliages de fer et de carbone. L'acier au carbone est un alliage de fer et de carbone dont la teneur en carbone est inférieure à 2,11 %. Sa composition chimique comprend, outre le fer et le carbone, des impuretés en quantité limitée telles que le silicium, le manganèse, le phosphore et le soufre, et aucun autre élément d'alliage.
La production d'acier au carbone représente environ 80 % de la production totale d'acier et est largement utilisée dans la construction, les ponts, les véhicules, les navires, la fabrication de machines, l'industrie, la pétrochimie, le développement maritime et d'autres domaines.
L'acier allié est un acier auquel on ajoute un ou plusieurs éléments d'alliage, tels que le chrome, le nickel, le tungstène, le titane, le vanadium, le manganèse, le cuivre, l'aluminium, le molybdène, etc., afin d'améliorer certaines de ses propriétés spécifiques. Ces éléments chimiques sont ajoutés en proportions variables pour conférer au matériau différents effets, comme l'augmentation de la dureté, l'amélioration de la résistance à la corrosion, le renforcement, l'amélioration de la formabilité, la modification de la soudabilité, etc.
La production d'acier allié représente environ 20 % de la production totale d'acier et est largement utilisée dans divers domaines tels que la fabrication de machines, la pétrochimie, la construction, les produits chimiques de consommation courante, les équipements médicaux, les fibres synthétiques, les transports, etc.
Classification des aciers au carbone et des aciers alliés
- Classification de l'acier au carbone
Selon la teneur en carbone, on distingue : l’acier à faible teneur en carbone, l’acier à teneur moyenne en carbone et l’acier à haute teneur en carbone ; plus la teneur en carbone est élevée, plus la dureté est importante et plus la ténacité est faible.
Acier à faible teneur en carbone : teneur en carbone C ≤ 0,25 %. Les aciers à faible teneur en carbone couramment utilisés pour la fabrication de fixations comprennent l’acier A3, l’acier Q215A, l’acier Q235, l’acier 20#, l’acier 22#, etc.
Acier mi-dur : teneur en carbone 0,25 %
Acier à haute teneur en carbone : teneur en carbone C > 0,45 %, l’acier à haute teneur en carbone n’est pratiquement pas utilisé pour la fabrication de fixations sur le marché, en raison de sa teneur élevée en carbone, de sa dureté et de sa fragilité, et de sa facilité à se casser.
- Classification des aciers alliés
Selon la teneur totale en éléments d'alliage, on distingue : l'acier faiblement allié, l'acier moyennement allié et l'acier fortement allié, qui présentent des teneurs et des compositions d'alliage différentes, et donc des performances différentes.
Acier faiblement allié : teneur totale en alliage ≤5 % ;
Acier moyennement allié : 5 %
Acier fortement allié : teneur en alliage > 10 %.
Les aciers alliés couramment utilisés pour fabriquer des fixations comprennent : 30CrMo, 40Cr, 35CrMo, 42CrMo, etc.
Caractéristiques de l'acier au carbone et de l'acier allié
- Caractéristiques de l'acier au carbone
Les performances de l'acier au carbone dépendent de sa teneur en carbone. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la résistance et la dureté sont importantes, mais plus la plasticité, la ténacité et la soudabilité sont faibles.
Avantages : bonne plasticité et soudabilité ; prix abordable, facile à fondre ; bonne technologie de traitement ; les performances peuvent être améliorées en ajustant la teneur en carbone ou en modifiant la méthode de traitement ;
Inconvénients : résistance mécanique légèrement inférieure ; faible trempabilité ; résistance insuffisante aux basses températures ; faible résistance à la corrosion ; faible conductivité magnétique ; facile à magnétiser dans un champ magnétique.
- Caractéristiques de l'acier allié
Les différents éléments d'alliage ajoutés possèdent des propriétés différentes.
Avantages : bonnes performances globales ; disponible pour des usages spécifiques ; haute résistance et haute ténacité ; bonne trempabilité, difficile à déformer et à fissurer ; résistance à l’usure, à la corrosion, aux basses et hautes températures, non magnétique, etc.
Inconvénients : coûteux ; procédés de moulage et de traitement thermique plus complexes.
Utilisations de l'acier au carbone et de l'acier allié
- Utilisations de l'acier au carbone
L'acier au carbone est souvent utilisé pour fabriquer divers éléments de construction, conteneurs, boîtes, corps de four et machines agricoles, petites pièces porteuses, rondelles, goupilles fendues, tirants, pièces embouties et pièces soudées, etc.
Acier au carbone utilisé pour fabriquer des fixations
L'acier Q215A convient à la fabrication de rondelles ;
L'acier Q235 convient à la fabrication de boulons, d'écrous, de douilles à vis, de goupilles fendues, de rivets, etc., et est principalement utilisé pour les produits sans exigences de dureté tels que les boulons de classe 4.8, les écrous de classe 4 et les petites vis ;
L'acier 35# et l'acier 45# appartiennent aux structures en acier au carbone de haute qualité et sont principalement utilisés pour fabriquer des boulons de classe 8.8, des écrous de classe 8 et des fixations hexagonales de classe 8.8.
- Utilisations de l'acier allié
L'acier allié peut être utilisé pour fabriquer des pièces destinées aux véhicules de transport tels que les automobiles, les navires et les avions ; des pièces pour machines-outils, fusées, missiles, etc. ; et pour fabriquer divers roulements, outils de coupe, outils de mesure, ressorts, moules à chaud et à froid, moules de laminage, instruments, etc.
Utilisé dans des contextes particuliers, dans des environnements résistants à la chaleur et à la corrosion, tels que les turbines à vapeur, les chaudières, les équipements chimiques, etc.
Acier allié utilisé pour fabriquer des fixations
Principalement utilisés pour produire des boulons et des écrous à haute résistance, tels que les matériaux de classe 10.9 comprennent 30CrMo et 40Cr ; les matériaux de classe 12.9 comprennent : 35CrMo, 42CrMo, etc.
L'acier 30CrMo est souvent utilisé pour fabriquer des boulons et des goujons soumis à des charges élevées ; diverses fixations utilisées dans des environnements à haute température (inférieure à 450 °C) tels que les turbines à vapeur et les chaudières ; des brides et des écrous utilisés dans des environnements sous pression à haute température (inférieure à 500 °C) ;
L'acier 40Cr convient à la fabrication de douilles à vis, de goupilles, de vis de bielle, d'écrous, etc. ;
L'acier 35CrMo est souvent utilisé pour fabriquer diverses fixations sous des charges élevées, telles que des fixations pour les générateurs de turbines à vapeur ; diverses fixations utilisées dans des environnements à haute température (inférieure à 480 °C) tels que les chaudières ;
L'acier 42CrMo convient à la fabrication de fixations nécessitant une résistance supérieure à celle de l'acier 35CrMo.
Compte tenu des caractéristiques de l'acier au carbone et de l'acier allié, lors du choix des matériaux de fixation, l'acier au carbone peut être privilégié à condition de répondre aux exigences d'utilisation ; si les spécifications sont importantes, la forme est plus complexe et les exigences de résistance et de précision sont élevées, ou s'il existe des exigences en matière de dureté à chaud et d'autres performances particulières, alors l'acier allié doit être utilisé.
Après avoir lu ceci, pouvez-vous faire la distinction entre l'acier au carbone et l'acier allié ?
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