Pourquoi les aciers alliés sont-ils si importants dans notre vie quotidienne et nos applications industrielles ? Les aciers alliés, auxquels ont été ajoutés des éléments tels que le chrome et le nickel, offrent une solidité, une ténacité et une résistance à l'usure et à la corrosion accrues. Cet article explore les différents types d'aciers alliés, leurs propriétés uniques et leurs rôles essentiels dans divers secteurs tels que l'automobile, la construction et l'industrie manufacturière. En poursuivant votre lecture, vous découvrirez comment ces matériaux polyvalents contribuent aux avancées technologiques et améliorent la durabilité et les performances des produits. Plongez dans le monde fascinant des aciers alliés et de leurs applications indispensables.
Les aciers alliés sont essentiellement des aciers au carbone enrichis d'éléments d'alliage supplémentaires tels que Si, Mn, W, V, Ti, Cr, Ni, Mo, etc.
Ces éléments améliorent diverses propriétés de l'acier, telles que la résistance, la ténacité, la trempabilité et la soudabilité. Les aciers alliés sont souvent classés en fonction de leur teneur en éléments d'alliage.
En outre, les aciers alliés sont utilisés spécifiquement dans différentes industries et sont donc également classés en fonction de leur application.
Classification par teneur en alliage
Classification par utilisation
1) Acier de construction à haute résistance faiblement allié
Son grade est organisé dans la séquence de la lettre Pinyin chinoise (Q) représentant la limite d'élasticité, la valeur limite d'élasticité et le symbole du grade de qualité (A, B, C, D, E).
Par exemple, Q390A désigne un acier de construction à haute résistance faiblement allié avec limite d'élasticité σs = 390N/mm2, qualité A.
2) Acier de construction allié
Son grade est formé par "deux chiffres + symbole de l'élément + chiffre".
Les deux premiers chiffres représentent les dix millièmes de la moyenne. teneur en carbone en masse dans l'acier, le symbole de l'élément indique les éléments d'alliage contenus dans l'acier, et le nombre qui suit le symbole de l'élément représente les centièmes de la teneur moyenne en masse de cet élément.
Si la fraction de masse moyenne des élément d'alliage est inférieure à 1,5%, seul l'élément est marqué sans valeur. Lorsque la fraction massique moyenne est ≥1,5%, ≥2,5%, ≥3,5%, etc., les nombres 2, 3, 4, etc. sont indiqués après l'élément d'alliage en conséquence.
Par exemple, 40Croù la fraction massique moyenne de carbone Wc=0,4%, et la fraction massique moyenne de chrome WCr <1,5%. S'il s'agit d'un acier de qualité supérieure, la lettre "A" est ajoutée à la fin de la nuance, comme l'acier 38CrMoAlA, qui est un acier de construction allié de qualité supérieure.
3) Roulements en acier
La lettre "G" (première lettre du pinyin chinois du mot "laminage") est ajoutée avant le grade, et le nombre qui suit indique les millièmes de la teneur en chrome en masse, tandis que la teneur en carbone n'est pas indiquée.
Par exemple, l'acier GCr15 est un acier pour roulements dont la fraction massique moyenne de chrome WCr = 1,5%.
Si d'autres éléments d'alliage sont présents dans le chrome acier pour roulementsIls sont exprimés de la même manière que les aciers de construction en alliage général. Tous les aciers pour roulements sont des aciers de qualité supérieure, mais la qualité ne se termine pas par "A".
4) Acier à outils allié
La méthode de numérotation de ce type d'acier est similaire à celle des aciers de construction alliés, sauf que lorsque Wc < 1%, un seul chiffre est utilisé pour représenter les millièmes de la teneur en carbone en masse. Lorsque la fraction massique du carbone est ≥1%, elle n'est pas indiquée.
Par exemple, dans l'acier Cr12MoV, la fraction massique moyenne du carbone est Wc=1,45%~1,70%, et n'est donc pas indiquée ; la fraction massique moyenne du Cr est de 12%, et les fractions massiques du Mo et du V sont toutes deux inférieures à 1,5%.
Cependant, les aciers à outils rapides sont des exceptions, et la fraction massique moyenne de carbone n'est pas indiquée, quelle qu'en soit la quantité. Étant donné que les aciers à outils alliés et les aciers à outils rapides sont des aciers de qualité supérieure, il n'est pas nécessaire d'indiquer "A" à la fin de leur nuance.
5) Acier inoxydable et acier résistant à la chaleur
Le nombre devant la nuance d'acier indique les millièmes de la fraction de masse de carbone.
Par exemple, en 3Cr13 Dans le cas de l'acier au carbone, la fraction massique moyenne Wc=0,3%, et la fraction massique moyenne WCr=13%. Lorsque la fraction massique de carbone Wc≤0,03% et Wc≤0,08%, les préfixes "00" et "0" sont utilisés respectivement, par exemple, 00Cr17Ni14Mo2, 0Cr19Ni9 aciers, etc.
Q345
Applications : Principalement utilisé pour la fabrication de ponts, de navires, de véhicules, de chaudières, de réservoirs sous pression, d'oléoducs et de gazoducs, de grandes structures en acier, etc. Il est utilisé à l'état laminé à chaud et refroidi à l'air, la structure est à grain fin F+P et il n'y a plus de traitement thermique.
| Composition chimique wt% | |||||
| C | Mn | Si | V | Nb | Ti |
| 0.18~0.20 | 1.0~1.6 | 0.55 | 0.02~0.15 | 0.015-0.06 | 0.02~0.2 |
Les Q345 comprend les anciennes nuances d'acier 12MnV, 14MnNb, 16Mn, 18Nb, 16MnCu.
| Épaisseur mm | Propriétés mécaniques | |||
| σs MPa | σb MPa | σ5 % | Akv (20 ℃) J | |
| <16 | ≥ 345 | 470-630 | 21-22 | 34 |
| 16-35 | ≥ 325 | |||
| 35-50 | ≥ 295 | |||
Q420
Utilisé à l'état normalisé, la structure est F+S. Le Q345 comprend les anciennes nuances d'acier 15MnVN, 14MnVTiRE.
| Composition chimique wt% | |||||||
| C | Mn | Si | V | Nb | Ti | Cr | Ni |
| ≤ 0.20 | 1.0~1.7 | 0.55 | 0.02~0.2 | 0.015-0.06 | 0.02~0.2 | ≤ 0.40 | ≤ 0.70 |
| Épaisseur mm | Propriétés mécaniques | |||
| σs MPa | σb MPa | σ5 % | Akv (20 ℃) J | |
| <16 | ≥ 420 | 520-680 | 18-19 GB/T159 | 3491-1994 |
| 16-35 | ≥ 400 | |||
| 35-50 | ≥ 380 | |||
40Cr
Applications : Utilisé pour fabriquer diverses pièces importantes sur les automobiles, les tracteurs, les machines-outils et d'autres machines, telles que les engrenages des machines-outils, les arbres principaux, les vilebrequins des moteurs automobiles, les bielles, les boulons, les soupapes d'admission.
| Principale composition chimique wt% | C | 0.37-0.44 |
| Mn | 0.5-0.8 | |
| Si | 0.17-0.37 | |
| Cr | 0.81-1.1 | |
| Mo | 0.07-0.12 | |
| Taille de l'ébauche traitée thermiquement<25mm | Trempe ℃ | 850 huile |
| Trempe ℃ | 520 eau huile | |
| Propriétés mécaniques (≥) | σb MPa | 980 |
| σs MPa | 785 | |
| Taille de l'ébauche traitée thermiquement<25mm | 9 | |
| ψ % | 45 | |
| Akv J | 47 | |
| Recuit HB | 207 | |
65Mn 60Mn2Si
Exemples d'applications de l'acier 65Mn 60Mn2Si : ressorts d'une section ≤25mm, tels que les ressorts hélicoïdaux des tampons de véhicules.
| Qualité de l'acier | 65Mn | 60Si2Mn | |
| Principaux composants w% | C | 0.62-0.70 | 0.56-0.64 |
| Mn | 0.90-1.20 | 0.60-0.90 | |
| Si | 0.17-0.37 | 1.50-2.00 | |
| Cr | ≤ 0.25 | ≤ 0.35 | |
| Traitement thermique | Trempe ℃ | 830 huile | 870 huile |
| Trempe | 540 | 480 | |
| Propriétés mécaniques | σs MPa | 800 | 1200 |
| σb MPa | 1000 | 1300 | |
| δ10 % | 8 | 5 | |
| ψ % | 30 | 25 | |
20Cr
Applications : Peut fabriquer des engrenages pour les automobiles, les tracteurs, les arbres à cames des moteurs à combustion interne, les axes de piston et d'autres pièces de machines. Il peut résister à une forte usure par frottement, à des charges alternées plus importantes, en particulier à des charges d'impact.
| Principale composition chimique wt% | C | 0.17-0.24 |
| Mn | 0.5-0.8 | |
| Si | 0.20-0.40 | |
| Cr | 0.7-1.0 | |
| Traitement thermique ℃ | Carbone | 930 |
| Traitement de la préparation | 880 eau et huile | |
| Trempe | 780-820 eau et huile | |
| Trempe | 200 | |
| Propriétés mécaniques (≥) | σb MPa | 835 |
| σs MPa | 540 | |
| δ5 % | 10 | |
| ψ % | 4o | |
| Akv J | 47 | |
| Taille de l'ébauche mm | <15 | |
20CrMnTi
| Principale composition chimique wt% | C | 0.17-0.24 |
| Mn | 0.8-1.10 | |
| Si | 0.17-0.37 | |
| Cr | 1.0-1.3 | |
| Traitement thermique ℃ | Carbone | 930 |
| Traitement de la préparation | 880 eau et huile | |
| Trempe | 770 eau et huile | |
| Trempe | 200 | |
| Propriétés mécaniques (≥) | σb MPa | 1080 |
| σs MPa | 850 | |
| δ5 % | 10 | |
| ψ % | 45 | |
| Akv J | 55 | |
| Taille de l'ébauche mm | <15 | |
GCr15 :
Utilisé pour fabriquer les éléments roulants (billes, rouleaux, aiguilles) des roulements, les bagues intérieures et extérieures, etc. Il peut également être utilisé pour fabriquer des jauges de précision, des matrices de poinçonnage à froid, des vis d'entraînement de machines-outils et d'autres pièces résistantes à l'usure.
| Principale composition chimique wt% | C | 0.95-1.05 |
| Cr | 1.40~1.65 | |
| Si | 0.15~0.35 | |
| Mn | 0.25~0.45 | |
| Caractéristiques du traitement thermique | Trempe ℃ | 820~ 840 |
| Trempe ℃ | 150~160 | |
| HRC après revenu | 62~66 | |
| Objectif principal | Ferrules avec une épaisseur de paroi de<14mm et un diamètre extérieur de 250mm. Une bille d'acier d'un diamètre de 25 à 200 mm. Un rouleau d'un diamètre d'environ 25 mm. | |
9SiCr, CrWMn
| Qualité de l'acier | 9SiCr | CrWMn | ||
| Composition chimique wt% | C | 0.85-0.95 | 0.9-1.05 | |
| Mn | 0.3-0.6 | 0.8-1.1 | ||
| Si | 1.2-1.6 | 0.15-0.35 | ||
| Cr | 0.95-1.25 | 0.9-1.2 W1.2-1.5 | ||
| Traitement thermique | Trempe à l'huile | Température de trempe ℃ | ≥62 | |
| Dureté HRC | 180-200 | 140-160 | ||
| Trempe | Température de trempe ℃ | 60-62 | 62-65 | |
| Dureté HRC | Filière, taraud, trépan, alésoir, fraise à engrenage, à froid matrice de marquageRouleau de laminage à froid | Matrices, broches, jauges, matrices d'emboutissage complexes et de haute précision, etc. | ||
W18Cr4V
| C | Mn | Si | Cr | W | V | Fabrication d'outils de coupe à grande vitesse, de rabots, de forets, de fraises, etc. |
| 0.7~0.8 | 0.1~0.4 | 0.2~0.4 | 3.8~4.4 | 17.5-19.0 | 1.0~1.4 |
Cr12 :
Utilisé pour fabriquer divers moules de poinçonnage à froid, moules de frappe à froid, moules d'extrusion à froid et moules de tréfilage, etc. Pour les grands moules à froid en acier Cr12, la déformation due au traitement thermique est minime, ce qui les rend adaptés à la fabrication de moules lourds et complexes.
| Composition chimique wt% | ||||
| C | Si | Mn | Cr | V |
| 2.00-2.30 | ≤ 0.40 | ≤ 0.40 | 11.50-13.50 | 0.15~0.30 |
| Recuit | Trempe à l'huile | Trempe | ||
| Température ℃ | Dureté HB | Température ℃ | Température ℃ | Dureté HRC |
| 870-900 | 207-255 | 950-1000 | 200-450 | 58-64 |
Exemple d'utilisation : Filière d'estampage à froid, Filière de dessinFilière d'emboutissage, Filière de laminage
4Cr5MoSiV :
Sa structure est constituée d'éléments en acier trempé. martensitePour garantir la dureté à chaud, il est nécessaire d'effectuer des trempes multiples. Pour garantir la dureté à chaud, il est nécessaire d'effectuer des trempes multiples.
| Composition chimique wt% | |||||
| C | Si | Mn | Cr | Mo | V |
| 0.32-0.42 | 0.80-1.20 | 0.40 | 4.50-5.50 | 1.00-1.50 | 0.30-0.50 |
| Recuit | Trempe à l'huile | Trempe | ||
| Température ℃ | Dureté HB | Température ℃ | Température ℃ | Dureté HRC |
| 840-900 | 209-229 | 1000-1025 | 540-650 | 40-54 |
Exemples d'utilisation : filière de découpage à chaud, filière de coulée sous pression, filière d'extrusion à chaud, précision, etc. matrice de forgeage
| Outil de mesure | Qualité de l'acier |
| Gabarit plat ou carton | 10. 20 ou 50, 55, 60, 60Mn, 65Mn |
| Jauges générales et jauges de blocage | T10A, T12A, 9SiCr |
| Jauges de haute précision et jauges de blocage | Cr (outil de coupe acier), CrMn, GCr15 |
| Jauges et blocs jauges de haute précision et de forme complexe | CrWMn (acier à faible déformation) |
| Outil de mesure résistant à la corrosion | 4Cr139Cr18 (acier inoxydable) |
L'acier inoxydable désigne les types d'acier présentant une résistance élevée à la corrosion dans l'atmosphère et les milieux généraux.
| Qualité de l'acier | Composition chimique wt% | σb | σ0.2 | δ5 | ψ | Ak | Dureté | |
| C | Cr | MPa | MPa | % | % | J | ||
| 1Cr13 M Type | ≤0.15 | 11.5-13.5 | ≥540 | ≥345 | ≥25 | ≥55 | ≥78 | ≥159 HB |
| Traitement thermique : 9501000 ℃ huile ou trempe à l'eau700750 ℃ refroidissement rapide et trempe ; Objet : produire des pièces résistantes aux milieux faiblement corrosifs et pouvant supporter des charges d'impact, telles que des pales de turbines à vapeur, des vannes de machines à pression d'eau, des cadres structurels, des boulons, des écrous, etc. | ||||||||
| 9Cr18 M Type | 0.9-1.0 | 17-19 | ≥55 HRC | |||||
| Traitement thermique : 1000-1050 ℃ trempe à l'huile, 200-300 ℃ huile, refroidissement à l'air et trempe ; Utilisation : outil de coupe mécanique pour le tranchage de l'acier inoxydable, outil de coupe, lame chirurgicale, pièce très résistante à l'abrasion et à la corrosion. | ||||||||
| 1Cr17 F Type | ≤0.12 | 16-18 | ≥450 | ≥205 | ≥22 | ≥50 | ≥183 HB | |
| Traitement thermique 780 ° C~850 ° C refroidissement à l'air. Objet : produire des équipements pour l'usine d'acide nitrique, tels que des tours d'absorption, des échangeurs de chaleur, des réservoirs d'acide, des canalisations de transport et des équipements pour l'usine alimentaire. | ||||||||
Acier inoxydable martensitique :
1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13, etc. Ils présentent tous une résistance suffisante à la corrosion en milieu oxydant. Les aciers à faible teneur en carbone 1Cr13 et 2Cr13 présentent une meilleure résistance à la corrosion et de bonnes propriétés mécaniques. Lorsque la teneur en carbone augmente, les aciers 3Cr13 et 4Cr13 présentent une résistance accrue et une meilleure résistance à l'usure, mais une résistance réduite à la corrosion.
Acier inoxydable ferritique :
1Cr17, 1Cr17Ti, etc. Ce type d'acier a une fraction massique de chrome de 17%~30% et une fraction massique de carbone inférieure à 0,15%. Il présente une structure ferrite monophasée et une meilleure résistance à la corrosion que l'acier Cr13.
Acier inoxydable austénitique :
Le type Cr18Ni9 (également connu sous le nom d'acier inoxydable de type 18-8) est l'un des aciers inoxydables les plus couramment utilisés. Ce type d'acier inoxydable austénitique a une faible teneur en carbone (environ 0,1%) et une excellente résistance à la corrosion. L'acier comporte souvent des ajouts de Ti (titane) ou de Nb (niobium) pour prévenir la corrosion. corrosion intergranulaire.
Cette catégorie d'acier présente des la résistance et la duretéet n'est pas magnétique. Cependant, il offre une plasticité, une ténacité et une résistance à la corrosion supérieures à celles de l'acier inoxydable de type Cr13. Un traitement de mise en solution peut encore améliorer la résistance à la corrosion de cet acier inoxydable austénitique.
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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