Qu'est-ce qui rend l'acier si indispensable dans la construction et la fabrication modernes ? Cet article explore les diverses caractéristiques et applications des différents types d'acier, de l'acier de construction au carbone à l'acier à outils à haute vitesse. Les lecteurs découvriront les propriétés uniques qui font que chaque type d'acier convient à des utilisations industrielles spécifiques, telles que les structures de bâtiments, les composants mécaniques et les outils de coupe. Ils apprendront comment la composition et le traitement de l'acier influencent ses performances et ses applications dans différentes industries.
a. Méthode de représentation des grades
Les nuances d'acier sont représentées par le pinyin chinois "Q", qui représente la limite d'élasticité, suivi de la valeur numérique de la limite d'élasticité (en MPa).
La norme comprend actuellement cinq grades : Q195, Q215, Q235, Q255 et Q275.
Ces qualités se distinguent principalement par leur composition chimique, en particulier teneur en carboneainsi que leurs propriétés mécaniques.
b. Principales caractéristiques et applications
L'acier de construction au carbone est divisé en catégories de qualité en fonction de la teneur en soufre et en phosphore.
L'acier de construction au carbone est un type d'acier au carbone ordinaire qui ne contient pas d'éléments d'alliage, souvent appelé acier au carbone ordinaire.
Parmi tous les types d'acier, l'acier de construction au carbone est le moins cher et possède une résistance adéquate, une bonne plasticité, une bonne ténacité, une bonne aptitude au traitement et à l'usinage. Ce type d'acier a le rendement le plus élevé et est largement utilisé pour la fabrication de structures de bâtiments telles que tôleIl s'agit de profilés en acier (ronds, carrés, plats, hexagonaux, rainurés, angulaires, etc.), de fil machine et de profilés non standard. Il est couramment utilisé pour la construction d'usines, de ponts et de navires.
En général, ce type d'acier est utilisé directement à l'état laminé à chaud.
Les nuances d'acier sont représentées par des chiffres arabes ou une combinaison de chiffres arabes et de symboles d'éléments chimiques. La teneur moyenne en carbone est indiquée par deux chiffres (en dix millièmes), par exemple "08F", "45", "65Mn".
a. Norme et qualité
La norme nationale GB/T699-1999 spécifie les conditions techniques telles que la nuance, la composition chimique, les propriétés mécaniques, les méthodes d'essai et les règles d'acceptation pour l'acier de construction au carbone de haute qualité.
Actuellement, la norme compte trente et un grades, dont "08F", "45", "85", "70Mn", etc.
b. Principales caractéristiques et applications
Carbone de haute qualité nuances d'acier de construction diffèrent principalement par leur teneur en carbone. L'acier de construction au carbone de haute qualité est généralement divisé en acier à faible teneur en carbone (C ≤ 0,25%), en acier à teneur moyenne en carbone (C 0,25-0,60%) et en acier à haute teneur en carbone (C > 0,60%) en fonction de sa teneur en carbone.
L'acier à faible teneur en carbone est principalement utilisé pour le travail à froid et le soudage des structures. Une cémentation superficielle peut être effectuée lors de la fabrication de pièces résistantes à l'usure.
L'acier à teneur moyenne en carbone est principalement utilisé pour les composants mécaniques dont les exigences de résistance sont plus élevées. En fonction de la résistance requise, il subit des traitements de trempe et de revenu. L'acier à haute teneur en carbone est principalement utilisé pour la fabrication de ressorts et de pièces mécaniques résistantes à l'usure.
Cet acier est généralement utilisé à l'état traité thermiquement. Parfois, les quatre nuances "65", "70", "85" et "65Mn" sont également désignées sous le nom d'acier à ressort à haute teneur en carbone.
L'acier de construction au carbone de haute qualité a un rendement élevé et une large application. Il est généralement laminé ou forgé en formes simples telles que des barres rondes, carrées et plates, qui sont ensuite transformées par les utilisateurs finaux en diverses pièces et composants.
Ce type d'acier doit généralement subir un traitement thermique tel que la normalisation ou la trempe et le revenu avant d'être utilisé. Il est principalement utilisé pour fabriquer des pièces de structure générale et des composants de produits mécaniques.
a. Méthode de représentation des grades
La nomenclature des nuances d'acier se compose de trois parties successives : le "Q" en pinyin chinois qui représente la limite d'élasticité, suivi de la valeur numérique de la limite d'élasticité, et enfin, le symbole de la qualité (A, B, C, D, E). Par exemple, Q390A et Q420E.
b. Norme et nomenclature
La norme nationale GB/T1591-94 spécifie les exigences techniques telles que la nuance, la composition chimique, les propriétés mécaniques, les méthodes d'essai et les règles d'acceptation pour l'acier de construction à haute résistance faiblement allié.
Actuellement, la norme comprend cinq grades : Q295, Q345Q390, Q420 et Q460, qui diffèrent par leur composition chimique et leurs propriétés mécaniques.
c. Principales caractéristiques et applications
L'acier de construction à haute résistance faiblement allié est un acier faiblement allié produit par l'ajout d'une petite quantité d'éléments d'alliage (généralement pas plus de 3%) à l'acier de construction au carbone. Dans le passé, il était appelé acier ordinaire faiblement allié ou acier de construction faiblement allié.
Ce type d'acier a une faible teneur en carbone (ne dépassant pas 0,2%) et contient principalement du vanadium et du niobium, titaneLe carbone, le manganèse, le bore, etc. Par rapport à l'acier de construction au carbone, ce type d'acier présente une résistance plus élevée, une bonne ténacité, une meilleure aptitude au traitement, une meilleure performance de soudage et une meilleure résistance à la corrosion.
Les produits en acier de construction faiblement allié et à haute résistance comprennent principalement l'acier laminé à chaud, les barres et les plaques. Ces produits en acier sont largement utilisés dans la fabrication de chaudières, de ponts, d'équipements chimiques, miniers, navals et autres.
a. Méthode de représentation des grades
La nomenclature des nuances d'acier se compose de chiffres arabes et de symboles d'éléments chimiques. La teneur moyenne en carbone est indiquée par deux chiffres (en dix millièmes) au début de la nuance.
La méthode de représentation des éléments d'alliage est la suivante :
Par exemple, les teneurs moyennes en carbone, chrome, manganèse et silicium sont respectivement de 0,35%, 1,25%, 0,95% et 1,25% pour un acier de construction allié particulier, représenté par la nuance 35CrMnSi.
De même, le carbone, le chrome et le nickel avec des teneurs moyennes de 0,12%, 0,75% et 2,95%, respectivement, sont représentés par la nuance 12CrNi3.
b. Standard et Grade
La norme nationale GB/T3077-1999 spécifie les exigences techniques telles que la qualité, la composition chimique, les propriétés mécaniques, la structure à faible grossissement, la qualité de la surface, la profondeur de la couche d'ozone, etc. décarburationpour les aciers de construction alliés.
À l'heure actuelle, la norme compte 77 nuances réparties en 24 groupes d'acier (ou types d'acier). Les groupes d'acier sont classés en fonction des éléments d'alliage contenus dans l'acier, et chaque groupe contient plusieurs nuances. Par exemple, le groupe d'acier Cr comprend huit nuances telles que "15Cr" et "50Cr".
c. Principales caractéristiques et applications
L'acier de construction allié est produit en ajoutant un ou plusieurs éléments d'alliage à l'acier de construction au carbone afin d'améliorer sa résistance, sa ténacité et sa trempabilité.
En fonction de la composition chimique (principalement la teneur en carbone), du processus de traitement thermique et de l'application, il peut être classé en acier de cémentation, trempé et revenu et l'acier nitruré.
Les produits en acier de construction allié comprennent principalement des barres laminées à chaud, des tôles épaisses, des tôles minces, de l'acier étiré à froid, de l'acier plat forgé, etc. Ces aciers sont principalement utilisés pour fabriquer des composants mécaniques de grande taille et sont largement utilisés dans diverses pièces de transmission et fixations pour les automobiles, les navires, les machines lourdes, etc.
a. Méthode de représentation des grades
La nomenclature des aciers à outils alliés utilise la lettre "G" pour acier, suivie de chiffres indiquant la teneur en carbone (en centièmes) et de symboles chimiques indiquant les éléments d'alliage. Par exemple, GCr15.
b. Norme et grade
La norme nationale GB/T1299-2014 spécifie les exigences techniques telles que la qualité, la composition chimique et les propriétés mécaniques, non métallique inclusions, qualité de surface, traitement thermique, etc., pour les aciers à outils alliés.
La norme comprend 54 nuances réparties en huit catégories : acier à outils à haute vitesse, acier à outils pour le travail à chaud, acier à outils pour le travail à froid, acier pour moules en plastique, acier maraging, acier pour roulementsl'acier inoxydable et l'acier à usage spécial.
c. Principales caractéristiques et applications
L'acier à outils allié est un type d'acier qui contient des éléments d'alliage tels que le chrome, le molybdène, le vanadium, le tungstène ou le cobalt pour améliorer sa dureté, sa résistance à l'usure, sa ténacité et sa résistance à la chaleur.
Il est largement utilisé dans la fabrication de outils de coupeLes pièces d'usure, les matrices, les moules et les autres composants qui nécessitent une dureté et une résistance à l'usure élevées.
Les différents types d'acier à outils allié ont des caractéristiques et des applications spécifiques.
a. Méthode de représentation des grades
Les nuances d'aciers à outils au carbone sont représentées par la lettre pinyin "T" pour le caractère chinois "carbone", des chiffres arabes et des symboles chimiques. Les chiffres arabes indiquent la teneur moyenne en carbone (en millièmes).
b. Normes et grades
La norme nationale GB1298-86 spécifie les conditions techniques pour les nuances, la composition chimique, la dureté, la fracture, la structure à faible grossissement, la profondeur de décarburation, la trempabilité et la qualité de surface de l'acier à outils au carbone. La norme comprend huit nuances : T7, T8, T8Mn, T9, T10, T11, T12 et T13.
c. Principales caractéristiques et applications
L'acier à outils au carbone est un type d'acier à haute teneur en carbone. Sa teneur minimale en carbone est de 0,65% et peut atteindre 1,35%. Afin d'améliorer les performances globales de l'acier, 0,40-0,60% de manganèse est ajouté à l'acier "T8" pour obtenir l'acier "T8Mn".
Lorsque la température de travail des outils de coupe en acier à outils au carbone dépasse 250oC, la dureté et la résistance à l'usure des outils (c'est-à-dire la dureté rouge de l'acier) diminuent fortement et leurs performances se détériorent.
a. Méthode de représentation des grades
La méthode de représentation de la nuance de l'acier à outils allié utilise des symboles d'éléments d'alliage et des chiffres arabes. La méthode de représentation des symboles d'éléments d'alliage est la même que celle de l'acier de construction allié.
Par exemple, la nuance d'acier allié pour outils ayant une teneur moyenne en carbone de 0,88% et une teneur en chrome de 1,50% est représentée par "9Cr2" ; la nuance d'acier allié pour outils ayant une teneur moyenne en carbone de 1,58%, une teneur en chrome de 11,75%, une teneur moyenne en molybdène de 0,50% et une teneur moyenne en vanadium de 0,23% est représentée par "Cr12MoV".
b. Normes et grades
La norme nationale GB1299-2000 spécifie les exigences techniques pour les aciers à outils alliés. La norme divise les alliages en six groupes en fonction de leur utilisation : acier pour outils de mesure et outils de coupe, acier pour outils résistant aux chocs, acier pour matrices de travail à chaud, acier pour matrices de travail à froid, acier pour matrices non magnétiques et acier pour moules en plastique, soit un total de 35 nuances.
c. Principales caractéristiques et applications
L'acier à outils allié a non seulement une forte teneur en carbone, mais aussi une forte teneur en éléments d'alliage comme le chrome, le tungstène, le molybdène et le vanadium.
Par conséquent, l'acier à outils allié présente une dureté, une résistance à l'usure et une ténacité supérieures à celles de l'acier à outils au carbone, en particulier une capacité de trempe et de revenu et une dureté rouge qui ne peuvent être atteintes par l'acier à outils au carbone.
Les aciers à outils alliés sont classés en aciers pour le traitement sous pression (traitement sous pression à chaud et à froid) et en aciers pour le traitement par enlèvement de copeaux selon la méthode de traitement.
Les principales variétés d'acier sont l'acier rond laminé à chaud et forgé, l'acier carré, l'acier plat, ainsi que l'acier étiré à froid et l'acier en barres. Ce type d'acier est principalement utilisé pour la fabrication de toutes sortes de moules pour la déformation à froid et à chaud, ainsi que de divers outils de mesure et de coupe.
a. Méthode de représentation des grades
La méthode de représentation de la nuance de l'acier à outils rapide est la même que celle de l'acier de construction allié.
La norme nationale GB/T9943-88 comprend 14 nuances d'acier rapide pour outils, et les normes GB/T9942-1988 et GB/T9941-1988 comprennent respectivement deux et trois nuances, qui sont toutes incluses dans les 14 nuances mentionnées ci-dessus.
En fonction de la teneur en éléments d'alliage et des caractéristiques de performance, l'acier à outils à haute vitesse peut être divisé en acier à haute vitesse au tungstène, acier à haute vitesse au molybdène et acier à haute vitesse super-dur.
b. Principales caractéristiques et applications
L'acier à outils à haute vitesse est communément appelé "acier Feng". Cet acier a une teneur élevée en carbone, et la teneur en carbone de la plupart des nuances n'est pas inférieure à 0,95%. L'acier a également une teneur élevée en éléments d'alliage tels que le tungstène, le molybdène, le chrome, le vanadium et le cobalt.
Les principales variétés de produits en acier à outils à haute vitesse sont le laminé à chaud, le forgé, le pelé, l'étiré à froid et le brillant. barres d'acier; acier rond forgé de grande section et tôles d'acier laminées à chaud et à froid.
L'acier à outils rapide est utilisé pour fabriquer des outils de coupe (tels que des outils de tournage, des fraises, des broches, des alésoirs), forets hélicoïdaux), ainsi que des moules, des rouleaux et des pièces mécaniques résistantes à l'usure.
a. Méthode de représentation des grades
L'acier à roulements est divisé en quatre catégories en fonction de sa composition chimique et de ses caractéristiques d'utilisation : l'acier à roulements au chrome à haute teneur en carbone, l'acier à roulements cémenté, l'acier à roulements inoxydable au chrome à haute teneur en carbone et l'acier à roulements à haute température.
La méthode de représentation de la nuance de l'acier chromé à haute teneur en carbone consiste à ajouter le symbole "G" au début de la nuance, mais la teneur en carbone n'est pas indiquée. La teneur en chrome est représentée en millièmes, et la méthode de représentation des autres éléments d'alliage est la même que celle de l'acier de construction allié. Par exemple, la nuance de l'acier pour roulements dont la teneur moyenne en chrome est de 1,5% est "GCr15".
b. Normes et grades
Actuellement, les normes chinoises relatives à l'acier pour roulements comprennent GB/T18254-2000 "Technical Conditions for High-Carbon Chromium Bearing Steel", GB/T3203-1982 "Technical Conditions for Carburized Bearing Steel", GB/T3086-1982 "Technical Conditions for High-Carbon Chromium Stainless Bearing Steel", YB/T688, et GB/T1205 "Technical Conditions for High-Temperature Bearing Steel".
Ces normes comprennent 15 nuances d'acier pour roulements, dont cinq nuances d'acier pour roulements à haute teneur en carbone, comme le "GCr15" ; six nuances d'acier pour roulements cémenté, comme le "G20CrMo" ; deux nuances d'acier pour roulements inoxydable à haute teneur en carbone, comme le "9Cr18" et le "9Cr18Mo" ; et deux nuances d'acier pour roulements à haute température, comme le "Cr4Mo4V" et le "Cr14Mo4".
c. Principales caractéristiques et applications
L'acier à roulements présente une dureté, une résistance à la traction et une résistance au contact élevées. résistance à la fatigueIls répondent aux exigences en matière de résistance à la corrosion et de performances à haute température dans certaines conditions.
Les principales variétés de produits en acier pour roulements sont l'acier rond laminé à chaud et forgé, l'acier rond étiré à froid et le fil.
a. Méthode de représentation des grades
Acier inoxydable est l'abréviation d'acier inoxydable résistant aux acides.
b. Normes et grades
Actuellement, les normes chinoises relatives à l'acier inoxydable comprennent 33 normes telles que GB/T1220-1992 "Stainless Steel Rods", GB/T4237-1992 "Stainless Steel Hot Rolled Plates", GB/T3280-1992 "Stainless Steel Plaques laminées à froid"GB/T13296-1991 "Seamless Stainless Steel Tubes for Boilers and Heat Exchangers", et GB/T4356-1984 "Stainless Steel Flat Bars.
D'une manière générale, l'acier qui résiste à la corrosion dans des milieux faibles tels que l'air, la vapeur et l'eau est appelé acier inoxydable, tandis que l'acier qui résiste à la corrosion dans des milieux forts tels que les acides, les alcalis et les sels est appelé acier résistant à l'acide ou acier résistant à la corrosion.
Il existe de nombreux types d'acier inoxydable, qui sont classés en fonction de la structure métallographique de l'acier, conformément à la norme nationale chinoise GB/T13304-1999 "Classification des aciers" et aux méthodes de classification internationalement reconnues.
c. Principales caractéristiques et applications
Les principales variétés de produits en acier inoxydable sont les tôles et bandes laminées à chaud, les tôles et bandes laminées à froid, les barres et profils laminés à chaud et forgés, les barres plates laminées à chaud, les tubes sans soudure et les tubes soudés.
L'acier inoxydable a un large éventail d'applications, principalement dans la fabrication d'équipements et de pipelines pétrochimiques, d'équipements de l'industrie de l'énergie nucléaire, d'équipements navals, d'appareils médicaux, de vaisselle et d'autres appareils qui nécessitent des propriétés inoxydables et résistantes à la corrosion.
a. Méthode de représentation des grades
La méthode de représentation de la qualité de l'acier résistant à la chaleur est la même que celle de l'acier inoxydable.
b. Normes et grades
Dans les normes nationales actuelles, il existe trois normes pour l'exécution de l'acier résistant à la chaleur : GB/T1221-1992 "Barres d'acier résistant à la chaleur", GB/T4238-1992 "Plaques d'acier résistant à la chaleur" et GB/T8732-1988 "Acier pour aubes de turbines à vapeur".
Les normes contiennent des dispositions détaillées sur les exigences techniques telles que la nuance, la composition chimique, la méthode de fusion, le statut de livraison, les propriétés mécaniques, la structure à faible puissance, la résistance aux essais de forgeage supérieurs et la qualité de la surface de l'acier résistant à la chaleur, ainsi que les exigences techniques spéciales du côté de la demande.
Dans la norme, l'acier résistant à la chaleur est divisé en quatre types en fonction de la structure métallographique : austénite type, type ferrite, type martensite et type durcissement par précipitation, avec un total de 46 nuances.
c. Principales caractéristiques et applications
L'acier résistant à la chaleur présente une bonne stabilité chimique à haute température, peut résister à l'oxydation et à la corrosion par d'autres milieux et présente une résistance élevée. Les principales variétés de produits en acier résistant à la chaleur sont les profils laminés à chaud et forgés (ronds, carrés, etc.) et l'acier plat, les plaques et bandes laminées à chaud et à froid, les tubes en acier sans soudure, etc.
a. Normes et niveaux d'exécution
Les normes chinoises actuelles pour l'acier au silicium à usage électrique sont GB/T5218-88 "Hot-Rolled" (laminé à chaud). Feuilles d'acier au silicium pour usages électriques", GB/T2521-1996 "Cold-Rolled Grain-Oriented and Non-Oriented Magnetic Steel Sheets and Strips", et YB/T5224-93 "Grain-Oriented Silicon Steel Thin Strip", avec un total de 72 nuances.
b. Principales caractéristiques et applications
L'acier au silicium est un alliage magnétique doux fer-silicium à faible teneur en carbone. Le carbone est un élément nocif dans l'acier au silicium, et la teneur en carbone de l'acier ne dépasse généralement pas 0,015%. Le silicium est l'élément le plus efficace pour augmenter la résistance du fer. L'ajout de silicium à l'acier électrique peut réduire les pertes par courants de Foucault et diminuer la perte de fer du matériau.
Le sens de disposition des grains de cristaux de fer des bandes d'acier au silicium non orientées laminées à froid est aléatoire et désordonné, et les bandes sont isotropes. Elles sont principalement utilisées pour fabriquer le noyau des machines tournantes. Les bandes d'acier au silicium à faible teneur en silicium sont utilisées pour fabriquer de petits moteurs électriques pour les appareils ménagers, et les bandes d'acier au silicium à haute teneur en silicium sont utilisées pour fabriquer des générateurs et de gros moteurs électriques.
Les grains de fer du feuillard en acier au silicium à grains orientés laminé à froid sont orientés et disposés dans le sens du laminage. Comparées aux bandes d'acier au silicium non orientées laminées à froid, leurs propriétés magnétiques dans le sens du laminage sont particulièrement excellentes. Il est principalement utilisé pour fabriquer des noyaux de transformateurs pour la production, la transmission et la distribution d'énergie.
Les bandes minces en acier au silicium à grains orientés (dont l'épaisseur ne dépasse pas 0,20 mm) sont principalement utilisées pour fabriquer des noyaux de transformateurs pour diverses sources d'énergie telles que les transformateurs d'impulsions, les amplificateurs magnétiques et les convertisseurs fonctionnant à des fréquences supérieures à 400 Hz.
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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