Acier 1018 vs 4140 : Choisir le bon grade pour votre application

Vous cherchez le meilleur grade d'acier pour votre prochain projet ? Il y en a certainement beaucoup à choisir. Parcourez le site de n'importe quel supermarché de métaux en ligne ou feuillette les pages du Machinery's Handbook, et vous pourriez repartir plus confus qu'au départ. Pas de souci. Nous avons identifié deux des grades d'acier les plus courants et populaires — 1018 et 4140 — qui offrent tous deux une multitude de propriétés désirables. Voici tout ce que vous devez savoir sur chacun.

Acier 1018 : Le bas carbone à la loupe

Type d'acier doux, le 1018 est un matériau de référence pour une gamme d'applications quotidiennes. Les utilisations courantes incluent :

• plaques de montage et supports
• pièces de pompe et arbres de moteur
• tringles de liaison
• plaques de montage
• goujons
• bagues, et plus

Comme tous les aciers à faible teneur en carbone (c'est-à-dire moins de 0,30 %), le 1018 s'usine et se soude facilement, et comme il est relativement tendre, il peut aussi être embouti, serti et plié.

C'est aussi l'un des aciers les moins chers, bien que ce soit rarement un facteur décisif tant que des volumes de production de type automobile ne sont pas requis. Peut-être la plus grande différence avec le 4140 est sa trempabilité — là où ce dernier peut être traité thermiquement jusqu'à 58 HRC ou plus, le 1018 est limité à la trempe de surface — aussi appelée cémentation — un processus qui laisse les pièces en acier bas carbone avec une surface dure et un cœur relativement tendre.

Faits amusants sur l'acier 4140

C'est la teneur en carbone plus élevée du 4140 qui rend cela possible. Regardez ces deux derniers chiffres ? C'est la quantité de carbone, qui dans le cas du 4140 est de 0,40 %. L'acier 1018, en revanche, contient 0,18 % de carbone. Cela ne semble pas beaucoup, mais cela fait une énorme différence pour les métallurgistes. Jetez un œil au tableau ci-dessous. Mis à part la teneur en carbone, on pourrait penser que le 1018 et le 4140 sont largement identiques.

Pourtant, ce tableau ne raconte pas toute l'histoire. Comme de nombreux autres « aciers alliés », le 4140 contient aussi de petites quantités de chrome et de molybdène (moins de 1 % environ), deux éléments qui apportent beaucoup à la table métallurgique.

Élément	Acier 1018	Acier 4140
Fer	98,81-99,26 %	96,79-97,78
Carbone	0,18 %	0,40 %
Manganèse	0,60-0,90 %	0,75-1,00 %
Phosphore (max)	0,04 %	0,035 %
Soufre (max)	0,05 %	0,040 %

Comme pour les aciers inoxydables et les superalliages, le chrome et le molybdène rendent les métaux plus résistants, plus durs et plus résistants à la corrosion. Par exemple, la résistance à la traction ultime du 4140 est environ une fois et demie celle de l'acier 1018, tout comme sa dureté Brinell à l'état recuit. De plus, la résistance à la fatigue du 4140 est deux à trois fois celle du 1018, une considération importante pour quiconque s'inquiète de la durée de vie et de la durabilité du produit. On l'appelle acier chrome-molybdène à haute résistance pour une raison.

Cela fait du 4140 un excellent choix pour les pièces nécessitant une résistance à l'impact et une résistance à la torsion. Les bielles et les vilebrequins sont souvent en 4140. Il en va de même pour de nombreuses pièces utilisées dans l'industrie du bois, les applications pétrolières et gazières, les machines-outils, les gabarits, les moules et les fixations. C'est aussi assez usinable, bien que pas tout à fait au niveau du 1018. En fait, si l'acier 4140 était aussi soudable et formable que son homologue en acier doux, il y aurait peu de raisons de choisir ce dernier, mais c'est là que le 4140 montre ses limites. Il peut être soudé mais pas aussi facilement que le 1018, et devient cassant sans les bonnes procédures, comme un traitement thermique post-soudage.

Choix, choix

Alors, où cela laisse-t-il les concepteurs de produits et les fabricants ? Comme indiqué plus haut, ces deux métaux sont populaires pour une raison. Les deux offrent des avantages distincts ainsi que des différences distinctes qui peuvent affecter le prix et la fonction de la pièce finie. Le fraisage ou le tournage CNC d'une pièce en 4140 nécessitera des vitesses de coupe et des avances quelque peu inférieures à celles d'une pièce en 1018. L'usure de l'outil est également un peu plus importante lors de l'usinage des aciers alliés, bien que toute différence de prix finie due à de telles considérations d'usinage soit sûrement secondaire à la fonctionnalité et à la performance du produit.

Comme noté, le 4140 est plus tenace et plus trempable que le 1018. Si votre application nécessite une pièce qui est à la fois « trempée à cœur » et extrêmement résistante à l'impact, alors le 4140 est un choix clair. Il est moins déformable à froid que le 1018, cependant, rendant un joint embouti ou serti improbable. Et comme mentionné, le 1018 est le rêve d'un soudeur. On ne peut pas en dire autant du 4140, bien qu'il ait un avantage significatif en résistance à la corrosion, à la chaleur et à l'usure grâce à sa teneur en carbone plus élevée et aux petites quantités de molybdène et de chrome présentes dans l'acier 4140.

Vous avez encore des questions ? Une façon de résoudre au moins certaines d'entre elles est de télécharger votre fichier de pièce sur notre site web. Nos outils de devis automatisés fourniront un devis et identifieront les problèmes de conception potentiels. Une autre façon est d'appeler l'un de nos représentants du service client. Ils sont toujours disponibles pour aider au 877-479-3680 ou à ADMIN@MFGROBOTS.COM. Tous ont une vaste expérience dans la sélection des matériaux et peuvent vous guider vers la bonne décision pour vos besoins uniques (même si cela signifie choisir l'un de nos autres métaux).

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