Types d'acier 101 : guide d'achat de référence

L'acier est un alliage fer-carbone malléable contenant de 0,10 % jusqu'à 2 % de carbone, ce qui détermine le niveau de dureté atteignable. Il est parfois allié au manganèse, molybdène, chrome, nickel, etc. pour améliorer la trempabilité et d'autres caractéristiques comme la résistance à la corrosion. Les alliages fer-carbone avec plus de 2 % de carbone sont appelés fontes et ne sont pas malléables, sauf formes spéciales dites fontes malléables et fontes ductiles. Comme métal, l'acier se caractérise par sa résistance ; sa résistance à la fatigue, aux chocs et au fluage ; sa conductivité électrique et thermique ; sa densité ; sa résistance à la température ; et sa dureté relativement élevée comparée au bois, polymères ou céramiques. L'acier est fabriqué en éliminant les impuretés de la fonte brute dans un four.

Cet article présente brièvement quelques nuances d'acier populaires et leurs domaines d'excellence. Les principaux types d'aciers comprennent :

• Acier au carbone ordinaire
• Acier allié
• Acier faiblement allié
• Acier inoxydable

Acier au carbone ordinaire

L'acier au carbone ordinaire ne contient aucun élément d'alliage notable autre que le carbone lui-même, et selon sa teneur en carbone, est classé en bas, moyen ou haut carbone. L'acier bas carbone (< 0,3 % C) sert pour les rivets, pièces étirées à froid (fils, emboutis) dans les bas taux, et profilés structuraux, engrenages, pièces forgées à froid, tubes soudés dans les taux moyens et hauts. L'acier moyen carbone (0,3-0,5 % C) sert pour engrenages, arbres, bielles, tubes sans soudure, etc. et est parfois appelé « acier pour machines ». L'acier haut carbone (> 0,5 % C) sert pour ressorts, couteaux et outils à main, tarauds et fraises, filières d'étirage, etc. et est parfois appelé « acier à outils » ou « acier à ressorts ».

Un système de numérotation AISI à 4 chiffres désigne l'acier au carbone ordinaire par 10xx, les deux derniers chiffres approximant le pourcentage de carbone. Un acier doux ordinaire désigné 1010 contiendrait 0,08-0,13 % de carbone, par exemple. Un acier à usinage libre serait désigné 11xx.

Pour durcir l'acier au carbone ordinaire, il doit être refroidi rapidement. Cela peut entraîner de fortes contraintes résiduelles, de la distorsion, une ductilité diminuée, etc.

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Acier allié

Si c'est la teneur en carbone qui détermine le degré de dureté atteignable, certains éléments d'alliage ajoutés à l'acier peuvent rendre le traitement thermique moins traumatisant, un avantage pour réduire la distorsion de trempe dans les pièces complexes à parois minces, par exemple. Le terme « trempabilité » désigne la profondeur à laquelle un acier peut être durci, et les aciers alliés se divisent grossièrement en deux catégories selon cette mesure : aciers de cémentation, qui durcissent principalement en surface, et aciers à trempe de cœur, qui peuvent étendre le durcissement jusqu'au cœur du métal.

Dans le système de numérotation AISI, les aciers au manganèse sont désignés 13xx, les aciers au nickel 2xxx, les aciers nickel-chrome 3xxx, les aciers au molybdène 4xxx, et ainsi de suite jusqu'aux 9xxx pour les aciers silicium-manganèse.

Le durcissement des aciers alliés peut généralement se faire à l'huile pour une trempe plus lente qu'avec l'eau requise pour les aciers au carbone ordinaires. Cela peut réduire la distorsion et permettre au durcissement de pénétrer plus profondément dans le cœur du matériau.

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Acier faiblement allié (HSLA)

Parfois appelé HSLA (High-Strength Low-Alloy), cet acier offre une résistance améliorée par rapport aux aciers au carbone ordinaires et est utilisé là où le poids est un facteur, comme les équipements mobiles. Il se forme bien à froid et se soude aisément. Il a une meilleure résistance à la corrosion que l'acier ordinaire, avec une bonne résistance aux chocs, à la fatigue et à l'abrasion.

D'autres aciers faiblement alliés, avec des désignations comme HY 80 et HY 90, sont utilisés pour les coques de navires et les équipements hors route. D'autres encore sont disponibles pour des conditions spécifiques comme la ténacité à basse température ou pour produire des couches de patine protectrices sur l'acier décoratif utilisé pour les façades de bâtiments.

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Acier inoxydable

L'acier inoxydable est un alliage fer/chrome contenant 10 à 30 % de chrome, ce qui confère au métal une haute résistance à la corrosion. Bien qu'il existe de nombreuses nuances, seule une douzaine environ sont utilisées régulièrement. Par exemple, l'AISI 304, à composition chrome-nickel et faible carbone, est populaire pour sa bonne résistance à la corrosion, sa propreté et sa formabilité, le rendant idéal pour de nombreux objets du quotidien comme les éviers de cuisine. L'AISI 316, contenant du molybdène, est encore plus résistant à l'attaque chimique que le 304, le rendant utile pour l'exposition à l'eau de mer, saumures, acides sulfuriques et autres corrosifs des environnements industriels.

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Résumé

Cet article a présenté un aperçu succinct des types courants d'acier. Pour plus d'informations sur d'autres produits, consultez nos autres guides ou visitez la plateforme Thomas Supplier Discovery pour localiser des sources d'approvisionnement potentielles ou consulter les détails de produits spécifiques.