Acier DIN 1652-3 20CrS4 : Haute Usure & Haute Usinabilité pour Automobile et Mécanique

Présentation générale de l'acier 20CrS4

L'acier 20CrS4 (numéro de matière 1.7028) est un acier de construction allié au chrome et au soufre, spécialement développé pour les applications exigeant à la fois une bonne résistance à l'usure et une excellente aptitude à l'usinage. Il trouve son emploi principal dans la construction automobile et mécanique pour la fabrication d'arbres à cames, d'axes de piston et d'engrenages. Sa plage d'utilisation thermique débute à -25 °C, avec des performances optimales sur des diamètres nominaux de 5 à 10 mm.

Propriétés générales

Propriété	Température	Valeur
Densité	20 °C	7,83 g/cm³

Propriétés mécaniques

Propriété	Température	Valeur
Module d'élasticité	-100 °C	217 GPa
	20 °C	212 GPa
	100 °C	207 GPa
	200 °C	199 GPa
	300 °C	192 GPa
	400 °C	184 GPa
	500 °C	175 GPa
	600 °C	164 GPa
Dureté Brinell	20 °C	197 HB
Coefficient de Poisson	20 °C	0,28

Propriétés thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	-100 °C	1,05 × 10⁻⁵ 1/K
	20 °C	1,15 × 10⁻⁵ 1/K
	100 °C	1,21 × 10⁻⁵ 1/K
	200 °C	1,27 × 10⁻⁵ 1/K
	300 °C	1,32 × 10⁻⁵ 1/K
	400 °C	1,36 × 10⁻⁵ 1/K
	500 °C	1,40 × 10⁻⁵ 1/K
	600 °C	1,44 × 10⁻⁵ 1/K
Température max de service (long terme)	-	-25 à 0 °C
Point de fusion	-	1382 - 1529 °C	Typique pour acier au chrome
Capacité thermique massique	-100 °C	423 J/(kg·K)
	20 °C	461 J/(kg·K)
	100 °C	479 J/(kg·K)
	200 °C	499 J/(kg·K)
	300 °C	517 J/(kg·K)
	400 °C	536 J/(kg·K)
	500 °C	558 J/(kg·K)
	600 °C	587 J/(kg·K)
Conductivité thermique	20 °C	45,1 W/(m·K)
	100 °C	45,1 W/(m·K)
	200 °C	44,1 W/(m·K)
	300 °C	41,9 W/(m·K)
	400 °C	39,4 W/(m·K)
	500 °C	36,9 W/(m·K)
	600 °C	34,4 W/(m·K)
Diffusivité thermique	20 °C	12,5 mm²/s
	100 °C	11,6 mm²/s
	200 °C	10,6 mm²/s
	300 °C	9,5 mm²/s
	400 °C	8,4 mm²/s
	500 °C	7,1 mm²/s
	600 °C	5,8 mm²/s

Propriétés électriques

Propriété	Température	Valeur
Résistivité électrique	20 °C	2,31 × 10⁻⁷ Ω·m
	100 °C	2,84 × 10⁻⁷ Ω·m
	200 °C	3,58 × 10⁻⁷ Ω·m
	300 °C	4,48 × 10⁻⁷ Ω·m
	400 °C	5,52 × 10⁻⁷ Ω·m
	500 °C	6,71 × 10⁻⁷ Ω·m
	600 °C	8,06 × 10⁻⁷ Ω·m

Composition chimique

Élément	Teneur (% masse)
Carbone (C)	0,17 - 0,23
Chrome (Cr)	0,90 - 1,20
Manganèse (Mn)	0,60 - 0,90
Phosphore (P)	0,04 max
Silicium (Si)	0,40 max
Soufre (S)	0,02 - 0,035

Comparaison 20Cr4 vs 20CrS4

Caractéristique	20Cr4 (1.7027)	20CrS4 (1.7028)
Soufre	0,035 % max	0,02 - 0,035 %
Usinabilité	Standard	Améliorée (brise-copeaux MnS)
Applications types	Arbres à cames, axes, cylindres	Engrenages, axes, arbres à cames (séries usinées)
Diamètre optimal	Jusqu'à 25 mm	5 - 10 mm

Traitements thermiques recommandés

Recuit doux : 680-720 °C, refroidissement four → ~197 HB (usinage)
Normalisation : 870-900 °C, air → structure homogène
Trempe : 850-880 °C, huile/eau
Revenu : 540-680 °C selon dureté finale visée (50-55 HRC typique)

Domaines d'application privilégiés

Engrenages de précision de petites dimensions (module 1-3)
Arbres à cames nécessitant usinage complexe avant trempe
Axes de piston, goupilles, rotules
Pièces de transmission usinées en grande série

Acier DIN 1652-3 20CrS4 Étiré à Froid : Haute Résistance à l'Usure & Excellente Usinabilité Tubes de précision en acier soudé EN 10305-5 Grade St 33

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