Acier faible en carbone vs acier haute teneur en carbone : différences clés expliquées

Selon la composition chimique de l'acier, il peut être divisé en deux catégories : acier au carbone et acier allié.

L'acier au carbone est divisé en :

• Acier faible en carbone, teneur en carbone inférieure à 0,25 %.
• Acier moyen en carbone, teneur en carbone de 0,25 % à 0,6 %.
• Acier haute teneur en carbone avec une teneur en carbone supérieure à 0,6 %.

L'acier doux est un acier au carbone avec une teneur en carbone inférieure à 0,25 %. En raison de sa faible résistance, sa faible dureté et sa tendresse, il est également appelé acier doux. Il comprend la plupart des aciers de construction au carbone ordinaires et certains aciers de construction au carbone de haute qualité, dont la plupart sont utilisés pour les pièces structurales d'ingénierie sans traitement thermique, et certains sont utilisés pour les pièces mécaniques nécessitant une résistance à l'usure après cémentation et autres traitements thermiques.

L'acier moyen en carbone a de bonnes performances de travail à chaud et de coupe, mais de mauvaises performances de soudage. La résistance et la dureté sont plus élevées que l'acier faible en carbone, tandis que la plasticité et la ténacité sont plus faibles que l'acier faible en carbone. Il peut être utilisé directement sans traitement thermique, matériau laminé à froid, matériau étiré à froid, ou après traitement thermique. L'acier moyen en carbone trempé et revenu a de bonnes propriétés mécaniques globales. La dureté la plus élevée qui peut être atteinte est d'environ HRC55 (HB538), et σb est de 600~1100 MPa. Par conséquent, l'acier moyen en carbone est le plus largement utilisé dans diverses applications de niveau de résistance moyen. En plus d'être utilisé comme matériau de construction, il est également largement utilisé dans la fabrication de diverses pièces mécaniques.

L'acier haute teneur en carbone (High Carbon Steel) est souvent appelé acier à outils, avec une teneur en carbone de 0,60 % à 1,70 %, qui peut être trempé et revenu, et a de mauvaises performances de soudage. Les marteaux, pieds-de-biche, etc. sont faits d'acier avec une teneur en carbone de 0,75 % ; les outils de coupe tels que les forets, tarauds et alésoirs sont faits d'acier avec une teneur en carbone de 0,90 % à 1,00 %.

La performance de soudage de l'acier dépend principalement de sa composition chimique. L'élément le plus influent est le carbone, ce qui signifie que la teneur en carbone du métal détermine sa soudabilité. La plupart des autres éléments d'alliage dans l'acier ne sont pas propices au soudage, mais leur degré d'influence est généralement beaucoup plus petit que celui du carbone.

Généralement, l'acier faible en carbone a une bonne soudabilité et ne nécessite généralement pas de mesures de processus spéciales. Il suffit de souder avec des électrodes basiques lorsque la température est basse, les plaques épaisses ou les exigences sont élevées, et un préchauffage approprié. Lorsque la teneur en carbone et en soufre de l'acier faible en carbone est supérieure à la limite supérieure, en plus de l'utilisation d'électrodes de soudage basiques à faible teneur en hydrogène de haute qualité, le préchauffage et le post-chauffage et d'autres mesures, la forme de chanfrein doit être raisonnablement choisie et le rapport de fusion doit être réduit pour prévenir les fissures thermiques.

L'acier moyen en carbone a une tendance à la fissuration à froid pendant le soudage. Plus la teneur en carbone est élevée, plus la tendance au durcissement de la zone affectée par la chaleur est grande, plus la tendance à la fissuration à froid est grande, et plus la soudabilité est mauvaise. À mesure que la teneur en carbone du métal de base augmente, la teneur en carbone du métal de soudure augmentera également en conséquence. Associé à l'effet néfaste du soufre, il est facile de former des fissures à chaud dans le soudure. Par conséquent, le soudage de l'acier moyen en carbone doit utiliser des électrodes basiques avec une bonne résistance aux fissures, et prendre des mesures de préchauffage et de post-chauffage pour réduire la tendance aux fissures.

Lorsque l'acier haute teneur en carbone est soudé, en raison de la haute teneur en carbone de cet acier, une grande contrainte de soudage sera générée pendant le soudage. La tendance au durcissement et à la fissuration à froid de la zone affectée par la chaleur de soudage est plus grande, et le soudure est également plus sujet aux fissures à chaud. L'acier haute teneur en carbone est plus sujet aux fissures à chaud que l'acier moyen en carbone lors du soudage, donc ce type d'acier a la pire soudabilité, donc il n'est pas utilisé dans les structures de soudage générales et n'est utilisé que pour la réparation de soudage de coulée ou le placage. Après le soudage, la pièce soudée doit être revenue pour éliminer les contraintes, fixer la structure, prévenir les fissures et améliorer les performances du soudure.