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Combien de nuances d’acier pouvez-vous nommer?

Il est presque impossible de tous les nommer par mémoire, car il existe aujourd’hui plus de 3 000 nuances d’acier disponibles. Ils ont été définis par l’American Iron &Steel Institute (AISI) et la Society of Automotive Engineers (SAE), qui les ont organisés en catégories basées sur l’utilisation et la composition. Cet article explorera un acier à haute teneur en carbone et faiblement allié connu sous le nom d’acier 52100, pour montrer où il convient le mieux en tant que matériau d’ingénierie. Nous examinerons d’abord les propriétés physiques de l’acier 52100, puis étudierons ses caractéristiques de travail ainsi que les utilisations potentielles de ce métal polyvalent.

Propriétés physiques de l’acier 52100

L’acier 52100 semble avoir une structure de dénomination différente de celle des autres aciers à trois ou quatre chiffres, mais cela n’est dû qu’aux différences spécifiques entre les index de dénomination SAE et AISI. Le premier chiffre (5) indique que cet acier est principalement allié au chrome, et le deuxième chiffre (2) représente un pourcentage d’alliage supérieur à 1%. En d’autres termes, le deuxième chiffre ne précise pas le pourcentage exact de chrome, mais seulement qu’il est allié à un pourcentage plus élevé que d’autres aciers similaires. Les trois derniers chiffres indiquent le pourcentage moyen de carbone utilisé dans l’acier; ainsi, pour l’acier 52100, il y a en moyenne 1,00% de carbone utilisé dans son mélange. Voici une liste montrant la composition chimique exacte de l’acier 52100, avec des tolérances:

Éléments constitutifs de l’acier 52100

• 0,98-1,1% de carbone
• 1,3-1,6% de chrome
• 0,25-0,45% de manganèse
• <= 0,025% de phosphore
• 0,15-0,3% de silicium
• <=0,025%de soufre

Pour en savoir plus sur les différences entre les nuances d’acier, lisez notre article sur les types d’aciers.

L’acier 52100 est un acier allié au chrome à haute teneur en carbone qui a une densité de 7,81 g / cm3 (0,282 lb / po3). Il peut être durci par des procédés de travail à froid et à chaud et répond au recuit et au revenu et peut être renforcé à l’aide du processus de traitement thermique. Il est facilement forgé et formé, ainsi que usiné, à partir de son état recuit. Bien qu’il ne soit généralement pas utilisé pour le soudage, l’acier 52100 est particulièrement utile dans les roulements, les rouleaux de fraisage et les pièces de véhicules grâce à sa combinaison de résistance, de dureté et de maniabilité. La forme la plus courante du stock 52100 est le stock en barres, mais il peut également être trouvé dans les stocks de tubes, de fils, de laminés à plat et de forgeage.

Propriétés mécaniques

Tableau 1: Summary of mechanical properties for 52100 steel.

Ci-dessus, dans le tableau 1, quelques propriétés mécaniques de l’acier 52100 sont présentées pour illustrer ses caractéristiques de travail utiles. Cette section expliquera brièvement chaque paramètre et comment il se rapporte aux applications de l’acier 52100.

L’acier de type 52100 a un module d’élasticité de 210 GPa. Cette métrique décrit la rigidité élastique d’un matériau, où un module d’élasticité plus élevé désigne un métal plus rigide. Il est important de comprendre le module d’élasticité d’un matériau s’il doit être usiné, car un matériau moins rigide a tendance à s’effriter et à s’agiter sur les broyeurs, tandis qu’un matériau plus rigide usinera plus rapidement les mèches de la machine mais usinera généralement mieux. l’acier 52100 répond bien aux processus d’usinage, et cela se voit clairement à travers son grand module élastique.

Le module de masse est une propriété matérielle souvent réservée aux liquides, mais il est couramment utilisé en référence à l’acier car il décrit la résistance d’un métal à la compression, ou une réduction de volume lorsqu’il est uniformément comprimé. Cette valeur est particulièrement importante pour l’acier 52100, car elle est généralement utilisée dans les roulements pouvant subir ce type de force ou de charge de compression constante. Comme on le voit dans le tableau 1, le module de masse de l’acier 52100 est de 160 GPa, ce qui est environ deux fois plus résistant que la plupart des alliages d’aluminium.

Le module de cisaillement d’un matériau est une autre représentation de la réponse d’un matériau à une contrainte, qui dans ce cas est une contrainte de cisaillement. La contrainte de cisaillement est l’endroit où deux forces s’opposent le long d’un plan d’un matériau, comme la façon dont des ciseaux coupent du papier ou une scie coupe une barre cylindrique. Il est important de savoir si un métal sera découpé dans du stock et tordu / formé radialement, car le matériau ne doit pas se cisailler ou se fracturer dans ces conditions. Le module de cisaillement de l’acier 52100 est de 80 GPa, ce qui est typique de l’acier et convient à la coupe à partir de rouleaux et de fils plats.

La ténacité à la rupture montre la capacité d’un matériau à résister à la rupture. Il désigne la contrainte à laquelle les fissures se propageront à travers le matériau sans être entravées par d’autres effets et est essentiel pour comprendre comment un matériau échoue lors d’une fracture fragile. Un matériau à haute ténacité échoue généralement en rupture ductile, tandis que les matériaux à faible ténacité se brisent simplement. De par sa ténacité à la rupture (15,4-18,7 MPa-m½), l’acier 52100 est clairement sujet à un scénario de fracture plus ductile, ce qui est idéal pour un tel acier.

Enfin, l’usinabilité d’un matériau est une mesure qualitative et comparative de la réaction d’un métal aux procédures d’usinage. Il est souvent fourni en pourcentage, où l’acier de référence est fixé à 100% et les autres aciers reçoivent un pourcentage en référence à cet acier. L’indice d’usinabilité indiqué dans le tableau 1 fait référence à l’acier AISI 1212, qui est donné à 100% d’usinabilité sur cette échelle. Un pourcentage inférieur à 100% (comme le boîtier en acier 52100) signifie qu’il est plus difficile à usiner que l’acier de référence. Cela ne signifie pas que le 52100 n’est pas adapté à l’usinage; au contraire, il peut être facilement usiné, mais sa dureté use simplement la matrice et les mèches plus rapidement.

Applications de l’acier 52100

Comme indiqué précédemment, l’acier 52100 est le plus souvent utilisé dans les roulements en acier, ainsi que dans les équipements de fabrication de roulements. Sa ténacité et sa dureté lui permettent d’être utilisé dans les lames et les couverts, bien qu’il soit plus délicat à traiter à la chaleur que d’autres aciers à lame plus courants. Vous trouverez ci-dessous une liste d’autres applications courantes de l’acier 52100:

• Roulements antifriction
• Rouleaux de fraisage
• Poinçons, tarauds, matrices
• Pièces automobiles et aéronautiques
• Attaches

et plus encore.

Si l’acier 52100 semble utile à votre projet, contactez votre fournisseur et voyez s’il est d’accord. Ils disposeront toujours des meilleures informations pertinentes à votre cahier des charges et pourront vous conseiller sur les options et alternatives appropriées.

Résumé

Cet article présente un bref résumé des propriétés, de la résistance et des applications de l’acier 52100. Pour plus d’informations sur d’autres produits, consultez nos guides supplémentaires ou visitez la plate-forme Thomas Supplier Discovery pour localiser des sources d’approvisionnement potentielles ou consulter des détails sur des produits spécifiques.

Sources:

1. https://www.academia.edu
2. http://web.mit.edu/1.51/www/pdf/chemical.pdf
4. http://www.matweb.com/search/datasheet.aspx?matguid=d0b0a51bff894778a97f5b72e7317d85&ckck=1
5. https://www.engineeringtoolbox.com

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