Le choix entre l’acier allié et l’acier au carbone peut être une tâche difficile. Le processus est encore plus difficile si vous ne savez pas comment ces deux aciers se comparent.
Ce guide explore toutes les similitudes et les différences entre l’acier allié et l’acier au carbone.
Alors, plongeons directement.
Par définition : Acier Allié Vs. Acier au Carbone
L’acier allié est un matériau d’ingénierie produit en ajoutant du carbone au fer aux côtés d’autres éléments pour augmenter les propriétés de l’acier.
L’acier au carbone englobe le carbone et le fer comme ses éléments principaux, présentant une grande résistance et dureté.
Classification de l’Acier Allié et de l’Acier au Carbone
Similitudes
La classification de l’acier allié et de l’acier au carbone se fait selon le pourcentage des éléments d’alliage. Vous trouverez les catégories suivantes disponibles :
Acier Allié
- Acier Faiblement Allié : Utilise moins d’éléments dans le processus d’alliage généralement moins de 8%.
- Acier Hautement Allié : Fait référence à l’acier allié avec des éléments d’alliage en excès de 8%.
Acier au Carbone
- Acier à Faible Teneur en Carbone : Possède une teneur en carbone comprise entre 0,05% et 0,25%, ce qui le rend soudable et relativement usinable.
- Acier Moyen en Carbone : La teneur en carbone est comprise entre 0,29% et 0,54%, capable de traitement thermique et présentant une bonne résistance à l’usure. Il est cependant difficile d’effectuer des processus de fabrication tels que le soudage, le formage et la coupe.
- Acier à Haut Carbone : Avec une teneur en carbone de 55% à 0,95%, ce type vous offre une grande résistance mais peu de possibilités de soudage et d’usinage.
Composition de l’Acier Allié Vs. de l’Acier au Carbone
Similitudes
Tant l’acier allié que l’acier au carbone utilisent du fer et du carbone dans leur composition élémentaire, ce dernier aidant à améliorer la résistance et la dureté.
Différences
L’acier allié utilise les éléments suivants en plus du carbone :
Chrome
- Améliore la résistance à la corrosion de l’acier allié ainsi que sa dureté et sa résistance.
- En association avec le cobalt, il présente une résistance accrue à l’usure.
Silicium
- Améliore la limite d’élasticité, la dureté et les caractéristiques magnétiques de l’acier allié.
Molybdène
- Augmente la résistance à la traction et la ténacité de l’acier allié tout en contrecarrant la croissance des grains.
- Son utilisation aux côtés du manganèse réduit le taux de trempe.
Nickel
- Améliore la résistance à la corrosion, favorise la ténacité et présente une haute résistance aux chocs.
Vanadium
- Aide à réguler la taille des grains lors du traitement thermique tout en augmentant la résistance et la dureté.
- Essentiel pour la structure à grains fins et la ductilité de l’acier allié.
Manganèse
- Utile lors du traitement thermique de l’acier allié car il ralentit le taux de refroidissement.
Propriétés de l’acier allié par rapport à l’acier au carbone
Résistance à la compression
La résistance à la compression d’un matériau est sa capacité à supporter des forces de compression avant de finalement céder. L’acier au carbone et l’acier allié ont tous deux des résistances à la compression impressionnantes qui sont utilisées dans la construction. Étant donné que la teneur en carbone est au cœur de la résistance à la compression, on constate que l’acier au carbone offre des capacités de résistance plus importantes.
Résistance à la corrosion
La corrosion fait référence à la tendance des matériaux à se détériorer suite à leur interaction avec leur environnement. L’acier allié offre une résistance accrue à la corrosion par rapport à l’acier au carbone. L’ajout d’éléments tels que le nickel et le chrome contribue à améliorer les qualités de résistance à la corrosion de l’acier allié.
Ductilité
La capacité d’un matériau à se déformer de manière plastique sans se fracturer décrit sa ductilité. Les matériaux à haute teneur en carbone se fracturent facilement lorsqu’ils sont déformés de manière plastique. Par conséquent, l’acier allié présente une ductilité accrue par rapport à l’acier au carbone en raison de sa faible teneur en carbone.
Point de fusion
Le point de fusion d’un métal est le point où il présente un changement dans sa structure cristalline passant de l’état solide à l’état liquide. Bien que l’acier allié et l’acier au carbone aient des points de fusion considérablement élevés, l’acier allié affiche un point de fusion plus élevé.
Malléabilité
La malléabilité est une propriété des matériaux qui décrit leur réactivité à être travaillés sans dommage. La configuration de l’acier allié avec plusieurs éléments le rend moins malléable que l’acier au carbone. La présence de carbone est un facteur dans l’augmentation de la malléabilité de l’acier au carbone.
Dureté
La dureté d’un matériau est sa capacité à supporter une force appliquée lors d’un impact avant de céder. L’acier au carbone présente une dureté plus élevée que l’acier allié. La teneur en carbone de l’acier au carbone est le déterminant de cette propriété de haute résistance avec une corrélation directe.
Résistance à la traction
La charge de stress qu’un matériau peut tolérer lors de son étirement avant de se rompre fait référence à sa résistance à la traction. L’acier allié affiche une résistance à la traction plus élevée, allant jusqu’à 1800 MPa, que l’acier au carbone (950 MPa). De même, l’acier au carbone à haute teneur présente une résistance à la traction plus élevée que l’acier au carbone à faible teneur (environ 450 MPa).
Ténacité
Un matériau avec une grande ténacité peut absorber de grandes quantités d’énergie lors d’une déformation plastique avant de se rompre. L’acier au carbone présente une ténacité accrue par rapport à l’acier allié en raison de sa teneur élevée en carbone.
Soudabilité
La capacité d’un matériau à être assemblé en utilisant des soudures fait référence à sa soudabilité. L’acier au carbone offre une soudabilité plus élevée que l’acier allié qui est sujet à la fissuration lorsqu’il est soudé.
La teneur en ferrite influence la soudabilité tandis que la présence de multiples éléments complique le processus, de sorte que l’acier au carbone à faible teneur est le plus soudable.
Coût
Les aciers alliés coûtent plus cher que l’acier au carbone. Le coût de l’acier allié et de l’acier au carbone dépend même des éléments constitutifs utilisés.
Les aciers alliés utilisant des éléments exceptionnels tels que le vanadium coûtent beaucoup plus chers que ceux contenant des substances courantes comme le silicium. De même, l’acier au carbone à haute teneur coûte plus cher que l’acier au carbone à faible teneur.
Application des aciers alliés par rapport à l’acier au carbone
L’acier allié et l’acier au carbone offrent diverses améliorations de propriétés qui permettent leur utilisation dans différents secteurs. Parmi ces propriétés majeures, on trouve la dureté, la résistance à la corrosion, l’usinabilité et la résistance.
Industrie de la construction
L’utilisation de l’acier allié dans la construction et l’architecture souvent exposées aux éléments est idéale grâce à sa propriété non corrosive. De nombreuses sections structurelles et poutres par exemple font usage de l’acier allié.
L’acier au carbone trouve également son utilité dans la construction en raison de ses qualités de résistance et de dureté. Il est utilisé pour fabriquer des composants de ponts et de bâtiments tels que des vis et des boulons.
Automobile
L’acier allié présente une ténacité et une usinabilité considérables, ce qui permet son utilisation dans la fabrication de pièces automobiles telles que des panneaux de portes et des poutres.
La force et la ténacité de l’acier au carbone en font un matériau couramment utilisé dans les applications automobiles pour la fabrication de composants tels que des bagues, des supports et des boîtiers.
Exploitation minière
L’acier allié est utilisé dans les environnements miniers où la corrosion est une menace potentielle et où la ténacité est nécessaire. Les outils et équipements miniers utilisant de l’acier allié tolèrent l’environnement corrosif et les applications difficiles.
L’acier au carbone est un élément important dans l’équipement minier en raison de sa polyvalence. Les plates-formes des plateformes pétrolières et gazières emploient ce type d’acier.
Aérospatial
L’acier allié est utilisé pour fabriquer des pièces d’avions telles que des composants de volets, y compris le chariot de support, les actionneurs et la voie. La dureté de l’acier au carbone lui permet d’être utilisé dans le train d’atterrissage, les fixations et les pinces de tuyaux.
L’acier au carbone est fiable en tant que matériau de construction navale en raison de sa soudabilité, de sa résistance et de sa durabilité. Les pièces de moteur et les différentes zones du pont emploient de l’acier au carbone à haute teneur.
L’utilisation de l’acier allié dans la construction navale se trouve dans les parties subaquatiques de la coque et le système de propulsion. La tolérance à la corrosion de l’acier allié est utile à cet égard.
Conclusion
Comme vous pouvez le constater, l’acier allié et l’acier au carbone sont de bons matériaux de construction.
Avec les informations de ce guide, vous pouvez certainement décider si vous préférez l’acier allié ou l’acier au carbone.
Si vous avez des questions sur votre projet de fabrication d’acier, n’hésitez pas à nous contacter dès maintenant – contactez-nous maintenant.
Plus de ressources:
Acier Allié – Source: Science Direct
Acier au Carbone – Source: Science Direct
Fabrication de Tôles – Source: KDMFAB