Guide complet sur l'acier 1.0402
L'acier 1.0402, également connu sous le nom de C22 ou AISI 1020, est un acier à faible teneur en carbone doté d'excellentes aptitudes à l'usinage et au soudage. Ce guide explore ses propriétés, son traitement thermique et ses applications, offrant ainsi un aperçu complet aux ingénieurs et aux fabricants.
1. Introduction à l'acier 1.0402
- Définition:
L'acier 1.0402 est un acier à faible teneur en carbone à usage général qui allie résistance, ductilité et usinabilité. Sa faible teneur en carbone le rend facile à travailler, en particulier pour les applications nécessitant soudage et formage. - Normes:
- VACARME: 1.0402
- FR: C22
- AISI / SAE: 1020
2. Composition chimique
La composition chimique de l'acier 1.0402 contribue à ses propriétés mécaniques et à sa facilité de mise en œuvre :
| Élément | Pourcentage (%) |
|---|---|
| Carbone (C) | 0,17 – 0,24 |
| Manganèse (Mn) | 0,40 – 0,70 |
| Silicium (Si) | ≤ 0,40 |
| Phosphore (P) | ≤ 0,035 |
| Soufre (S) | ≤ 0,035 |
| Chrome (Cr) | ≤ 0,40 |
| Molybdène (Mo) | ≤ 0,10 |
Cette composition assure une bonne usinabilité tout en conservant une résistance modérée.
3. Propriétés physiques
L'acier 1.0402 présente les caractéristiques physiques suivantes :
- Densité: Environ 7,8 g/cm³
- Module d'élasticité: ~210 GPa
- Conductivité thermique: ~51,9 W/m·K
Ces propriétés le rendent adapté aux applications nécessitant une résistance et une stabilité thermique modérées.
4. Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques du 1.0402 dans son état typique sont les suivantes :
| Biens | Valeur |
|---|---|
| Résistance à la traction (ultime) | ~460 MPa |
| Limite d'élasticité | ~240 MPa |
| Allongement à la rupture | ~24% |
| Dureté Brinell | ~130 HB |
| Coefficient de Poisson | ~0,29 |
Ces propriétés équilibrent la résistance et la ductilité, ce qui en fait un choix polyvalent pour les applications structurelles et mécaniques.
5. Traitement thermique
L'acier 1.0402 peut subir divers traitements thermiques pour ajuster ses propriétés à des applications spécifiques :
- Recuit:
Chauffer à 870°C – 910°C, maintenez-le suffisamment longtemps et laissez-le refroidir lentement dans le four. Ce procédé améliore la ductilité et l'usinabilité. - Normaliser:
Chauffer à 890°C – 940°C, maintenir et refroidir à l'air. La normalisation affine la structure du grain et améliore la ténacité. - Durcissement:
Chauffer à 860°C – 900°C, suivi d'une trempe dans l'huile ou l'eau. Le durcissement augmente la résistance à l'usure de la surface. - Trempe:
Réalisé après durcissement pour réduire la fragilité et obtenir la ténacité souhaitée.
6. Applications
L'acier 1.0402 est largement utilisé dans diverses industries en raison de sa polyvalence :
- Composants structurels:Poutres, colonnes et autres structures porteuses.
- Pièces automobiles:Arbres, engrenages et boulons qui nécessitent résistance et durabilité.
- Produits à tête froide: Éléments de fixation et composants formés par frappe à froid.
- Applications durcies:Convient aux pièces carburées nécessitant une surface dure et un noyau ductile.
7. Soudabilité et usinabilité
- Soudabilité:
L'acier 1.0402 présente une excellente soudabilité et peut être soudé à l'aide de méthodes standard telles que le soudage MIG, TIG et à l'arc. Le préchauffage n'est généralement pas nécessaire pour les sections minces. - Usinabilité:
Bonne usinabilité, notamment à l'état recuit ou normalisé, ce qui le rend adapté aux processus d'usinage tels que le tournage, le perçage et le fraisage.
8. Résistance à la corrosion
L'acier 1.0402 a résistance modérée à la corrosion en raison de sa faible teneur en alliage. Pour améliorer ses performances dans des environnements difficiles, des revêtements tels que la galvanisation ou la peinture sont recommandés.
9. Conclusion
L'acier 1.0402, avec sa faible teneur en carbone, son excellente usinabilité et sa bonne soudabilité, est un matériau fiable pour une large gamme d'applications. Sa polyvalence lui permet d'être utilisé dans les composants structurels et mécaniques, tandis que ses options de traitement thermique offrent une flexibilité pour répondre à des exigences de performances spécifiques.
Ce guide sert de ressource pour comprendre les propriétés et le potentiel de l'acier 1.0402, le rendant plus facile à sélectionner et à traiter pour les besoins industriels.
