L’acier à ressorts est un matériau essentiel pour de nombreuses industries et il possède des qualités spécifiques qui surpassent les autres types d’acier. Mais qu’est-ce que l’acier à ressort exactement et pourquoi est-il si pratique ? Dans cet article, nous explorerons ce qu'est l'acier à ressort, ses propriétés, ses différentes qualités, comment il est formé et où il est couramment utilisé.
Qu’est-ce que l’acier à ressort ?
L'acier à ressort est un type d'acier spécifiquement utilisé pour fabriquer des ressorts et des composants élastiques, car il peut reprendre sa forme originale après avoir été plié, comprimé ou allongé. Cette capacité, connue sous le nom d’élasticité à l’état trempé et revenu, est due à la limite d’élasticité élevée de l’acier, qui provient de sa composition spécifique et de son processus de durcissement.
Les aciers à ressorts sont généralement constitués d'une teneur en carbone moyenne à élevée, généralement d'environ 0,5 à 1,0 pour cent. En plus du carbone, ils contiennent également du manganèse et du silicium, le silicium étant particulièrement important pour atteindre des valeurs élevées. limites d'élasticité. Les produits fabriqués à partir de ces alliages d’acier peuvent supporter une flexion, une compression, une extension ou une torsion continue sans subir de déformation permanente.
La fabrication de l’acier à ressort nécessite des compétences techniques avancées pour garantir une qualité élevée. Toute imperfection de la surface, telle qu'une décarburation ou des irrégularités, peut réduire la résistance à la fatigue. Il est donc essentiel pour les fabricants de s'assurer que les ressorts ont une surface parfaitement lisse pour une efficacité et des performances optimales.
Quels sont les constituants de l’acier à ressort ?
Les aciers à ressorts sont des alliages à teneur en carbone moyenne à élevée, généralement comprise entre 0,5 et 1,0 pour cent. Ils contiennent également d'autres additifs d'alliage tels que le manganèse, le nickel, le chrome, le vanadium et le molybdène.
Or l’élément essentiel entrant dans la composition des aciers à ressorts est le silicium. Ce matériau est apprécié pour sa durabilité et sa capacité à conserver sa forme et sa flexibilité, ce qui le rend bien adapté aux applications d'acier à ressort et contribue à la limite d'élasticité élevée du matériau. Cette flexibilité permet au matériau de se déformer puis de revenir à sa position initiale une fois la charge retirée.
Voici quelques nuances d'acier à ressort courantes et leur composition chimique.
| Noter | C [%] | Si [%] | Mn [%] | P [%] max. | S [%] max. | Cr [%] max. / – | Lundi [%] | Ni [%] max. | V [%] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C55S | 0,52 – 0,60 | 0,15 – 0,35 | 0,60 – 0,90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C60S | 0,57 – 0,65 | 0,15 – 0,35 | 0,60 – 0,90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C67S | 0,65 – 0,73 | 0,15 – 0,35 | 0,60 – 0,90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C75S | 0,70 – 0,80 | 0,15 – 0,35 | 0,60 – 0,90 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| C100S | 0,95 – 1,05 | 0,15 – 0,35 | 0,30 – 0,60 | 0.025 | 0.010 | 0.40 | 0.10 | 0.40 | – |
| 51CrV4 | 0,47 – 0,55 | 0.40 | 0,70 – 1,10 | 0.025 | 0.010 | 0,90 – 1,20 | 0.10 | 0.40 | 0,10 – 0,25 |
| 80CrV2 | 0,75 – 0,85 | 0,15 – 0,35 | 0,30 – 0,50 | 0.025 | 0.010 | 0,40 – 0,60 | 0.10 | 0.40 | 0,15 – 0,25 |
Classification de l'acier à ressort
Selon la norme de classification de l'acier GB/T13304, l'acier à ressorts est classé comme acier pour structures mécaniques en fonction de ses performances fondamentales et de ses caractéristiques de service. En termes de qualité, il appartient à la catégorie des aciers de qualité spéciale, nécessitant un contrôle strict de sa qualité et de ses performances pendant la production. Dans la coutume chinoise, l’acier à ressort est considéré comme un acier spécial.
En fonction de sa composition chimique, l'acier à ressorts est en outre classé en aciers à ressorts au carbone, aciers à ressorts alliés, aciers à ressorts inoxydables, alliages à ressorts à base de cuivre et alliages à ressorts à base de nickel.
Voici la classification des aciers à ressorts en fonction de leurs compositions chimiques.
| Matériel | FR | JIS | ASTM/SAE | VACARME |
|---|---|---|---|---|
| Acier inoxydable | 1Cr18Ni9 | SUS302 | 302 | 1.4310 |
| 0Cr18Ni9 | SUS304 | 304 | X5CrNi18-10 | |
| 0Cr17Ni12Mo2 | SUS316 | 316 | X5CrNi17.12.2 | |
| 07Cr17Ni7A1 | SUS631 | SAE17-7 | X7CrNiAL17.7 | |
| À base de nickel | GH4169 GH169 | InconelX-718 | NiCrl9Fe19Nb5、Mo3 | |
| GH145/GH4145 | NCF750 | Incone1X-750 | NiCr15Fe7TiAl | |
| Elgiloy | ||||
| À base d'alliage | 60Si2MnA | SUP6 | SAE9260 | 60Si7 |
| 55CrSi | SWOSC-V | |||
| 50CrVA | SUS10A | 6150 | 67SiCr5 | |
| 60Si2CrA | SUP12 | SAE9254 | 67SiCr5 | |
| 30W4Cr2VA | ||||
| À base de carbone | 65 minutes | 1066 | Ck67 | |
| Fil de musique | SWP-B/SWP-A | |||
| À base de cuivre | QSn4-3 (bronze étain) | C3712 | C28000 | CuZn40 |
| QSi3-1 (bronze de silicium) | C6561 | |||
| QBe2 (Bronze au Béryllium) | C1720 | C17200 | ||
| Monel 400 | NW4400 | UNS N04400 | 2. 4360 | |
| Monel K500 | NW5500 | UNS N05500 | 2. 4375 |
65 minutes
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | Cu |
| 65 minutes | GB/T1222-2007 | 0.62~0.70 | 0.17~0.37 | 0.90~1.20 | ≤0,035 | ≤0,035 | ≤0,25 | ≤0,25 | ≤0,25 |
Propriétés mécaniques
| Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| 980(φ=10mm) | 785 | 78.8 | 196.0 | -40~120 |
Caractéristiques et applications
Le 65Mn est une sorte d’acier à haute teneur en carbone. Sa composition est simple et son faible coût. Du manganèse est ajouté pour améliorer la trempabilité. Ses propriétés mécaniques complètes, sa décarburation et ses autres propriétés sont meilleures que celles de l'acier au carbone. Mais le 65Mn est sensible à un traitement élevé et se fissure facilement lors de la trempe.
Le 65Mn est couramment utilisé pour fabriquer une variété de ressorts ronds, de mécanismes d'horlogerie, de bagues à ressort, d'amortisseurs de vibrations et de ressorts d'embrayage.
Fil de musique
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Si | Mn | S | P | Cu |
| SWP-B | JIS_G3522 | 0.60~0.95 | 0.12~0.32 | 0.30~0.90 | ≤0,025 | ≤0,025 | ≤0,20 |
Propriétés mécaniques
| Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| 2260 ~ 2450 (φ = 1,0 mm) | 1568 | 78.7 | 196.0 | -40~120 |
Caractéristiques et applications
Le fil à musique est étiré à froid après trempe dans un bain de plomb. Il s'agit d'un ressort élevé avec une résistance, une élasticité et une résistance à la fatigue très élevées. Il s'agit d'un petit matériau pour ressorts largement utilisé et utilisé pour fabriquer divers ressorts importants, divers ressorts mécaniques à haute contrainte et des ressorts de soupape.
60Si2Mn
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Si | Mn | S | P | Cr | Ni | Cu |
| 60Si2Mn | GB/T1222-2007 | 0.54~0.60 | 1.5~2.0 | 0.70~1.00 | ≤0,035 | ≤0,035 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,25 |
Propriétés mécaniques
| Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| 1274(φ=10mm) | 1170 | 78.8 | 196.0 | -40~200 |
Caractéristiques et applications
Le manganèse présent dans 60Si2Mn peut améliorer la trempabilité. En raison de sa teneur élevée en silicium, sa résistance, sa trempabilité et sa résistance au revenu sont supérieures à celles de l'acier à ressorts au carbone. Cependant, en raison de sa teneur élevée en silicium, il présente une forte probabilité de décarburation de surface et une faible plasticité de déformation à froid. Après trempe et revenu, il présente un rapport limite d'élasticité, une capacité anti-relaxation et une stabilité de revenu plus élevés, en particulier la durée de vie en fatigue est considérablement améliorée.
Le 60Si2Mn convient à la fabrication de ressorts hélicoïdaux d'une épaisseur de section inférieure à 25 mm et est largement utilisé dans les machines lourdes, les véhicules ferroviaires et les automobiles.
55CrSi
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Si | Mn | Cr | S | P | Ni | Cu |
| 55CrSi | GB/T1222-2007 | 0.50~0.60 | 1.2~1.6 | 0.50~0.80 | 0.50~0.80 | ≤0,030 | ≤0,030 | ≤0,20 | ≤0,20 |
Propriétés mécaniques
| Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| 1862 (φ≥4,2 mm) | 1666 | 78.8 | 196.0 | -40~250 |
Caractéristiques et applications
L'acier à ressort 55CrSi présente une résistance élevée à la fatigue et une résistance élevée à la relaxation. Étant donné que la fraction massique de Si qu'il contient est relativement élevée, la limite élastique, le rapport rendement/résistance et la résistance à la fatigue peuvent être considérablement améliorés. Un élément Cr est également ajouté pour améliorer les propriétés mécaniques. Le Cr a une faible sensibilité à un traitement élevé, ce qui contribue à éliminer la tendance à la graphitisation de l'acier à ressort contenant du Si.
Le 55CrSi est largement utilisé dans la fabrication de ressorts de frein, de barres stabilisatrices solides, de barres de torsion, de ressorts de soupape, de ressorts d'amortisseur pour motos haut de gamme et de ressorts mécaniques à des fins importantes.
50CrVA
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Si | Mn | Cr | V | S | P | Ni | Cu |
| 50CrVA | GB/T1222-2007 | 0.46~0.54 | 0.17~0.37 | 0.50~0.80 | 0.80~1.10 | 0.10~0.20 | ≤0,03 | ≤0,03 | ≤0,35 | ≤0,25 |
Propriétés mécaniques
| Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| 1274 (φ = 10 mm) | 1127 | 78.8 | 196.0 | -40~250 |
Caractéristiques et applications
50CrVA possède de bonnes propriétés mécaniques et une trempabilité élevée. Le vanadium est intégré pour affiner les grains d'acier, améliorant ainsi la résistance, la ténacité et la résistance à la chaleur. Cependant, sa soudabilité est mauvaise. Le 50CrVA est un acier à ressorts de haute qualité, utilisé pour les applications de grande section et à charges élevées telles que les ressorts de soupape, les ressorts de piston et les ressorts de soupape de sécurité.
30W4Cr2VA
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Si | Mn | Cr | V | O | S | P | Ni | Cu |
| 30W4Cr2VA | GB/T1222-2007 | 0.26~0.34 | 0.17~0.37 | ≤0,04 | 2.00~2.50 | 0.50~0.80 | 4~4.5 | ≤0,03 | ≤0,03 | ≤0,35 | ≤0,25 |
Propriétés mécaniques
| Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| 1470 (φ = 10 mm) | 1323 | 81.8~78.7 | 206.0~196.2 | -40~500 |
Caractéristiques et applications
Le 30W4Cr2VA contient du tungstène, du chrome et du vanadium. La fonction principale du tungstène (w) est d'améliorer la capacité de trempe et la résistance à la chaleur de l'acier, de sorte que le ressort conserve une résistance et une élasticité élevées à des températures élevées. Le tungstène peut également améliorer la stabilité du revenu et la maniabilité à chaud. Il est utilisé à l'état trempé et revenu et utilisé comme ressorts résistants à la chaleur, tels que les ressorts des soupapes de sécurité principales dans les chaudières, etc.
60Si2CrA
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Si | Mn | Cr | S | P | Ni | Cu |
| 60Si2CrA | GB/T1222-2007 | 0.56~0.64 | 1.40~1.80 | 0.04~0.70 | 0.70~1.00 | ≤0,030 | ≤0,030 | ≤0,35 | ≤0,25 |
Propriétés mécaniques
| Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| 1764 (φ = 10 mm) | 1568 | 81.8~78.7 | 206.0~196.2 | -40~250 |
Caractéristiques et applications
Le 60Si2CrA est un acier à ressort à haute résistance. Il présente une trempabilité élevée et de bonnes performances de traitement thermique. En raison de sa haute résistance, la contrainte interne doit être éliminée à temps après le laminage. Le 60Si2CrA peut être utilisé pour fabriquer des ressorts d'étanchéité de turbine à vapeur, des ressorts de réglage, des ressorts de support de condenseur, des ressorts de disque de pompe à eau haute pression, etc. Il peut également être utilisé pour fabriquer des ressorts de crochet de récupération d'armes classiques, des ressorts de concasseur et des ressorts de machines d'ingénierie.
Acier à ressort inoxydable
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Si | Mn | S | Ni | Cr | P | Mo |
| SUS302 | JIS G4314 | ≤0,15 | ≤1,00 | ≤2,00 | ≤0,030 | 8.00-10.00 | 17.00-19.00 | ≤0,045 | |
| SUS304 | JIS G4314 | ≤0,15 | ≤1,00 | ≤2,00 | ≤0,030 | 8.00-10.00 | 17.00-19.00 | ≤0,045 | |
| SUS316 | JIS G4314 | ≤0,15 | ≤1,00 | ≤2,00 | ≤0,030 | 10.00-14.00 | 16.00-18.00 | ≤0,045 | 2.0~3.0 |
| SUS631 | JIS G4314 | ≤0,09 | ≤1,00 | ≤1,00 | ≤0,03 | 6.5-7.75 | 16.0-18.0 | ≤0,04 | Al 0,75 ~ 1,5 |
Propriétés mécaniques
| Noter | Résistance à la traction Rb(MPa) | Résistance à la traction Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| SUS302/304 | 1863 ~ 2108 (φ = 1 mm) | ≥205 | 71.7 | 193.2 | -200~200 |
| SUS316 | 1863 ~ 2108 (φ = 1 mm) | ≥205 | 71.7 | 193.2 | -200~200 |
| SUS631 | 1705 ~ 2010 (φ = 1 mm) | ≥205 | 71.7 | 193.2 | -200~343 |
Caractéristiques et applications
En tant qu'acier à ressorts largement utilisé, il présente une bonne résistance aux basses températures, à la corrosion et à la chaleur.
- SUS302/304 : acier à ressort résistant à la corrosion et à la chaleur. Leurs propriétés mécaniques sont les mêmes, mais le 304 est plus résistant à la corrosion que le 302.
- SUS316 : Grâce à l'ajout de Mo, sa résistance à la corrosion et aux hautes températures est particulièrement bonne. Il est généralement utilisé en navigation et en résistance à la corrosion des chlorures.
- SUS631 : Résistance supérieure à celle de l’acier inoxydable de la série 300. Il présente une résistance élevée, une dureté élevée et une résistance à la fatigue, à la chaleur et à la corrosion. Utilisé dans les industries aérospatiales, chimiques, pétrochimiques, de transformation du papier et des métaux.
Inconel 750
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Cr | Ni | Al | Ti | Fe | Nb | SI | Mn | S | Cu |
| Inconel X750 | AMS 5698 | ≤0,08 | 14.0~17.0 | ≥70,0 | 0.40~1.00 | 2.25~2.75 | 5.00~9.00 | 0.70~1.20 | ≤0,50 | 1.0 | ≤0,01 | ≤0,5 |
Propriétés mécaniques
| Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| 1241~1793 | 790 | 82.7 | 214 | -260~550 |
Caractéristiques et applications
C'est un alliage à base de nickel renforcé d'Al, Ti et Nb. L'aluminium (A1), le titane (Ti) et le niobium (Nb) sont principalement ajoutés à l'acier inoxydable pour les ressorts ou à d'autres matériaux pour ressorts destinés à des usages spéciaux. L’objectif principal est d’améliorer la résistance à la corrosion du matériau. Le Ti est un puissant désoxydant de l’acier, qui peut affiner les grains et réduire la sensibilité. Le Nb peut affiner les grains et réduire la sensibilité à la surchauffe et la fragilité de l'acier. C'est l'un des meilleurs alliages du premier système d'alliage Inconel. Il a une bonne résistance, résistance à la corrosion et résistance à l'oxydation sous 980 ℃.
L'alliage Inconel X-750 est principalement utilisé pour fabriquer des ressorts plats et des ressorts hélicoïdaux résistants à la relaxation qui nécessitent une résistance plus élevée.
Inconel 718
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Cr | Ni | Co | Al | Ti | Fe | Mo | Mn | SI | Cu |
| Inconel 718 | AMS 5662 | ≤0,08 | 17.0~21.0 | 50.0~55.0 | ≤1,0 | 0.20~0.80 | 0.65 | équilibre | 2.8~3.3 | ≤0,35 | ≤0,35 | ≤0,3 |
Propriétés mécaniques
| Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| 1310~1515 | 1082 | 80 | 200 | -260~650 |
Caractéristiques et applications
L'Inconel 718 est un alliage Fe-Ni-Cr. Il présente une excellente résistance aux températures élevées et à la corrosion. Il présente une résistance élevée et une bonne ténacité en dessous de 650 °C, ainsi qu'une résistance à l'oxydation et à la corrosion dans des environnements à haute et basse température. Il peut être largement utilisé dans diverses situations à forte demande, telles que les turbines à vapeur, l'ingénierie cryogénique des fusées à combustible, les environnements acides, l'ingénierie nucléaire, etc.
Elgiloy
Composition chimique
| Noter | Standard | C | Co | Être | Cr | Fe | Mo | Mn | Si | Ni | S | P |
| Elgiloy | AMS 5833 | ≤0,15 | 39.0~41.0 | ≤0,1 | 19.0~21.0 | équilibre | 6.0~8.0 | 1.5~2.5 | ≤1,2 | 14.0~16.0 | ≤0,015 | ≤0,015 |
Propriétés mécaniques
| Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| 1515-2000 | 77.2 | 190 | -184~454 |
Caractéristiques et applications
Elgiloy est un alliage cobalt-chrome-nickel. L'ajout de cobalt permet au matériau d'atteindre une limite élastique élevée et l'alliage présente également une excellente résistance à la corrosion et à la fatigue dans de nombreux environnements. Il convient aux applications où une résistance élevée à la corrosion est requise ou une faible relaxation à des températures allant jusqu'à 380°C. Dans l’eau de mer, l’alliage Elgiloy est presque insensible à la corrosion caverneuse et à la corrosion sous contrainte. Il est largement utilisé pour l’extraction de pétrole et de gaz, dans les domaines médical, dentaire, aérospatial, de la défense, de l’exploration spatiale et de l’horlogerie.
Acier à ressorts à base de cuivre
Composition chimique
| Noter | Standard | Cu | Sn | Zn | Al | Si | Ni | Fe | Être | Impuretés totales |
| Bronze à l'étain | GB/T13808 | équilibre | 3.5~4.5 | 2.7~3.3 | 0.002 | 0.002 | 0.05 | ≤1,5 | ||
| Bronze au silicium | GB/T4423 | équilibre | 0.25 | 0.5 | 0,03(Pb) | 2.75~3.5 | 0.2 | 0.3 | 1,0~1,5(Mn) | ≤1,1 |
| Bronze au béryllium | GB/T 5231 | équilibre | 0.15 | 0,05(Pb) | 0.15 | 0.2 | 0.15 | 1.0~2.1 | ≤0,5 |
Propriétés mécaniques
| Noter | Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| Bronze à l'étain | 780~1130 | 40207 | 93163 | -250~120 | |
| Bronze au silicium | 780~1130 | 40207 | 93163 | -40~120 | |
| Bronze au béryllium | 373~1275 | 42169 | 129448 | -200~120 |
Caractéristiques et applications
Le bronze à l'étain a une bonne résistance à la corrosion dans l'atmosphère où un film dense de dioxyde d'étain se forme à la surface du bronze à l'étain. Plus le film de dioxyde d’étain est dense et épais, meilleure est la résistance à l’usure. Il est également résistant à la corrosion dans l’eau douce et l’eau de mer et convient à la fabrication de ressorts nécessitant une dureté plus élevée et une plus grande résistance à l’usure.
Le bronze au silicium contient des éléments de manganèse et de nickel. Il a une haute résistance et une forte résistance à la corrosion. Il présente une résistance élevée à la corrosion dans l'eau douce et l'eau de mer et possède de bonnes propriétés de soudabilité et de coupe. Il est utilisé pour fabriquer des pièces de friction (telles que des manchons de guidage pour les soupapes d'échappement et d'admission des moteurs) et des pièces structurelles travaillant dans des milieux corrosifs.
Le bronze au béryllium contient 1,7 ~ 2,5% de béryllium. L'ajout de béryllium lui confère une excellente élasticité. Il s'agit d'un alliage à durcissement par précipitation avec une bonne résistance, dureté, élasticité et résistance à la fatigue. Il a une durée de vie de plus de 40 ans en eau de mer. Il est largement utilisé et coûteux et convient mieux à la fabrication de ressorts de précision sur les appareils électriques.
MONEL
Composition chimique
| Noter | Standard | Ni | Cu | Ti | Al | Mn | Si | C | Fe | S |
| Monel 400 | AMS 7233 | 63.0~70.0 | 28.0~34.0 | ≤2,0 | ≤0,5 | ≤0,3 | ≤2,5 | ≤0,024 | ||
| Monel K500 | QQ-N-286 | 63.0~70.0 | équilibre | 0.35~0.85 | 2.3~3.15 | ≤1,5 | ≤0,5 | ≤0,25 | ≤2,0 | ≤0,001 |
Propriétés mécaniques
| Noter | Résistance à la traction Rb(MPa) | Limite d'élasticité Rs (MPa) | Module de cisaillement G/x103(MPa) | Module élastique E/x103(MPa) | Température recommandée |
| Monel 400 | 1000~1240 | 65.5 | 179 | -184~260 | |
| Monel K500 | 1100~1380 | 65.5 | 179 | -184~232 |
Caractéristiques et applications
Le Monel 400 est un alliage nickel-cuivre. Cet alliage présente une excellente résistance à la corrosion dans les milieux à base d'acide fluorhydrique et de fluor gazeux, ainsi qu'une excellente résistance à la corrosion contre les liquides alcalins concentrés chauds. Il résiste également à la corrosion des solutions neutres, de l’eau, de l’eau de mer, de l’atmosphère, des composés organiques, etc.
Monel K500 est un alliage nickel-cuivre-aluminium durci par précipitation. L'ajout d'éléments en titane et en aluminium augmente la résistance à la traction du K500 jusqu'à deux fois celle des alliages 400, et la limite d'élasticité est trois fois celle des alliages 400. Le matériau reste ductile et résistant à des températures aussi basses que -240°. Le K500 offre également une résistance aux étincelles et une excellente résistance à la corrosion à un large éventail d’éléments chimiques et d’environnements maritimes, tels que les sels, les alcalis, les acides et les acides non oxydants.
Propriétés de l'acier à ressort
L'acier à ressort est largement utilisé dans la fabrication de divers types de ressorts et de composants similaires. Il se distingue par sa limite d'élasticité élevée, permettant aux produits fabriqués à partir de ce matériau de supporter une compression, une flexion et une torsion continues sans perdre leur forme d'origine.
Voici quelques caractéristiques clés de l’acier à ressort :
- Résilience : l'acier à ressort est très résilient et peut reprendre sa forme originale après avoir été plié ou étiré.
- Dureté et durabilité : Il peut supporter de lourdes charges sans se casser et résiste aux intempéries et à l’usure dans le temps.
- Élasticité: L'acier à ressort peut être façonné, formé et post-traité thermiquement sans perdre sa forme.
- Résistance à la corrosion : Il présente une résistance élevée à la corrosion, ce qui le rend adapté à une utilisation dans des conditions difficiles.
En plus d'une limite d'élasticité élevée, les aciers à ressorts possèdent également d'excellentes résistance à la traction et la résistance à la fatigue. Ces propriétés rendent l'acier à ressorts adapté à une large gamme d'applications industrielles.
Le tableau ci-dessous résume les limites d'élasticité et les résistances à la traction des différentes qualités d'acier à ressorts : EN 10132-2021.
| Numéro de matériau. | Standard | Recuit à de la cémentite sphéroïdisée | Recuit à la cémentite sphéroïdisée-morte molle | |||||||||||
| AISI | JIS | FR | VACARME | Limite d'élasticité[MPa](max.) | Résistance à la traction[MPa](max.) | HBW(max.) | Limite d'élasticité[MPa](max.) | Résistance à la traction[MPa](max.) | HBW(max.) | |||||
| Métrique | NOUS | Métrique | NOUS | Métrique/États-Unis | Métrique | NOUS | Métrique | NOUS | Métrique/États-Unis | |||||
| 1.1231 | 1070 | SK7 | C67S | Code 67 | 380 | 55 | 580 | 84 | 180 | 330 | 48 | 550 | 80 | 171 |
| 1.1248 | 1075 | SK6 | C75S | Code 75 | 400 | 58 | 610 | 88 | 189 | 345 | 50 | 570 | 83 | 177 |
| 1.1284 | C80S | 400 | 58 | 610 | 88 | 189 | 345 | 50 | 570 | 83 | 177 | |||
| 1.1269 | 1086 | SK5 | C85S | Code 85 | 405 | 59 | 620 | 90 | 192 | 355 | 51 | 580 | 84 | 180 |
| 1.1217 | C90S | 420 | 61 | 630 | 91 | 195 | 365 | 53 | 590 | 86 | 183 | |||
| 1.1274 | 1095 | SK4 SK3 | C100S | Code 101 | 430 | 62 | 640 | 93 | 198 | 380 | 55 | 600 | 87 | 186 |
| 1.1224 | C125S | 440 | 64 | 650 | 94 | 202 | 400 | 58 | 620 | 90 | 192 | |||
| 1.2002 | SK2 | 125Cr2 | 125Cr1 | 450 | 65 | 660 | 96 | 205 | 385 | 56 | 640 | 93 | 198 | |
| 1.2235 | 80CrV2 | 80CrV2 | 390 | 57 | 600 | 87 | 186 | 345 | 50 | 570 | 83 | 177 | ||
| 1.5026 | 9255 | 56Si7 | 420 | 61 | 620 | 90 | 192 | 360 | 52 | 580 | 84 | 180 | ||
| 1.5634 | SKS51 | 75Ni8 | 450 | 65 | 660 | 96 | 205 | 400 | 58 | 630 | 91 | 195 | ||
| 1.8159 | 6150 | SUP10 | 51CrV4 | 50 CrV4 | 380 | 55 | 580 | 84 | 180 | 330 | 48 | 550 | 80 | 171 |
| 1.8161 | 58CrV4 | 58 CrV4 | 390 | 57 | 590 | 86 | 183 | 350 | 51 | 560 | 81 | 174 | ||
| 1.2003 | 75Cr1 | 420 | 61 | 630 | 91 | 195 | 360 | 52 | 580 | 84 | 180 | |||
| 1.2018 | 95Cr1 | 430 | 62 | 640 | 93 | 198 | 380 | 55 | 600 | 87 | 186 | |||
| 1.6595 | 68CrNiMo3-3 | 400 | 58 | 615 | 89 | 190 | 350 | 51 | 575 | 83 | 179 | |||
Comment l’acier à ressort est-il formé ?
L'acier à ressort peut subir divers processus, tels que le laminage à chaud et à froid, le recuit et traitement thermique, en fonction de la nuance d'acier à ressort et des propriétés mécaniques souhaitées du produit final.
Le processus commence généralement par la fusion et le raffinage des matières premières pour obtenir la composition d'acier correcte. L'acier fondu est ensuite versé en gros blocs ou billettes et laissé refroidir. Les billettes peuvent en outre être traitées par laminage à chaud ou à froid pour diminuer leur épaisseur et améliorer leur structure de grain, augmentant ainsi efficacement la résistance à la traction du matériau et produisant des tôles, bandes, tiges et barres d'acier à ressort. Des réductions plus élevées conduisent à des résistances à la traction accrues, mais une résistance à la traction excessive peut rendre le matériau fragile et susceptible de se briser. Le laminage à froid est généralement privilégié pour l'acier à ressorts de haute qualité en raison de sa capacité à fournir un contrôle plus fin de l'épaisseur et tolérances dimensionnelles.
Lors du laminage, l'acier peut être recuit pour soulager les contraintes internes et améliorer sa ductilité. Cela implique de chauffer l'acier à une température spécifique pendant une durée définie, puis de le laisser refroidir lentement dans un environnement contrôlé, améliorant ainsi la ténacité et la flexibilité de l'acier.
Enfin, l'acier à ressort peut subir un traitement thermique pour atteindre les propriétés mécaniques souhaitées. Un pourcentage spécifique de carbone est essentiel pour permettre ce processus, allant généralement de 0,50% à 1,25% pour les aciers à ressorts au carbone. Ce processus consiste à chauffer l'acier à une température critique, puis à le refroidir rapidement (trempe) pour former une structure dure et cassante. Par la suite, l'acier peut être trempé par un processus de réchauffage, ce qui atténue les contraintes et améliore sa ténacité. L'acier à ressort traité thermiquement est utilisé pour fabriquer des produits tels que des ressorts plats, des lames de scie et des couteaux.
Utilisations et applications courantes de l'acier à ressort
En raison de ses caractéristiques exceptionnelles, l’acier à ressorts est souvent qualifié d’acier à usage général. Il est principalement utilisé dans la production de lames de scie, de crochets de verrouillage, d'antennes et de grattoirs de haute qualité, en particulier lorsqu'il est trempé et revenu pour fabriquer des ressorts plats difficiles à façonner.
En tant que type d'acier polyvalent, l'acier à ressort a une large gamme d'applications. Il est couramment utilisé pour créer :
- Clips et attaches : Sa haute résistance et sa résistance à la fatigue rendent l'acier à ressort idéal pour la production de clips et d'attaches.
- Ressorts : Utilisé dans diverses pièces de machines et de véhicules, l'acier à ressorts est couramment utilisé pour les ressorts hélicoïdaux, les ressorts de compression, les ressorts de torsion et les ressorts à lames.
- Équipement médical : L'acier à ressort est utilisé dans la création d'instruments médicaux tels que des outils chirurgicaux et des appareils orthodontiques.
- Machines : Il est utilisé pour fabriquer des machines et des équipements, notamment des tondeuses à gazon, des avions, des convoyeurs et des pompes.
- Outils à main : Sa haute résistance rend l’acier à ressort parfait pour fabriquer des outils solides et durables comme des pinces, des clés et des ciseaux.
- Corde à piano: Également connu sous le nom de fil à musique, l'acier à ressort est utilisé dans une variété d'applications, notamment les pinces à ressort, les antennes et les ressorts hélicoïdaux ou à lames de véhicules.
- Crochets pour serrures : La souplesse et la résilience de l'acier à ressort en font un matériau populaire pour la fabrication de crochets pour serrures.
- Train d'atterrissage : L'acier à ressorts tubulaires est utilisé dans le train d'atterrissage de certains petits avions en raison de sa capacité à absorber l'impact à l'atterrissage.
- Cales : Elle est largement utilisée dans les cales et les pinces-reliures pour sa résistance à la déformation dans les faibles épaisseurs.
FAQ
Conclusion
Aujourd’hui, l’acier à ressort joue un rôle essentiel dans la production de divers articles et devrait conserver son importance dans plusieurs domaines industriels. Par exemple, il est couramment utilisé dans les applications qui exigent des composants capables d'absorber et de réappliquer constamment une force, tels que les diaphragmes à ressort dans les automobiles et les ressorts enrouleurs dans les systèmes de ceinture de sécurité. L'élasticité de l'acier à ressort joue un rôle crucial dans le fonctionnement de ces pièces sollicitées dynamiquement, déterminant la force que le matériau peut supporter sans subir de déformation permanente.
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