Qu'est-ce que l'acier au carbone moyen?

L'acier est un alliage de métaux constitué principalement de fer et contenant 0,2 à 2,1% de carbone. Tout l'acier contient du carbone, mais le terme «acier au carbone» s'applique spécifiquement à l'acier dont le principal constituant d'alliage est le carbone. L'acier à teneur moyenne en carbone est un acier au carbone contenant entre 0,30 et 0,60 pour cent de carbone. Il a également une teneur en manganèse comprise entre 0,6 et 1,65 pour cent. Ce type d'acier offre un bon équilibre entre résistance et ductilité, et il est courant dans de nombreux types de pièces en acier.

Le fer consiste en un réseau cristallin d'atomes de fer qui permettent aux atomes de se glisser les uns sur les autres, ce qui rend le fer pur relativement mou. Le carbone dans l'acier réduit cette tendance, rendant l'acier à carbone moyen plus dur que le fer. Des éléments supplémentaires tels que le chrome, le manganèse, le tungstène et le vanadium peuvent également agir en tant qu'agents de durcissement dans l'acier. La proportion précise de ces éléments détermine les propriétés spécifiques de l'acier.

L'addition de carbone rend l'acier plus dur mais également plus fragile. La fabrication d'acier au carbone requiert donc un équilibre entre dureté et ductilité. Les utilisations les plus courantes de l'acier à carbone moyen sont les machines lourdes, telles que les essieux, les vilebrequins, les accouplements et les engrenages. L'acier à teneur moyenne en carbone avec une teneur en carbone comprise entre 0,4 et 0,6% est couramment utilisé dans l'industrie ferroviaire pour la fabrication d'essieux, de rails et de roues.

Le traitement thermique de l'acier à teneur moyenne en carbone modifie considérablement les propriétés mécaniques, telles que la ductilité, la dureté et la résistance. Le traitement thermique de l'acier affecte légèrement d'autres propriétés telles que sa capacité à conduire de la chaleur et de l'électricité. Il existe une variété de méthodes pour traiter l'acier à la chaleur.

La teneur en carbone et en manganèse de l'acier à carbone moyen fait de la trempe et du revenu le procédé de traitement thermique le plus courant pour ce type d'acier. Ce processus implique généralement de chauffer de manière répétée l'acier à une température inférieure à environ 1 333 ° F (environ 723 ° C) et de le refroidir rapidement en le trempant dans un liquide tel que l'huile ou l'eau. La température et la durée de ce processus permettent au fabricant de contrôler avec précision les propriétés finales de l'acier.

La cémentation est un processus de durcissement de l'acier qui n'affecte que l'extérieur de l'acier. Cela produit un extérieur dur, résistant à l'eau avec un intérieur plus ductile. L'acier au carbone est souvent cémenté car il est difficile de durcir complètement une pièce en acier au carbone épaisse. L'acier avec plus d'agents d'alliage que celui de l'acier à teneur moyenne en carbone a une plus grande capacité de durcissement et peut ne pas avoir besoin d'être cémenté.