Qu’est-ce que l’acier au carbone?

Le fer et le carbone sont les matériaux les plus abondants présents dans l’acier. Le fer pur n’est pas particulièrement solide ou dur en soi, c’est donc l’ajout de carbone qui contribue à donner à l’acier sa grande résistance.

Le fer brut utilisé pour produire de l’acier a une quantité relativement élevée de carbone. Sa composition en carbone peut atteindre 2,1 %, ce qui est la plus grande quantité de carbone qu’un matériau puisse contenir tout en étant considéré comme de l’acier.

Cependant, le fer peut être traité davantage pour réduire le carbone. Cette manipulation du carbone modifie plusieurs propriétés du matériau, notamment :

La résistance : La charge qu’un matériau peut supporter, mesurée par la limite d’élasticité et la résistance à la traction. La limite d’élasticité est le point auquel un matériau se déforme, mais ne se casse pas, et la résistance à la traction est la quantité de contrainte nécessaire pour réellement casser un matériau.

Ductilité : La quantité qu’un matériau peut être étiré sans devenir cassant. La ductilité est mesurée par l’allongement, qui est le pourcentage d’augmentation de la longueur d’un matériau avant sa rupture.

Dureté : La résistance à l’usure du matériau et l’usinabilité du matériau. Elle est généralement mesurée sur l’échelle de dureté Rockwell ou sur l’échelle de dureté Brinell.

Le carbone présent dans l’acier est généralement réduit de sorte qu’il entre dans trois catégories principales d’acier au carbone : l’acier à faible teneur en carbone (ou acier doux), l’acier à teneur moyenne en carbone et l’acier à haute teneur en carbone. Chacune de ces catégories contient différents niveaux de carbone, indiqués dans le tableau ci-dessous.

Type d’acier au carbone	Composition en carbone
Basse teneur en carbone/douce	0.05-0.25%
Carbone moyen	0.26-0.60%
Carbone élevé	0.61-1,50%

Cet article examinera les propriétés, les applications et les nuances de tôles d’acier courantes stockées par des fournisseurs comme Leeco® Steel dans les différentes catégories d’acier au carbone.

Qu’est-ce que l’acier à faible teneur en carbone ?

Aussi connu sous le nom d’acier doux, l’acier à faible teneur en carbone a une faible résistance par rapport à l’acier avec des niveaux de carbone plus élevés. L’acier à faible teneur en carbone est également le type d’acier au carbone le plus ductile – ou usinable.

Des alliages chimiques peuvent également être ajoutés à l’acier à faible teneur en carbone pour améliorer les propriétés souhaitées sans augmenter le poids du matériau. Par exemple, si l’acier à faible teneur en carbone nécessite une plus grande dureté pour son application souhaitée, du manganèse peut être ajouté pour augmenter la dureté sans ajouter de poids. L’acier à faible teneur en carbone qui contient des alliages supplémentaires est généralement appelé acier à haute résistance et à faible alliage (HSLA).

Certaines des nuances de tôles d’acier à faible teneur en carbone les plus courantes, toutes stockées par Leeco, comprennent ASTM A36, A572 Grades 42 & 50 et A830-1020. Chacune de ces nuances présente une résistance modérée, une ductilité élevée et un poids plus léger en raison de la faible teneur en carbone et de l’ajout d’autres alliages. Ces propriétés font de l’acier à faible teneur en carbone un matériau idéal pour les applications structurelles telles que la construction de bâtiments, les ponts et les tours de transmission, où les matériaux doivent être capables de résister à des contraintes élevées tout en étant faciles à former en formes structurelles.

Composition chimique des nuances courantes de tôles à faible teneur en carbone

Grade	Carbone	Manganèse.	Phosphore	Soufre	Silicium
A36 jusqu’à 3/4″ d’épaisseur	0.25%	N/A	0,030%	0,030%	0,40%
A36 >3/4 – 1 ½ » d’épaisseur	0.25%	0.80-1.20%	0.030%	0.030%	0.15-0.40%
A36 > 1 ½ – 2 ½ » d’épaisseur	0.26%	0.80-1.20%	0.030%	0.030%	0.15-0.40%
A36 >2 ½ – 4″ d’épaisseur	0,27%	0,85-1,20%	0,030%	0.030%	0,15-0,40%
A36 >4″ thick	0,29%	0,85-1,20%	0.030%	0,030%	0,15-0,40%
A572 Grade 42	0,21%	1.35%	0,030%	0,030%	0,15-0,40%
A572 Grade 50	0.23%	1.35%	0.030%	0.030%	0.15-0.40%
A830 Grade 1020	0.18-0.23%	0.30-0.60%	0.030%	0.030%	N/A

Propriétés mécaniques des tôles à faible teneur en carbone courantes

Grade	La limite d’élasticité	La traction
A36	36 ksi	58-80 ksi
A572 Grade 42	42 ksi	60 ksi
A572 Grade 50	50 ksi	65 ksi

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Qu’est-ce que l’acier à teneur moyenne en carbone ?

L’acier à carbone moyen offre un équilibre entre l’acier à bas carbone et l’acier à haut carbone, offrant une plus grande résistance et une plus grande dureté que l’acier à bas carbone tout en restant plus ductile que l’acier à haut carbone. L’acier au carbone moyen contient aussi généralement d’autres alliages, comme le manganèse, qui contribuent également à ses propriétés.

Dans les applications où une plus grande ténacité et une plus grande dureté sont requises, la plaque d’acier au carbone moyen peut recevoir des traitements thermiques – comme la trempe et le revenu – qui améliorent ces propriétés sans compromettre son usinabilité.

La trempe et le revenu est un processus de traitement thermique en deux étapes. Dans l’étape de trempe de ce procédé, l’acier est chauffé à une température comprise entre 1 500 et 1 650 degrés Fahrenheit, puis rapidement refroidi à l’eau. Dans l’étape de trempe, l’acier est ensuite réchauffé à une température inférieure à la température critique – entre 300 et 700 degrés – et refroidi à l’air. Ce processus modifie la structure du grain cristallin de l’acier pour améliorer la dureté et d’autres propriétés mécaniques.

Deux nuances courantes de tôles d’acier à teneur moyenne en carbone que Leeco stocke sont ASTM A516 Grade 70 et A830-1045. La composition modérée en carbone et les alliages supplémentaires donnent à ces nuances – et à d’autres nuances de carbone moyen – un équilibre entre la résistance, la dureté, la ductilité et la résistance à l’usure. Ces propriétés font de l’acier à teneur moyenne en carbone un matériau idéal pour les applications où les matériaux doivent résister à des forces importantes sans se briser ou s’user, comme les pièces de machines – notamment les engrenages, les essieux et les boulons – les réservoirs d’appareils à pression et les pièces et composants automobiles.

Composition chimique des nuances courantes de tôles à teneur moyenne en carbone

.

Teneurs	Carbone	Manganèse	Phosphore	Soufre	Silicium
A516 Grade 70 >2″ & ≤4″ d’épaisseur	0.30%	0.85-1.20%	0.025%	0.025%	0.15-0.40%
A516 Grade 70 >4″ d’épaisseur	0.31%	0.85-1.20%	0.025%	0.025%	0.15-0.40%
A830-1045	0.43-0.50%	0.60-0.90%	0.030%	0.030%	N/A

Propriétés mécaniques des grades courants de tôles en carbone moyen

. Grades	Teneur en charge	Tension
A516	36 ksi	58-80 ksi

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Qu’est-ce que l’acier à carbone élevé ?

L’acier à haute teneur en carbone offre la plus grande résistance et la plus grande dureté par rapport aux plaques d’acier à teneur en carbone douce et moyenne. Cependant, l’acier à haute teneur en carbone est moins ductile que les aciers à plus faible teneur en carbone, ce qui signifie qu’il est beaucoup plus difficile à usiner ou à former.

Comme l’acier à moyenne teneur en carbone, l’acier à haute teneur en carbone peut également être traité thermiquement pour améliorer encore la dureté et la résistance à l’usure pour une utilisation dans des applications où l’acier est confronté à des niveaux de contrainte particulièrement élevés.

La composition en carbone élevé des nuances de tôles à haute teneur en carbone leur confère une grande solidité, une dureté et une résistance à l’usure, propriétés idéales dans les applications où l’acier doit régulièrement supporter une usure extrême sans se briser, comme les outils de coupe et de ciselage.

Acier à très haute teneur en carbone

Certaines applications nécessitent un matériau en acier capable de supporter des forces encore plus importantes que celles de l’acier à haute teneur en carbone. Dans ces applications, l’acier à très haute teneur en carbone, le type d’acier au carbone le plus résistant, est utilisé. L’acier à très haute teneur en carbone est presque impossible à souder, à usiner ou à façonner en raison de son incroyable résistance et il est donc beaucoup moins courant que les autres types d’acier au carbone.

Sourcing Carbon Steel Plate

Lorsque vous envisagez une source pour vos besoins en tôles d’acier au carbone, il est important de considérer un fournisseur qui possède les éléments suivants pour vous assurer de recevoir le meilleur produit de tôle et le meilleur service à la clientèle :

• Un grand inventaire de nuances de tôles d’acier doux, moyen et à haute teneur en carbone provenant d’usines nationales et internationales.
• Un solide système de gestion de la qualité, tel qu’un système certifié ISO, pour garantir que les plaques sont de haute qualité et répondent à vos spécifications requises.
• Une large empreinte géographique à proximité de vos lieux de livraison pour aider à contrôler vos coûts de transport.

Leeco Steel se spécialise dans les plaques d’acier et maintient un vaste inventaire d’acier au carbone stocké dans l’ensemble de ses 11 centres de distribution stratégiquement situés. Leeco est également certifié ISO 9001 en matière de gestion de la qualité et vérifie l’exactitude tout au long des étapes du processus d’exécution des commandes afin de s’assurer que les clients reçoivent des produits de tôle de haute qualité.

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