Acier 4140 vs 4130 : l'acier adapté à votre projet

Les aciers 4140 et 4130 sont deux alliages d'acier couramment utilisés dans le travail des métaux. Tous deux sont des aciers faiblement alliés à haute résistance, très résistants à l'usure et très résistants. Cependant, leur composition, leurs propriétés et leurs utilisations diffèrent.

Cette étude examinera donc les différences entre les aciers 4140 et 4130. Elle abordera également leurs propriétés, leur utilisation et les points importants à prendre en compte pour choisir la nuance d'acier appropriée. Poursuivons notre lecture.

Qu'est-ce que l'acier allié 4140 ?

Contenant du chrome, du phosphore, du soufre, du molybdène et du manganèse, l'acier 4140 est un alliage faiblement allié qui peut être utilisé dans de nombreuses applications. Grâce à sa teneur en carbone, il peut être trempé et chauffé pour obtenir diverses résistances.

De plus, l'acier 4140 est très robuste, résistant à l'usure et offre une résistance élevée aux contraintes. Il est donc un choix populaire lorsque des matériaux hautes performances sont requis. Les essieux, les arbres, les engrenages et les composants hydrauliques entrent tous dans cette catégorie.

Propriétés de l'acier 4140

Les propriétés uniques de l'acier 4140 proviennent de sa structure interne, ce qui le rend idéal pour de nombreuses opérations d'usinage CNC et de fabrication de tôles. Voici quelques-unes de ses principales caractéristiques :

• Haute résistance à la traction et à la fatigue: L'acier 4140 présente une résistance élevée à la traction et à la fatigue, ce qui le rend adapté aux pièces fortement sollicitées telles que les vilebrequins, les engrenages et les essieux.
• Excellente ténacité et duretéL'acier 4140 est traité thermiquement pour atteindre une dureté très élevée de 58 HRC, ce qui le rend idéal pour un large éventail d'applications. De plus, il est suffisamment résistant pour supporter de lourdes charges sans se rompre, car il ne se fissure pas et ne se brise pas facilement sous l'effet des chocs.
• Bonne résistance à la corrosionLes agents de rouille ont du mal à détruire l'acier 4140, surtout comparé aux autres aciers alliés. Il constitue donc un choix judicieux pour les pièces souvent soumises à des conditions difficiles. Il convient toutefois de noter que la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable est supérieure à celle de l'acier 4140.
• UsinabilitéL'acier 4140 est facile à usiner, surtout après chauffage. Cependant, une fois durci, il est difficile à usiner.
• Bonne résistance à l'usureL'acier 4140 présente une bonne résistance à l'usure. Il peut donc être utilisé pour la fabrication de pièces résistantes à l'usure.
• Bonne soudabilitéL'acier 4140 peut être soudé selon les techniques de soudage standard. Cependant, un préchauffage et un traitement thermique post-soudage peuvent être nécessaires. Cela évite la fissuration du métal et lui garantit des propriétés mécaniques optimales.
• Excellente ductilitéL'acier 4140 présente une excellente ductilité et est facile à façonner. De plus, il est très résistant aux chocs et robuste, et ne se brise pas facilement. Il peut donc supporter de lourdes charges sans se briser ni se fissurer.

Qu'est-ce que l'acier allié 4130 ?

L'acier 4130 est également un acier faiblement allié. Sa teneur en carbone est relativement faible. Il contient également du chrome, du soufre, du silicium, du molybdène, du manganèse et du phosphore. La combinaison de ces éléments lui confère des propriétés uniques, telles qu'une résistance élevée, une ténacité, une résistance à l'usure et une résistance à la corrosion. De ce fait, il est utilisé dans la fabrication de nombreux avions et autres composants soumis à de fortes charges.

Propriétés de l'acier 4130

Grâce à ses propriétés, l'acier 4130 est utilisé dans divers procédés industriels. Voici quelques-unes de ses propriétés les plus importantes :

• Dureté et résistance à la tractionComme l'acier 4140, l'acier 4130 est très dur et possède une résistance élevée à la traction, ce qui le rend utilisable dans les applications soumises à de fortes contraintes. Comparé à l'acier doux, l'acier 4130 présente un rapport poids/résistance plus élevé. De ce fait, il est particulièrement adapté aux travaux de fabrication où le poids est un facteur déterminant.
• ÉlasticitéL'acier 4130 est très élastique, avec une limite d'élasticité de 460 MPa. Cela signifie que le matériau peut supporter de fortes contraintes tout en reprenant sa forme initiale.
• DuctilitéL'acier 4130 est très ductile, surtout après recuit. Il permet donc de réaliser facilement des lignes.
• Résistance à la corrosion et à la température:L'acier 4130 est également très résistant à la corrosion et aux températures élevées sans perdre sa forme ni sa structure.
• Bonne soudabilité: Des techniques de soudage standard permettent d'assembler les aciers 4130. Le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW), le soudage à l'arc sous gaz métal protégé (GMAW) et le soudage à l'arc sous gaz métal protégé (SMAW) sont des méthodes simples pour les assembler.
• Résistance exceptionnelleL'acier 4130 présente une ténacité élevée. Il résiste aux chocs et ne se rompt pas sous contrainte.
• Bonne résistance à la fatigue: L'acier 4130 n'est pas sensible à l'usure, il peut donc être utilisé là où les contraintes ou les charges varient au fil du temps.
• Convient pour l'usinageL'acier 4130 est facile à usiner, notamment à l'état revenu ou recuit. Il peut être traité par des méthodes d'usinage conventionnelles, telles que le perçage, le fraisage, le tournage et la rectification.

Quelle est la similitude entre l’acier 4140 et l’acier 4130 ?

Les aciers 4140 et 4130 sont tous deux des aciers faiblement alliés et présentent de nombreuses similitudes. Voici quelques-unes de leurs principales similitudes :

• CompositionLes aciers 4140 et 4130 sont tous deux des aciers au chrome-molybdène. Ils sont donc tous deux composés de carbone, de chrome et de molybdène. Ces éléments d'alliage confèrent à ces deux aciers une bonne résistance mécanique, une bonne ténacité et une bonne résistance à l'usure.
• Aptitude au traitement thermiqueLes aciers 4140 et 4130 peuvent être durcis et modifiés par des traitements thermiques tels que la trempe et le revenu. Ils peuvent donc être utilisés dans des applications où la résistance mécanique et à l'usure est importante.
• Propriétés mécaniquesLorsqu'ils sont traités thermiquement correctement, les aciers 4140 et 4130 présentent des limites d'élasticité et de traction élevées, ainsi qu'une dureté élevée. Ils sont également tenaces et résistants à l'usure. Ils peuvent donc être utilisés dans des applications soumises à des charges cycliques.
• SoudabilitéLes aciers 4140 et 4130 peuvent être soudés. Cependant, il convient d'éviter les fissures dues à l'hydrogène et autres problèmes pouvant survenir lors du soudage.
• UsinabilitéLes aciers 4140 et 4130 présentent une bonne usinabilité. Ils peuvent donc être usinés selon les méthodes standard.
• Applications:Les aciers 4140 et 4130 présentent des propriétés similaires. Ils peuvent donc être utilisés pour fabriquer des arbres, des engrenages, des roulements, des outils et d'autres pièces industrielles nécessitant solidité et résistance à l'usure.

Voici quelques points communs entre les aciers 4140 et 4130. Cependant, leurs compositions et propriétés étant différentes, l'un peut être plus performant que l'autre pour certaines applications. Globalement, ce sont tous deux des aciers faiblement alliés au chrome-molybdène et ils ont beaucoup en commun.

Différence entre l'acier 4130 et l'acier 4140

Il existe plusieurs types d'aciers alliés, chacun ayant ses propres propriétés et caractéristiques et donc adapté à des applications spécifiques. L'acier 4140 et l'acier 4130 sont deux types d'acier qui sont souvent comparés.

Ces deux types d'acier sont solides et résistants, et sont des aciers faiblement alliés utilisés dans de nombreuses applications. Cependant, ils présentent des différences importantes. En voici quelques-unes :

Composition

La principale différence entre les aciers 4140 et 4130 réside dans leur composition chimique, tout comme celle entre les aciers 1018 et 4140. La composition chimique des deux aciers est indiquée ci-dessous.

La composition chimique de l'acier 4140 est la suivante :

• Carbone : 0,38%-0,43
• Chrome : 0,8%-1,1%
• Manganèse : 0,75%-1,0
• Phosphore : 0,035% (max)
• Soufre : 0,040% (max)
• Silicium : 0,15%-0,35% (max)
• Molybdène : 0,15%-0,25

L'acier 4130 a la composition chimique suivante :

• Carbone : 0,28%-0,33
• Chrome : 0,8%-1,1%
• Manganèse : 0,40%-0,60
• Phosphore : 0,035% (max)
• Soufre : 0,040% (max)
• Silicium : 0,15%-0,35% (max)
• Molybdène : 0,15%-0,25

Comme le montre la composition chimique ci-dessus, l'acier 4140 présente une teneur en carbone et en manganèse plus élevée que l'acier 4130. Cependant, les deux aciers contiennent approximativement la même quantité de chrome et de soufre.

Traitement thermique

Les aciers 4140 et 4130 peuvent être traités thermiquement pour améliorer leurs propriétés. Cependant, des traitements thermiques différents sont nécessaires pour obtenir les propriétés souhaitées. Pour que l'acier 4140 soit très résistant et résistant, il doit être trempé et revenu.

Pour la trempe, l'acier 4140 est chauffé à des températures comprises entre 1600 °F et 1650 °F. Il est ensuite refroidi dans de l'huile ou de l'eau pour atteindre une dureté Rockwell de 40 à 45 HRC. Une fois trempé, l'acier est revenu à 500 °F et 600 °F pour le rendre plus résistant tout en conservant sa dureté.

En revanche, l'acier 4130 est généralement normalisé et revenu pour obtenir les mêmes qualités. Il est chauffé à une température d'environ 1600 à 1700 °F lors du redressage, puis refroidi à l'air. Cela contribue à accroître sa résistance et sa ténacité.

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques des aciers 4140 et 4130 varient selon la méthode de chauffage et l'application. Voici un aperçu des différences entre ces propriétés mécaniques :

Robustesse et force

L'acier 4140 convient aux pièces soumises à de fortes contraintes, car ses limites d'élasticité et de traction sont supérieures à celles de l'acier 4130. La résistance à la traction de l'acier 4140 est comprise entre 655 et 979 MPa, tandis que sa limite d'élasticité est d'environ 415 MPa. Après trempe et revenu, l'acier 4140 présente une dureté de 28 à 32 HRC. Cependant, après recuit, la dureté de l'acier 4140 est inférieure, d'environ 17 HRC.

D'autre part, l'acier 4130 est plus résistant et plus flexible que l'acier 4140, mais ses limites d'élasticité et de traction sont inférieures. L'acier 4130 a une limite d'élasticité d'environ 460 MPa et une résistance à la traction comprise entre 560 et 725 MPa. L'acier 4130 a une dureté comprise entre 15 et 23 HRC.

Usinabilité

Grâce à sa faible teneur en carbone, l'acier 4130 est plus facile à usiner que l'acier 4140. Les experts utilisent généralement des techniques standard telles que le perçage, le fraisage et le tournage pour usiner l'acier 4130 sans risque de brûlure ou d'endommagement de la pièce. En revanche, l'acier 4140 requiert une plus grande prudence pour éviter les fissures.

Soudabilité

L'un des avantages de l'acier 4130 est sa soudabilité. Grâce à sa faible teneur en carbone, il est plus facile à souder que l'acier 4140. Le 4130 peut être soudé par n'importe quelle méthode standard, comme le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW) ou le soudage à l'arc sous gaz métal (GMAW).

D'autre part, l'acier 4140 doit être chauffé puis traité différemment après le soudage pour garantir une soudure solide, durable et sans défaut.

Usage

Les aciers 4140 et 4130 sont largement utilisés pour diverses tâches dans de nombreux domaines. Cependant, l'acier 4140 étant légèrement plus résistant que l'acier 4130, sa durée de vie est plus longue. Il est donc souvent utilisé dans des applications exigeant une résistance à des conditions plus difficiles ou à des contraintes plus élevées.

Projection thermique

En pulvérisant du métal fondu et chauffé, cette finition permet de prévenir les rayures, l'écaillage et les fissures à la surface des pièces métalliques. Elle peut également favoriser l'assemblage de grandes pièces métalliques embouties.

Comment choisir entre l’acier 4130 et 4140 ?

Les aciers 4140 et 4130 sont tous deux très résistants et robustes, mais leurs propriétés intrinsèques sont différentes. Il est donc important de comprendre les différences entre ces deux types d'acier afin de choisir celui qui convient à votre projet. C'est précisément ce qui distingue l'acier 4140 de l'acier 4130. Voici quelques suggestions pour vous aider à faire le bon choix :

Comparez la composition chimique des deux aciers

La teneur en carbone, manganèse, chrome, silicium, soufre et molybdène de l'acier 4140 est différente de celle de l'acier 4130. Vous pouvez comparer la composition chimique des deux aciers pour trouver celui qui répond le mieux à vos besoins.

Vérification des propriétés mécaniques des deux aciers

Pour les applications exigeant une résistance et une dureté élevées, l'acier 4140 peut être un meilleur choix. Sa teneur en carbone et en manganèse est plus élevée et il peut être trempé et revenu. Il est donc idéal pour les pièces soumises à de fortes contraintes.

De plus, si votre produit requiert une résistance moindre et une ductilité plus élevée, l'acier 4130 est également un meilleur choix. Par conséquent, vérifiez la résistance à la traction, la limite d'élasticité et la dureté des deux aciers pour déterminer celui qui convient le mieux à vos besoins.

Déterminer les exigences d'usinabilité

Si votre application exige une usinabilité aisée, l'acier 4130 est un bon choix. En effet, sa faible résistance au cisaillement lui permet d'éliminer les copeaux plus rapidement et de réduire l'effort de coupe nécessaire lors de l'usinage de formes complexes.

Cependant, si votre application nécessite des pièces très résistantes et difficiles à usiner, privilégiez l'acier 4140. Ce matériau est plus difficile à usiner, car il nécessite plus de temps pour éliminer les copeaux et plus de force. De plus, il est conseillé de vérifier que l'acier utilisé est compatible avec la gravure laser avant de faire votre choix.

Assurez-vous de bien comprendre les règles du traitement thermique

Différents types de chauffage. Par conséquent, si le travail nécessite un traitement thermique particulier, cela peut influencer votre choix d'acier.

Il est donc essentiel de déterminer le traitement thermique adapté à votre application. Comparez ensuite ses propriétés avec celles des deux aciers et faites votre choix.

Tenir compte du prix

Le prix des aciers 4130 et 4140 peut varier pour plusieurs raisons, notamment le fournisseur, la quantité d'acier requise, la nuance d'acier et les besoins spécifiques de l'application.

Par conséquent, vérifiez le prix des deux types d’acier et choisissez celui qui répond le mieux à vos besoins. L’acier 4140 est généralement un peu plus cher que l’acier 4130 car il est plus résistant et plus dur.

Applications de l'acier 4140 et 4130

En raison de leurs propriétés métalliques, les aciers 4140 et 4130 sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels. En voici quelques exemples :

• Industrie automobileLes ouvriers de l'industrie automobile utilisent l'acier 4140 pour fabriquer des pièces essentielles telles que les bielles, les vilebrequins et les engrenages. Grâce à sa solidité et sa résistance à l'usure, l'acier 4130 est également utilisé pour la fabrication de châssis de voitures de course, d'arceaux de sécurité et de composants de suspension.
• Construction:L'acier 4140 est également utilisé dans l'industrie de la construction pour les composants de bâtiments et de ponts qui doivent être solides et durables.
• AérospatialLes professionnels de l'aérospatiale utilisent l'acier 4140 et 4130 pour fabriquer des composants d'aéronefs, tels que des trains d'atterrissage, des ailes, des pièces de moteur et d'autres composants structurels.
• Tubes structurels:L'acier 4130 est utilisé pour fabriquer des cadres de vélo, des cadres de moto, des équipements de sport et d'autres tubes structurels car il présente un rapport résistance/poids élevé et est facile à souder.

Yonglihao Machinery fournit un service de haute qualité pour le traitement de l'acier 4140 et 4130

La transformation de l'acier est probablement l'une des méthodes de fabrication les plus répandues dans de nombreux secteurs aujourd'hui. De nombreuses entreprises utilisent différentes nuances d'acier pour différents types de fabrication. Cependant, certaines personnes ont du mal à choisir la nuance d'acier adaptée à leurs projets en raison de leurs propriétés différentes.

En choisissant Yonglihao Machinery, Faites appel aux meilleurs professionnels pour gérer chaque étape de votre transformation de l'acier. Dans le cadre de nos services de fabrication métallique, nous proposons également des traitements de surface de haute qualité pour donner à vos pièces en acier la meilleure finition possible. Contactez notre service client dès aujourd'hui pour en savoir plus et recevez rapidement un devis gratuit.

Résumé

Les aciers 4140 et 4130 sont tous deux des aciers faiblement alliés, offrant une résistance, une ténacité et une résistance à la corrosion élevées. De ce fait, ils sont encore utilisés dans les procédés de fabrication de nombreuses entreprises.

Bien que les aciers 4140 et 4130 soient apparentés à certains égards, ils présentent également d'autres différences importantes. La meilleure façon de choisir l'acier adapté à votre projet de fabrication est de comprendre les variations et les similitudes entre ces nuances.

FAQ

L'acier 4140 est-il meilleur que l'acier 4130 ?

Le choix de l'acier le plus adapté dépend de l'application et de ses besoins. En fin de compte, il est important de consulter un ingénieur en matériaux ou un fabricant de pièces pour déterminer l'acier le mieux adapté à une tâche donnée.

L'acier 4140 rouillera-t-il ?

Le nickel, le chrome et le molybdène contenus dans l'acier 4140 améliorent ses propriétés de passivation et le rendent plus résistant à la corrosion. Par conséquent, cet acier peut toujours être utilisé pour la fabrication d'articles destinés à des environnements difficiles et corrosifs.