Vous recherchez de l'acier au carbone mais vous hésitez entre l'acier 1018 et l'acier 4018 ? Nous sommes là pour vous aider !
Pour les applications à haute résistance et à usage intensif, l'acier 4140 est plus adapté que le 1018. Cependant, si votre principale préoccupation est l'usinabilité et le soudage, optez pour l'acier 1018.
Vous souhaitez en savoir plus ? Parcourez les similitudes et les différences ci-dessous pour choisir le meilleur acier entre 1018 et 4140 :
Qu'est-ce que l'acier 1018 ?
L'acier 1018 ou AISI 1018 est un acier doux à faible teneur en carbone. Si nous définissons les nombres, «10 ' désigne la série 10xx d'aciers au carbone classés par l'AISI (American Iron and Steel Institute). Les 2 derniers chiffres, '18’, définit sa teneur en carbone comme étant de 0.18 % (environ).
L'acier 1018 n'est pas si dur, ce qui en fait un excellent métal pour l'usinage et le soudage. Vous pouvez le façonner en une structure complexe et il est parfaitement adapté à une application générale. De plus, ils ont une excellente soudabilité et des propriétés mécaniques.
Qu'est-ce que l'acier 4140 ?
L'acier 4140 contient plus de carbone que l'acier 1018. Cela augmente la robustesse et la résistance de l'acier. Les deux premiers chiffres, «41 ', définissent l'acier comme étant de la série AISI 41xx, et les deux derniers chiffres, «40 ', indique sa teneur en carbone de 0.40 % (environ).
Grâce à sa teneur en carbone plus élevée, l'acier 4140 peut être utilisé pour des applications lourdes. Outre le carbone, il contient également du chrome, du molybdène, du magnésium, etc. La présence de ces éléments d'alliage durcit et augmente la résistance de l'acier 4140.
Tableau comparatif : Acier 1018 vs 4140 (aperçu)
| Propriétés | Acier 1018 | Acier 4140 |
|---|---|---|
| Type | Acier à faible teneur en carbone | Acier faiblement allié |
| Principaux éléments d'alliage | Manganèse | Chrome, Molybdène, Manganèse |
| Solidité | Modérée | Haute |
| Dureté | Modérée | Haute |
| Ductilité | Élevé (excellent pour le formage à froid) | Modérée |
| Capacité de traitement thermique | Édition | Excellent |
| Usinabilité | Excellent | Bon après recuit |
| Soudabilité | Haute | Modérée |
| Résistance à la corrosion | Low | Faible (légèrement supérieur à l'acier 1018) |
| Prix | Coût en adjuvantation plus élevé. | Meilleure performance du béton |
| Application | Applications générales, telles que les pièces de précision, les fixations et les cadres | Applications lourdes, telles que les arbres, les engrenages et les composants à fortes contraintes. |
Acier 1018 vs. 4140 : comparaison approfondie
Composition et éléments d'alliage
Les aciers 1018 et 4140 contiennent tous deux une majorité de fer (Fe) dans leur composition chimique. En comparant les éléments d'alliage, l'acier 4140 contient plus d'éléments d'alliage que l'acier 1018. De plus, l'acier 4140 a une teneur en carbone plus élevée que l'acier 1018.
De plus, la présence d'éléments supplémentaires comme le chrome, le silicium et le molybdène rend l'acier 4140 plus robuste et résistant à la corrosion. En revanche, l'acier 1018 ne contient pas ces éléments d'alliage.
| Élément d'alliage | Symbole | Acier 1018 | Acier 4140 |
|---|---|---|---|
| Carbon | C | 0.15% - 0.20% | 0.380% - 0.430% |
| Phosphore | P | 0.04 % (maximum) | 0.035 % |
| Manganèse | Mn | 0.60% - 0.90% | 0.75% - 1.0% |
| Soufre | S | 0.05 % (maximum) | 0.040 % |
| Chromium | Cr | - | 0.80% - 1.10% |
| Fer | Fe | L’équilibre | L’équilibre |
| Silicone | Si | - | 0.15% - 0.30% |
| Molybdène | Mo | - | 0.15% - 0.25% |
Propriétés mécaniques
Par rapport à l'acier 1018, l'acier 4140 a une résistance à la traction environ 1.49 fois supérieure. Si vous avez besoin d'une solution robuste, l'acier 4140 est plus adapté. De plus, grâce à un allongement à la rupture plus élevé, vous pouvez façonner et plier l'acier 4140 avec une plus grande flexibilité.
| Caractéristiques | Acier 1018 | Acier 4140 |
|---|---|---|
| Coefficient de Poisson | 0.29 | 0.27-0.30 |
| Résistance à la traction | 440 MPa | 655 MPa |
| Allongement à la rupture (en 50 mm) | 15 % | 25.70 % |
| Limite d'élasticité | 370 MPa | 415 MPa |
| Module d'élasticité | 205 GPa | GPU 190-210 |
| Module de cisaillement | 80 GPa | 80 GPa |
Propriétés thermiques
Les propriétés thermiques des aciers 1018 et 4140 sont assez similaires. Ils partagent les mêmes propriétés de fusion. Cependant, il existe des différences dans leur conductivité thermique. L'acier 1018 a une conductivité thermique de 51.9 W/mK, ce qui est bien supérieur à 42.6 W/mK pour l'acier 4140.
L'acier 1018 est donc plus adapté aux applications nécessitant une dissipation thermique efficace et une dilatation thermique minimale. En revanche, l'acier 4140 est idéal pour les applications nécessitant un traitement thermique pour augmenter la résistance.
| Caractéristiques thermiques et électriques | Acier 1018 | Acier 4140 |
|---|---|---|
| Coefficient de dilatation thermique | 12 µm/mK | 12.2 µm/m°C |
| Conductivité thermique | 51.9 W / mK | 42.6 W / mK |
| Début de fusion (Solidus) | 1420 ° C | 1420 ° C |
| Achèvement de la fusion (Liquidus) | 1460 ° C | 1460 ° C |
Caractéristiques électriques
L'acier 1018 a une résistance électrique inférieure à celle de l'acier 4140. En d'autres termes, le flux d'électricité dans l'acier 1018 est plus fluide car il rencontre moins d'obstacles. Ainsi, il a une meilleure conductivité électrique que l'acier 1018. Ainsi, si votre application concerne la conduction électrique, choisissez l'acier 4140.
| Caractéristiques | Acier 1018 | Acier 4140 |
|---|---|---|
| Résistivité électrique | 1.590×10^{-7} ohm-m | 2.200×10^{-7}ohm-m |
| Conductivité électrique (% IACS) | 10.84% SIGC | 7.84% SIGC |
Usinabilité et soudabilité
L'usinabilité de l'acier est liée à sa teneur en carbone. Comme l'acier 1018 a une teneur en carbone inférieure à celle de l'acier 4140, il est souple et facile à travailler. Cette caractéristique rend l'acier 1018 plus usinable que l'acier 4140. Vous pouvez façonner sa structure complexe et également la souder facilement.
En revanche, le soudage et l'usinage sont difficiles avec l'acier 4140. Vous devez passer par une procédure de préchauffage avant le soudage, ce qui augmente les coûts de fabrication.
Dureté
L'acier 4140 surpasse l'acier 1018 dans tous les types de tests de dureté. Le test de dureté Brinell montre que l'acier 4140 a une valeur de dureté de 197 kgf/mm². En comparaison, l'acier 1018 est plus doux, avec une dureté de seulement 126 kgf/mm². Vous pouvez donc constater que la différence est énorme. Ainsi, en ce qui concerne la robustesse et la dureté, l'acier 4140 remporte la course.
| Test de duretée | Acier 1018 | Acier 4140 |
|---|---|---|
| Dureté Brinell (BHN) | 126 kgf/mm² | 197 kgf/mm² |
| Dureté Knoop (KHN) | 145 kgf/mm² | 219 kgf/mm² |
| Dureté Rockwell B (HRB) | 71 DRH | 92 DRH |
| Dureté Vickers (VHN) | 131 kgf/mm² | 207 kgf/mm² |
Résistance à la corrosion
L'acier 1018 a une faible résistance à la corrosion. Il n'est donc pas tout à fait adapté aux applications qui traitent délibérément de l'humidité. En revanche, une teneur en chrome de 0.80 % à 1.10 % dans l'acier 4140 contribue à assurer une résistance à la corrosion. L'ajout de molybdène étend également ses propriétés antirouille.
Cependant, comparée à l'acier inoxydable, la résistance à la corrosion de l'acier 4140 n'est pas significative. Il nécessite un placage, un revêtement et d'autres mesures pour rester protégé dans un environnement excessivement sujet à la rouille.
Application
L'utilisation de l'acier dépend de ses propriétés physiques et mécaniques. En raison de sa plus grande souplesse et de sa moindre résistance, l'acier 1018 est principalement utilisé pour des applications générales. Par exemple :
- Arbres, axes et accouplements
- boulons, vis et goujons
- Cadres de meubles
- Pièces détachées pour équipement de pelouse
- Cadres de vélo
- Composants de charrues et de moissonneuses, etc.
De même, vous pouvez utiliser cet acier pour des applications nécessitant de faibles contraintes.
En revanche, la résistance à la traction et la dureté élevées de l'acier 4140 en font un matériau adapté aux applications lourdes. Il est largement utilisé dans les pièces de machines, l'aérospatiale, l'automobile, etc. En outre, vous pouvez également utiliser l'acier 4140 pour tous les composants soumis à de fortes contraintes, par exemple :
- Bearings
- Vilebrequins
- Matrices, moules, poinçons
- Essieux automobiles, essieux de remorque et arbres d'essieu
- Engrenages pour machines lourdes
- Fixations aérospatiales, etc.
Les Tarifs
Comme l'acier 4140 contient plus d'éléments d'alliage, il est naturellement plus cher que l'acier 1018. Il contient du chrome, du molybdène et du silicium comme éléments supplémentaires, ce qui augmente son coût. Ainsi, en comparant les prix, l'acier 1018 est plus abordable, mais si vous voulez de la résistance, dépenser plus d'argent pour l'acier 4140 en vaut la peine.
Avantages
Avantages de l'acier 1018
- Facilité de fabrication
- Une solution rentable
- Largement disponible
- Bonne usinabilité et soudabilité
- Résistance modérée et bonne ductilité
- Soutenir les processus de formage à froid
- Idéal pour les applications non critiques nécessitant une résistance modérée
Avantages de l'acier 4140
- Haute résistance à la traction
- Haute résistance à l'usure
- Bonne résistance à la fatigue
- Convient aux applications à fortes contraintes
- Plus résistant à la corrosion que l'acier 1018
- Propriétés mécaniques améliorées après traitement thermique
Désavantage
Avantages de l'acier 1018
- Résistance inférieure
- Résistance à l'usure limitée
- Sujet à la corrosion
- Ne convient pas aux applications lourdes ou à fortes contraintes
Avantages de l'acier 4140
- Le soudage est un défi
- Nécessite un traitement thermique pour des performances optimales
- Sujet aux fissures
- Plus cher que l'acier 1018
Quelles sont les similitudes entre l’acier 1018 et 4140 ?
L'acier 1018 et l'acier 4140 sont tous deux des aciers au carbone. Ils supportent le soudage par usinage et peuvent subir un traitement thermique pour augmenter leur résistance. De plus, l'acier 1018 et l'acier 4140 ont des capacités de stockage d'énergie thermique comparables. En effet, ils partagent la même capacité thermique spécifique d'environ 470 J/kg-K.
Acier 1018 ou acier 4140 : lequel est le meilleur pour votre application ?
Tenez compte des besoins de votre application
Pour choisir l'acier approprié, vous devez tenir compte de son application. Si le matériau doit subir des contraintes élevées et supporter de lourdes charges, optez pour l'acier 4140. Il a une résistance à la traction plus élevée pour soutenir les applications lourdes. Par exemple, les engrenages pour véhicules lourds, les fixations aérospatiales, etc.
Cependant, pour une meilleure soudure et un meilleur usinage, l'acier 1018 est meilleur que l'acier 4140. Le soudage 1018 est facile, ne nécessitant aucun traitement thermique supplémentaire. Cela réduira considérablement vos coûts de fabrication.
Performance à long terme
Bien que l'acier 4140 nécessite un coût initial plus élevé, à long terme, il peut s'avérer une solution gagnant-gagnant en raison de sa grande durabilité. En outre, il réduira également vos coûts d'entretien et de remplacement.
Propriétés mécaniques personnalisées
L'acier 1018 et l'acier 4140 supportent tous deux le traitement thermique. Cependant, si vous avez besoin de propriétés mécaniques personnalisées, l'acier 4140 donnera de meilleurs résultats. Il répond parfaitement aux traitements thermiques tels que la trempe et le revenu. En revanche, le traitement thermique sur l'acier 1018 n'est pas très efficace.
Conditions de fonctionnement
Si votre application est soumise à des conditions environnementales difficiles, le 4140 est une option plus durable. Il peut résister aux contraintes potentielles et aux charges lourdes. De plus, il est également plus résistant à la corrosion que le 1018.
Budget
Le budget est un facteur crucial pour la fabrication de tout article. Si vous avez un budget serré, l'acier 1018 est une option moins chère. Il nécessite moins d'éléments d'alliage, ce qui réduit votre investissement global. En revanche, l'acier 4140 contient plusieurs éléments supplémentaires et, dans certains cas, nécessite également un traitement thermique pour le renforcer. Tout cela rend l'acier 4140 beaucoup plus cher que l'acier 1018.
Cependant, si vous êtes prêt à dépenser plus pour répondre aux besoins de l'application et à une plus grande résistance, optez pour l'acier 4140.
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Pour les applications de niveau industriel, vous ne devez pas hésiter à consulter des experts. Les experts analyseront les besoins de votre application, la température, la capacité de charge et d'autres facteurs pour choisir le bon modèle entre 1018 et 4014.
Conclusion
Lors du choix entre l'acier 1018 et l'acier 4140, le premier élément à prendre en compte est leur application. L'acier 4140 présente une résistance à la traction et une dureté élevées, ce qui le rend adapté aux applications lourdes. Vous pouvez également augmenter sa ténacité grâce à un traitement thermique. En revanche, l'acier 1018 est doux mais offre une meilleure usinabilité. Ainsi, si vous avez besoin de plus de flexibilité dans le façonnage et le formage, l'acier 1018 donne de meilleurs résultats.
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Questions fréquentes
Quels sont les traitements thermiques adaptés à l'acier 4140 ?
L'acier 4140 prend en charge une large gamme de traitements cardiaques, notamment le recuit, la trempe, le revenu, la cémentation, etc.
Quel est l'acier le plus mou et le plus cassant : l'acier 1018 ou l'acier 4140 ?
En raison de sa faible teneur en carbone, l'acier 1018 est plus doux et cassant que le 4140. Ainsi, si vous avez besoin de dureté, l'acier 4140 est l'option idéale.
Le 4140 est-il un acier au carbone ?
Oui, l'acier 4140 est un acier au carbone à teneur modérée en carbone. Il contient environ 0.380 % à 0.430 % de carbone.
Qu'est-ce que l'acier 4140 traité thermiquement ?
L'acier 4140 traité thermiquement signifie que l'acier a été traité thermiquement pour améliorer sa résistance, sa ténacité et sa résistance à l'usure. Ces aciers conviennent aux applications lourdes.
Un acier 4140 pré-durci est-il suffisamment dur ?
Selon l'échelle de dureté Rockwell C, la dureté de l'acier pré-durci 4140 varie généralement de 28 à 32 HRC.