Acier allié AISI 4140

Acier allié AISI 4140 (UNS G41400)

Les aciers alliés sont désignés par des numéros AISI à quatre chiffres et comprennent différents types d'aciers, chacun avec une composition qui dépasse les limites de B, C, Mn, Mo, Ni, Si, Cr et Va fixées pour les aciers au carbone.

L'acier allié AISI 4140 est un acier faiblement allié contenant du chrome, du molybdène et du manganèse. Il a une résistance à la fatigue élevée, une résistance à l'abrasion et aux chocs, une ténacité et une résistance à la torsion. La fiche technique suivante donne un aperçu de l'acier allié AISI 4140.

Équivalent acier AISI 4140

Pays	Chine	Japon	Allemagne	Etats-Unis	Britanique
Standard	GB/T 3077	JIS G4105	DIN (W-Nr.) EN 10250	AISI/ASTM ASTM A29	BS 970
Grade	42CrMo	SCM440	42crmo4/1.7225	4140	FR19/709M40

Composition chimique de l'acier AISI 4140

Grade	C	Si	Mn	P	S	Cr	mois	Ni
42CrMo	0.38-0.45	0.17-0.37	0.5-0.80	≤0,035	≤0,035	0.9-1.2	0.15-0.25	-
SCM440	0.38-0.43	0.15-0.35	0.6-0.85	≤0,035	≤0.04	0.9-1.2	0,15-0,30	-
42crmo4/1.7225	0.38-0.45	≤ 0,4	0.6-0.9	≤0,025	≤0,035	0.9-1.2	0,15-0,30	-
4140	0.38-0.43	0.15-0.35	0.75-1.00	≤0,035	≤0.04	0.8-1.1	0,15-0,25	-
FR19/709M40	0.35-0.45	0.15-0.35	0.5-0.80	≤0,035	≤0,035	0.9-1.5	0.2-0.40	-

Propriétés mécaniques de l'acier AISI 4140 (à titre indicatif uniquement)

Grade	Résistance à la traction σb(MPa)	Limite d'élasticité σs (MPa)	Élongation δ5 (%)	Réduction ψ (%)	Valeur d'impact Akv (J)	Dureté
4140	≥1080	≥930	≥12	≥45	≥63	28-32HRC

Aperçus de l'acier AISI 4140

Taille	Rond	Diamètre 6-1200mm
	Plaque/Plat/Bloc	Épaisseur 6mm-500mm
		Largeur 20mm-1000mm
Traitement thermique	Normalisé ; recuit ; trempé ; Tempéré
État de surface	Noir; Pelé; Brillant; Usiné ; Broyé; Tourné; Fraisé
Condition de livraison	Forgé; Laminé à chaud; Étiré à froid
Test	Résistance à la traction, limite d'élasticité, allongement, zone de réduction, valeur d'impact, dureté, granulométrie, test par ultrasons, inspection américaine, test de particules magnétiques, etc.
Modalités de paiement	T/T;L/C;/Money gram/ Paypal
Conditions commerciales	GOUSSET; CAF ; C&F ; etc..
Délai de livraison	30-45 jours
Application	L'acier AISI 4140 trouve de nombreuses applications comme pièces forgées pour l'aérospatiale, le pétrole et le gaz, l'automobile, l'agriculture et la défense, etc. Les applications typiques pour les utilisations en acier 4140 incluent : les engrenages forgés, les broches, les fixations, les gabarits, les colliers, les essieux, les pièces de convoyeur, les barres de corbeau, les pièces de journalisation, les arbres, les pignons, les goujons, les pignons, les arbres de pompe, les vérins et les couronnes dentées, etc.

Propriétés physiques

Les propriétés physiques de l'acier allié AISI 4140 sont mises en évidence dans le tableau suivant.

Propriétés	Métrique	Impérial
Densité	7,85 g/cm3	0,284 lb/in³
Point de fusion	1416°C	2580°F

Propriétés mécaniques

Le tableau suivant décrit les propriétés mécaniques de l'acier allié AISI 4140.

Propriétés	Métrique	Impérial
Résistance à la traction	655 MPa	95000 psi
Limite d'élasticité	415 MPa	60200 psi
Module de compressibilité (typique pour l'acier)	140 GPa	20300 ksi
Module de cisaillement (typique pour l'acier)	80 GPa	11600 ksi
Module d'élasticité	190-210 GPa	27557-30458 ksi
Coefficient de Poisson	0.27-0.30	0.27-0.30
Allongement à la rupture (en 50 mm)	25.70%	25.70%
Dureté, Brinell	197	197
Dureté, Knoop (convertie à partir de la dureté Brinell)	219	219
Dureté, Rockwell B (convertie à partir de la dureté Brinell)	92	92
Dureté, Rockwell C (convertie à partir de la dureté Brinell. Valeur inférieure à la plage HRC normale, à des fins de comparaison uniquement)	13	13
Dureté, Vickers (convertie à partir de la dureté Brinell)	207	207
Usinabilité (basée sur AISI 1212 comme usinabilité 100)	65	65

Propriétés thermiques

Les propriétés thermiques de l'acier allié AISI 4140 sont données dans le tableau suivant.

Propriétés	Métrique	Impérial
Coefficient de dilatation thermique (@ 0-100°C/32-212°F)	12,2 µm/m°C	6,78 µin/in°F
Conductivité thermique (@ 100°C)	42,6 W/mK	296 BTU po/h.pi².°F

Autres désignations

D'autres désignations équivalentes à l'acier allié AISI 4140 sont répertoriées dans le tableau suivant.

SMA 6349	ASTM A193 (B7, B7M)	ASTM A506 (4140)	ASTM A752 (4140)
SMA 6381	ASTM A194 (7, 7M)	ASTM A513	ASTM A829
SMA 6382	ASTM A29 (4140)	ASTM A513 (4140)	SAE J1397 (4140)
AMS 6390	ASTM A320 (L7, L7M, L7D)	ASTM A519 (4140)	SAE J404 (4140)
SMA 6395	ASTM A322 (4140)	ASTM A646 (4140)	SAE J412 (4140)
AMS 6529	ASTM A331 (4140)	ASTM A711

Fabrication et traitement thermique

Usinabilité

L'acier allié AISI 4140 a une bonne usinabilité à l'état recuit.

Formant

L'acier allié AISI 4140 a une ductilité élevée. Il peut être formé en utilisant des techniques conventionnelles à l'état recuit. Il nécessite plus de pression ou de force pour le formage car il est plus résistant que les aciers au carbone ordinaires.

Soudage

L'acier allié AISI 4140 peut être soudé en utilisant toutes les techniques conventionnelles. Cependant, les propriétés mécaniques de cet acier seront affectées s'il est soudé à l'état traité thermiquement, et un traitement thermique post-soudage doit être effectué.

Traitement thermique

L'acier allié AISI 4140 est chauffé à 845°C (1550°F) suivi d'une trempe dans l'huile. Avant de durcir, il peut être normalisé en le chauffant à 913°C (1675°F) pendant une longue période, suivi d'un refroidissement à l'air.

Forger

L'acier allié AISI 4140 est forgé à 926 à 1205°C (1700 à 2200°F)

Travail à chaud

L'acier allié AISI 4140 peut être travaillé à chaud à 816 à 1038°C (1500 à 1900°F)

Fonctionnement à froid

L'acier allié AISI 4140 peut être travaillé à froid en utilisant des méthodes conventionnelles à l'état recuit.

Recuit

L'acier allié AISI 4140 est recuit à 872°C (1600°F) suivi d'un refroidissement lent dans le four.

Trempe

L'acier allié AISI 4140 peut être revenu entre 205 et 649 °C (400 et 1200 °F) selon le niveau de dureté souhaité. La dureté de l'acier peut être augmentée s'il a une température de revenu plus basse. Par exemple, une résistance à la traction de 225 ksi peut être obtenue par revenu à 316°C (600°F), et une résistance à la traction de 130 ksi peut être obtenue par revenu à 538°C (1000°F).

Durcissement

L'acier allié AISI 4140 peut être durci par travail à froid, ou chauffage et trempe.