Les propriétés mécaniques des aciers au carbone

L’acier est un alliage de fer mélangé avec du carbone et d’autres éléments qui rendent l’acier plus dur que le fer pur. Lorsque l’élément d’alliage principal est le carbone, l’acier fini est appelé acier au carbone ou acier ordinaire. L’acier au carbone peut également contenir jusqu’à 1,65 % de manganèse et jusqu’à 0,5 % de silicium, de soufre et de phosphore.

Acier à faible teneur en carbone et acier doux

L’acier à faible teneur en carbone contient généralement de 0,05 à 0,15 % de carbone. L’acier doux contient de 0,16 à 0,29 %. Ces aciers ne sont pas cassants, mais pas ductiles (facilement étirables) non plus. Ils sont moins durs mais plus malléables (facilement déformables sous contrainte de compression) que les aciers à plus forte teneur en carbone. Leur malléabilité et leur prix plus bas les rendent utiles dans la construction. Ils sont également utilisés pour les fils et les panneaux de carrosserie automobile.

Aciers à teneur moyenne en carbone

Les aciers à moyenne teneur en carbone contiennent de 0,30 à 0,59 % de carbone. Ils peuvent également contenir de 0,60 à 1,65 % de manganèse. Les aciers à moyenne teneur en carbone sont plus ductiles que les aciers à haute teneur en carbone, plus durs et moins malléables que les aciers à faible teneur en carbone. Les aciers à moyenne teneur en carbone ont une bonne résistance à l’usure, de sorte qu’ils sont souvent utilisés pour des pièces automobiles et des applications similaires. Ils sont également utilisés dans le forgeage et pour de grandes pièces.

Aciers à haute teneur en carbone

Les aciers à haute teneur en carbone contiennent environ 0,6 à 0,99 % de carbone. Ils peuvent également contenir jusqu’à 0,90 % de manganèse. Ils sont très durs et résistants, mais moins ductiles et malléables que les aciers à moyenne et faible teneur en carbone. Ils réagissent bien aux traitements thermiques, devenant de plus en plus durs. Ils ont une excellente résistance à l’usure. En raison de leur solidité et de leur résistance à la déformation sous compression, ils peuvent être utilisés pour fabriquer des ressorts et des fils à haute résistance.

Aciers à très haute teneur en carbone

Les aciers à très haute teneur en carbone sont utilisés pour des applications spéciales non industrielles telles que les couteaux, les poinçons et les axes. Ils peuvent être trempés (traités thermiquement et sous pression) pour devenir exceptionnellement durs. Cela signifie qu’on peut leur donner un tranchant très tranchant, ce qui en fait un bon choix pour les outils de coupe. Les aciers à très haute teneur en carbone peuvent contenir entre 1,25 et 2,0 % de carbone. Ils sont le plus souvent fabriqués selon un procédé appelé « métallurgie des poudres ». Les alliages de fer contenant plus de 2 % de carbone sont considérés comme de la fonte plutôt que de l’acier.