Le 4140 (AISI/SAE 4140) est un acier faiblement allié au chrome-molybdène contenant environ 0,40 % de carbone — le « 41 » identifie la famille chrome-molybdène, le « 40 » indique la teneur approximative en carbone. Il est couramment vendu sous le nom commercial « chromoly » ou « acier chrome-moly », et c’est l’un des aciers alliés à moyenne teneur en carbone les plus utilisés dans l’industrie et l’automobile.
Composition chimique
| Élément | Teneur |
|---|---|
| Carbone (C) | 0.38%–0.43% |
| Chrome (Cr) | 0.80%–1.10% |
| Molybdène (Mo) | 0.15%–0.25% |
| Manganèse (Mn) | 0.75%–1.00% |
| Silicium (Si) | 0.15%–0.35% |
| Fer (Fe) | Reste (~96,7 %–97,8 %) |
Pourquoi les éléments d’alliage comptent
Le chrome augmente la trempabilité et la résistance à l’usure ; le molybdène maintient la résistance et la ténacité constantes sur des sections plus épaisses et améliore encore la trempabilité. Ensemble, ils permettent au 4140 de réagir fortement au traitement thermique — la trempe et le revenu peuvent ajuster sa dureté et sa résistance dans une large plage selon les exigences de la pièce.
Propriétés mécaniques
Le 4140 traité thermiquement peut atteindre une large gamme de résistances à la traction selon l’état et le traitement exacts. Utilisez le certificat matière du fournisseur pour la valeur réelle ; une gamme générale n’est pas une spécification de conception.
Applications typiques
| Catégorie | Exemples |
|---|---|
| Automobile | Pivots de direction, bielles, arbres de transmission, composants de course |
| Machines industrielles | Arbres, engrenages/pignons, vilebrequins, composants hydrauliques |
| Outillage | Porte-outils |
| Fixations | Boulons haute résistance |
| Pétrole et gaz | Équipements de fond de puits et de surface |
| Aérospatiale | Composants structurels, train d’atterrissage |
Comment le 4140 se compare aux nuances voisines
| Comparé à | En quoi le 4140 diffère |
|---|---|
| 1018 (acier à faible teneur en carbone) | Résistance et dureté nettement supérieures, mais plus cher et plus difficile à souder |
| 4130 (acier chrome-molybdène) | Une teneur en carbone plus élevée donne au 4140 une dureté/résistance atteignable supérieure ; le 4130 a une meilleure soudabilité et est plus léger, ce qui en fait le choix courant lorsque la soudabilité ou le poids comptent plus que la résistance maximale |
| Acier inoxydable | Mécaniquement plus résistant dans de nombreux cas, mais la teneur en chrome est très inférieure aux niveaux des nuances inoxydables — le 4140 n’offre pas une résistance à la corrosion de niveau inox |
Remarque sur la soudabilité
La teneur moyenne-élevée en carbone et en éléments d’alliage du 4140 en fait un acier de soudage peu accommodant : un préchauffage et un traitement thermique après soudage sont généralement nécessaires pour éviter les fissurations. C’est le même mécanisme de fond traité dans Qu’est-ce que l’acier au carbone ? : plus de carbone résiste moins bien au chauffage et refroidissement localisés que la soudure impose au joint.
Pour aller plus loin : Qu’est-ce que l’acier au carbone ? · Quelle différence entre acier au carbone et acier allié ?
