Acier au carbone 12L14 : composition chimique, propriétés, méthodes de traitement et domaines d'application
- Walter
Pourquoi choisir HDC pour des produits personnalisés en acier au carbone 12L14
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Aperçu
12L14 est un alliage d'acier de décolletage connu pour son excellente usinabilité. L'acier au carbone 12L14 est un choix populaire pour les applications qui exigent une usinabilité et une précision exceptionnelles. Sa composition, avec ajout de soufre et de phosphore, facilite un usinage efficace, ce qui en fait un matériau précieux pour la production de petits composants complexes dans diverses industries.
Qu’est-ce que l’acier au carbone ?
Acier Carbone est un acier dont le fer et le carbone sont les éléments les plus viables, tandis que les autres éléments sont en plus faible quantité. L'acier au carbone avec une teneur moyenne en carbone, soit de 0,05% à 2,0%, est produit selon la nuance et l'application. L'acier au carbone est considéré pour sa résistance, sa dureté et son endurance à long terme, ce qui le rend largement utilisé dans différentes industries telles que la construction, la fabrication, l'automobile et les infrastructures. L'acier est divisé en quatre types en fonction de sa teneur en carbone et de ses caractéristiques, tels que l'acier à faible teneur en carbone (acier doux), l'acier à teneur moyenne en carbone et l'acier à haute teneur en carbone. Outre le fait que l'acier au carbone peut être allié (mélangé) avec des éléments tels que le manganèse, le silicium et le soufre pour améliorer certains attributs tels que la résistance, la ductilité et l'usinabilité. Puisqu'il s'agit de l'un des types d'acier les plus solides et les plus abordables utilisés dans la fabrication de pièces, de composants, de pièces de machines, de tuyaux, de châssis automobiles et d'autres applications.
Quelles sont les caractéristiques de l’acier au carbone 12L14 ?
Le 12L14, connu comme un acier à haute teneur en soufre et en plomb, est célèbre pour sa grande usinabilité. Cet ajout de sulfures de manganèse à la composition standard de qualité Fe donnera des caractéristiques de brise-copeaux pendant le processus de coupe du métal et réduira considérablement l'usure de la fraise pour produire une excellente finition de surface dans les pièces usinées. Cet acier n'est pas aussi résistant que certains autres aciers au carbone, mais offre néanmoins une excellente résistance ainsi qu'une ductilité pour une utilisation dans différentes applications en acier inoxydable. En respectant les procédures conventionnelles, il peut être soudé, mais certaines précautions sont nécessaires, car l'élément contient du soufre et du plomb. Cet acier est rentable et est connu pour sa large utilisation dans les composants automobiles, les bagues, les raccords et les fixations. Ses exigences sont donc élevées en raison de l'usinage précis et des capacités de production élevées.
Quelle est la base de dénomination de l’acier au carbone 12L14 ?
La base de dénomination de l'acier au carbone 12L14 découle de sa composition et de sa conformation à la normalisation du système AISI (American Iron and Steel Institute). Le « 12 » dans 12L14 correspond à la teneur moyenne en carbone, environ 0,121 TP3T. Le « L » indique que l’autre élément qui est le plomb est présent dans l’alliage. Pour résumer, le chiffre « 14 » indique une teneur en soufre d’environ 0,14%. Une désignation numérique de nature alphanumérique offre une méthode standardisée d'identification et de catégorisation des aciers au carbone en fonction de leur composition et de leurs propriétés. Cela permet d’améliorer la communication et la compréhension entre les acteurs de l’industrie.
Composition chimique de l'acier au carbone 12L14
Élément | Contenu (%) |
Fer, Fe | 97,91 – 98,7 |
Manganèse, Mn | 0,85 – 1,15 |
Soufre, S | 0,260 – 0,35 |
Plomb, Pb | 0,15 – 0,35 |
Carbone, C | 0.15 |
Phosphore, P | 0,040 – 0,090 |
L'influence de la composition de l'acier au carbone 12L14 sur ses propriétés
L'acier au carbone 12L14 est largement utilisé comme matériau de base car il peut être utilisé dans diverses applications. Il contient environ 0,12 % du carbone qui lui confère résistance et dureté, tout en conservant sa moulabilité. Le manganèse contribue à la trempabilité et à la résistance de l'acier, tandis que le soufre, environ 0,151 TP3T, améliore l'usinabilité en formant des sulfures de manganèse réduisant les coûts de production et prolongeant la durée de vie de tous les outils. Du plomb est également ajouté pour améliorer encore l'usinabilité en agissant comme lubrifiant, ce qui permet de réduire la friction entre l'outil de coupe et la pièce à travailler. La composition du 12L14 est contrôlée avec précision pour produire des caractéristiques d'usinabilité exceptionnelles, ce qui le rend parfait pour les applications orientées usinage dans l'industrie où la précision est primordiale et les volumes de production sont élevés, ce qui le rend adapté aux composants et fixations automobiles.
Propriétés physiques de l'acier au carbone 12L14
Propriétés | Métrique | Impérial |
Densité | 7,87 g/cm3 | 0,284 lb/po³ |
Propriétés mécaniques de l'acier au carbone 12L14
Propriétés | Métrique | Impérial |
Résistance à la traction en acier 12L14 | 540 MPa | 78300 psi |
Limite d'élasticité | 415 MPa | 60200 psi |
Module de masse (typique pour l'acier) | 140 GPa | 20300 ksi |
Module de cisaillement (typique pour l'acier) | 80,0 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 | 10% | 10% |
Réduction de la superficie | 35% | 35% |
Dureté, Brinell | 163 | 163 |
Dureté, Knoop (convertie à partir de la dureté Brinell) | 184 | 184 |
Dureté, Rockwell B (convertie à partir de la dureté Brinell) | 84 | 84 |
Dureté, Vickers (convertie à partir de la dureté Brinell) | 170 | 170 |
Usinabilité (basée sur une usinabilité de 100 pour l'acier AISI 1212) | 160 | 160 |
Propriétés thermiques de l'acier au carbone 12L14
Propriétés | Métrique | Impérial |
Coefficient de dilatation thermique (@ 20°C/68°F, acier typique) | 11,5 µm/m°C | 6,39 µpo/po°F |
Conductivité thermique (acier typique) | 51,9 W/mK | 360 BTU po/h.pi².°F |
Matériaux équivalents à l'acier au carbone 12L14
Numéro UNS | G12144 |
Nom américain | AISI 12L14, 12L13, 12L15 selon ASTM A29, ASTM A510, ASTM A519, ASTM A576, SAE J403 |
FR nom | 11SMnPb37, 11SMnPb30, 9SMnPb28 selon BS EN 10087, BS EN 10277 ; S300Pb selon NF A35 561 |
Numéro FR | 1.0737, 1.0718, 1.9718 |
Nom JIS (japonais) | SUM24L à JIS G4804 |
Quelles méthodes de traitement conviennent à l’acier au carbone 12L14 ?
Les aciers 12L14 sont très polyvalents dans la fabrication car ils s'usinent facilement et ont une résistance modérée. Surtout, il maîtrise principalement les opérations lourdes comme le tournage, le fraisage, le perçage et le filetage grâce à sa richesse en plomb et en soufre qui permet de hacher les copeaux et de diminuer l'usure des outils. En outre, il peut en outre être formé par des processus de formage à froid, comme par exemple le pliage et l'emboutissage, sans préchauffage ni recuit. Cependant, des efforts doivent être faits pour l’éviter en raison de sa teneur relativement plus élevée en soufre et en plomb. Les procédés de traitement thermique, utilisés pour modifier les propriétés, sont généralement l'exception puisque le 12L14 est rarement durci par ce procédé. Dans l’ensemble, l’acier au carbone 12L14 est le matériau de choix lorsqu’une haute précision d’usinage est requise et que la résistance est également un facteur critique.
Quelles sont les limites de l’acier au carbone 12L14 ?
L'extrême précision de l'usinabilité et la résistance modérée font que l'acier au carbone 12L14 présente certaines limites. L'acier au carbone, qui se caractérise par une résistance et une ténacité relativement faibles, n'est pas très adapté aux applications exigeant une résistance élevée ou une résistance à l'usure. De plus, le soufre utile à l'usinabilité peut rendre le métal cassant, ce qui peut entraîner des problèmes tels que des fissures. La soudabilité est problématique en raison de sa teneur en soufre et en plomb qui est plus élevée que la normale, car elle nécessite des techniques particulières afin de ne pas provoquer de fissures et/ou de mauvaise qualité des soudures. De plus, l'acier 12L14 a une capacité de traitement thermique très limitée et le recours à des mesures de protection supplémentaires est nécessaire pour atténuer la corrosion dans certains environnements particuliers. De cette manière, les principaux avantages de cette technologie pour l’usinage de pièces doivent être mis en balance avec ses limites en matière de choix des matériaux.
