Acier inoxydable 52100 : un guide complet pour les ingénieurs et les concepteurs

Le 52100 est un acier à haute teneur en carbone. il contient une quantité importante de chrome qui améliore sa corrosion et ses propriétés mécaniques. C’est pourquoi il est devenu un choix populaire dans différents secteurs. L'acier inoxydable AISI 52100 convient mieux aux conditions de charge et de friction de roulement élevées et aux couteaux. L'acier à couteaux 52100 est généralement utilisé dans les fours. Les propriétés de l'acier chromé AISI 52100 sont décrites ci-dessous dans cet article.

Qu'est-ce que l'acier inoxydable 52100?

L'acier inoxydable AISI 52100 est un alliage à haute teneur en carbone. Cet acier allié au chrome est généralement utilisé dans les applications à forte usure et dans les roulements. Les propriétés de l'acier chromé AISI 52100 sont remarquables car il contient jusqu'à 1.6 % de carbone. Cela augmente sa dureté, sa solidité et sa résistance à l'usure. Cet acier est également conçu pour les applications de ténacité à la rupture et de résistance à la corrosion.

L'acier au carbone 52100 est-il ?

Oui, l'acier 52100 est un alliage à haute teneur en carbone. Il est développé en 1905 pour les applications haute pression. Il est également connu sous le nom d’acier à couteaux 52100.

L'acier inoxydable 52100 est-il magnétique ?

Oui, le 52100 est magnétique. Il peut adhérer aux aimants et conduire l’électricité.

Quelles sont les formes courantes du matériau en acier inoxydable 52100 ?

L'acier inoxydable AISI 52100 est disponible en feuilles pour une utilisation dans les pièces de machines, d'outillage et de pièces industrielles. Les barres en acier inoxydable 52100 sont utilisées dans les roulements, les arbres et les engrenages. Ses plaques sont utilisées dans la machinerie lourde, les pièces de structure et l'outillage. D'autres formes incluent l'étirage à chaud, l'étirage à froid, le recuit, le forgé selon les applications.

Normes matérielles

L'acier inoxydable AISI 52100 est également appelé acier au carbone 52100, acier à couteaux 52100 et acier à battre ASTM 52100. Le premier chiffre (5) représente un alliage chromé. Les deux^nd le chiffre (2) indique le pourcentage d'alliage supérieur à 1. Et les trois derniers chiffres indiquent le pourcentage de carbone qui est supérieur à 1 %.

Avantages et inconvénients de l'acier inoxydable 52100

Les avantages de l'acier inoxydable AISI 52100 sont les suivants :

• Il contient une dureté élevée après avoir subi un traitement thermique de trempe et de revenu.
• L'acier à couteaux 52100 présente une résistance élevée à l'usure grâce à sa haute teneur en carbone et en chrome. Il a la capacité de survivre à des contraintes élevées sans usure.
• Sa conception résistante à la fatigue peut résister aux charges cycliques et aux contraintes répétées sans panne.
• Sa conception pour la résistance au fluage présente une capacité portante élevée. Cela a un équilibre de dureté et de ténacité avec des charges lourdes réparties uniformément.
• Les propriétés de l'acier chromé AISI 52100 incluent une stabilité dimensionnelle élevée.
• L'une des propriétés de l'acier 52100 est son bon usinage dans des formes complexes.

Les inconvénients des propriétés de l'acier 52100 sont les suivants :

• Les propriétés de l'acier 52100 contiennent une résistance à la corrosion. mais il n'est pas aussi résistant que l'acier inoxydable.
• Les agents à haute teneur en carbone et en alliage diminuent sa soudabilité. Il nécessite des procédures de préchauffage spécifiques comme le soudage à l’arc sous gaz pour éviter les fissures.
• Il est conçu pour résister à la rupture, mais il est sujet à la rupture en cas d'impact et de charges soudaines.
• L'acier inoxydable AISI 52100 est très fragile à l'état complètement durci.
• Il est difficile à usiner à l’état complètement durci et nécessite des outils et des techniques spéciaux.
• Il est cher par rapport à l’acier inoxydable et à d’autres qualités d’acier courantes présentant les mêmes propriétés.

À quoi sert l’acier inoxydable 52100 : applications et pièces

Industrie automobile

L'acier inoxydable AISI 52100 est utilisé dans de nombreuses pièces automobiles telles que les roulements de roue, le système de transmission et les composants de moteur. Sa conception pour la résistance au fluage le rend adapté à une résistance élevée à la fatigue, à des conditions de charge élevées ainsi qu'à une résistance à l'usure.

Fabrication de roulements, d'engrenages et d'arbres

Acier à roulements 52100 utilisé dans de nombreuses pièces battantes de petite et moyenne taille. C'est un matériau couramment utilisé pour les pièces de machines, les engrenages et les arbres. Sa conception pour la résistance à la fatigue convient aux applications de haute résistance à la traction, de dureté élevée et de fissuration par corrosion sous contrainte.

Industrie aérospaciale

Dans les industries aéronautique et aérospatiale, l'acier inoxydable AISI 52100 a de nombreuses applications dans les parties critiques des moteurs à réaction où des performances et une efficacité élevées sont requises. Il est spécialement utilisé dans la fabrication de trains d'atterrissage et de systèmes de commande de vol. Il a une résistance élevée à la température, et la fissuration par corrosion sous contrainte et le chlorure induit une fissuration par corrosion sous contrainte garantissent ses performances dans des conditions extrêmes.

Les composants structuraux

L'acier à couteaux 52100 est utilisé dans la fabrication de machines et d'équipements industriels. Il est utilisé dans la construction de pompes, de compresseurs et de turbines. Sa conception pour la résistance au fluage améliore ses propriétés mécaniques, ce qui contribue à une longue durée de vie et à une plus grande efficacité des machines. Ils nécessitent peu de maintenance, de coûts et de temps d’arrêt.

Composants de munitions et industrie de la défense

L'acier à couteaux 52100 a de nombreuses applications dans les pièces de munitions et l'industrie de la défense en raison de sa haute résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte, le chlorure induit une résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte. il est utilisé dans la fabrication d'armes à feu, de munitions et d'autres équipements de défense. Il est également utilisé dans la construction de composants d’avions, de chars et de navires de guerre.

Outils de coupe et industrie de l'outillage

Les propriétés de l'acier chromé AISI 52100 incluent une résistance élevée pour les applications lourdes. Il est utilisé dans la fabrication de battements, d'arbres, d'outils, de laminoirs et d'autres outils. Les outils et machines en acier à couteaux 52100 ont une longue durée de vie et une haute résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte.

Poinçons et matrices

L'acier à couteaux 52100 est essentiellement utilisé pour les roulements de haute précision en raison de sa conception résistante à la fatigue. Sa conception pour la résistance au fluage améliore sa dureté, sa résistance à l'usure et peut résister aux charges radiales et axiales. Il garantit le fonctionnement efficace des machines et des outils.

L’acier 52100 est-il bon pour les couteaux ?

L'acier inoxydable AISI 52100 est très réputé pour la fabrication de l'acier à couteaux. en fait, il est également connu sous le nom d’acier à couteaux 52100. Cet acier à haute teneur en carbone a une dureté et une résistance élevées. la dureté peut augmenter jusqu'à 65HRD lorsqu'elle est traitée après durcissement.

Composition et microstructure

Composition chimique

Le 52100 est un acier allié à haute teneur en carbone et à faible teneur en chrome. sa haute teneur en carbone augmente sa dureté, sa résistance et d'autres propriétés mécaniques. le chrome augmente sa résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte et le chlorure induit la fissuration par corrosion sous contrainte. D'autres éléments en petite quantité augmentent son usinabilité, sa soudabilité pour le soudage à l'arc sous gaz et sa formabilité. Il est également connu sous le nom d'acier à couteaux.

Microstructure

L'acier inoxydable AISI 52100 comprend normalement de la cémentite et de la martensite. Comme il s’agit d’un acier à haute teneur en carbone, le carbone est présent dans la forme des carbures ou de la cémentite.

Lorsqu'il est revenu à haute température, sa microstructure contient de la martensite trempée, de la cémentite retenue (RC), de la cémentite trempée. Il contient également une petite quantité d'austénite retenue. La figure ci-dessous montre la microstructure trempée du 52100 et sa microstructure gravée pour améliorer le contraste des couleurs de chaque phase.

Résistance à la corrosion

Les propriétés de l'acier chromé AISI 52100 incluent une résistance élevée à la corrosion et à la fissuration par corrosion sous contrainte. Il peut résister à des contraintes mécaniques élevées, à l’usure. Sa conception pour la résistance à la fatigue augmente sa fatigue plus longtemps. Sa haute résistance à la corrosion est due à la présence de chrome en quantité importante.

Corrosion atmosphérique

Différentes conditions atmosphériques ont un effet différent sur les performances de corrosion de l'acier inoxydable AISI 52100. la présence de dioxyde de soufre, d'eau et de températures élevées peut accélérer la fissuration par corrosion sous contrainte induite par les chlorures. Le manque d’entretien et le manque d’élimination de l’humidité peuvent également avoir des effets drastiques.

Corrosion aqueuse

Les propriétés de l'acier chromé AISI 52100 incluent la vulnérabilité à la corrosion par piqûre dans un environnement oxydant. Le taux de fissuration par corrosion sous contrainte induite par les chlorures est plus élevé dans les milieux oxydants que dans les milieux réducteurs. Le taux de corrosion par piqûres peut être identifié par l’idée de taux de corrosion général.

Corrosion à haute température

Les propriétés de l'acier 52100 montrent une bonne résistance à la corrosion. La température élevée à laquelle un acier inoxydable AISI 52100 peut résister est d'environ 500 à 600 ℃. Par conséquent, la température de travail à chaud recommandée peut atteindre 200 à 500 ℃.

Environnements chimiques spécifiques

La présence de chrome augmente la résistance à la corrosion du grade 52100. La fissuration par corrosion sous contrainte et la fissuration par corrosion sous contrainte induite par les chlorures sont bonnes parmi les 52100 propriétés de l'acier. la corrosion par piqûre peut être induite dans différents milieux oxydants. En traitement thermique, la trempe à l’eau n’est pas recommandée pour l’acier 52100. Cela est dû au risque de corrosion. Les propriétés de l'acier 52100 ne contiennent pas une aussi bonne résistance à la corrosion que celles de l'acier inoxydable.

Propriétés mécaniques

Résistance à la traction

La résistance à la traction des propriétés de l'acier 52100 est de 325,000 245 livres par pouce carré et de XNUMX MPa.

Force d'élasticité.

La limite d'élasticité des propriétés d'acier 52100 est de 295,000 203 livres par pouce carré et de XNUMX MPa.

Élongation

L'acier inoxydable AISI 52100 a un allongement allant jusqu'à 8-25 %.

Dureté

La dureté dans différentes unités dans les propriétés de l'acier 52100 est :

La résistance aux chocs

La résistance aux chocs des propriétés de l'acier chromé AISI 52100 est de 52J.

Résistance à la fatigue

La conception pour la résistance à la fatigue dans les propriétés de l'acier 52100 lui permet de résister à des charges répétées, des contraintes ou des déformations cycliques et de supporter des contraintes pendant une période plus longue. Pour un acier normal, 5 à 10 millions de cycles constituent sa limite de fatigue.

Ténacité

La conception pour la résistance au fluage dans les propriétés de l'acier chromé AISI 52100 présente une ténacité élevée. Elle peut également être encore augmentée par un traitement thermique. Si la température d'austénitisation est maintenue plus basse, la ténacité de l'acier inoxydable AISI 52100 augmente.

Résistance à l'usure

La conception pour la résistance à la fatigue et la conception pour la résistance au fluage augmentent toutes deux la résistance à l'usure de l'acier inoxydable AISI 52100. une teneur élevée en carbone augmente sa résistance à l'usure et l'empêche de s'user par abrasion dans des conditions de charge lourde.

stabilité dimensionnelle

Les propriétés de l'acier chromé AISI 52100 incluent une stabilité dimensionnelle élevée. L'une des propriétés de l'acier 52100 est sa bonne stabilité dans des formes complexes en roulement de haute précision.

Propriétés physiques

Les propriétés physiques de l'acier chromé AISI sont les suivantes :

Fabrication et processus

Les propriétés de l'acier 52100 ont la capacité de subir différents processus de fabrication.

Mise en forme

AISI 52100 est formable par toutes les méthodes traditionnelles. Il s'agit du forgeage à froid, de l'emboutissage, de l'emboutissage, du formage à froid ou à chaud.

Soudage

Le soudage est un défi dans l’acier à couteaux 52100. le soudage à l'arc sous gaz peut être réalisé en préparant le métal avec des traitements spéciaux. Il peut subir des fissures ou des fissures par corrosion sous contrainte pendant son service.

Usinage

L'acier à couteaux 52100 peut subir un usinage par n'importe quel procédé conventionnel. Le recuit avant usinage donne de bons résultats.

Meulage

L'acier à couteaux 52100 peut être meulé, forgé et étiré facilement par n'importe quelle méthode conventionnelle.

Comment traiter thermiquement l'acier 52100

L'acier inoxydable AISI 52100 est normalisé à 872°C puis refroidi lentement pour réduire les contraintes d'usinage. Il est ensuite recuit à 816°C suivi d'une trempe dans l'huile.

Le travail à chaud de l'acier AISI 52100 peut être effectué à 205-538°C.

L'acier à couteaux 52100 peut être travaillé à froid dans un état recuit et normal par n'importe quelle méthode conventionnelle.

L'écrouissage et la trempe à l'eau peuvent être effectués entre 801 et 829 ℃. Pour la trempe à l'huile, c'est 816-842℃

Résumer les propriétés de l’acier inoxydable 52100

Considérations de conception pour les pièces CNC en acier inoxydable 52100

Matériau équivalent SS 52100

Rouille en acier inoxydable 52100

L'acier à couteaux 52100 contient du chrome, ce qui en fait un matériau antirouille. mais sa résistance à la corrosion n'est pas aussi bonne que celle de l'acier inoxydable.

Exigences mécaniques

C'est un alliage à haute teneur en carbone qui augmente sa dureté et sa résistance à l'usure. cela convient aux outils de roulement et de coupe. L'ajout de chrome le rend durci et après traitement thermique, cela augmente encore et améliore la résistance à la corrosion.

Exigences de résistance à la corrosion

Le chrome est inférieur à celui des autres aciers inoxydables dans l'acier à couteaux 52100. par conséquent, il est modéré dans de nombreuses conditions. La trempe à l’eau n’est pas recommandée car elle peut réduire sa résistance à la corrosion.

Considérations relatives au traitement

Le traitement comme l'usinage de l'acier inoxydable 52100 est très élevé et peut atteindre 40 %. Cependant, sa teneur élevée en carbone rend son soudage difficile. Cela nécessite un prétraitement spécial et un soudage comme le soudage à l’arc sous gaz métallique peut être effectué.

Rentabilité

L'AISI 52100 n'est pas une option rentable par rapport à l'acier inoxydable en raison de sa teneur élevée en carbone.

AISI 52100 VS Autre matériau

Acier à roulement à billes 52100 vs Magnacut

L'acier inoxydable AISI 52100 a moins de ténacité que Magnacut. Magnacut présente également une résistance à l'usure et une dureté élevées en raison de la présence de vanadium et de niobium.

Acier 52100 contre 1095

Le 52100 est plus résistant que le 1095. Il maintient les bords plus longs que le 1095. Mais l'acier à couteaux 52100 a moins de résistance à la corrosion.

Acier 52100 contre acier D2

Le D2 est plus résistant à la corrosion que l’acier inoxydable AISI 52100. il contient plus de chrome jusqu'à 12%. Il s'agit d'une meilleure option pour la fissuration par corrosion sous contrainte et la fissuration par corrosion sous contrainte induite par les chlorures.

Acier inoxydable 316 vs acier allié 52100

Les deux sont des alliages de fer et ont la même composition à 69 %. Les propriétés mécaniques sont presque les mêmes, mais en raison de la teneur élevée en chrome du 316, il est plus résistant à la corrosion que l'acier à couteaux 52100.