Qu'est-ce que l'acier 9260 ?
Acier 9260 est un métal fabriqué en alliageant le fer avec le carbone, et il est utilisé dans presque toutes les industries grâce à ses propriétés mécaniques précieuses. Sa résistance est associée à une bonne maniabilité et usinabilité, et sa production est relativement peu coûteuse, ce qui en fait un matériau de choix principal pour la plupart des concepteurs. L'Institut Américain du Fer et de l'Acier (AISI) et la Société des Ingénieurs de l'Automobile (SAE) ont facilité la sélection de l'acier en nommant différentes qualités d'acier avec des indices qui précisent les éléments d'alliage et les propriétés générales de l'acier. Cet article mettra en lumière l'acier 9260, un acier ressort à alliage de silicium élevé connu pour ses caractéristiques de travail exceptionnelles. En décrivant la composition chimique, les propriétés mécaniques et les applications de l'acier 9260, cet article vise à aider le lecteur à décider si l'acier 9260 est un bon choix de matériau pour leur projet.
Propriétés physiques de l'acier 9260
L'acier 9260 doit son nom à quatre chiffres à l'indice de dénomination conjoint créé par l'AISI et la SAE. Pour en savoir plus sur ce schéma de dénomination, ainsi que sur les différences entre les qualités d'acier, consultez notre article sur les types d'acier.
Le premier chiffre désigne la classe de l'alliage d'acier — c'est-à-dire quels sont les principaux composants d'alliage (en dehors du carbone). Pour cet acier, le « 9 » indique que cet acier appartient à la classe des alliages au silicium-manganèse. Le deuxième chiffre représente le pourcentage de ces éléments principaux ; le « 2 » dans l'acier 9260 signifie donc que cette classe est d'environ 21 % de silicium/manganèse. Enfin, les deux derniers chiffres représentent le pourcentage de carbone dans l'acier, par incréments de 0,011 %. Selon cette règle, l'acier 9260 contient 0,601 % de carbone. La composition chimique exacte de l'acier 9260 est beaucoup plus précise (vue ci-dessous avec tolérances), mais son nom donne une bonne idée de sa composition générale.
Les pourcentages élémentaires spécifiques de l'acier 9260 sont :
0,56-0,64 % de carbone
0,75-1,01 % de manganèse
<= 0,035 % de phosphore
1,8-2,21 % de silicium
<= 0,040 % de soufre
L'acier 9260 peut souvent être trouvé sous le nom d'acier AISI 9260 et est considéré comme un acier allié ressort à haute teneur en silicium. Cela signifie qu'il possède de bonnes caractéristiques de ressort et qu'il est utile pour sa flexion ainsi que sa résilience à la déformation. Il se travaille facilement lorsqu'il est recuit et peut être soudé par toutes les méthodes sauf à l'aide de torches oxyacétyléniques. Il est généralement résistant à la corrosion et suffisamment dur pour résister à la déformation locale de surface. Il est forgeable ainsi que traitable thermiquement et répond bien au trempe. L'acier 9260 a une densité de 7,85 g/cm3 (0,284 lb/in3) et se trouve le plus souvent sous forme de barre ronde, plaque, tube et plaque de stock. Ses caractéristiques optimales de ressort font de l'acier 9260 un choix exceptionnel pour la fabrication de ressorts à lames et coniques, mais il peut également être utilisé dans de nombreux autres domaines en tant qu'alliage à haute résistance.
Propriétés mécaniques
Le tableau 1 (ci-dessous) présente quelques propriétés mécaniques importantes de l'acier 9260. Cette section passera en revue chaque propriété et détaillera comment elles illustrent les forces — et faiblesses — de l'acier 9260.
Tableau 1 : Résumé des propriétés mécaniques de l'acier 9260.
Propriétés mécaniques
Valeurs métriques
Valeurs en anglais
Module d'élasticité
200 GPa
29000 ksi
Dureté (Rockwell B)
94
94
Résistance à la traction ultime
770-1525 MPa
112000 – 221200 psi
Limite d'élasticité à la traction
440-1149 MPa
63800-166600 psi
Ductilité
40%
40%
Le module d'élasticité ou module de Young décrit la résilience élastique d'un matériau. En d'autres termes, il indique à quel point un matériau est élastique et constitue une mesure à la fois de la rigidité et de la résistance générale du matériau. L'acier 9260 possède un module d'élasticité de 200 GPa, soit plus du double de celui de la plupart des alliages d'aluminium. Ce grand module d'élasticité permet à l'acier 9260 d'être plus facilement usiné, car sa rigidité et sa résistance facilitent le fraisage.
La dureté d'un matériau se mesure de plusieurs façons ; ainsi, il existe de nombreuses échelles de dureté créées par diverses entreprises de test. L'une des échelles de dureté les plus courantes pour l'acier est l'échelle de dureté Rockwell, qui utilise la machine d'indentation Rockwell pour tester des matériaux de résistance similaire. L'échelle Rockwell n'est utile que si vous savez comment d'autres matériaux ont été évalués sur la même échelle ; par exemple, la valeur de dureté Rockwell B pour le cuivre est 51, donc nous savons que l'acier 9260 (avec un HRB de 94) est beaucoup plus dur que le cuivre. La dureté d'un matériau représente sa capacité à résister à la déformation de surface et est essentielle à comprendre lors de l'utilisation d'un matériau dans un environnement à haute contrainte. L'acier 9260 est donc un excellent choix pour ce type d'applications, car sa dureté dépasse celle d'autres aciers pour ressorts tels que l'acier 5160 (pour en savoir plus, consultez notre article consacré à l'acier 5160).
Les résistances à la traction ultime et à la limite d'élasticité sont des valeurs courantes fournies par des tests de résistance expérimentaux. Elles décrivent chacune la contrainte maximale nécessaire pour déformer (limite d'élasticité) ou fracturer (résistance ultime) un échantillon de métal, et ces valeurs montrent les tolérances de contrainte d'un matériau. Ces valeurs fluctuent en fonction du traitement thermique et de l'historique de l'acier, c'est pourquoi le Tableau 1 présente une gamme de valeurs pour l'acier 9260. Ces plages illustrent la résistance impressionnante de cet acier allié et expliquent pourquoi l'acier 9260 est si utile dans les applications de ressorts. Cette plage indique également que l'acier 9260 peut être conditionné pour s'adapter à de nombreuses applications, car ses résistances à la limite d'élasticité et à la rupture peuvent être modulées pour répondre aux spécifications du projet.
La machinabilité est une valeur comparative qui décrit la performance d'un matériau sous contraintes d'usinage. Elle ne peut être utilisée qu'en référence à un matériau de base, auquel une note de 100% en machinabilité est attribuée. Un pourcentage inférieur à 100% est considéré comme plus difficile à usiner que ce matériau de référence, mais cela ne signifie pas nécessairement que ce matériau ne peut pas être usiné. Comme indiqué dans le Tableau 1, la note de machinabilité de l'acier 9260 est de 40%, en référence à une note de 100% pour l'acier AISI 1212. Bien qu'il puisse sembler initialement que l'acier 9260 ne soit pas facilement usinable, il l'est lorsqu'il est adouci. La note inférieure est simplement due à sa résistance accrue, ce qui peut user plus rapidement les outils de coupe et entraîner davantage de retards dans le traitement du matériau.
Applications de l'acier 9260
L'acier de type 9260 est un acier pour ressorts polyvalent ; sa haute résistance, sa résistance à la corrosion, sa dureté et sa facilité de travail en font un matériau adapté à toute application favorisant la résilience. Il est le plus couramment utilisé dans les ressorts à lames et coniques, mais d'autres applications notables sont mentionnées ci-dessous :
Pièces d'aéronefs
Technologie militaire
Supports de pont
Outils de machine
Lames et couverts
Applications ferroviaires
et plus encore.
L'acier 9260 est facilement sourcing, n'hésitez pas à demander à votre fournisseur ce métal impressionnant s'il semble utile pour votre projet. Ils vous fourniront les informations pertinentes ainsi que des alternatives et vous donneront la meilleure idée de l'acier à utiliser dans vos conceptions.
Résumé
Cet article présente un bref résumé des propriétés, de la résistance et des applications de l'acier 9260. Pour des informations sur d'autres produits, veuillez visiter XTJ.
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