Acier allié AISI 4340 (UNS G43400)

Written by AZoMSep 13 2012

Thèmes abordés

Introduction
Constitution chimique
Propriétés physiques
Propriétés mécaniques
Propriétés thermiques
Autres. Désignations
Fabrication et traitement thermique
Machinabilité
Formage
Soudage
Traitement thermique
Forgeage
Travail à froid
Annexion
Traitement thermique
Durcissement
Applications

Introduction

Les aciers alliés sont désignés par des numéros AISI à quatrechiffres de l’AISI. Ils comprennent différents types d’aciers dont la composition dépasse les limites de B, C, Mn, Mo, Ni, Si, Cr et Va fixées pour les aciers au carbone.

L’acier allié AISI 4340 est un acier traitable thermiquement et faiblement allié contenant du chrome, du nickel et du molybdène. Il présente une ténacité et une résistance élevées à l’état traité thermiquement.

Composition chimique

Le tableau suivant indique la composition chimique de l’acier allié AISI 4340.

Elément	Contenu (%)
Fer, Fe	95,195 – 96,33
Nickel, Ni	1.65 – 2,00
Chrome, Cr	0,700 – 0,900
Manganèse, Mn	0,600 – 0.800
Carbone, C	0,370 – 0,430
Molybdène, Mo	0,200 – 0,300
Silicium, Si	0.150 – 0,300
Soufre, S	0,0400
Phosphore, P	0,0350

Propriétés physiques

Les propriétés physiques de l’acier allié AISI 4340 sont données dans le tableau suivant.

Propriétés	Métriques	Impériales
Densité	7.85 g/cm3	0,284 lb/in³
Point de fusion	1427°C	2600°F

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques de l’acier allié AISI 4340 recuit sont affichées dans le tableau suivant.

Propriétés	Métriques	Impériales
Résistance à la traction	745 MPa	108000 psi
La limite d’élasticité	470 MPa	68200 psi
Module de rupture (typique pour l’acier)	140 GPa	20300 ksi
Module de cisaillement (typique pour l’acier)	80 GPa	11600 ksi
Module élastique	190-210 GPa	27557-30458 ksi
Rapport de Poisson	0.27-0.30	0.27-0.30
Elongation à la rupture	22%	22%
Réduction de surface	50%	50%
Dureté, Brinell	217	217
Dureté, Knoop (convertie de la dureté Brinell)	240	240
Dureté Rockwell B (convertie de la dureté Brinell)	95	95
Dureté Rockwell C (convertie de la dureté Brinell. Valeur inférieure à la plage normale de HRC, uniquement à des fins de comparaison)	17	17
Dureté Vickers (convertie à partir de la dureté Brinell)	228	228
M usinabilité (recuit et étiré à froid. Basé sur une usinabilité de 100 pour l’acier AISI 1212.)	50	50

Propriétés thermiques

Le tableau suivant présente les propriétés thermiques de l’acier allié AISI 4340.

Propriétés	Métriques	Impériales
Coefficient de dilatation thermique (20°C/68°F, spécimen durci à l’huile, température de 600°C (1110°F)	12.3 µm/m°C	6,83 µin/in°F
Conductivité thermique (acier typique)	44,5 W/mK	309 BTU in/hr.pi².°F

Autres désignations

Les autres désignations équivalentes à l’acier allié AISI 4340 sont les suivantes :

AMS 6359	AMS 6454	ASTM A331 (4340)	ASTM A711	SAE. J1397 (4340)
AMS 6409	ASTM A29 (4340)	ASTM A506 (4340)	ASTM A752 (4340)	SAE J404 (4340)
AMS 6414	ASTM A320 (L43)	ASTM A519 (4340)	ASTM A829	SAE J412 (4340)
AMS 6415	ASTM A322 (4340)	ASTM A646 (4340-7)	MIL S-5000

Fabrication et traitement thermique

L’acier allié AISI 4340 peut être usiné en utilisant toutes les techniques conventionnelles. Le processus d’usinage peut être effectué à l’état recuit ou normalisé et trempé.

Formage

L’acier allié AISI 4340 a une bonne ductilité et une bonne formabilité à l’état recuit. Il peut être plié ou formé par pression ou par rotation à l’état recuit.

Soudage

L’acier allié AISI 4340 peut être soudé en utilisant des méthodes de soudage par fusion ou par résistance. Les procédures de soudage de préchauffage et de post-chauffage sont suivies tout en soudant cet acier par des méthodes établies.

Traitement thermique

L’acier allié AISI 4340 est traité thermiquement à 830°C (1525°F) suivi d’une trempe dans l’huile.

Forgeage

L’acier alliéAISI 4340 est forgé à 427 à 1233°C (1800 à 2250°F).

Travail à froid

L’acier alliéAISI 4340 peut être travaillé à froid en utilisant toutes les méthodes conventionnelles à l’état recuit. Il présente une ductilité élevée.

Recuit

L’acier allié ISA 4340 est recuit à 844°C (1550°F) suivi d’un refroidissement du four.

Revenu

L’acier allié ISA 4340 doit être dans l’état traité thermiquement ou normalisé et traité thermiquement avant le revenu. Les températures de revenu dépendent du niveau de résistance souhaité.

Durcissement

L’acier alliéAISI 4340 peut être durci par écrouissage ou par traitement thermique.

Applications

L’acier alliéAISI 4340 est principalement utilisé dans les engrenages et les arbres de transmission de puissance, les trains d’atterrissage d’avions et d’autres pièces structurelles.