Acier allié ou acier au carbone : lequel choisir ?

L'utilisation de l'acier implique le choix entre différentes formes d'acier, parmi lesquelles l'acier allié et l'acier au carbone sont particulièrement populaires.

Si vous souhaitez en savoir plus sur l'acier allié et l'acier au carbone, le guide ci-dessous vous offre une comparaison parfaite. Poursuivez votre lecture.

Qu'est-ce que l'acier allié ?

L'acier allié est fabriqué en combinant du carbone, du fer et d'autres éléments comme le molybdène, le nickel et le chrome. L'acier allié offre d'excellentes propriétés physiques, telles que la résistance à la corrosion, la résistance mécanique et la ténacité.

Les éléments supplémentaires qu'il contient renforcent ces caractéristiques. Toutefois, le coût du procédé de fabrication de l'acier allié est élevé en raison de la méthode étendue et du temps requis.

Types d'acier allié

Il existe différents types d' acier allié, dont certains sont présentés ci-dessous.

L'acier au chrome a le chrome comme élément principal, ce qui garantit une résistance à l'usure et à la corrosion ainsi qu'une résistance mécanique élevée. Il est très répandu et utilisé dans des applications telles que les équipements de forage et les pièces aérospatiales.

L'acier au nickel, quant à lui, a le nickel comme élément d'alliage de base, ce qui le rend ductile, tenace et résistant à la corrosion. Il est utilisé dans des applications telles que les composants de moteurs d'avion, les équipements de traitement chimique et les aubes de turbines à gaz.

L'acier au molybdène a le molybdène comme élément d'alliage, ce qui rend l'acier allié résistant à l'usure et lui confère de la résistance aux hautes températures.

L'acier au vanadium contient du vanadium, qui améliore la ténacité, la résistance à la fatigue et la résistance mécanique, le rendant adapté aux vilebrequins, engrenages et essieux.

L'acier à outils contient des éléments d'alliage comme le molybdène, le tungstène et le chrome. Il présente une grande résistance à l'usure et une bonne ténacité. L'acier à outils est utilisé dans les moules, les outils de coupe et les montages.

Qu'est-ce que l'acier au carbone ?

L'acier au carbone est une variante d'acier dans laquelle le carbone est mélangé au fer en différentes concentrations. Il en résulte un alliage polyvalent, durable et résistant. Il contient même des traces de silicium et de manganèse.

Il est réputé pour son faible coût de production, sa polyvalence et sa simplicité. Il est également produit rapidement, mais présente une résistance à la corrosion, une résistance mécanique et une dureté moindres.

Types d'acier au carbone

Il existe différents types d'acier au carbone, à savoir :

L'acier à faible teneur en carbone contient environ 0,3 % de carbone et présente de la ductilité. Il est utilisé dans les applications nécessitant des profilés flexibles et complexes. Il sert pour les clôtures et les fils d'acier.

L'acier à teneur moyenne en carbone contient du carbone dans une plage de 0,3 % à 0,6 % et est plus durable que l'acier à faible teneur en carbone. Il est utilisé dans les applications alliant ductilité et résistance. Parmi ses applications figurent les arbres, les engrenages et les essieux.

L'acier à haute teneur en carbone contient environ 0,6 à 1,4 % de carbone et est plus résistant que les autres types d'acier au carbone. Il est utilisé dans les couteaux, les ressorts et les outils de coupe en raison de sa haute résistance.

L'acier à très haute teneur en carbone contient du carbone dans une plage de 1,4 à 2 % et est également appelé fonte. Il est cassant et dur et est largement utilisé dans les applications nécessitant une forte résistance à l'usure.

Acier allié vs acier au carbone : comparaison complète

Les deux types d'acier peuvent être comparés sous divers aspects, comme le montre la section ci-dessous.

Résistance mécanique

L'acier allié présente une résistance mécanique élevée car il est composé de nickel et de chrome. Il possède également d'excellentes limites d'élasticité et résistances à la traction.

Dureté

L'acier allié contient du vanadium et du tungstène, ce qui le rend dur, d'autant qu'il subit également des traitements thermiques. L'acier au carbone offre de la dureté et nécessite des procédés de revenu, mais malgré cela, il n'est pas aussi dur que l'acier allié.

Durabilité

L'acier est durable dans tous ses types et est donc largement adopté dans de nombreuses applications. Toutefois, comparé à l'acier au carbone, l'acier allié est plus durable. L'acier au carbone ne résiste pas à la corrosion et ne supporte pas les environnements difficiles comme l'acier allié.

Polyvalence

L'acier au carbone a une polyvalence limitée, qui dépend de sa composition en carbone. En revanche, l'acier allié est très polyvalent et peut être obtenu en différentes versions selon les propriétés requises.

Résistance à la corrosion

L'acier allié offre une résistance à la corrosion absente de l'acier au carbone.

Ténacité

L'acier au carbone est riche en carbone, ce qui le rend tenace, tandis que la ténacité de l'acier allié est moindre en comparaison.

Malléabilité

Dans l'acier allié, l'ajout de différents éléments le rend moins malléable que l'acier au carbone.

Soudabilité

L'acier au carbone présente une meilleure soudabilité que l'acier allié, car ce dernier contient davantage d'éléments d'alliage, tandis que l'acier au carbone a une teneur en carbone plus élevée.

Coût

L'acier allié coûte plus cher que l'acier au carbone, dont le prix varie selon la teneur en carbone.

Tableau comparatif : propriétés de l'acier allié et de l'acier au carbone

Voici un aperçu rapide de la comparaison entre l'acier allié et l'acier au carbone.

Propriétés	Acier allié	Acier au carbone
Résistance mécanique	Résistance à la traction élevée	Résistance à la traction modérée
Composition	Fer et carbone mélangés à d'autres alliages.	Fer et carbone
Dureté	Dureté élevée après traitement thermique	Plus de carbone accroît la dureté
Ductilité	Très ductile	Moins ductile
Résistance à la corrosion	Très résistant à la corrosion	Moins résistant à la corrosion
Coût	Très coûteux	Moins coûteux
Traitement thermique	Excellente réponse	Réponse minimale
Usinabilité	Difficile à usiner	Très usinable
Résistance à l'usure	Excellente résistance à l'usure	Résistance à l'usure moindre
Soudabilité	Difficile à souder	Offre une excellente soudabilité

Applications de l'acier au carbone et de l'acier allié

Applications courantes de l'acier allié

L'acier allié trouve des applications dans de nombreux secteurs ; il est très usinable, tenace et orienté vers la résistance. Il est donc utilisé dans les pièces structurelles des chemins de fer et des automobiles.

Voici quelques autres secteurs où l'acier allié trouve des applications :

• Mines
• Aérospatiale
• Construction

Applications courantes de l'acier au carbone

L'acier au carbone est également un matériau polyvalent utilisé dans le secteur pétrolier et gazier et dans l'industrie pétrochimique. Voici quelques autres secteurs où il est utilisé :

• Construction
• Réservoirs sous pression et tuyauteries
• Construction navale

Matériaux alternatifs à l'acier allié et à l'acier au carbone

L'acier allié et l'acier au carbone ont leurs propres propriétés, mais voici quelques matériaux pouvant être utilisés en remplacement :

Alliages de nickel : Ils offrent une excellente résistance à la corrosion et, grâce à leur inertie chimique, forment des composés dotés d'une excellente malléabilité et d'une grande résistance.

Alliages d'aluminium : Ils sont coûteux et dotés de durabilité et de résistance ; ils sont également privilégiés pour leurs propriétés de légèreté.

Titane : Le titane est un matériau résistant, durable et léger, utilisable pour des applications dans l'industrie aérospatiale. Cependant, il est difficile à mettre en œuvre et coûteux.

Céramiques : Les céramiques sont réputées pour leur durabilité, leur résistance à la corrosion et leur solidité. Cependant, elles sont fragiles et ne conviennent pas à tous les types d'applications.

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Conclusion

Après avoir lu l'intégralité du guide ci-dessus, la différence entre l'acier au carbone et l'acier allié doit désormais être très claire. Vous pouvez maintenant démarrer votre nouveau projet et faire votre choix sur la base de la comparaison détaillée entre l'acier allié et l'acier au carbone.

FAQ

Le carbone ou l'alliage est-il plus résistant ?

L'acier allié offre une résistance à la traction élevée par rapport à l'acier au carbone.

Pourquoi l'acier allié est-il plus cher que l'acier au carbone ?

L'acier allié coûte plus cher que l'acier au carbone en raison de son usinabilité élevée et de ses éléments d'alliage différents.

Peut-on utiliser de l'acier au carbone à la place de l'acier allié ?

L'acier au carbone résiste moins bien à la corrosion que l'acier allié. Il ne peut donc pas remplacer l'acier allié.

Lequel est le meilleur : l'acier allié ou l'acier au carbone ?

Le choix du type d'acier dépend de l'application. Toutefois, en raison de sa faible résistance à la corrosion, l'acier au carbone peut ne pas convenir aux environnements difficiles.