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Les aciers sont des alliages ferreux contenant du fer, du carbone et d'autres oligo-éléments. L’acier SCM 420H est un alliage contenant du chrome et du molybdène. Son symbole est SCM et ses spécifications sont conformes aux normes industrielles japonaises (JIS) qui régissent toutes les activités industrielles au Japon. L’Institut américain du fer et de l’acier (AISI), l’équivalent américain du JIS, n’a pas classé ce type d’acier. Mais la Society of Automotive Engineers (SAE) le classe comme SAE 4130. Son équivalent en normes britanniques (BS) est de 708H20. Tous les aciers ont des résistances et des propriétés mécaniques différentes en fonction du traitement thermique utilisé lors de leur production.
Composition chimique
L’acier SCM 420H a 0,17 à 0,23% de carbone, ce qui en fait un acier de construction à teneur moyenne en carbone. Sa teneur en chrome varie de 0,85 à 1,25% en poids. Sa teneur en molybdène est comprise entre 0,15 et 0,30% en poids. L'alliage contient des traces de phosphore, de silicium, de manganèse, de soufre et de cuivre.
La teneur en carbone
La flexibilité de l'acier dépend de sa teneur en carbone. Les aciers à faible teneur en carbone sont ceux dont la teneur en carbone est inférieure à 0,15%. Ils sont flexibles pour le pressage dans les tôles et le filage, mais ils ne sont pas des aciers forts. Les aciers à haute teneur en carbone contiennent 0,5 à 1,5% en poids de carbone et sont utilisés pour le moulage et l'usinage. Ces deux types d'acier sont des aciers non structurels. Les aciers à carbone moyen, appelés aciers de construction, contiennent 0,12 à 0,24% en poids de carbone et sont utilisés pour toutes les activités de construction.
Dureté
La dureté est la résistance d'un métal à la déformation, aux rayures et à la flexion. Un test de dureté applique un poids à la surface et mesure l'indentation résultante. La dureté d'un acier augmente avec la teneur en carbone. L'ajout de chrome à l'alliage peut augmenter la dureté de l'acier. L'acier à teneur moyenne en carbone comme le SCM 420H nécessite un durcissement supplémentaire par traitement thermique de surface avant les applications industrielles telles que la fabrication d'engrenages.
Résistance à la traction
La résistance à la traction de l’acier mesure son étirement sans se rompre. Une machine de traction maintient une pièce d’acier entre deux mâchoires et applique une force d’étirement. Les aciers à haute teneur en carbone ont une résistance à la traction élevée. Cette propriété augmente à mesure que la dureté d’un matériau augmente. Le molybdène contenu dans le SCM420H augmente la résistance à la traction de l'acier, permettant ainsi son utilisation dans la fabrication d'aubes de rotor.
Force de rendement
La quantité d'acier sous contrainte que peut supporter sans déformation permanente est sa limite d'élasticité. La teneur en silicium et en phosphore, ainsi que le chrome et le molybdène, dans l'acier SCM420H augmente sa limite d'élasticité et le rend approprié pour les structures porteuses.