Acier de carburation allié GB 12CrNi3

Présentation du produit

GB 12CrNi3 est un acier allié de carburation de haute qualité connu pour sa trempabilité, sa résistance et sa ténacité supérieures par rapport aux nuances conventionnelles telles que 15Cr et 20Cr. Cet acier allié incorpore du nickel et du chrome comme éléments d'alliage primaires pour offrir une combinaison exceptionnelle de dureté de surface et de ténacité à cœur après traitement thermique. Le matériau se caractérise par une excellente résistance aux chocs à basse température, une faible sensibilité aux entailles et une bonne usinabilité. Il est largement utilisé dans les applications mécaniques exigeantes nécessitant une résistance élevée, une résistance à l’usure et une durabilité aux chocs dans des conditions de charges lourdes et de vitesses élevées.

Caractéristiques du produit

Composition chimique

Grade	C	Si	Mn	P.	S	Cr	Ni
12CrNi3	0,10-0,17	0,17-0,37	0,30-0,60	0,030Max	0,030Max	0,60-0,90	2h75-3h15

Propriétés mécaniques

Propriété	Valeur (min.)
Résistance à la traction	930 MPa
Limite d'élasticité	685 MPa
Allongement à la rupture	11%
Réduction de la superficie	50%
Résistance aux chocs	71J
Dureté	217Max HBW

Traitement thermique

• Trempe : Première étape à 860°C, deuxième étape à 780°C, suivie d'un refroidissement de l'huile.

• Revenu : 200°C, suivi d'un refroidissement à l'eau ou à l'air.

• Cémentation : 900–920°C pour obtenir une couche carburée uniforme avec un gradient de carbone progressif.

Remarque : Le matériau est sensible à la fragilité après trempe et a tendance à former des taches blanches ; le contrôle des processus est essentiel

Tailles d'approvisionnement et tolérance

Gamme de tailles de produits

Type de produit	Gamme de tailles	Longueur
Barre étirée à froid	Φ3-Φ80mm	6000-9000mm
Barre laminée à chaud	Φ16-Φ310mm	6000-9000mm
Barre forgée à chaud	Φ100-Φ1200mm	3000-5800mm
Plaque/feuille laminée à chaud	T : 3-200 mm ; L:1500-2500mm	2000-5800mm
Bloc forgé à chaud	T : 80-800 mm ; L : 100-2500 mm	2000-5800mm

Finition de surface, tolérance dimensionnelle et rectitude

Finition de surface	Tourné	Fraisé	Broyage (meilleur)	Poli (meilleur)	Pelé(Meilleur)	Forgé noir	Noir roulé
Tolérance	+0/+3mm	+0/+3mm	+0/+0,05mm	+0/+0,05mm	+0/+0,1mm	+0/+5mm	+0/+1mm
Rectitude	1mm/1000mm maximum.					3mm/1000mm maximum.

Applications

L'acier de cémentation 12CrNi3 est destiné aux secteurs de la machinerie lourde, de l'automobile, de l'aérospatiale, des moules en plastique et des équipements d'ingénierie :

Composants automobiles et de transmission

Engrenages de transmission robustes, arbres d'entraînement, vis de réglage, arbres à cames, pièces différentielles supportant des charges d'impact cycliques et à grande vitesse.

Broches et pièces d'arbre pour machines lourdes

Broches principales, tiges de piston et axes d'entraînement à forte charge nécessitant une ténacité de noyau et une résistance à l'usure de surface ultra élevées.

Moules d'injection plastique moyens et grands

Cavités de moules extrudées à froid, inserts de moules ; la surface cémentée offre une résistance aux rayures tandis que le noyau évite les fissures sous la pression de serrage.

Pièces d'usure d'ingénierie générale

Goupilles de guidage, manchons d'engrenage, pièces de rouleaux nécessitant une longue durée de vie dans des conditions mixtes d'impact et de friction.

Comparaison entre les nuances d'acier 12CrNi3 et les aciers couramment cémentés

12CrNi3 contre 12CrNi2

• Le 12CrNi3 contient une teneur en nickel plus élevée (2,75 à 3,15 %) que le 12CrNi2, offrant une trempabilité bien plus forte et une résistance aux chocs à basse température supérieure.

• Le 12CrNi2 ne s'adapte qu'aux petites pièces de section fine inférieure à 30 mm, tandis que le 12CrNi3 prend en charge les pièces jusqu'à 50 mm d'épaisseur sans trempe incomplète.

• Le 12CrNi3 adopte une double trempe (refroidissement de l'huile à 860°C + 780°C), mais le 12CrNi2 utilise généralement un flux de trempe unique, ce qui entraîne une moins bonne stabilité dimensionnelle après traitement thermique.

• Pour les charges d'impact cycliques lourdes, le 12CrNi3 évite bien mieux la rupture fragile que le 12CrNi2.

12CrNi3 contre 20CrNi3

• La teneur en carbone diffère considérablement : le 12CrNi3 est à faible teneur en carbone (0,10 à 0,17 %) pour le service de carburation ; Le 20CrNi3 contient plus de carbone (0,17 à 0,23 %) et est principalement utilisé pour la trempe et le revenu de pièces structurelles sans carburation.

• La surface 12CrNi3 peut atteindre 58-62 HRC après carburation, idéale pour les engrenages et moules résistants à l'usure. 20CrNi3 se concentre sur une résistance centrale équilibrée, sans couche de surface dure évidente après traitement thermique.

• La température de revenu standard du 12CrNi3 est de 200°C pour un revenu à basse température ; Le 20CrNi3 nécessite un revenu à température moyenne de 480 à 530 °C pour atteindre la limite d'élasticité cible.

12CrNi3 contre 20CrMnTi

• Le système d'éléments en alliage est totalement différent : 12CrNi3 s'appuie sur l'alliage Cr-Ni pour améliorer la ténacité et la trempabilité ; 20CrMnTi utilise des éléments Mn-Ti pour affiner les grains et contrôler la distorsion du traitement thermique.

• Le 12CrNi3 possède des performances exceptionnelles à basse température, adaptées aux pièces mécaniques aérospatiales et cryogéniques. Le 20CrMnTi fonctionne bien sous les charges de transmission automobile à température ambiante, mais perd fortement sa ténacité dans les environnements froids.

• 20CrMnTi présente une déformation thermique plus petite pour les petits engrenages de précision ; Le 12CrNi3 est le choix prioritaire pour les arbres à charges lourdes de taille moyenne à grande et les ébauches de moules en plastique avec une épaisseur de paroi plus épaisse.

FAQ

Q1 : Quelle est la différence entre l’acier 12CrNi3 et 12CrNi2A ?

A1 :  12CrNi3 contient une teneur plus élevée en nickel (2,75 à 3,15 % par rapport à une teneur en Ni inférieure dans le 12CrNi2A), offrant une trempabilité beaucoup plus forte. Il est applicable aux pièces de plus grande section et possède une meilleure résistance aux chocs à basse température pour des conditions de charge plus lourdes.

Q2 : L’acier 12CrNi3 peut-il être soudé ?

A2 :  En tant qu'acier de carburation à faible teneur en carbone avec des éléments fortement alliés, le soudage n'est pas recommandé. Les zones de soudure forment facilement de la martensite cassante et se fissurent sous charge ; utiliser un assemblage mécanique au lieu du soudage pour la connexion structurelle.

Q3 : Quelle dureté le 12CrNi3 peut-il atteindre après un traitement de carburation ?

A3 : Après cémentation au gaz standard + double trempe + faible revenu, la dureté de surface atteint 58–62 HRC, la dureté du noyau reste de 250–380 HBW pour équilibrer la ténacité et la résistance à l'usure.

Q4 : Le service personnalisé de découpe et de traitement thermique est-il pris en charge ?

A4 :  Oui. Nous proposons une coupe de longueur fixe, un pelage de surface, un meulage de précision, un pré-recuit, une pré-normalisation et une fourniture trempée-revenue finie selon les dessins techniques du client.

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