Acier au carbone AISI 1045 C45 1.0503 S45C 080M40

Présentation du produit

L'AISI 1045 est un acier de construction à moyenne teneur en carbone mondialement reconnu avec une teneur en carbone strictement contrôlée entre 0,42 et 0,50 %, appartenant aux normes européennes EN 10083-2 et EN 10250-2. Vous pouvez trouver ses équivalents dans différentes normes nationales, telles que la norme américaine ASTM 1045 (ASTM A20), la norme japonaise S45C (JIS G4051), la norme chinoise 45# (GB/T 699) et la norme britannique EN8D/080M40 (BS 970). En tant que matériau de base dans l'ingénierie générale, il comble l'écart de performances entre les aciers à faible teneur en carbone (par exemple, AISI 1020) avec une résistance insuffisante et les aciers à haute teneur en carbone (par exemple, AISI 1060) avec une fragilité excessive, et offre une solution plus économique que les aciers alliés (par exemple, AISI 4140) pour les scénarios de charge moyenne.

Après un traitement thermique professionnel (normalisation, trempe et revenu, durcissement à la flamme/par induction), cet acier atteint une résistance à la traction de 560 à 850 Mpa et une limite d'élasticité de 275 à 490 Mpa, tout en conservant une ténacité et une usinabilité modérées. Il est largement utilisé dans les secteurs de la construction de machines, de la fabrication automobile, de la fabrication d'outils et de moules, de la construction et des machines agricoles, et constitue le premier choix pour les composants porteurs tels que les arbres, les engrenages, les fixations et les vilebrequins.

Équivalent en acier

Pays	USA	Europe	Chine	britannique	Japon
Standard	ASTM A29	EN10083-2	GB/T699	BS970	JIS G4051
Grade	1045	C45/1.0503	45#	080M40	S45C

Caractéristiques du produit

Composition chimique

Grade	C	Si	Mn	P.	S	Cr	Mo
1045	0,43-0,50	/	0,60-0,90	0,040Max	0,050Max	/	/
C45/1.0503	0,42-0,50	0,4Max	0,50-0,80	0,045Max	0,045Max	0,4Max	0,1Max
45#	0,42-0,50	0,17-0,37	0,50-0,80	0,035Max	0,035Max	0,25Max	/
080M40	0,36-0,44	0,10-0,40	0,60-1,00	0,050Max	0,050Max	/	/
S45C	0,42-0,48	0,15-0,35	0,60-0,90	0,030Max	0,035Max	/	/

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques de l'acier C45 dépendent fortement du processus de traitement thermique et de la taille du matériau (diamètre/épaisseur). Voici les indicateurs de performance clés spécifiés par la norme EN 10083-2 (la principale norme européenne), et les performances des pièces forgées à matrice ouverte sont conformes à la norme EN 10250-2.

1. État trempé et revenu (QT)

L'état de traitement thermique le plus couramment utilisé pour les pièces porteuses industrielles, avec une résistance, une ténacité et une résistance à la fatigue équilibrées :

Gamme de tailles	Résistance à la traction	Limite d'élasticité	Allongement	Zone de réduction	Valeur d'impact À RT/J
d≤16 t≤8	700-850Mpa	490Mpa minute	14 % minimum	35 % minimum	/
16＜d≤40 8＜t≤20	650-800Mpa	430Mpa minute	16 % minimum	40%Min	/
40＜d≤100 20＜t≤60	630-780Mpa	370Mpa minute	17 % minimum	45%Min	/

2. État normalisé

Convient aux composants structurels avec de faibles exigences de charge, avec une bonne aptitude au traitement et une bonne uniformité :

Gamme de tailles	Résistance à la traction	Limite d'élasticité	Allongement	Zone de réduction	Valeur d'impact À RT/J
d≤16 t≤16	620Mpa	340Mpa minute	14 % minimum	/	/
16＜d≤100 16＜t≤100	580Mpa	305Mpa minute	16 % minimum	/	/
100＜d≤250 100＜t≤250	560Mpa	275Mpa minute	16 % minimum	/	/

3. Pièces forgées ouvertes

Pour les gros composants forgés (par exemple, vilebrequins, supports robustes), les indicateurs de performance dans les directions longitudinale (L) et transversale (Tr) sont différenciés, et la valeur d'impact est un indice de test important :

• Normalisé/Revenu : Pour les pièces forgées d≤1000mm, résistance à la traction ≥530Mpa, allongement longitudinal ≥15%.

• Trempé et revenu : pour les pièces forgées d≤330 mm, résistance à la traction ≥540Mpa, valeur d'impact à température ambiante ≥12J (transversale).

Propriétés mécaniques de l'acier forgé à matrice ouverte C45 dans les conditions normalisées et normalisées et trempées selon la norme EN10250-2.

Gamme de tailles	Résistance à la traction	Limite d'élasticité	Allongement		Valeur d'impact à RT/J
			L	Tr	L	Tr
d≤100	580Mpa minute	305Mpa minute	16 % minimum	/	/	/
100＜d≤250	560Mpa minute	275Mpa minute	16 % minimum	12 % minimum	18J minutes	10J minutes
250＜d≤500	540Mpa minute	240Mpa minute	16 % minimum	12 % minimum	15J minutes	10J minutes
500＜d≤1000	530Mpa minute	230Mpa minute	15 % minimum	11 % minimum	12J minutes	10J minutes

Propriétés mécaniques de l'acier forgé à matrice ouverte C45 dans les conditions trempées et revenues selon EN10250-2.

Gamme de tailles	Résistance à la traction	Limite d'élasticité	Allongement		Valeur d'impact à RT/J
			L	Tr	L	Tr
d≤70	630Mpa minute	370Mpa minute	16 % minimum	/	25J minutes	/
70＜d≤160	590Mpa minute	340Mpa minute	18 % minimum	12 % minimum	22J minutes	15J minutes
160＜d≤330	540Mpa minute	320Mpa minute	17 % minimum	11 % minimum	20J minutes	12J minutes

Remarque : L= Longitudinal Tr = Transversal

Trempabilité et dureté de surface

L'acier AISI 1045 a une excellente trempabilité et la dureté de la surface peut être personnalisée en fonction des scénarios d'application grâce à différents processus de traitement thermique, réalisant ainsi la correspondance entre « surface dure et noyau résistant » pour des pièces résistantes à l'usure et porteuses. Pour les composants spéciaux à section épaisse, des grades de trempabilité restreinte (+H, +HL, +HH) sont disponibles pour garantir une dureté uniforme de la pièce.

Dureté de surface de différents processus de traitement thermique

Traitement thermique	Dureté
Trempe à la flamme ou par induction	55HRC
Traité pour améliorer la cisaillement (+S)	HB255Max
Recuit doux (+A)	HB207Max
Trempé et revenu (+QT)	HRC28-32 (gamme commune)

Indice de trempabilité restreint (+H/HL/HH)

• Qualité +H : à 15 mm de l'extrémité trempée, la dureté est de 30 HRC (max) / 20 HRC (min), adaptée aux pièces de précision générales.

• Qualité +HH : maintient 41-60 HRC à 4 mm de l'extrémité trempée, le meilleur choix pour les pièces résistantes à l'usure à section épaisse.

• Nuance +HL : 30-49 HRC à 4 mm de l'extrémité trempée, trempabilité équilibrée pour les composants d'épaisseur moyenne.

Distance en mm depuis l'extrémité trempée
Distance		1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	13	15
Dureté En HRC + H	maximum	62	61	61	60	57	51	44	37	34	33	32	31	30
	min	55	51	37	30	28	27	26	25	24	23	22	21	20
Dureté En HRC + HH	+HH4	/	/	/	41-60	/	/	/	/	/	/	/	/	/
	+HH14	57-62	/	/	41-60	/	/	/	/	/	/	/	/	/
Dureté En HRC + HL	+HL4	/	/	/	30-49	/	/	/	/	/	/	/	/	/
	+HL14	55-60	/	/	30-49	/	/	/	/	/	/	/	/	/

Bandes de dispersion pour la dureté Rockwell - C dans le test de trempabilité par trempe finale.

Tailles de fourniture, tolérances et finition de surface

Hunan Qilu Steel fournit de l'acier AISI 1045 sous de multiples formes (barre étirée à froid, barre laminée à chaud, barre forgée à chaud, tôle laminée à chaud) pour répondre aux besoins de traitement de différentes industries, avec un contrôle strict de la rectitude et de la tolérance dimensionnelle pour garantir la précision de l'assemblage. La taille des stocks est mise à jour quotidiennement, avec un stock mensuel de barres laminées à chaud/forgées dépassant 10 000 tonnes.

Tailles de fourniture standard

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	2000-5800 mm
Bloc forgé à chaud	T : 80-800 mm ; L : 100-2500 mm	2000-5800 mm

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.

Principales tailles de stock

• Barre laminée à chaud : Φ16-310 mm (stock pour Φ16, 18, 20, 22, 24, 25, 28, 30, 32, 35, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 58, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310 mm)

• Barre forgée à chaud : Φ310-550 mm (stock pour Φ310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550mm)

Soudabilité et précautions de construction

En raison de sa teneur moyenne en carbone (0,43-0,50 %), l'acier AISI 1045 présente une mauvaise soudabilité par rapport aux aciers à faible teneur en carbone (teneur en carbone ＜0,25 %). Le soudage direct provoquera des fissures à froid, une résistance réduite à la fatigue et une fragilité des joints de soudure. Des précautions strictes en matière de processus doivent être prises pour les applications de soudage, et cela n'est pas recommandé pour les composants soudés à haute contrainte (l'acier allié est recommandé pour de tels scénarios).

Précautions clés en matière de soudage

• Traitement de préchauffage : Préchauffez le métal de base à 150-250 ℃ avant le soudage pour réduire les contraintes thermiques et éviter la formation de fissures à froid.

• Consommables de soudage : utilisez des électrodes à faible teneur en hydrogène (par exemple, E7018) pour minimiser les fissures induites par l'hydrogène dans la zone de soudure.

• Traitement thermique après soudage : effectuez une relaxation des contraintes à 550-650 ℃ après le soudage pour éliminer les contraintes résiduelles et restaurer la ténacité du joint de soudure.

• Processus de soudage : adoptez un soudage à faible courant et multicouche pour réduire l'apport de chaleur du métal de base et éviter une croissance excessive des grains.

Applications

L'acier AISI 1045 est un acier de construction polyvalent présentant les caractéristiques de « performances personnalisables, une large adaptabilité de traitement et des performances à coût élevé », et est largement utilisé dans 5 industries majeures. Ses performances peuvent être adaptées avec précision aux conditions de travail des composants grâce au traitement thermique, réalisant ainsi un équilibre optimal entre performances et coûts.

1. Fabrication mécanique

Le premier choix pour les composants mécaniques à charges moyennes, s'appuyant sur une résistance et une usinabilité élevées :

• Pièces d'arbre : arbres de transmission, broches, arbres de pompe (état QT, HRC 28-32, résistance à la traction 630-850Mpa)

• Engrenages : engrenages à charge moyenne (surface trempée à la flamme 55 HRC pour la résistance à l'usure, noyau robuste pour la résistance aux chocs)

• Fixations : boulons, écrous, goujons à haute résistance (remplacent l'acier à faible teneur en carbone pour les joints porteurs)

• Bielles : bielles moteur/machines (résistance-ténacité équilibrée pour éviter la flexion sous charge dynamique)

2. Industrie automobile

Composants critiques nécessitant durabilité et résistance à la fatigue :

• Pièces de châssis : fusées d'essieu, demi-arbres (résistant aux charges routières dynamiques, limite d'élasticité ≥ 370 Mpa)

• Composants du moteur : vilebrequins, arbres à cames (état QT pour la résistance à la fatigue en fonctionnement à grande vitesse)

• Pièces de suspension : supports de ressort à lames, bras de commande (adaptables au forgeage et à l'usinage de précision)

3. Fabrication d'outils et de moules

Idéal pour les outillages de faible à moyen volume, en remplacement des aciers à outils spéciaux coûteux :

• Moules simples : moules d'injection plastique, matrices de moulage sous pression (recuit doux pour l'usinage, durcissement de surface pour la résistance à l'usure)

• Outils de coupe : Forets, fraises, poinçons (trempe par induction à 55 HRC pour la rétention des bords)

4. Construction et ingénierie lourde

Composants structurels à haute résistance pour l’ingénierie à grande échelle :

• Pièces structurelles : Supports, poutres, supports haute résistance (ponts, charpentes industrielles, charpentes de machinerie lourde)

• Ancrages et attaches : boulons d'ancrage robustes, goujons de fondation (résistent aux forces d'arrachement du béton, haute résistance à la traction)

5. Machines agricoles

Composants résistants à l'usure et aux chocs pour des conditions de travail difficiles :

• Lames de charrue : surface durcie pour résister à l'abrasion et aux impacts du sol

• Pièces de récolte : arbres de transmission, boîtes de vitesses (suffisamment robustes pour gérer la friction et les vibrations des résidus de récolte)

Comparaison des notes : 1045 contre 1020 contre 1060 contre 4140

Les clients comparent souvent l'AISI 1045 à l'acier à faible teneur en carbone (AISI 1020), à l'acier à haute teneur en carbone (AISI 1060) et à l'acier allié (AISI 4140) lors de la sélection des matériaux. Ce qui suit est une comparaison détaillée des performances et des applications pour vous aider à déterminer rapidement le matériau le plus approprié :

Nuance d'acier	Teneur en carbone	Cœur  Avantages	Inconvénients fondamentaux	Résistance à la traction (MPa)	Application typique
AISI 1045	0,43-0,50%	Résistance-ténacité équilibrée, excellente traitabilité thermique, rentable	Mauvaise soudabilité	560-850 (QT)	Arbres, engrenages, fixations, pièces forgées pour charges moyennes
AISI 1020	0,17-0,23%	Excellente soudabilité, bonne usinabilité, faible coût	Faible résistance, mauvaise trempabilité	350-450	Pièces structurelles à faible charge, composants soudés, pièces formées à froid
AISI1060	0,55-0,65%	Dureté de surface élevée après durcissement, bonne résistance à l'usure	Haute fragilité, mauvaise ténacité, usinage difficile	600-900	Pièces résistantes à l'usure (ressorts, lames, outils de coupe)
AISI4140	0,38-0,43 % (acier allié)	Haute résistance, bonne ténacité, excellente trempabilité, soudable (après préchauffage)	Traitement thermique complexe et coûteux	750-1000 (QT)	Composants soumis à de fortes contraintes (essieux automobiles, pièces hydrauliques, noyaux de moules)

Suggestions de sélection de base

• Choisissez AISI 1020 si le composant nécessite le soudage comme processus principal et une faible charge.

• Choisissez l'AISI 1045 pour les composants non soudés à charge moyenne qui nécessitent à la fois résistance et ténacité (le choix le plus rentable).

• Choisissez l'AISI 1060 uniquement pour les pièces purement résistantes à l'usure et à faible impact (notez le contrôle de la fragilité).

• Choisissez l'AISI 4140 pour les composants soumis à des contraintes élevées et aux conditions de travail complexes (acceptable pour un coût élevé).

FAQ

Q1 : Pourquoi la teneur en carbone de l'acier C45 est-elle contrôlée entre 0,42 et 0,50 % ?

A1 :  Il s’agit de la gamme d’or pour l’acier au carbone moyen :

• Moins de 0,42 % entraînera une résistance insuffisante et une mauvaise trempabilité

• Plus de 0,50 % augmentera considérablement la fragilité, réduira la ténacité et l’usinabilité et augmentera le risque de fissuration par forgeage/soudage.

Q2 : Quels processus de traitement thermique conviennent à l'acier C45 et quels sont les paramètres du processus ?

A2 :  Trois processus principaux, avec un contrôle strict de la température à des fins différentes :

• Recuit doux : chauffage 680-710℃, refroidissement du four → HB 207 Max (pour l'usinage)

• Normalisation : chauffage 840-880℃, refroidissement par air → structure uniforme (pour les pièces non critiques)

• Trempe et revenu : chauffage 820-860℃ (trempe à l'eau 820-840℃, trempe à l'huile 840-860℃), revenu 550-660℃ → HRC 28-32 (pour les pièces porteuses)

Q3 : Quelle est l’usinabilité de l’acier C45 ? Comment optimiser l’efficacité de l’usinage ?

A3 :  L'usinabilité de l'acier C45 dépend fortement de son état de traitement thermique, et l'efficacité peut être maximisée en sélectionnant le bon processus :

• État de recuit doux (HB 207 Max) : la meilleure usinabilité, adaptée à l'usinage CNC complexe, au perçage et au fraisage.

• État QT (HRC 28-32) : usinabilité modérée, nécessité d'utiliser des outils de coupe en alliage dur pour le tournage et le meulage.

Conseil d'optimisation : effectuez un recuit doux avant un usinage complexe, puis effectuez un durcissement QT/surface pour garantir à la fois l'efficacité de l'usinage et les performances finales.

Q4 : Quand choisir l’acier AISI 1045 au lieu de l’acier allié AISI 4140 ?

A4 : Choisissez l'acier 1045 pour les conditions de travail à charge moyenne et non extrêmes (par exemple, arbres généraux, engrenages à charge moyenne, fixations) — il peut répondre aux exigences de performance et réduire le coût des matériaux de 30 à 50 % par rapport à l'AISI 4140. Choisissez l'AISI 4140 uniquement pour les composants à forte contrainte et à haute fatigue (par exemple, essieux automobiles, vérins hydrauliques).

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