Acier allié AISI 4340 36CrNiMo4 1.6511 SNCM439 EN24

Présentation du produit

DIN 36CrNiMo4 (1.6511) est une nuance de base d'acier allié à haute résistance standard européen, appartient aux normes européennes EN 10083-3 et EN 10250-3, et AISI 4340 est son équivalent standard américain. Tous deux appartiennent au système d'aciers faiblement alliés à haute résistance avec Cr-Ni-Mo comme principaux éléments d'alliage, avec une teneur en carbone contrôlée dans la plage de 0,32 % à 0,43 %. Après traitement thermique de trempe et revenu (QT), l'acier forme une structure de sorbite trempée, qui permet d'obtenir un équilibre parfait entre haute résistance à la traction, excellente ténacité, bonne résistance à la fatigue et résistance à l'usure.

Il est largement utilisé dans diverses industries, notamment les secteurs de la machinerie lourde, de l’automobile, de l’aérospatiale et de l’énergie, en raison de ses excellentes propriétés mécaniques. Vous pouvez trouver ses nuances d'acier équivalentes dans les normes de différents pays, comme ASTM 4340 de la norme américaine ASTM A29/A29M, SNCM439/SNCM8 de la norme japonaise JIS G4105, 40CrNi2MoA de la norme chinoise GB/T 3077 et 817M40/EN 24 de la norme britannique BS 970.

Différent de l'acier au carbone ordinaire et de l'acier faiblement allié, cette nuance a des performances de durcissement à cœur supérieures et peut maintenir une dureté et des propriétés mécaniques uniformes même pour les pièces de grande section (jusqu'à 660 mm de diamètre), ce qui résout le problème de l'atténuation des performances des grandes pièces forgées dans la zone centrale. Il est connu dans l'industrie comme un « acier trempé et revenu de haute qualité » et constitue le premier choix pour la fabrication de composants porteurs clés avec des exigences de fiabilité élevées.

Nuances d'acier équivalentes

Pays	USA	Europe	Chine	britannique	Japon
Standard	ASTM A29	EN10083-3	GB/T3077	BS970	JISG4105
Grade	4340	36CrNiMo4/1.6511	40CrNi2MoA	817M40/EN24	SNCM439/SNCM8

Caractéristiques du produit

Composition chimique

Grade	C	Si	Mn	P.	S	Cr	Mo	Ni
4340	0,38-0,43	0,15-0,35	0,60-0,80	0,035Max	0,040Max	0,70-0,90	0,20-0,30	1h65-14h00
36CrNiMo4/1.6511	0,32-0,40	0,4Max	0,50-0,80	0,035Max	0,035Max	0,90-1,20	0,15-0,30	0,90-1,20
40CrNi2MoA	0,38-0,43	0,17-0,37	0,60-0,80	0,030Max	0,030Max	0,70-0,90	0,20-0,30	1h65-14h00
FR24	0,35-0,45	0,10-0,35	0,45-0,70	0,050Max	0,050Max	0,90-1,40	0,20-0,35	1h30-13h80
SNCM439	0,36-0,43	0,15-0,35	0,60-0,90	0,030Max	0,030Max	0,60-1,00	0,15-0,30	1h60-14h00

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques du DIN 36CrNiMo4 sont étroitement liées à la taille de la section de la pièce. Hunan Qilu Steel suit strictement la norme EN 10250-3 pour tester les propriétés mécaniques des pièces forgées à matrice ouverte , et les échantillons d'essai sont prélevés conformément à la norme EN 10250-1 (4/T sous la surface de traitement thermique, t/2 à partir de l'extrémité). Les propriétés mécaniques minimales des différentes tailles de section après traitement QT (trempe 820~860℃, revenu 540~680℃) sont les suivantes :

Gamme de tailles	Résistance à la traction	Limite d'élasticité	Allongement		Valeur d'impact à RT/J
			L	Tr	L	Tr
d≤160	750Mpa minute	550Mpa minute	14 % minimum	10 % minimum	45J minutes	22J minutes
160＜d≤330	700Mpa minute	500Mpa minute	15 % minimum	11 % minimum	45J minutes	22J minutes
330＜d≤660	650Mpa minute	450Mpa minute	16 % minimum	12 % minimum	40J minutes	20J minutes

Remarque : L= Longitudinal Tr = Transversal

Caractéristique clé : Les propriétés mécaniques transversales de l'acier sont excellentes (allongement ≥10 %, valeur d'impact ≥20J), ce qui convient à la fabrication de composants soumis à des charges multidirectionnelles complexes (telles que les vilebrequins, les arbres d'engrenages, les crochets de grue), évitant ainsi les fractures fragiles causées par la concentration de contraintes transversales.

Trempabilité et dureté de surface

Dureté de surface de différents processus de traitement thermique

Le DIN 36CrNiMo4 peut être ajusté en termes de dureté de surface grâce à différents processus de traitement thermique pour répondre aux exigences de différents scénarios d'application, depuis un usinage facile jusqu'à une résistance élevée à l'usure. La plage de dureté est la suivante :

Traitement thermique	Dureté
Trempe à la flamme ou par induction	54-62HRC
Traité pour améliorer la cisaillement (+S)	HB250Max
Recuit doux (+A)	HB217Max
Trempé et revenu (+QT)	HRC28-32 (gamme commune)

Options de trempabilité graduées

Pour les clients ayant des exigences de trempabilité contrôlées, nous proposons trois nuances personnalisées (+H/+HH/+HL), et la répartition de la dureté à différentes distances de l'extrémité trempée est strictement conforme à la norme, garantissant la cohérence de l'effet du traitement thermique des pièces en lots. Les valeurs clés de trempabilité (HRC) sont les suivantes :

Distance en mm depuis l'extrémité trempée
Distance		1.5	3	5	7	9	11	13	15	20	25	30	35	40	45	50
Dureté En HRC + H	maximum	59	59	58	58	57	57	57	56	55	54	53	52	51	50	49
	min	51	50	49	49	48	47	46	45	43	41	39	38	36	34	33
Dureté En HRC + HH	maximum	59	59	58	58	57	57	57	56	55	54	53	52	51	50	49
	min	54	53	52	52	51	50	50	49	47	45	44	43	41	39	38
Dureté En HRC + HL	maximum	56	56	55	55	54	54	53	52	51	50	48	47	46	45	44
	min	51	50	49	49	48	47	46	45	43	41	39	38	36	34	33

Avantage du noyau : La trempabilité élevée de l'acier garantit que même les pièces forgées de grande section (par exemple, les arbres principaux d'éoliennes de 660 mm de diamètre) peuvent atteindre une dureté uniforme de la surface au noyau, évitant ainsi les défauts de performance tels que le noyau mou.

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

Spécifications d'approvisionnement, tolérance et état de surface

Hunan Qilu Steel fournit le DIN 36CrNiMo4 sous plusieurs formes de produits, avec une tolérance dimensionnelle stricte et un contrôle de rectitude, réduisant ainsi le temps et le coût de post-traitement pour les clients. Les spécifications de fourniture sont les suivantes :

Type de produit	Gamme de tailles	Longueur
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

Garantie de rectitude

• Produits finis de précision (barres tournées/fraisées/pelées) : ≤1mm/1000mm

• Produits non finis (laminés noirs/forgés) : ≤3 mm/1000 mm

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.

Tailles en stock

Nous maintenons un stock mensuel de plus de 10 000 tonnes pour permettre une livraison rapide.

• Barres laminées à chaud :  Φ18, 20, 22, 25, 28, 30, 32, 35, 40, 45, 50~240 mm

• Barres forgées :  Φ100, 120, 150, 200~1200mm

• Plaques :  10, 15, 20, 25~200 mm d'épaisseur.

Domaines d'application typiques

Le DIN 36CrNiMo4 est largement utilisé dans les domaines de fabrication haut de gamme en raison de ses excellentes propriétés complètes et constitue le matériau de base pour la fabrication de composants clés présentant des exigences de charge, de vitesse et de fiabilité élevées. Les scénarios d'application détaillés sont les suivants :

1. Fabrication de machines lourdes

En tant que « matériau de base » des machines lourdes, il est utilisé pour fabriquer des composants de base soumis à des charges élevées et à des impacts cycliques :

• Systèmes de transmission : engrenages, arbres de transmission, composants différentiels d'excavatrices, de bulldozers et de grues (résistance à la traction ≥700MPa résiste à l'usure des dents et à la flexion de l'arbre)

• Transmission de puissance : vilebrequins et bielles de moteurs diesel pour camions miniers et machines agricoles (une excellente résistance à la fatigue garantit une longue durée de vie sous des cycles de charge répétés)

• Fixations structurelles : boulons et écrous à haute résistance pour l'assemblage de cadres lourds (dureté QT 28 ~ 32HRC empêche le desserrage sous l'effet des vibrations)

2. Aérospatiale et défense

Conforme aux normes aéronautiques strictes (par exemple, AMS 6414, ASTM F2881) et constitue le matériau de base des équipements aérospatiaux et de défense :

• Pièces de moteur : arbres de turbine et disques de compresseur (la stabilité à haute température jusqu'à 300 ℃ et la résistance au fluage maintiennent les performances en fonctionnement à grande vitesse)

• Équipements de défense : Plaques de blindage et composants de missiles (durcissement par induction jusqu'à 62HRC pour une excellente protection balistique et résistance aux chocs)

3. Industrie automobile

Convient aux voitures hautes performances et aux véhicules utilitaires lourds, avec une excellente durabilité sous des couples et des températures extrêmes :

• Engrenages de transmission : Engrenages de boîte de vitesses manuelle/automatique de voitures de sport et de poids lourds (résistance à l'usure 30% supérieure à l'acier 4140 après durcissement)

• Composants du châssis : arbres de transmission et maillons de suspension des camions lourds (la limite d'élasticité ≥ 500 MPa résiste à la déformation sous de lourdes charges utiles)

• Moteurs de performance : arbres à cames et tiges de piston des moteurs de course (l'équivalent à faible teneur en carbone CE ≤0,65 minimise les fissures à grande vitesse)

4. Secteur de l'énergie

Adaptez-vous aux environnements de travail difficiles des énergies renouvelables et des énergies traditionnelles et constitue le premier choix pour les composants clés des équipements énergétiques :

• Énergie éolienne : Arbres principaux et composants internes des boîtes de vitesses des éoliennes terrestres/offshore (résistance à la fatigue de 10^7 cycles à 60 % de résistance à la traction, durée de vie ≥20 ans)

• Pétrole et gaz : colliers de forage et outils de fond pour l'exploration de puits profonds (les éléments Cr/Mo améliorent la résistance à la corrosion, la résistance à la traction ≥ 650 MPa résiste aux hautes pressions et aux fluides abrasifs)

• Production d'électricité : arbres de turbine de centrales thermiques (résistance thermique jusqu'à 350 ℃ après revenu, performances stables dans la vapeur à haute température)

5. Fabrication de moules et d’outils

Idéal pour la fabrication de moules nécessitant à la fois une résistance élevée et une résistance à l’usure :

• Matrices d'estampage : matrices de découpage et de formage pour tôles (dureté de surface 54 ~ 62HRC résiste au grippage, durée de vie de la matrice 50 % supérieure à celle de l'acier doux)

• Matrices de forge : Matrices de forgeage à chaud pour composants en aluminium et en acier (la valeur d'impact ≥ 40J empêche les fissures sous les coups de marteau répétés)

Comparaison avec les nuances AISI 4340 vs 4140 vs 4330

Les clients confondent souvent AISI 4340/DIN 36CrNiMo4 1.6511 avec 4140/42CrMo, 4330 et d'autres qualités. Ce qui suit est une comparaison détaillée des principales différences en termes de composition, de performances et d'application, pour aider les clients à sélectionner le matériau le plus approprié :

1. AISI 4340 contre AISI 4140

La combinaison de comparaison la plus courante, la différence fondamentale réside dans l'ajout d'un élément Ni dans le 4340, ce qui entraîne un énorme écart en termes de ténacité et de trempabilité :

Indice	AISI4340	AISI4140	Suggestion de sélection de clé
Éléments en alliage	Contient du Ni (1,65-2,00 %), un co-alliage Cr-Mo	Pas de Ni, seulement un alliage Cr-Mo	4340 convient aux exigences de basse température et de haute ténacité ; 4140 est pour la charge générale
Résistance à la traction	≥750MPa (d≤160mm)	≥650MPa (d≤160mm)	Le 4340 a une résistance 15 % plus élevée pour la même section
Résistance aux chocs	≥45J (RT)	≥30J (RT)	Le 4340 est plus adapté aux composants soumis à des charges d'impact (par exemple, crochets de grue)
Trempabilité	Excellent, durcissement à coeur pour d≤660mm	Général, durcissement à coeur pour d≤200mm	Le 4340 est le seul choix pour les pièces forgées de grande section
Application	Composants clés haut de gamme (aérospatiale, arbres d'éoliennes)	Composants mécaniques généraux (arbres ordinaires, boulons)	Choisissez 4140 pour le contrôle des coûts ; 4340 pour une grande fiabilité

2. AISI 4340 contre AISI 4330

Même série d'acier Cr-Ni-Mo, la différence réside dans la teneur en carbone et en Ni, conduisant à un équilibre résistance-ténacité différent :

• AISI 4330 : C (0,28~0,33 %), Ni (1,65~2,00 %), résistance inférieure (≥650MPa) mais meilleure ténacité à basse température (≥60J à -40℃)

• AISI 4340 : teneur plus élevée en C, résistance supérieure mais ténacité à basse température légèrement réduite

Sélection : 4330 pour les conditions de travail à basse température (par exemple, machines d'ingénierie polaires) ; 4340 pour des conditions de charge élevée à température normale

3. DIN 36CrNiMo4 contre 40CrNi2MoA

La norme chinoise 40CrNi2MoA est un équivalent direct de l'AISI 4340, avec une légère différence par rapport au DIN 36CrNiMo4 :

• 40CrNi2MoA : contrôle P/S strict (≤0,030 %), pureté plus élevée, adapté aux composants de haute précision

• 36CrNiMo4 : teneur en Ni inférieure (0,90 ~ 1,20 %), coût inférieur, adapté aux projets correspondant aux normes européennes

Sélection : 40CrNi2MoA pour la fabrication nationale de haute précision ; 36CrNiMo4 pour les projets export répondant aux normes européennes

FAQ

Q1 : Quels processus de traitement thermique sont recommandés pour l’AISI 4340 ?

A1 :  Les performances de l'acier sont optimisées grâce à trois processus de traitement thermique de base, adaptés aux différentes étapes de traitement :

• Recuit doux (+A) : chauffer à 650~700℃, maintenir pendant 2~4h (selon la taille de la section), refroidissement du four. Dureté ≤217HB, facile pour l'usinage grossier.

• Normalisation (+N) : chauffer à 850~880℃, maintenir pendant 1~2h, refroidissement par air. Affinez la structure des grains, améliorez l'uniformité et préparez-vous au traitement QT des grandes pièces forgées.

• Trempe et revenu (QT) : Le processus de base pour atteindre des performances élevées. Chauffer à 820 ~ 860 ℃ (faible pour la trempe à l'eau, élevé pour la trempe à l'huile), maintenir jusqu'à l'austénitisation complète, tremper dans l'eau/huile, puis tempérer à 540 ~ 680 ℃ pendant 1 ~ 3 h, refroidissement à l'air. Obtenez un équilibre de résistance élevée (≥750MPa) et de ténacité (≥45J).

Q2 : L'AISI 4340 est-il soudable ? Quels sont les points de soudure clés ?

A2 : L'acier est techniquement soudable mais présente une mauvaise soudabilité (teneur en C 0,38 % ~ 0,43 % > seuil de 0,25 %, risque élevé de fissuration des soudures). Les principales exigences du processus de soudage pour garantir la qualité du soudage sont les suivantes :

• Préchauffage : préchauffez le matériau de base à 200 ~ 300 ℃ pour réduire le stress thermique et éviter les fissures à froid.

• Consommables de soudage : utilisez des consommables à faible teneur en hydrogène (par exemple, E11018-G pour SMAW, ER110S-G pour GMAW) pour minimiser les fissures induites par l'hydrogène.

• Traitement thermique après soudage (PWHT) : Trempe à 600~650℃ pendant 1~2h après le soudage, refroidissement lent pour soulager les contraintes résiduelles et restaurer la ductilité.

• Interdiction : Eviter de souder des sections épaisses (>50mm) sans préchauffage.

Q3 : Quelles sont les propriétés mécaniques d'une pièce forgée DIN 36CrNiMo4 de 200 mm de diamètre après traitement QT ?

A3 :  200 mm de diamètre appartient à la plage de 160 mm ＜ d ≤ 330 mm, et les propriétés mécaniques minimales après traitement QT (conformément à la norme EN 10250-3) sont :

• Résistance à la traction : ≥700MPa

• Limite d'élasticité : ≥500MPa

• Allongement : Longitudinal ≥15 %, Transversal ≥11 %

• Valeur d'impact (RT) : longitudinal ≥45J, transversal ≥22J

• Dureté : 28 ~ 32HRC (réglable via la température de trempe)

• Application : convient aux composants clés de taille moyenne tels que les arbres de transmission, les crochets de grue, les arbres intermédiaires d'éoliennes.

Q4 : Comment garantir la qualité des produits AISI 4340 ?

A4 : Hunan Qilu Steel met en œuvre un contrôle qualité complet du processus, depuis la fusion des matières premières jusqu'à la livraison du produit fini :

• Fusion : Adoptez un four à arc électrique + un processus de raffinage LF/VD, contrôlez P/S ≤0,035 %, garantissez une faible teneur en gaz (H ≤2ppm, O ≤20ppm).

• Forgeage/laminage : adopter un équipement de forgeage de grand tonnage, assurer un taux de déformation suffisant (≥3 : 1), affiner le grain.

• Traitement thermique : utilisez un four de traitement thermique professionnel à atmosphère contrôlée, assurez un chauffage et un refroidissement uniformes, évitez l'oxydation et la décarburation.

• Tests : détection de défauts à 100 % par ultrasons (UT) conformément à la norme EN 10246, tests de propriétés mécaniques, analyse de la composition chimique et fourniture d'un rapport d'inspection de qualité complet.

Q5 : Des services de traitement thermique et de traitement personnalisés peuvent-ils être fournis ?

R5 :  Oui. Nous fournissons des services de personnalisation à guichet unique selon les exigences du client :

• Traitement thermique personnalisé : ajustez la température de revenu pour obtenir la dureté (25 ~ 35HRC) et les propriétés mécaniques requises.

• Traitement de précision : tournage, fraisage, perçage, meulage, etc., pour répondre aux exigences de tolérance dimensionnelle des composants finis.

• Traitement de surface : grenaillage, phosphatation, peinture, etc., pour améliorer la résistance à la corrosion.

• Pièces forgées personnalisées : selon les dessins du client, fabriquer de grandes pièces forgées non standard d'un diamètre allant jusqu'à 1 200 mm.

Renseignez-vous maintenant : nous répondrons à votre demande dans les 24 heures et fournirons des suggestions professionnelles de sélection de matériaux et des services de devis en fonction de vos scénarios d'application et de vos exigences techniques !