Acier à ressort AISI 6150 51CrV4 1.8159 SUP10

Présentation du produit

DIN 51CrV4 (également désigné selon 1.8159 les normes européennes) est un acier à ressorts haute performance, trempé et revenu, réputé pour sa combinaison exceptionnelle de résistance à la fatigue, d'élasticité et de ténacité. Conforme aux normes EN 10083-3 et EN 10250-3, cet acier allié Cr-V est un incontournable dans les industries nécessitant des composants durables et soumis à de fortes contraintes. Par conséquent, il présente des nuances équivalentes dans diverses normes internationales, telles que l'AISI 6150 de la norme américaine ASTM A29, le SUP10 de la norme japonaise JIS G4801, le 50CrVA de la norme chinoise GB/T 1222 et le 735A50 de la norme britannique BS 970.

Avec une teneur en carbone allant de 0,47 % à 0,55 %, EN 51CrV4 atteint des propriétés mécaniques optimales grâce à la trempe et au revenu à l'huile. Ce processus de traitement thermique améliore sa résistance à l'usure, à la fatigue et à la déformation, ce qui en fait le matériau de choix pour les composants critiques des applications automobiles, ferroviaires, de machines et d'outillage à haute contrainte. Qu'il s'agisse de ressorts de suspension, de pièces de machines industrielles ou d'outils de précision, l'acier 51CrV4 offre fiabilité et longévité dans des conditions de fonctionnement exigeantes.

Norme équivalente en acier

Pays	Chine	Japon	USA	Europe	britannique
Standard	GB/T1222	JISG4801	ASTM A29	EN10083-3	BS970
Grade	50CrVA	SUP10	6150	51CrV4/1.8159	735A50

Caractéristiques du produit

Composition chimique

Grade	C	Si	Mn	P.	S	Cr	V
50CrVA	0,46-0,54	0,17-0,37	0,50-0,80	0,025Max	0,025Max	0,80-1,10	0,10-0,20
SUP10	0,47-0,55	0,15-0,35	0,65-0,95	0,030Max	0,030Max	0,80-1,10	0,15-0,25
6150	0,48-0,53	0,15-0,35	0,70-0,90	0,035Max	0,040Max	0,80-1,10	0,15 minute
51CrV4/1.8159	0,47-0,55	0,40Max	0,70-1,10	0,025Max	0,025Max	0,90-1,20	0,10-0,25

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques DIN 51CrV4 sont adaptées pour répondre aux exigences des environnements à fortes contraintes, avec des variations basées sur la taille du produit (diamètre/épaisseur) et le traitement thermique. Vous trouverez ci-dessous les propriétés principales du matériau trempé et revenu (QT) DIN 51CrV4 :

Propriétés mécaniques trempées et revenues (QT)

Gamme de tailles	Résistance à la traction	Limite d'élasticité	Allongement	Zone de réduction	Valeur d'impact À RT/J
d≤16 t≤8	1100-1300Mpa	900Mpa minute	9 % minimum	40 % minimum	/
16＜d≤40 8＜t≤20	1000-1200Mpa	800Mpa minute	10 % minimum	45 % minimum	30J minutes
40＜d≤100 20＜t≤60	900-1100Mpa	700Mpa minute	12 % minimum	50 % minimum	30J minutes
100＜d≤160 60＜t≤100	850-1000Mpa	650Mpa minute	13 % minimum	50 % minimum	30J minutes
160＜d≤250 100＜t≤160	800-950Mpa	600Mpa minute	13 % minimum	50 % minimum	30J minutes

Pièces forgées à matrice ouverte (selon EN 10250-3)

Gamme de tailles	Résistance à la traction	Limite d'élasticité	Allongement		Valeur d'impact à RT/J
			L	Tr	L	Tr
d≤160	800Mpa minute	600Mpa minute	13 % minimum	9 % minimum	30J minutes	16J minutes

Remarque : L= Longitudinal Tr = Transversal

Exigences d’échantillonnage des éprouvettes

• Acier trempé et revenu : les échantillons sont prélevés à 12,5 mm sous la surface traitée thermiquement (conformément à la norme EN 10083-1) ou comme spécifié dans le contrat acheteur-vendeur.

• Pièces forgées ouvertes : les échantillons sont prélevés à 4/T en dessous de la surface traitée thermiquement (minimum 20 mm, maximum 80 mm) et à t/2 à partir de l'extrémité (T = épaisseur équivalente de la section dirigeante de la pièce forgée ; selon EN 10250-1) ou comme convenu contractuellement.

• Comme stipulé dans le contrat entre l'acheteur et le vendeur.

Dureté de surface et trempabilité

Dureté après traitement thermique

Traitement thermique	Dureté
Recuit doux (+A)	HB248Max
Trempé et revenu (+QT)	HRC28-32 (gamme commune)

Trempabilité (Essai de trempe finale, HRC)

Les valeurs de trempabilité varient en fonction des exigences spécifiées (+H : Normal, +HH : Élevé, +HL : Faible restreint). Vous trouverez ci-dessous les plages de dureté à différentes distances de l'extrémité trempée :

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	65	65	64	64	63	63	63	62	62	62	61	60	60	59	58
	min	57	56	56	55	53	52	50	48	44	41	37	35	34	33	32
Dureté En HRC + HH	maximum	65	65	64	64	63	63	63	62	62	62	61	60	60	59	58
	min	60	59	59	58	56	56	54	53	50	48	45	43	43	42	41
Dureté En HRC + HL	maximum	62	62	61	61	60	59	59	57	56	55	53	52	51	50	49
	min	57	56	56	55	53	52	50	48	44	41	37	35	34	33	32

Les bandes dispersées de trempabilité garantissent la cohérence entre les lots, ce qui rend la norme DIN 51CrV4 adaptée aux composants nécessitant des performances uniformes.

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

Spécifications d'approvisionnement : tailles, tolérances et stock

Nous proposons la norme DIN 51CrV4 dans une large gamme de formes de produits pour répondre à divers besoins d'applications, dans le strict respect des tolérances dimensionnelles et des normes de finition de surface.

Types de produits et gammes de tailles

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

Finition de surface et tolérances

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 (mises à jour quotidiennement)

Les barres laminées à chaud et les barres forgées en acier Qilu représentent plus de dix milliers de tonnes chaque mois, en dessous de la taille de notre stock.

• Diamètres des barres laminées à chaud (mm) : 16, 18, 20, 22, 24, 25, 26, 27, 28, 30, 31, 32, 33, 35, 36, 38, 39, 40, 42, 45, 46, 48, 50, 52, 55, 56, 58, 60, 62, 63, 65, 68, 70, 72, 75, 78, 80, 82, 83, 85, 87, 90, 95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310 

• Diamètres de barres forgées à chaud (mm) : 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550

La disponibilité des stocks change quotidiennement. Pour des contrôles d'inventaire en temps réel ou des demandes de tailles personnalisées, veuillez contacter notre équipe commerciale.

Processus de forgeage et de traitement thermique

Processus de forgeage

• Chauffage : les lingots DIN 51CrV4 sont chauffés à 1 050-1 150 ℃ dans un four à atmosphère contrôlée pour assurer une répartition uniforme de la température.

• Forgeage : Le forgeage est effectué à une température minimale de 850 ℃ pour maintenir le raffinement du grain et éviter la fragilité.

• Refroidissement : après le forgeage, les composants sont refroidis à l'air ou au four pour éviter les contraintes thermiques et la déformation.

Traitement thermique

Un traitement thermique approprié est essentiel pour libérer tout le potentiel de performance de la norme DIN 51CrV4. Vous trouverez ci-dessous les processus recommandés :

• Recuit doux :  chauffer à 820-850 ℃ → Tremper à température → Refroidir le four

• Normalisation : chauffer à 860-890 ℃ → Tremper à température → Refroidir à l'air

• Trempe et revenu (+ QT) :  chauffer à 820-870 ℃ → Tremper → Trempe à l'huile → Revenu à 540-680 ℃ → Refroidir à l'air

Remarque : Les plages de température sont données à titre indicatif. Les températures inférieures conviennent à la trempe à l’eau, tandis que les températures supérieures sont idéales pour la trempe à l’huile. Un traitement thermique personnalisé peut être organisé en fonction des exigences spécifiques de l'application.

Soudabilité

DIN 51CrV4 a une mauvaise soudabilité en raison de sa teneur élevée en carbone (0,47-0,55 %) et en éléments d'alliage (Cr, V). Considérations clés :

• Une teneur élevée en carbone (>0,25 %) augmente le risque de fissuration lors du soudage.

• Le chrome et le vanadium améliorent la trempabilité, conduisant à la formation de martensite fragile dans la zone affectée par la chaleur (ZAT), augmentant ainsi le risque de fissuration à froid.

Recommandations de soudage (si inévitable) :

1. Préchauffez le matériau de base à 250-400 ℃ pour réduire les gradients thermiques.

2. Utilisez des consommables de soudage à faible teneur en hydrogène pour minimiser les fissures induites par l'hydrogène.

3. Traitement thermique après soudage (PWHT) et recuit de détente pour réduire les contraintes résiduelles.

4. Limitez la taille des soudures et évitez autant que possible de souder des sections épaisses.

Dans la plupart des cas, le soudage n’est pas recommandé. Pour les composants assemblés, la fixation mécanique (boulonnage, rivetage) est privilégiée.

Applications

La résistance à la fatigue, l'élasticité et la ténacité exceptionnelles de la norme DIN 51CrV4 la rendent indispensable dans les industries à fortes contraintes. Vous trouverez ci-dessous les principales applications :

1. Industrie automobile

• Systèmes de suspension : ressorts hélicoïdaux, ressorts à barre de torsion et barres stabilisatrices (garantissent le confort de conduite et la maniabilité).

• Composants du moteur : Ressorts de soupape (résistent aux températures élevées et aux charges cycliques).

• Transmission et freins : ressorts à diaphragme d'embrayage, ressorts hélicoïdaux et ressorts du système de freinage (transmission de force fiable).

2. Machines et équipements industriels

• Machinerie lourde : ressorts d’amortissement pour équipements hydrauliques, machines agricoles et outils de construction.

• Moules et outillage : ressorts de moule rectangulaires pour moules d’injection plastique et matrices d’estampage.

• Composants de précision : Rondelles et fixations hautes performances nécessitant une élasticité constante.

3. Industrie ferroviaire

• Systèmes de suspension : ressorts de suspension de bogies pour locomotives, voitures particulières et trains de marchandises (absorbent les vibrations de la voie).

• Tampons d'attelage : ressorts tampons pour attelages de wagons de chemin de fer (atténuent les forces d'impact).

4. Outils à haute contrainte et composants spécialisés

• Outils : Clés dynamométriques et clés antidéflagrantes (forte résistance au couple).

• Lames : Couteaux de chasse/survie (équilibre entre ténacité et rétention des bords).

• Amortisseurs : composants critiques dans les systèmes d'amortisseurs industriels et automobiles (résistance à la fatigue).

Comparaison des grades : 51CrV4 contre 50CrVA contre 60Si2Mn

Article	51CrV4	50CrVA	60Si2Mn
Système d'alliage	Cr‑V	Cr‑V	Si‑Mn
Résistance à la fatigue	Excellent	Très bien	Bien
Stabilité à haute température	Jusqu'à 350°C	Jusqu'à 300°C	Jusqu'à 250°C
Trempabilité	Haut	Moyen‑Élevé	Moyen
Soudabilité	Pauvre	Pauvre	Équitable
Utilisation typique	Ressorts à haute contrainte, soupapes, pièces de précision	Automobile générale, ressorts de machines	Ressorts à contrainte faible à moyenne, clips
Niveau de coût	Moyen‑Élevé	Moyen	Faible‑Moyen

Pourquoi choisir le 51CrV4 : Idéal pour les applications à longue durée de vie, à contraintes cycliques élevées et à températures modérément élevées où le 50CrVA ou le 60Si2Mn peuvent se fatiguer prématurément.

FAQ

Q1 : Quelle est la différence entre DIN 51CrV4 et AISI 6150 ?

A1 :  DIN 51CrV4 (1.8159) et AISI 6150 sont des qualités équivalentes avec des compositions chimiques et des propriétés mécaniques presque identiques. La principale différence réside dans leurs normes respectives : DIN 51CrV4 suit les normes européennes EN, tandis que AISI 6150 adhère aux normes américaines ASTM. Ils sont entièrement interchangeables dans la plupart des applications.

Q2 : La norme DIN 51CrV4 peut-elle être utilisée pour les applications à haute température ?

R2 :  Oui. La teneur en vanadium du DIN 51CrV4 améliore la résistance à la chaleur, ce qui le rend adapté aux applications avec des températures de fonctionnement allant jusqu'à 300-350 ℃ (par exemple, ressorts de soupapes de moteur). Pour des températures supérieures à 350℃, consultez notre équipe pour un traitement thermique personnalisé ou des modifications d'alliage.

Q3 : Comment stocker le DIN 51CrV4 pour éviter la corrosion ?

A3 :  Conserver dans un endroit sec et bien ventilé, à l'abri de l'humidité et des substances corrosives. Pour un stockage à long terme, appliquez de l'huile anticorrosion ou emballez-le dans un emballage résistant à l'humidité. Les produits laminés/forgés à chaud avec une finition en oxyde noir offrent une résistance modérée à la corrosion mais doivent néanmoins être protégés dans des environnements humides.

Q4 : La norme DIN 51CrV4 est-elle adaptée au formage à froid ?

A4 : Le DIN 51CrV4 recuit doux (HB ≤248) peut être formé à froid (par exemple, pliage, enroulement) avec un outillage approprié. Le formage à froid doit être effectué avant la trempe et le revenu, car l'état QT est trop dur pour la plupart des processus de travail à froid.

Q5 : Pouvez-vous fournir un traitement thermique personnalisé pour DIN 51CrV4 ?

R5 :  Oui. Nous proposons des traitements personnalisés de trempe, de revenu, de recuit et de soulagement des contraintes pour répondre à des exigences spécifiques de dureté, de résistance ou de ténacité. Contactez notre équipe d’ingénierie avec les détails de votre application pour des solutions sur mesure.

Pour toute demande de renseignements, devis personnalisés ou assistance technique, contactez-nous aujourd'hui. Nous nous engageons à fournir des solutions DIN 51CrV4 de haute qualité adaptées aux besoins de votre secteur.