Acier doux et acier au carbone : une comparaison détaillée 

Bien que l'acier doux soit un type d'acier au carbone, ils présentent de nombreuses différences majeures. L'étude de ces différences vous aidera certainement à choisir le meilleur acier pour la fabrication ou la conception de produits. Dans l'article d'aujourd'hui, vous découvrirez une comparaison approfondie entre l'acier doux et l'acier au carbone.

Figure 1 : Acier doux et acier au carbone

Acier au carbone : un aperçu 

Comme son nom l'indique, le carbone est un élément prédominant dans l'acier au carbone. Il contient environ 0,05 à 2,1% de carbone en poids. 

Les propriétés de l'acier au carbone sont principalement influencées par la teneur en carbone. Par exemple, la résistance, la fragilité et la dureté de l'acier augmentent avec la teneur en carbone. 

L'acier au carbone peut être divisé en quatre catégories, selon sa teneur en carbone. Par exemple :

• Acier à faible teneur en carbone/acier doux : jusqu'à 0,30% de carbone 
• Acier à teneur moyenne en carbone : 0,30% à 0,60% de carbone
• Acier à haute teneur en carbone : 0,60% à 1,40%
• Acier à très haute teneur en carbone : jusqu'à 2,1% de carbone

Figure 2 : Acier au carbone

Acier doux : un aperçu 

Comme vous l'avez lu, l'acier doux est un acier au carbone. Sa teneur en carbone est très faible, jusqu'à 0,30%. On y trouve également d'autres éléments, comme le silicium, le soufre, le phosphore, etc. 

Les aciers doux sont ductiles et moins cassants. Ils sont principalement utilisés sous forme de tôles, de fils et de matériaux de construction.

Figure 3 : Acier doux

Différences entre l'acier au carbone et l'acier doux

Vous constaterez de légères différences entre les caractéristiques de l'acier doux et de l'acier au carbone en raison de leur composition. Voici quelques propriétés à souligner :

1. Acier au carbone contre acier doux : résistance du matériau

En termes de résistance, l'acier au carbone est bien plus résistant que l'acier doux. En effet, sa résistance augmente avec la teneur en carbone. Parmi tous les aciers au carbone, l'acier doux se situe en bas du tableau de résistance, tandis que l'acier à très haute teneur en carbone reste en haut. 

Cette affirmation est également valable pour la résistance à la traction. Voyez ici les valeurs de résistance à la traction de différents aciers au carbone.

2. Acier au carbone vs acier doux : résistance à la corrosion

Honnêtement, les aciers sont connus pour leur faible résistance à la corrosion. Tous les aciers au carbone, y compris l'acier doux, sont sujets à la rouille. Un traitement de surface spécial est nécessaire pour les protéger de la corrosion.

3. Acier au carbone vs acier doux : ductilité

Apparemment, l'augmentation du pourcentage de carbone dans l'acier diminue sa ductilité. Par conséquent, l'acier au carbone ayant le pourcentage de carbone le plus faible est le plus flexible.

L'acier doux présente une teneur en carbone allant jusqu'à 0,30%, ce qui le rend ductile. En revanche, l'acier à moyenne et haute teneur en carbone est cassant et sujet aux fissures.

Figure 4 : Différence entre l'acier au carbone et l'acier doux

4. Acier au carbone vs acier doux : dureté

Tout comme la résistance, la dureté de l'acier au carbone augmente avec la teneur en carbone. Cela signifie que l'acier doux est moins dur que les autres aciers au carbone. Bien qu'une dureté élevée soit indispensable pour les applications exigeantes, elle rend ces métaux difficiles à usiner.

5. Acier au carbone vs acier doux : soudabilité

En termes simples, la soudabilité est l'aptitude d'un métal à être soudé. Dans les aciers au carbone, la soudabilité diminue avec l'ajout de carbone. Par conséquent, l'acier doux présente une bonne soudabilité. En revanche, des machines spéciales sont nécessaires pour souder l'acier au carbone à moyenne et haute teneur en carbone. 

6. Acier au carbone contre acier doux : usinabilité

Les métaux présentant une bonne usinabilité peuvent être fabriqués sans difficulté. En général, une teneur élevée en carbone dans l'acier peut nuire à son usinabilité. 

Les aciers doux présentent un faible pourcentage de carbone et une dureté modérée. Ils peuvent donc être utilisés pour toutes les opérations de fabrication. Cependant, les opérations de découpe ou de fraisage sont plus énergivores pour les aciers à moyenne et haute teneur en carbone en raison de leur dureté élevée.

Figure 5 : Acier à haute teneur en carbone et acier à faible teneur en carbone

7. Acier au carbone vs acier doux : résistance aux chocs

Grâce à leur faible teneur en carbone, les aciers doux peuvent absorber davantage d'énergie avant rupture. D'après les données de l'essai Charpy V-notch, ces aciers présentent une résistance aux chocs d'environ 100 à 150 joules. À l'inverse, la résistance aux chocs des aciers à haute teneur en carbone est d'environ 20 à 40 joules.

8. Acier au carbone et acier doux : applications courantes

Une résistance modérée, une résistance élevée aux chocs et une bonne formabilité rendent l'acier doux parfait pour la fabrication de carrosseries de véhicules et d'applications domestiques. 

En revanche, l'acier à moyenne teneur en carbone est principalement utilisé pour la fabrication d'engrenages de voie ferrée et de composants structurels à haute résistance. De plus, l'acier à haute teneur en carbone est largement utilisé dans la fabrication d'outils de coupe et de pièces industrielles.

9. Acier au carbone vs acier doux : prix

Le prix du marché des aciers dépend de plusieurs paramètres, par exemple la disponibilité, la valeur ajoutée, les applications, etc. Compte tenu de toutes les propriétés et de l'utilisation, l'acier doux est moins cher que les autres aciers au carbone.

Figure 6 : Différence entre l'acier doux et l'acier au carbone

Derniers mots

Bien que l'acier doux puisse supporter de faibles charges, il est malléable et ne présente aucun risque de fissuration. Les aciers à moyenne et haute teneur en carbone, en revanche, présentent une excellente résistance. Leur principale application réside donc dans la fabrication de composants structurels robustes. 

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