Alliages d'acier SK5 : Propriétés et applications

L'acier SK5 est considéré comme l'un des meilleurs types d'acier à haute teneur en carbone. Il est très apprécié des professionnels et des amateurs pour sa dureté élevée et sa grande résistance à l'usure, une caractéristique essentielle pour la fabrication d'outils de coupe dans n'importe quelle industrie et pour la fabrication de lames durables. Nous allons voir ici ce qu'est l'acier SK5 et quelles sont ses propriétés.

Aperçu de l'acier au carbone

L'acier au carbone est une série d'acier allié principalement au carbone. La teneur en carbone pèse environ 0,05% jusqu'à 1%. Plus la teneur en carbone augmente, plus l'acier présente une résistance élevée et une ductilité faible. Il contient également d'autres éléments tels que le manganèse, le silicium, le chrome, etc. Ces éléments ont un certain impact sur les performances de l'acier au carbone. Les aciers au carbone sont classés en trois catégories principales en fonction de leur teneur en carbone : l'acier à faible teneur en carbone, l'acier à teneur moyenne en carbone et l'acier à haute teneur en carbone.

Acier à faible teneur en carbone

L'acier à faible teneur en carbone est un acier dont la teneur en carbone est inférieure à 0,3%. Il s'agit de la catégorie d'acier au carbone la plus courante. Les aciers à faible teneur en carbone sont souples et ductiles, ce qui les rend faciles à souder. Ils ne peuvent pas être traités thermiquement en raison de leur faible teneur en carbone.

Nuances typiques : A36, 1018, 1020

Acier à moyenne teneur en carbone

L'acier à faible teneur en carbone est un acier dont la teneur en carbone est comprise entre 0,31 et 0,51 TTP3T. L'acier à teneur moyenne en carbone établit un équilibre entre la résistance et la ductilité. Il offre une résistance et une dureté plus élevées que l'acier à faible teneur en carbone. Il est souvent traité thermiquement pour améliorer sa résistance.

Classes typiques : 1045, 1060, 1040

Acier à haute teneur en carbone

L'acier à faible teneur en carbone est un acier dont la teneur en carbone est supérieure à 0,6%-1,0%. Les aciers à haute teneur en carbone sont les plus durs et les plus résistants à l'usure, ce qui les rend idéaux pour les ressorts, les outils tranchants et les fils à haute résistance. Cependant, ils sont moins ductiles et difficiles à souder. Ils peuvent être traités thermiquement pour améliorer leur résistance.

Classes typiques : SK2, SK4, SK5

Tableau 1. Résumé des propriétés des nuances d'acier au carbone

Propriétés	Acier à faible teneur en carbone	Acier à moyenne teneur en carbone	Acier à haute teneur en carbone
Teneur en carbone	Moins de 0,3%	0.3% – 0.5%	0.6% – 1.0%
Résistance à la traction, MPA	240 – 2450	450 – 2730	1100 – 3200
Limite d'élasticité, MPa	140 – 2400	230 – 1740	890 – 3400
Allongement à la rupture, %	3% – 48%	3% – 34%	10% – 20%
Dureté, HB	86- 550	126 – 578	450 – 650
Densité, g/cm³	7.75-8.08	7.75-7.89	7.54-8.26
Traitement thermique	Non disponible	Disponible	Disponible

Qu'est-ce que l'acier SK5 ?

SK5 est un type d'acier à haute teneur en carbone dont la teneur en carbone est comprise entre 0,81 et 0,91 TTP3T. Il s'agit d'une nuance couramment utilisée au Japon. SK85 est le nom de la nouvelle norme JIS G4401 qui la remplace et qui est équivalente à la norme 1085 de l'AISI. Malgré le fer et le carbone, l'acier SK5 est composé d'éléments tels que 0,35% Si, 0,5-0,8% Mn, 0,03% et 0,003% S. Ces éléments jouent également un rôle dans les performances de l'acier SK5.

Tableau 2. Références transfrontalières de l'acier SK5

Japon	ÉTATS-UNIS	L'UE	Allemagne	ROYAUME-UNI	Chine
JIS	AISI/SAE	ISO, EN	DIN	BS	GB/T
SK5	1085	TC90, TC80	C89W1	060A81	1298

Propriétés de l'acier SK5

L'acier SK5 est un acier à haute teneur en carbone, ce qui lui confère une résistance et une dureté élevées. Il convient donc à la fabrication de pièces utilisées dans des environnements à haute résistance. Outre sa dureté élevée, l'acier SK5 contient également une certaine quantité de manganèse, qui améliore sa ténacité et sa durabilité. L'acier SK5 peut être traité thermiquement pour améliorer ses performances. Par exemple, la dureté et la résistance à l'usure de l'acier SK5 seront améliorées après la trempe.

Tableau 3. Propriétés de l'acier SK5

Propriétés	Valeur
Résistance à la traction, MPa	460-625
Allongement à la rupture, %	≤25
Dureté, HV	150-190
Densité, g/cm3	7.84
Conductivité thermique, W/m・K	50.2
Résistance électrique, μΩ-m	0.18

SK5 vs. autres aciers

Comparé aux aciers à faible teneur en carbone, l'acier SK5 offre une dureté et une résistance beaucoup plus grandes, mais il peut aussi être plus fragile. L'acier SK5 n'est pas aussi résistant à la corrosion que l'acier inoxydable. Nous savons que l'acier dont la teneur en chrome est supérieure à 10,5% est inoxydable, mais la teneur en chrome de l'acier SK5 n'est que d'environ 0,1%, et il rouille donc.

SK2, SK4 et SK5 sont tous des types d'acier à haute teneur en carbone et leur principale différence réside dans la teneur en carbone.

Acier SK2 vs SK5

SK2 est un type d'acier à haute teneur en carbone dont la teneur en carbone est comprise entre 1,15% et 1,25%. La teneur en carbone de SK2 est plus élevée que celle de SK5, ce qui en fait un métal plus dur. Voici une comparaison entre SK2 et SK5 :

Tableau 4. Comparaison des propriétés des aciers SK2 et SK5

Propriété	Acier SK2	Acier SK5
Teneur en carbone, %	1.15 – 1.25	0.8 – 0.9
Dureté, HV	170-210	150-190
Résistance à la traction, MPa	520 – 685	460-625

Acier SK4 vs SK5

SK4 est un autre acier à haute teneur en carbone dont la teneur en carbone est comprise entre 0,90% et 1,0%. Sa teneur en carbone se situe entre SK2 et SK5. Par conséquent, sa résistance à l'usure et sa dureté sont également un compromis entre SK2 et SK5. Voici une comparaison entre SK2 et SK5 :

Tableau 5. Comparaison des propriétés des aciers SK4 et SK5

Propriété	Acier SK4	Acier SK5
Teneur en carbone, %	0.90 – 1.00	0.8 – 0.9
Dureté, HV	160-200	150-190
Résistance à la traction, MPa	490 – 645	460-625

SK5 vs acier D2

L'acier D2 est un acier dont la teneur en carbone est plus élevée, entre 1,4% et 1,60%, ce qui améliore sa dureté, sa résistance à l'usure et la tenue de ses arêtes. Il est donc idéal pour les outils de haute performance soumis à un usage intensif, tels que les outils de coupe, les matrices et les moules.

Tableau 6. Comparaison des propriétés de l'acier SK5 et de l'acier D2

Propriété	Acier D2	Acier SK5
Teneur en carbone, %	1.4 – 1.6	0.8 – 0.9
Teneur en chrome, %	12%	0.5%
Dureté, HRC	66-62	50-58

Comme le montre le tableau, la teneur élevée en chrome de l'acier D2 (12%) contribue de manière significative à son excellente résistance à la corrosion, de sorte que le D2 est moins sujet à la rouille. La teneur plus élevée en carbone permet à l'acier D2 de conserver son tranchant beaucoup plus longtemps.

Avantages de l'utilisation de l'acier SK5

L'acier SK5 offre plusieurs avantages clés :

Rétention des bords : Le SK5 offre un tranchant impressionnant, avec une teneur en carbone de 0,8-0,9%, ce qui en fait un acier très dur avec une excellente rétention du tranchant.

Résistance à l'usure : Excellente résistance à l'usure grâce aux grains fins et aux carbures de carbone.

La robustesse : L'acier SK5 est un acier robuste avec une grande résistance aux chocs. Cet acier présente un bon équilibre entre la dureté et la ténacité au détriment de la résistance à la corrosion (il est impossible d'avoir à la fois un acier résistant à la corrosion, une dureté élevée et une ténacité élevée).

Rapport coût-efficacité : Tout en offrant des performances élevées, l'acier SK5 est un choix relativement économique par rapport à d'autres aciers fortement alliés.

Applications de l'acier SK5

Classé dans la catégorie des aciers à haute teneur en carbone, l'acier SK5 présente plusieurs avantages considérables. Les caractéristiques les plus importantes de l'acier SK5 sont sa dureté et sa résistance élevées, qui le rendent plus adapté aux situations qui exigent une résistance à l'usure et des charges de haute intensité. Sa résistance à la corrosion est relativement faible, mais elle peut être améliorée par un traitement de surface ou un revêtement de protection. L'acier SK5 a été largement utilisé dans de nombreuses industries :

Automobile

L'acier SK5 est utilisé dans la fabrication de certaines pièces importantes de l'industrie automobile, comme les engrenages, les arbres de transmission et les pièces du système de suspension. Grâce à la haute résistance et à la bonne résistance à l'usure de l'acier SK5, ces pièces peuvent supporter une charge importante et une utilisation prolongée, ce qui prolonge la durée de vie des pièces automobiles et améliore les performances du véhicule en général.

Outils

L'acier SK5 a été largement utilisé dans la fabrication d'outils, en particulier pour les couteaux et les lames. La dureté élevée et la résistance à l'usure de l'acier SK5 permettent aux arêtes de ces outils de rester tranchantes pendant une utilisation prolongée et de prolonger leur durée de vie : lames de ciseaux courantes, rasoirs, outils de jardinage, etc.

Appareils ménagers

L'acier SK5 est utilisé dans l'industrie de l'électroménager pour la fabrication de certaines pièces à haute résistance, comme les couteaux de coupe et les pièces de transmission des outils électriques. Sa résistance à l'usure et à la fatigue permet aux pièces fabriquées en acier SK5 de rester en bon état de fonctionnement dans des conditions d'utilisation très intenses.

Fabrication

L'acier SK5 est largement utilisé dans la fabrication de toutes sortes de machines-outils, d'outils de coupe et de matrices d'emboutissage dans la production de masse. Par exemple, les outils de coupe et les matrices d'emboutissage à grande échelle fabriqués en acier SK5 peuvent avoir une longue durée de vie et être stables dans des conditions de travail à forte charge.

L'acier SK5 est utilisé dans la fabrication d'engrenages, de roulements et d'accessoires mécaniques de haute précision dans le domaine des machines de précision. Ces composants doivent supporter des charges très élevées et maintenir une grande précision. L'acier SK5 peut assurer le fonctionnement efficace de l'équipement dans des environnements aussi difficiles.

Conclusion

L'acier SK5 se distingue par sa composition unique, qui comprend généralement une teneur en carbone comprise entre 0,8% et 0,9%. Cette teneur élevée en carbone améliore non seulement la dureté de l'acier, mais lui permet également de conserver un tranchant plus longtemps que de nombreux autres types d'acier. Vous pouvez compter sur l'acier SK5 pour des années d'utilisation, qu'il s'agisse d'outils ou de produits, sans renoncer à la performance. Ses antécédents en disent long sur ses capacités, ce qui en fait un matériau très important à avoir dans la trousse à outils de tout artisan sérieux.