Acier 300M (4340 modifié) – UNS K44220
Acier faiblement allié à très haute résistance : 4340 avec silicium et vanadium
Acier faiblement allié Ni-Cr-Mo dérivé du SAE 4340, avec ajout de silicium (1,45 – 1,80%) et de vanadium (0,05 – 0,10%), élaboré sous vide. Trempé à l'huile et revenu à ≈ 300 °C, il atteint 1.900 – 2.100 MPa de résistance à la traction, avec une meilleure ténacité, une meilleure ductilité et une meilleure tenue en fatigue que le 4340 au même niveau de résistance. C'est l'acier classique des trains d'atterrissage. Ce n'est pas un acier au carbone : il contient environ 5% d'éléments d'alliage au total.
Désignations et équivalences
| Système | Désignation |
|---|---|
| UNS | K44220 |
| W.Nr./EN | Pas d'équivalent EN direct (BS S155 au Royaume-Uni) |
| Appellations commerciales | 300M, 4340 modifié (4340 Mod, E4340 Mod), 434M, Lescalloy 300M VAC-ARC |
| Autres | AMS 6257, AMS 6417, AMS 6419; MIL-S-8844 Class 3 et MIL-S-83135 (remplacée par l'AMS); BMS 7-26; ASTM A646 |
Normes par forme de produit
| Forme | Norme |
|---|---|
| Barre et pièce forgée (normalisées et revenues) | AMS 6257 (remplace MIL-S-8844 Class 3) |
| Barre, pièce forgée et tube élaborés sous vide (VAR) | AMS 6417 (remplace MIL-S-83135) |
| Barre, pièce forgée et tube | AMS 6419 |
| Propreté inclusionnaire de qualité aéronautique | AMS 2300 |
| Bloom et billette pour pièces forgées aérospatiales | ASTM A646 |
Tolérances et codes SH
- Barres forgées (rondes et carrées) : surépaisseur d'usinage de 2 mm (Ø 6–16 mm) à 24 mm (Ø 400–500 mm) sur le diamètre. Ex. : Ø 100–125 mm fini : +7 mm, tolérance +6 / −0 (longueur jusqu'à 3.500 mm).
- Disques forgés : surépaisseur de 4 à 9 mm sur le diamètre et de 3 à 11 mm sur la hauteur, tolérance en plus uniquement.
- Découpe et usinage : scie à ruban −0 / +5 à +15 mm en longueur ; jet d'eau +10 % de l'épaisseur sur le diamètre (min. 2 mm) ; pièces usinées −0 / +2 à +5 mm sur le diamètre. Voir les tableaux complets (INF 002 et INF 003, identiques pour tous les alliages).
| Forme | NCM (Brésil, 8 chiffres) | SH (international, 6 chiffres) | HTS (États-Unis, 10 chiffres)* | NC (Union européenne, 8 chiffres)* |
|---|---|---|---|---|
| Barre forgée | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| Barre laminée à chaud | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| Tube sans soudure | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| Tube soudé | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| Bride et raccord | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
Classe tarifaire : acier allié (selon la composition chimique, conformément aux Notes du Chapitre 72 et à la Note 5 de la Section XV).
Tube : 7304.19 et 7306.19 correspondent aux tubes de conduite pour oléoducs et gazoducs ; les tubes de chaudière, d'échangeur de chaleur ou de procédé relèvent de 7304.39/7304.59 (sans soudure) et de 7306.30/7306.50 (soudés).
* : codes américains et européens à titre indicatif. NCM selon la législation en vigueur (Règles générales pour l'interprétation, Notes des Chapitres 72, 74 et 75 et Note 5 de la Section XV). Confirmez le code définitif auprès de votre transitaire en douane selon la taille et la finition de l'article. SH = 6 premiers chiffres de la NCM.
Composition chimique (%)
AMS 6417 (UNS K44220) ; l'AMS 6257 exige C 0,40 – 0,44* et l'AMS 6419 exige C 0,40 – 0,45
| Élément | Plage (%) |
|---|---|
| C | 0,38 – 0,43 |
| Mn | 0,65 – 0,90 |
| Si | 1,45 – 1,80 |
| Ni | 1,65 – 2,00 |
| Cr | 0,70 – 0,95 |
| Mo | 0,30 – 0,50 |
| V | 0,05 – 0,10 |
| P | ≤ 0,010 |
| S | ≤ 0,008 |
| Cu | ≤ 0,35 |
| Fe | reste |
Calculer le carbone équivalent de Acier 300M (4340 modifié) pour le soudage →
Propriétés mécaniques
Trempé à l'huile depuis 871 °C et double revenu à ≈ 302 °C (575 °F) – minimums de l'AMS 6417 (sens longitudinal) et plage de l'AMS 6257
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Résistance à la traction | 1.900 – 2.100 MPa (AMS 6257) ; ≥ 1.862 MPa (270 ksi, AMS 6417) |
| Limite d'élasticité (0,2%) | ≥ 1.555 MPa (AMS 6257) ; ≥ 1.517 MPa (220 ksi, AMS 6417) |
| Allongement | ≥ 8% en sens longitudinal ; ≥ 5% en sens transversal |
| Striction | ≥ 30% en sens longitudinal ; ≥ 20% en sens transversal |
| Dureté, trempé et revenu | ≥ 52 HRC à cœur (sections jusqu'à 89 mm) |
| Dureté de livraison (normalisé et revenu) | ≤ 311 HB |
Propriétés physiques typiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse volumique | 7,85 g/cm³ |
| Module d'élasticité | ≈ 205 GPa* |
| Dilatation thermique (moyenne) | ≈ 11,5 µm/m·K* |
Calculer le poids de la barre, de la tôle ou du tube en Acier 300M (4340 modifié) →
Traitement thermique, soudage et usinage
| Élément | Pratique courante |
|---|---|
| Température de service | Emploi structural à température ambiante et modérée, toujours bien en dessous de la température de revenu (≈ 300 °C) ; au-delà, la pièce perd sa résistance. Il n'est pas inoxydable : il exige une protection contre la corrosion (cadmium ou zinc-nickel, plus peinture). |
| Traitement thermique | Normaliser à 927 °C (1.700 °F), refroidir à l'air. Durcir : austénitiser à 871 °C (1.600 °F) et tremper à l'huile. Double revenu de 2 h + 2 h à ≈ 302 °C (575 °F) pour la plage de 1.900 – 2.100 MPa ; le revenu peut varier de 204 à 649 °C selon la résistance requise. Pour l'usinage, normaliser et revenir à ≈ 649 °C (1.200 °F). Forger entre 1.066 et 1.232 °C, en terminant à 927 °C au minimum. Les sections jusqu'à 89 mm sont trempées à cœur (≥ 52 HRC). |
| Soudage | Soudable par procédés à l'arc ou au gaz, mais rarement soudé dans les pièces critiques : la teneur élevée en carbone et la trempabilité entraînent un risque de fissuration à froid. Si c'est inévitable, souder avec préchauffage et un consommable à faible teneur en hydrogène, puis répéter l'intégralité du traitement thermique, selon un mode opératoire qualifié*. |
| Usinage | Usiner à l'état normalisé et revenu (≤ 311 HB), laisser une surépaisseur, puis seulement ensuite tremper et revenir. Après trempe (≥ 52 HRC), rectification uniquement, avec des paramètres qui évitent les brûlures : les brûlures de rectification créent de la martensite non revenue et des fissures superficielles*. |
Planifier un forgeage libre en Acier 300M (4340 modifié) : réduction, élancement et quantité de matière à fournir →Simuler le plan de découpe du lingot ou de la barre →
Applications typiques
- Trains d'atterrissage d'aéronefs (vérins, essieux et bielles)
- Composants structuraux d'aéronefs, tels que les rails de volets
- Arbres de transmission à très haute résistance
- Boulons et éléments de fixation à haute résistance
- Engrenages fortement sollicités
- Composants pour missiles et défense
- Pièces de suspension et de transmission pour le sport automobile
Alternatives : SAE 4340 quand 1.000 – 1.400 MPa suffisent et que le coût compte ; AerMet 100* (Ni-Co, UNS K92580*) quand la ténacité à la rupture et la résistance à la corrosion sous contrainte sont critiques à résistance égale ; Maraging 250 pour durcir sans trempe, avec presque aucune déformation et un soudage plus facile ; 17-4PH ou 15-5PH quand la corrosion pèse plus que la résistance.
Acier 300M (4340 modifié) : guide complet
Ce qu'est l'acier 300M
Le 300M est un SAE 4340 modifié : il conserve le nickel, le chrome et le molybdène du 4340, porte le silicium à 1,45 – 1,80% et ajoute du vanadium. Il est refondu à l'arc sous vide (VAR), avec une propreté inclusionnaire de qualité aéronautique (AMS 2300), et livré normalisé et revenu pour l'usinage. Après trempe et revenu, il atteint 1.900 – 2.100 MPa de résistance à la traction sans teneur en carbone plus élevée.
Par sa classification, c'est un acier faiblement allié, et non un acier au carbone. Il figure dans le groupe des aciers au carbone et faiblement alliés du catalogue Dustre.
Pourquoi le silicium et le vanadium
Le silicium permet un revenu à ≈ 300 °C tout en conservant une très haute résistance, et décale la fragilisation de la martensite revenue vers des températures plus élevées*. Le vanadium affine le grain. Le résultat est une meilleure tenue en fatigue, une meilleure ductilité, une meilleure résilience et une meilleure ténacité à la rupture que le 4340 au même niveau de résistance.
Fragilisation par l'hydrogène, dépôts électrolytiques et finition
Plus la résistance de l'acier est élevée, plus la quantité d'hydrogène qui provoque une fissuration différée sous charge est faible. Sur les trains d'atterrissage en 300M, le cadmiage protège contre la corrosion, mais le nettoyage et le dépôt doivent être maîtrisés pour réduire le risque de fragilisation par l'hydrogène, suivis d'un traitement de dégazage.
Le grenaillage de précontrainte introduit des contraintes résiduelles de compression en surface et améliore la durée de vie en fatigue ; le sablage, en revanche, rend la surface rugueuse et peut réduire la tenue en fatigue.
300M, 4340, AerMet 100 et Maraging 250
Le 4340 coûte moins cher et couvre les arbres et engrenages jusqu'à ≈ 1.400 MPa. Le Maraging 250 atteint une limite d'élasticité ≥ 1.724 MPa par vieillissement, sans trempe et avec presque aucune déformation, mais à un coût bien supérieur. L'AerMet 100* (Ni-Co) échange le coût contre davantage de ténacité et de résistance à la corrosion sous contrainte. Quand la corrosion est le principal problème, le choix se porte sur les aciers inoxydables à durcissement par précipitation, tels que le 17-4PH et le 15-5PH.
Formes de fourniture et services Dustre
Barres rondes et blocs forgés en forgeage libre, coupés à la longueur sur scie à ruban, avec usinage d'ébauche ou de finition, traitement thermique dans nos propres fours et essais de dureté, de traction et de résilience. Tout le matériau est fourni avec un certificat de contrôle 3.1 et la traçabilité de coulée.
Questions fréquentes
Quelle est la composition chimique de Acier 300M (4340 modifié) ?
Selon AMS 6417 (UNS K44220) ; l'AMS 6257 exige C 0,40 – 0,44* et l'AMS 6419 exige C 0,40 – 0,45 : C 0,38 – 0,43; Mn 0,65 – 0,90; Si 1,45 – 1,80; Ni 1,65 – 2,00; Cr 0,70 – 0,95; Mo 0,30 – 0,50.
Quelles normes couvrent Acier 300M (4340 modifié) ?
Barre et pièce forgée (normalisées et revenues): AMS 6257 (remplace MIL-S-8844 Class 3). Barre, pièce forgée et tube élaborés sous vide (VAR): AMS 6417 (remplace MIL-S-83135). Barre, pièce forgée et tube: AMS 6419. Propreté inclusionnaire de qualité aéronautique: AMS 2300. Bloom et billette pour pièces forgées aérospatiales: ASTM A646.
Jusqu'à quelle température Acier 300M (4340 modifié) peut-il être utilisé ?
Emploi structural à température ambiante et modérée, toujours bien en dessous de la température de revenu (≈ 300 °C) ; au-delà, la pièce perd sa résistance. Il n'est pas inoxydable : il exige une protection contre la corrosion (cadmium ou zinc-nickel, plus peinture).
Quels matériaux peuvent remplacer Acier 300M (4340 modifié) ?
SAE 4340 quand 1.000 – 1.400 MPa suffisent et que le coût compte ; AerMet 100* (Ni-Co, UNS K92580*) quand la ténacité à la rupture et la résistance à la corrosion sous contrainte sont critiques à résistance égale ; Maraging 250 pour durcir sans trempe, avec presque aucune déformation et un soudage plus facile ; 17-4PH ou 15-5PH quand la corrosion pèse plus que la résistance.
Le 300M est-il un acier au carbone ?
Non. C'est un acier faiblement allié : outre ≈ 0,40% de carbone, il contient environ 5% d'éléments d'alliage au total (Ni 1,65 – 2,00%, Si 1,45 – 1,80%, Cr, Mo, Mn et V). Dans le catalogue, il figure dans le groupe des aciers au carbone et faiblement alliés, à côté du 4340.
Quelle est la différence entre le 300M et le 4340 ?
Le 300M est un 4340 avec du silicium (1,45 – 1,80% contre 0,15 – 0,35%), du vanadium (0,05 – 0,10%) et un peu plus de molybdène, élaboré sous vide. Revenu à ≈ 300 °C, il atteint 1.900 – 2.100 MPa de résistance à la traction, avec une meilleure ténacité et une meilleure tenue en fatigue. Le 4340 commercial trempé et revenu travaille dans la plage de 930 – 1.080 MPa.
Pourquoi le 300M demande-t-il des précautions lors du dépôt électrolytique ?
À environ 1.900 MPa, de très faibles quantités d'hydrogène (moins de 0,1 ppm d'hydrogène mobile dans un 4340 à 1.790 – 1.930 MPa) peuvent fissurer la pièce sous charge. Après décapage et dépôt de cadmium ou de zinc-nickel, la pièce passe par un traitement de dégazage de l'hydrogène ; la pratique citée par la marine américaine est de 24 h à 190 °C pour les aciers de plus haute résistance. Suivre toujours la spécification de procédé du client.
Quelle est la température de revenu du 300M ?
Double revenu de 2 h + 2 h à ≈ 302 °C (575 °F), après trempe à l'huile depuis 871 °C. Ce cycle donne 1.900 – 2.100 MPa de résistance à la traction. Des températures de revenu plus élevées (jusqu'à 649 °C) réduisent la résistance.
Où acheter Acier 300M (4340 modifié) au Brésil ?
Dustre fournit Acier 300M (4340 modifié) en barres, tôles, tubes, blocs et pièces forgées ou usinées, selon disponibilité, avec certificat de qualité. Siège à Osasco, SP (Brésil), filiales à Joinville (SC) et Baixo Guandu (ES), avec livraison dans tout le Brésil. Pour un devis, écrivez à Helena, notre assistante sur WhatsApp au +55 11 98649-0075, ou à [email protected].
