SAE 4340 – UNS G43400
Acier faiblement allié nickel-chrome-molybdène à haute trempabilité
Acier Ni-Cr-Mo à moyen carbone, de trempabilité supérieure à celle du 4140, ce qui permet une haute résistance et une bonne ténacité à cœur dans les grandes sections. Fourni recuit ou trempé et revenu ; version VAR (AMS 6414) pour l'usage aérospatial.
Désignations et équivalences
| Système | Désignation |
|---|---|
| UNS | G43400 |
| W.Nr./EN | ≈ 34CrNiMo6 – 1.6582 (EN ISO 683-2); ≈ 36CrNiMo4 – 1.6511 |
| DIN | 34CrNiMo6 |
| JIS | SNCM439 |
| Appellations commerciales | 4340, BS 817M40 (EN24) |
| Autres | AMS 6414 (VAR), AMS 6415; E4340 (four électrique) |
Normes par forme de produit
| Forme | Norme |
|---|---|
| Barre (composition) | SAE J404 / ASTM A29 |
| Barre trempée et revenue | ASTM A434 |
| Barre/pièce forgée aérospatiale | AMS 6414 (VAR) / AMS 6415 |
| Pièce forgée | ASTM A668 / selon la spécification du client |
| Tubes mécaniques | ASTM A519 |
| Tôle | ASTM A829 |
| Boulonnerie | ASTM A320 L43 (écrous A194 grade 4 ou 7) |
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 |
| Tôle (> 10 mm, largeur ≥ 600 mm) | 7225.40.90 | 7225.40 | 7225.40.3050 | 7225 40 40 |
| 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 (%)
SAE J404 / ASTM A29
| Élément | Plage (%) |
|---|---|
| C | 0,38 – 0,43 |
| Mn | 0,60 – 0,80 |
| P | ≤ 0,035 |
| S | ≤ 0,040 |
| Si | 0,15 – 0,35 |
| Ni | 1,65 – 2,00 |
| Cr | 0,70 – 0,90 |
| Mo | 0,20 – 0,30 |
| Fe | reste |
Calculer le carbone équivalent de SAE 4340 pour le soudage →
Propriétés mécaniques
Trempé et revenu, section Ø 40–100 mm (référence 34CrNiMo6 +QT, EN 10083-3 / ISO 683-2)
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Limite d'élasticité | ≥ 800 MPa |
| Résistance à la traction | 1.000 – 1.200 MPa |
| Allongement | ≥ 11% |
| Résilience Charpy V (20 °C) | ≥ 45 J |
| Dureté, Q&T commercial | ≈ 28 – 36 HRC (valeur typique ; UTS 930–1.080 MPa) |
| Dureté, recuit | ≤ 248 HB |
Propriétés physiques typiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse volumique | 7,85 g/cm³ |
| Intervalle de fusion | ≈ 1.425 – 1.500 °C |
| Module d'élasticité | ≈ 205 GPa |
| Conductivité thermique (20 °C) | ≈ 44 W/m·K |
| Dilatation thermique (20–100 °C) | ≈ 12,3 µm/m·K |
Calculer le poids de la barre, de la tôle ou du tube en SAE 4340 →
Traitement thermique, soudage et usinage
| Élément | Pratique courante |
|---|---|
| Température de service | Jusqu'à ≈ 400 °C en service structurel, toujours en dessous de la température de revenu. Non indiqué pour une haute température prolongée (utiliser du Cr-Mo-V). |
| Traitement thermique | Recuit 830–850 °C, refroidissement lent. Normalisation 850–880 °C. Trempe : austénitisation 830–860 °C, huile. Revenu 200–650 °C selon la résistance (éviter 250–400 °C, fragilité de revenu). Accepte la nitruration et la trempe par induction. |
| Soudage | Soudage difficile (CE ≈ 0,85, risque de fissuration à froid) : préchauffage 250–350 °C, consommables à faible teneur en hydrogène (AWS E11018-M / E12018-M ou E9018-B3 selon la résistance ; ER100S-1/ER120S-1), revenu immédiat après soudage. Préférer souder à l'état recuit et traiter thermiquement ensuite. |
| Usinage | Moyenne à l'état recuit (≈ 50–55% du 1212) ; à l'état trempé et revenu, elle exige du carbure et de la rigidité. |
Planifier un forgeage libre en SAE 4340 : réduction, élancement et quantité de matière à fournir →Simuler le plan de découpe du lingot ou de la barre →
Métal d'apport pour le soudage
La composition du fil n'est généralement pas identique à celle du matériau : chaque page explique pourquoi.
Applications typiques
- Arbres et broches de grande section
- Engrenages de transmission lourds et couronnes
- Trains d'atterrissage et composants structurels d'aéronefs (VAR)
- Vilebrequins et bielles très sollicités
- Pièces forgées pour le pétrole et le gaz et les mines
- Boulons à haute résistance
- Outils de forage et mandrins
- Récipients sous pression et composants hydrauliques haute pression
- Carters de moteurs-fusées et composants de défense
Alternatives : 4140 pour les petites sections et un coût moindre ; 300M (4340 + Si, V) pour une résistance > 1.900 MPa ; maraging 18Ni pour une résistance ultra-élevée ; 8550 nitruré pour l'usure superficielle.
SAE 4340 : guide complet
Pourquoi choisir le 4340
Le nickel (1,65 – 2,00%), ajouté au chrome et au molybdène, donne au 4340 une trempabilité supérieure à celle du 4140. La pièce atteint ainsi une haute résistance et une bonne ténacité, y compris à cœur dans les grandes sections, là où d'autres aciers alliés échouent. C'est pourquoi il est choisi pour les pièces très sollicitées : arbres et engrenages de transmission, trains d'atterrissage, récipients sous pression et composants de défense.
État de fourniture
Il est fourni recuit ou trempé et revenu, typiquement avec une résistance à la traction de 930 à 1.080 MPa. À l'état recuit, il présente une bonne ductilité : il peut être cintré, formé et usiné par les méthodes usuelles. La trempe à l'huile et le revenu, ou la normalisation et le revenu, augmentent la résistance et la tenue à la fatigue.
Durcissement superficiel
Les pièces déjà trempées et revenues acceptent la trempe par induction ou à la flamme et la nitruration. Le résultat est une surface dure, résistante à l'usure et à l'abrasion, sur un cœur tenace qui supporte les chocs.
4340 pour boulonnerie de grand diamètre (A320 L43, « 4340 PET »)
Dans les goujons pour basse température au-dessus de Ø 2½", le 4140 (A320 L7) ne durcit plus bien à cœur. La nuance ASTM A320 L43 utilise le 4340 : C 0,38 – 0,43%, Mn 0,75 – 1,00%, Ni 1,65 – 2,00%, Cr 0,70 – 0,90% et Mo 0,20 – 0,30%, trempé et revenu. Jusqu'à Ø 4", elle exige une traction ≥ 860 MPa (125 ksi), une limite d'élasticité ≥ 724 MPa (105 ksi), un allongement ≥ 16%, une réduction de section ≥ 50% et un Charpy ≥ 27 J (20 ft·lbf) à −101 °C. Écrous A194 grade 4 ou 7.
Dans les commandes pour Petrobras, ce matériau apparaît parfois sous le nom « 4340 PET »*. Comme pour le 4140, le nom d'achat doit être la spécification ASTM de boulonnerie. Le L43 ne figure pas dans le tableau des matériaux de l'une des procédures de fourniture de boulonnerie consultées (qui énumère B7, B7M, L7 et L7M) ; confirmer dans la demande d'achat qu'il est accepté*. Les exigences de filetage roulé, de détensionnement et de revêtement sont les mêmes que pour les goujons B7.
Questions fréquentes
Quelle est la composition chimique de SAE 4340 ?
Selon SAE J404 / ASTM A29 : C 0,38 – 0,43; Mn 0,60 – 0,80; P ≤ 0,035; S ≤ 0,040; Si 0,15 – 0,35; Ni 1,65 – 2,00.
Quelles normes couvrent SAE 4340 ?
Barre (composition): SAE J404 / ASTM A29. Barre trempée et revenue: ASTM A434. Barre/pièce forgée aérospatiale: AMS 6414 (VAR) / AMS 6415. Pièce forgée: ASTM A668 / selon la spécification du client. Tubes mécaniques: ASTM A519. Tôle: ASTM A829. Boulonnerie: ASTM A320 L43 (écrous A194 grade 4 ou 7).
Jusqu'à quelle température SAE 4340 peut-il être utilisé ?
Jusqu'à ≈ 400 °C en service structurel, toujours en dessous de la température de revenu. Non indiqué pour une haute température prolongée (utiliser du Cr-Mo-V).
Quels matériaux peuvent remplacer SAE 4340 ?
4140 pour les petites sections et un coût moindre ; 300M (4340 + Si, V) pour une résistance > 1.900 MPa ; maraging 18Ni pour une résistance ultra-élevée ; 8550 nitruré pour l'usure superficielle.
Quand utiliser le 4340 plutôt que le 4140 ?
Quand la section est grande ou que la pièce exige plus de ténacité à cœur. Pour la même référence (Ø 40 – 100 mm, trempé et revenu), le 34CrNiMo6 a une limite d'élasticité ≥ 800 MPa, contre ≥ 650 MPa pour le 42CrMo4.
L'acier 4340 peut-il être soudé ?
Oui, avec précaution : carbone équivalent ≈ 0,85, préchauffage de 250 – 350 °C, consommable à faible teneur en hydrogène et revenu aussitôt après le soudage. La voie la plus sûre consiste à souder à l'état recuit, puis à tremper et revenir.
Qu'est-ce que l'acier 4340 PET ?
C'est le nom utilisé dans les commandes pour le 4340 destiné aux boulons et goujons Petrobras*, généralement de grand diamètre et pour basse température. La spécification correspondante est l'ASTM A320 L43 (4340 trempé et revenu, Charpy ≥ 27 J à −101 °C, écrous A194 grade 4 ou 7). Commander par la nuance ASTM, et non par le surnom.
Où acheter SAE 4340 au Brésil ?
Dustre fournit SAE 4340 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].
