Numéros d'acier AISI/SAE expliqués : lire 4140, 1045 et 304

Le système à quatre chiffres pour les aciers au carbone et alliés

Pour les aciers au carbone et alliés, le code SAE/AISI comporte quatre chiffres :

• Premier chiffre — famille d'alliage : 1 = carbone, 2 = nickel, 3 = nickel-chrome, 4 = molybdène (y compris Cr-Mo et Ni-Mo), 5 = chrome, 6 = chrome-vanadium, 7 = tungstène, 8 = nickel-chrome-molybdène, 9 = silicium-manganèse.
• Deuxième chiffre — teneur approximative de l'élément d'alliage principal dans les aciers alliés : 23xx contient environ 3.5% Ni, 31xx environ 1.25% Ni avec du chrome. Dans les nuances au carbone simple 10xx, il vaut simplement 0.
• Deux derniers chiffres — carbone nominal en centièmes de pour cent : 4140 ≈ 0.40% C, 1045 ≈ 0.45% C, 8620 ≈ 0.20% C.

Ainsi, 4140 se lit comme « famille Cr-Mo, environ 0.40% de carbone » et 4340 comme « famille Ni-Cr-Mo, 0.40% de carbone » — le système vous indique la classe de recette d'un coup d'œil, ce qui explique pourquoi les ingénieurs continuent de raisonner avec lui.

Sous-familles des aciers au carbone

• 10xx — aciers au carbone simples.
• 11xx — aciers de décolletage resulfurés.
• 12xx — aciers de décolletage resulfurés et rephosphorés.
• 15xx — aciers au carbone à teneur élevée en manganèse (généralement 1.00–1.65%).

Les lettres à l'intérieur du code véhiculent des informations réelles : B désigne un acier traité au bore (50B44), L désigne un acier de décolletage au plomb (12L14), et un H final (4140H) signifie que les limites de trempabilité sont garanties selon une bande normalisée plutôt que par la seule composition chimique.

Aciers inoxydables : une autre logique à trois chiffres

Les aciers inoxydables et réfractaires utilisent trois chiffres, dont le premier désigne une famille, et non un élément :

• 2xx — austénitiques chrome-nickel-manganèse.
• 3xx — austénitiques chrome-nickel : 304, 316, 321. Les deux derniers chiffres sont des numéros d'ordre au sein de la famille.
• 4xx — aciers au chrome : martensitiques (410, 420) et ferritiques (430, 409).
• 5xx — nuances réfractaires à faible teneur en chrome.
• 6xx — nuances à durcissement par précipitation (630, mieux connu sous le nom de 17-4 PH).

Les lettres suffixes comptent autant que les chiffres : L = faible teneur en carbone (≤ 0.03%), H = teneur en carbone plus élevée contrôlée pour le service en fluage, N = renforcé à l'azote, Ti/Nb = nuances stabilisées (316Ti, 347).

Deux autres conventions à connaître

• La lettre E devant un code (E52100, l'acier pour roulements) désigne historiquement la fusion au four électrique — une garantie de procédé attachée au même alliage, et non un alliage différent.
• Des codes partageant les trois premiers chiffres mais différant par le carbone sont des aciers au comportement différent : 4130, 4140 et 4150 déclinent une même famille de recette Cr-Mo respectivement pour les tubes, les arbres et les ressorts, uniquement par la teneur en carbone et le traitement thermique qu'elle permet.

Réserves

Le code ne décrit que la composition chimique nominale — il ne dit rien de la forme du produit, du traitement thermique ou des propriétés garanties, qui proviennent de la spécification ASTM/ASME commandée. L'AISI elle-même ne maintient plus le système ; sa gestion est passée à SAE et à ASTM, et les numéros subsistent formellement sous forme de désignations UNS (G41400, S30400) que citent les spécifications modernes. Deux nuances partageant un code à quatre chiffres dans des spécifications différentes appartiennent à la même famille d'alliage, sans être automatiquement des produits interchangeables.