Comment souder AISI 4145

Qu’est-ce que l’acier AISI 4145

AISI 4145 est un acier faiblement allié Cr-Mo (Chrome-Molybdène) principalement utilisé dans le domaine du pétrole et du gaz. Ses propriétés chimiques sont similaires à celles de l’AISI 4140 mais avec une teneur en carbone plus élevée que l’AISI 4140. L’AISI 4145 est largement disponible dans des diamètres plus grands en raison de ses caractéristiques de résistance et de trempabilité supérieures. AISI 4145 est disponible sur le marché dans des conditions de trempe et revenu (Q & T) avec une dureté comprise entre 30 et 36HRC. les diamètres plus grands sont généralement livrés avec un niveau de molybdène plus élevé, 0,35% max, et également appelé analyse “Drill Collar”. La limite de trempabilité (profondeur de durcissement après traitement thermique) doit toujours être prise en compte lors de la conception et du choix des équipements. Les matériaux AISI 4145 sont principalement utilisés dans les produits API spec 7, 7-1 tels que les masses-tiges, les tiges de forage, etc.

Spécification des matériaux et qualités équivalentes

ASTM A29ASTM A322ASTM A331ASTM A519ASTMA711
ASTM A752ASTM A829SAE J1397SAE J404SAE J412
ASTM A505SAE J770MIL SPEC MIL-S-16974

Propriétés chimiques de l’AISI 4145

La composition chimique de l’acier allié AISI 4145 est indiquée dans le tableau ci-dessous :

ÉlémentTeneur (%)
Fer, Fe96.795-97.72
Chrome, Cr0.800-1.10
Manganèse, manganèse0,750-1,00
Carbone, C0,430-0,480
Molybdène, Mo0,150-0,250
silicium, silicium0,150-0,300
Soufre, S0,0400
Phosphore, P0,0350

Propriétés mécaniques de l’AISI 4145

Les propriétés mécaniques de l’acier allié AISI 4145 sont présentées dans le tableau suivant.

PropriétésValeur
Traction (KSI)140
0.2% de contrainte d’épreuve (KSI)120
Élongation14
Dureté Brinell (HB)208
Dureté, Rockwell B (HRB)94
Dureté Vickers (HV)218

Soudage de l’AISI 4145

La sélection des consommables de soudage pour AISI 4145 est basée sur les propriétés de soudage finales. Le soudage des joints nécessite des propriétés de résistance similaires à celles du métal de base qui doit être soudé à l’aide de l’E11018. Le soudage dissemblable de l’AISI 4145 à l’acier au carbone peut être réalisé à l’aide de l’enduit de type E7018 ou ER70S-6. Le soudage GTAW (TIG) ou GMAW de l’AISI 4145 doit être effectué à l’aide de l’ER11018M. L’argon pur doit être utilisé dans le blindage TIG tandis que le GMAW doit être fabriqué à l’aide d’un mélange Argon + Co2.

Température de préchauffage et interpasses

La température de préchauffage doit être maintenue entre 200 °C et 250 °C pour le matériau AISI 4145. Cliquez ici  pour utiliser notre outil de calcul de la température de préchauffage en ligne gratuit.

PWHT d’AISI 4145

Le PWHT ou détensionnement de l’AISI 4145 après soudage devient obligatoire pour soulager les contraintes résiduelles et contrôler la dureté notamment en HAZ. La température PWHT doit toujours être maintenue en dessous de la température de revenu du matériau de base. Cette température de revenu peut être référencée à partir du certificat d’essai du broyeur de matériaux (MTC).

Recuit de l’AISI 4145

Pour le recuit, chauffer le matériau lentement à 800-850°C et laisser suffisamment de temps pour un chauffage uniforme. Refroidissement lent dans le four à 480°C suivi d’un refroidissement à l’air pour avoir un effet de recuit maximal dans les matériaux.

Durcissement de l’AISI 4145

L’acier AISI 4145 disponible sur le marché a une dureté de 30-36HRC et est pré-traité. Dans le cas où un traitement thermique supplémentaire est envisagé, un recuit supplémentaire, le matériau doit être chauffé à 850-875°C suivi d’une trempe à l’huile pour un profil de dureté amélioré. Ceci doit être suivi d’un revenu à température ambiante pour améliorer la ténacité.

Trempe de l’AISI 4145

Effectuer le chauffage du matériau à la température de revenu sélectionnée. Reportez-vous à un tableau ou à un tableau de trempe fourni par le fabricant du matériau (généralement une température de 550 à 700 ° C et un trempage pendant 2 heures par 25 mm d’épaisseur de matériau, suivi d’un refroidissement à l’air. Trempe dans la plage de températures de 250 à 375 °C n’est pas recommandé car cela réduira la ténacité.