Dans le forgeage des vérins hydrauliques, plusieurs matériaux sont couramment utilisés, chacun offrant des propriétés uniques qui peuvent affecter les performances :
Souvent utilisé pour sa résistance et son prix abordable, l’acier au carbone convient à un large éventail d’applications. Il offre une bonne résistance à l’usure et une bonne durabilité, ce qui le rend idéal pour un usage intensif. L'acier allié offre des propriétés améliorées telles qu'une résistance à la traction, une ténacité et une résistance accrues à la corrosion et à l'usure. Cela le rend adapté aux environnements exigeants où des performances élevées sont requises. Connu pour sa résistance à la corrosion, l’acier inoxydable est utilisé dans des applications où l’exposition à des environnements difficiles ou à des substances corrosives est courante. Il offre durabilité et longévité, mais à un coût plus élevé que l’acier au carbone. L'acier chromoly offre un excellent rapport résistance/poids et une excellente résistance à la fatigue, ce qui le rend adapté aux applications où la réduction de poids et la durabilité sont essentielles, comme dans les industries de l'aérospatiale ou des courses. Bien que moins courant que l'acier, l'aluminium est utilisé dans certaines applications de vérins hydrauliques où la réduction du poids est une priorité. Il offre une bonne résistance à la corrosion et une bonne conductivité thermique, mais n'est peut-être pas aussi solide que l'acier.
La sélection des matériaux affecte les performances du vérin hydraulique de plusieurs manières :
Résistance et durabilité : les vérins hydrauliques sont soumis à des contraintes mécaniques importantes, notamment des pressions élevées et des charges lourdes pendant leur fonctionnement. La résistance du matériau influence directement la capacité du cylindre à résister à ces forces sans déformation ni rupture. Par exemple, l’acier au carbone offre des propriétés mécaniques robustes, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une résistance élevée à la traction et aux charges d’impact. Les aciers alliés, quant à eux, offrent des propriétés mécaniques améliorées telles qu'une dureté et une ténacité accrues, qui sont avantageuses dans les environnements exigeants où la durabilité est primordiale.
Résistance à la corrosion : les vérins hydrauliques fonctionnent souvent dans divers environnements où ils sont exposés à l'humidité, aux produits chimiques et à d'autres substances corrosives. Des matériaux présentant une excellente résistance à la corrosion, tels que l’acier inoxydable ou des alliages résistants à la corrosion, sont choisis pour atténuer le risque de dégradation et de défaillance prématurée due à la corrosion. L'acier inoxydable, par exemple, contient du chrome, qui forme une couche d'oxyde protectrice sur la surface, empêchant ainsi la rouille et la corrosion. De même, les alliages résistants à la corrosion comme les aciers inoxydables Duplex ou Super Duplex offrent une résistance supérieure aux piqûres, à la corrosion caverneuse et à la fissuration par corrosion sous contrainte induite par les chlorures, ce qui les rend idéaux pour les applications marines ou offshore.
Résistance à l'usure : dans les applications où les vérins hydrauliques sont exposés à des matériaux abrasifs ou à des forces de friction répétitives, la résistance à l'usure devient un facteur critique. Des matériaux dotés de bonnes propriétés de résistance à l'usure, tels que des alliages d'acier trempés ou des traitements de surface comme le chromage dur, sont utilisés pour minimiser les dommages de surface et prolonger la durée de vie des composants. Les alliages d'acier trempés, y compris les aciers au chrome-molybdène (chromoly), sont traités thermiquement pour obtenir une dureté de surface élevée, améliorant ainsi leur résistance à l'abrasion et à l'usure. Les traitements de surface tels que le chromage dur créent une couche de surface durable et résistante à l'usure qui protège le matériau sous-jacent de l'usure abrasive.
Poids : Dans certaines applications où la réduction de poids est critique, comme l'aérospatiale, l'automobile ou les équipements mobiles, la densité du matériau influence directement le poids total des assemblages de vérins hydrauliques. Les matériaux légers comme l'aluminium ou le titane offrent des économies de poids significatives par rapport aux alliages d'acier conventionnels, sans compromettre les performances mécaniques. Les alliages d'aluminium, réputés pour leur faible densité et leur rapport résistance/poids élevé, sont couramment utilisés dans les applications aérospatiales et automobiles pour réduire le poids des véhicules et améliorer le rendement énergétique. De même, les alliages de titane offrent une solidité et une résistance à la corrosion exceptionnelles pour une fraction du poids de l'acier, ce qui les rend adaptés aux applications sensibles au poids où la performance et la durabilité sont primordiales.
