L'acier inoxydable est sans aucun doute le meilleur métal à travailler en termes de durabilité et de résistance. Mais tous les métaux inoxydables sont-ils aussi robustes ou ont-ils la même résistance ? La réponse est un grand NON.
L'acier inoxydable est divisé en 5 types principaux, eux-mêmes divisés en plusieurs catégories. Explorons-les maintenant et découvrons quel type d'acier inoxydable est le mieux adapté à vos besoins.
5 types d'acier inoxydable
1. Austénitique
L'acier austénitique est le type d'acier inoxydable le plus courant. Le chrome et le nickel sont les principaux éléments d'alliage de ce type d'acier. Cependant, certaines nuances austénitiques contiennent également du molybdène et du manganèse.
Parmi tous les autres types d'acier inoxydable, l'acier austénitique présente la plus grande résistance à la corrosion. De plus, ils présentent également des propriétés de résistance au fluage, ce qui les rend adaptés au soudage.
Les aciers inoxydables austénitiques ne supportent pas le durcissement par traitement thermique, mais ils peuvent être durcis dans une certaine mesure par travail à froid. Ils sont de nature non magnétique. Vous trouverez une large utilisation de ces aciers inoxydables dans la transformation des aliments et les applications aérospatiales.
2. Ferritique
Le ferritique est de nature magnétique et a une résistance à la corrosion inférieure à celle de l'austénitique. Bien qu'il ne soit pas possible de le durcir par traitement thermique, il est modérément durcissable par traitement à froid.
Sa composition chimique principale est composée de 10.5 à 30 % de chrome et de moins de 0.20 % de carbone. En raison de sa faible teneur en nickel, l'acier inoxydable ferritique est très abordable. Ce prix abordable en fait un matériau adapté aux ustensiles de cuisine, aux pièces automobiles, etc.
3. Martensitique
L'acier inoxydable martensitique contient de 0.10 % à 1.2 % de carbone et de chrome, allant de 11.5 % à 18 %. Contrairement à l'acier austénitique et ferritique, vous pouvez durcir l'acier inoxydable martensitique par traitement thermique. Cela le rend ductile et solide.
Cependant, il présente une résistance modérée à la corrosion. Ils sont largement utilisés dans la fabrication d'outils chirurgicaux, de valves, de couverts, de pompes, etc.
4. Duplex (austéno-ferritique)
L'acier inoxydable duplex est une combinaison d'acier austénitique et ferritique. Ici, les deux types d'acier sont mélangés dans des proportions presque égales, ce qui fait du duplex une variante plus résistante. Cependant, la raison derrière sa résistance à la traction plus élevée est l'utilisation d'une teneur en nickel plus faible et d'une teneur en chrome plus élevée.
Il possède également de meilleures propriétés anticorrosives que l'acier inoxydable ordinaire. Vous pouvez donc les utiliser dans un environnement où règne une concentration élevée en chlore.
De plus, en raison de sa faible teneur en nickel, l'acier inoxydable duplex est moins cher que la plupart des autres types. Il est utilisé dans la fabrication de tuyaux, de bagues d'étanchéité et d'autres applications industrielles. Cependant, l'acier inoxydable duplex est disponible dans les nuances suivantes :
a. Acier duplex standard
L'acier duplex standard est également connu sous le nom de nuance 2205 ou EN 1.4462. Dans ce type d'acier duplex, l'austénitique et le ferritique sont mélangés dans des proportions presque égales. Son indice d'équivalence de résistance aux piqûres (PREn) varie de 28 à 38.
b. Acier super duplex
L'acier super duplex présente une résistance mécanique supérieure à celle de l'acier duplex standard. De plus, leur plage PREn élevée de 38 à 45 les rend très résistants à la corrosion. En raison de cette robustesse et de ses propriétés anticorrosion, l'acier super duplex est largement utilisé dans les industries chimiques, pétrolières et gazières.
Cependant, l'acier super duplex peut être de différents types, tels que :
Duplex 2507 en acier inoxydable
L'acier inoxydable duplex 2507 présente une conductivité thermique élevée et une plus grande résistance aux contraintes dues aux chlorures. Cet acier duplex est fabriqué avec la composition suivante :
- Chrome 25%
- Molybdène 4%
- Nickel 7 %
Acier inoxydable Zeron 100
L'acier inoxydable Zeron 100 répond à une valeur PREn de 40. Il présente une structure austéno-ferritique 50-50, ce qui rend le Zeron 100 plus solide et très résistant à la corrosion.
- Molybdène 3.6%
- Nickel 7% et
- Chrome 25%
De plus, l’ajout de cuivre dans l’acier inoxydable Zeron 1000 le rend résistant à l’acide sulfurique.
c. Nuances de duplex maigres
La résistance à la corrosion de la nuance duplex maigre est proche de celle de l'austénitique ordinaire à ordinaire. Cependant, en comparant les propriétés mécaniques et la résistance, celles-ci sont meilleures que l'austénitique. Les nuances duplex maigres sont largement utilisées dans des applications générales comme la construction. De plus, elles sont également abordables.
d. Hyper Duplex
L'hyper duplex est la variante la plus résistante de l'acier inoxydable duplex. Comparé aux autres aciers duplex, il présente la teneur en chrome la plus élevée, soit environ 27 %. Il est disponible en trois nuances
- SAF 2707 HD avec PREn 48
- SAF 3107 HD avec PREn 50 et
- ESAB Exaton 27.7.5.L avec PREn 49
5. Durcissement par précipitation
L'acier inoxydable durci par précipitation supporte la trempe et peut être durci par vieillissement. Cela est rendu possible grâce à l'ajout d'éléments d'alliage tels que le cuivre, le niobium, l'aluminium, le molybdène, etc.
Ce type d'acier est très résistant et possède une résistance à la corrosion similaire à celle de l'acier austénitique. Par conséquent, l'acier à durcissement par précipitation convient aux applications qui nécessitent une durabilité, une résistance et une élasticité élevées. Par exemple, cet acier inoxydable est utilisé dans les industries militaire, aérospatiale et automobile.
Tableau comparatif entre les différents types d'acier inoxydable
| Type d'acier inoxydable | Austénitique | Ferritique | Martensitique | Duplex | Durcissement par précipitation |
|---|---|---|---|---|---|
| Réponse magnétique | Généralement non | Oui | Oui | Oui | Oui |
| Taux d'écrouissage | Très élevé | Moyenne | Moyenne | Moyenne | Moyenne |
| Résistance à la corrosion | Élevée | Moyenne | Moyenne | Très élevé | Moyenne |
| durcissable | Par travail à froid | Non | Trempe et revenu | Non | Durcir avec l'âge |
| Ductilité | Très élevé | Moyenne | Faible | Moyenne | Moyenne |
| Résistance à haute température | Très élevé | Élevée | Faible | Faible | Faible |
| Résistance aux basses températures | Très élevé | Faible | Faible | Moyenne | Faible |
| Soudabilité | Très élevé | Faible | Faible | Élevée | Élevée |
Éléments utilisés pour fabriquer différents types d'acier inoxydable
Chromium
Le chrome est l'élément d'alliage le plus utilisé dans l'acier inoxydable. Il forme une couche protectrice autour de l'acier, le rendant ainsi anticorrosif. De plus, une teneur en chrome plus élevée assure une meilleure résistance aux températures élevées. Il durcit davantage l'acier et améliore la résistance à l'usure et l'induction magnétique.
Carbon
L'ajout de carbone rend l'acier solide et durable. Cependant, une teneur élevée en carbone réduit sa soudabilité et ses propriétés anticorrosion. Pour obtenir une meilleure résistance à la corrosion, recherchez un acier inoxydable à faible teneur en carbone et à forte teneur en chrome.
Nickel
Le nickel est un métal coûteux, il est donc utilisé en petites quantités pour réduire les coûts. Cependant, le nickel est très efficace pour améliorer la formabilité et la soudabilité de l'acier. À haute température, les aciers inoxydables à haute teneur en nickel sont beaucoup plus résistants que les autres variantes. Les nuances d'acier inoxydable les plus populaires, 304 et 316, contiennent une teneur élevée en nickel. Cela les rend très durables mais également coûteux.
Autre élément d'alliage
Outre les principaux métaux mentionnés ci-dessus, l'acier inoxydable contient également d'autres éléments. Ceux-ci sont les suivants :
- Manganèse : Mn
- Cuivre : Cu
- Silicium : Si
- Soufre : S
- Tantale : Ta
- Bore : B
- Niobium : Nb
- Phosphore : P
- Azote : N
- Molybdène : Mb
- Titane : Ti
- Sélénium : Se
- Tungstène : W
- Fer : Fe
Ces métaux et leur proportion diffèrent selon les différentes qualités d'acier.
Nuances d'acier inoxydable
| Nuances d'acier inoxydable | Composition % |
|---|---|
| 201 | Carbone : 0.15, Manganèse : 5.5–7.5, Silicium : 1, Chrome : 16–18, Nickel : 3.5–5.5, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Azote : 0.25 |
| 202 | Carbone : 0.15, Manganèse : 7.5–10, Silicium : 1, Chrome : 17–19, Nickel : 4–6, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Azote : 0.25 |
| 205 | Chrome : 16.5–18, Manganèse : 14–15.5, Nickel : 1–1.75, Azote : 0.4 |
| 2507 | Chrome : 25, Nickel : 7, Molybdène : 4, Azote : 0.28, Tungstène : 0.7, Cuivre : 0.7 |
| 301 | Carbone : 0.05–0.15, Manganèse : 2, Silicium : 2, Chrome : 16–19, Nickel : 6–9.5, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Nickel : 0.11, Molybdène : 0.8 |
| 302 | Carbone : 0.15, Manganèse : 2, Silicium : 1, Chrome : 17-19, Nickel : 8-10, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.03 |
| 302B | Chrome : 17–19, Nickel : 8–10, Carbone : 0.15, Manganèse : 2, Silicium : 2–3, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.03 |
| 303 | Chrome : 18, Nickel : 9, Soufre : 0.15–0.35, Cuivre : 1 |
| 303Se | Carbone : 0.15, Manganèse : 2, Silicium : 1, Chrome : 17-19, Nickel : 8-10, Sélénium : 0.15, Soufre : 0.06, Phosphore : 0.2 |
| 304 | Chrome : 17.5–19.5, Nickel : 8–10.5, Carbone : 0.07, Manganèse : 2, Silicium : 1, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015 |
| 304H | Carbone : 0.04–0.08, Manganèse : 2, Chrome : 17.5–19.5, Nickel : 8–11, Silicium : 1, Phosphore : 0.035, Soufre : 0.015, Azote : 0.1 |
| 304L | Carbone : 0.03, Manganèse : 2, Chrome : 17.5–20, Nickel : 8–12, Silicium : 1, Phosphore : 0.035, Soufre : 0.015, Azote : 0.11 |
| 304N | Carbone : 0.06, Manganèse : 2, Silicium : 1, Chrome : 18-20, Nickel : 8-11, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Azote : 0.12-0.22 |
| S30430 | Carbone : 0.04, Manganèse : 2, Fer : 63.9–72, Chrome : 17–19, Nickel : 8.5–10.5, Cuivre : 3–4 |
| 305 | Carbone : 0.06, Manganèse : 2, Silicium : 1, Chrome : 17-19, Nickel : 11-13, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Azote : 0.11 |
| 308 | Carbone : 0.08, Manganèse : 2, Silicium : 1, Chrome : 19-21, Nickel : 10-12, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Azote : 0.11 |
| 309 | Carbone : 0.2, Manganèse : 2, Silicium : 1.5–2.5, Chrome : 19–21, Nickel : 11–13, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Azote : 0.11 |
| 310 | Carbone : 0.25, Manganèse : 0.2, Silicium : 1.5, Chrome : 24-26, Nickel : 19-22, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.03 |
| 314 | Carbone : 0.2, Manganèse : 2, Silicium : 1.5–2.5, Chrome : 24–26, Nickel : 19–22, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Azote : 0.11 |
| 316 | Carbone : 0.07, Manganèse : 2, Silicium : 1, Molybdène : 2–2.5, Chrome : 16.5–18.5, Nickel : 10–13, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Azote : 0.11 |
| 316F | Carbone : 0.08, Manganèse : 2, Silicium : 1, Molybdène : 1.75–2.5, Chrome : 16–18, Nickel : 10–14, Phosphore : 0.2, Soufre : 0.1 |
| 316H | Carbone : 0.04–0.08, Bore : 0.0015–0.005, Manganèse : 2, Silicium : 1, Molybdène : 2–2.5, Chrome : 16.5–18.5, Nickel : 10–13, Phosphore : 0.035, Soufre : 0.015, Azote : 0.11 |
| 316L | Carbone : 0.03, Manganèse : 2, Silicium : 1, Molybdène : 2–3, Chrome : 16.5–19, Nickel : 10–15, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Azote : 0.11 |
| 316Ti | Carbone : 0.08, Titane : 0.7, Manganèse : 2, Silicium : 1, Molybdène : 2-2.5, Chrome : 16.5-18.5, Nickel : 10.5-13.5, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015 |
| 317 | Carbone : 0.08, Manganèse : 2, Silicium : 1, Molybdène : 3–4, Chrome : 18–20, Nickel : 11–15, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.03, Azote : 0.11 |
| 317L | Carbone : 0.03, Manganèse : 2, Silicium : 1, Molybdène : 3–4, Chrome : 17.5–19.5, Nickel : 13–17, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.03, Azote : 0.11 |
| 317LM | Carbone : 0.03, Manganèse : 2, Silicium : 1, Molybdène : 4-5, Chrome : 16.5-18.5, Nickel : 12.5-14.5, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015, Azote : 0.12-0.22 |
| 321 | Carbone : 0.08, Manganèse : 2, Titane : 0.7, Silicium : 1, Chrome : 17-19, Nickel : 9-12, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015 |
| 347 | Carbone : 0.08, Manganèse : 2, Nb : 1, Silicium : 1, Chrome : 17-19, Nickel : 9-12, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.015 |
| 348 | Carbone : 0.08, Manganèse : 2, Nb : 0.8, Tantale : 0.1, Silicium : 1, Chrome : 17-19, Nickel : 9-13, Phosphore : 0.045, Soufre : 0.03 |
| 330 | Carbone : 0.08, Manganèse : 2, Silicium : 0.75–1.5, Chrome : 17–20, Nickel : 34–37, Phosphore : 0.03, Soufre : 0.03 |
| 384 | Carbone : 0.08, Manganèse : 2, Silicium : 0.75–1.5, Chrome : 17–20, Nickel : 34–37, Phosphore : 0.03, Soufre : 0.03 |
| 409 | Carbone : 0.03, Titane : 0.65, Manganèse : 1, Silicium : 1, Chrome : 10.5-12.5, Phosphore : 0.04, Soufre : 0.015 |
| 410 | Carbone : 0.08–0.15, Manganèse : 1.5, Silicium : 1, Chrome : 11–13.5, Nickel : 0.75, Phosphore : 0.04, Soufre : 0.015 |
| 420 | Carbone : 0.15–0.42, Manganèse : 1–1.5, Silicium : 1, Chrome : 12–14, Phosphore : 0.04, Soufre : 0.015 |
| 430 | Carbone : 0.08, Manganèse : 1, Silicium : 1, Chrome : 16-18, Phosphore : 0.04, Soufre : 0.015 |
| 434 | Carbone : 0.08, Molybdène : 0.9–1.4, Manganèse : 1, Silicium : 1, Chrome : 16–18, Phosphore : 0.04, Soufre : 0.015 |
| 440C | Carbone : 0.95–1.2, Molybdène : 0.4–0.8, Manganèse : 1, Silicium : 1, Chrome : 16–18, Phosphore : 0.04, Soufre : 0.03 |
| 904L | Carbone : 0.02, Cuivre : 1.2–2, Molybdène : 4–5, Manganèse : 2, Nickel : 24–26, Silicium : 0.7, Chrome : 19–21, Phosphore : 0.03, Soufre : 0.01, Azote : 0.15 |
Comment choisir le type d’acier inoxydable idéal ?
Envisager une candidature
La composition des différents types d'acier inoxydable affecte leurs propriétés. C'est pourquoi vous devez connaître l'application avant de choisir le bon type d'acier. Par exemple, dans les applications industrielles qui nécessitent une résistance élevée, choisissez un acier inoxydable durci par précipitation.
Encore une fois, pour une utilisation générale, comme les ustensiles de cuisine et les couverts, l'acier inoxydable austénitique et martensitique sont parfaits.
| Type d'acier inoxydable | Application idéale |
|---|---|
| Austénitique | Tuyaux, systèmes d'échappement, articles ménagers tels que casseroles, couverts, etc. |
| Ferritique | Éviers, lave-vaisselle, équipements de transformation alimentaire/pharmaceutique, etc. |
| Martensitique | Composants aéronautiques et automobiles, couteaux, ciseaux, couverts, etc. |
| Duplex | Récipients sous pression, échangeurs de chaleur, équipements de blanchiment, etc. |
| Durci par précipitation | Industrie nucléaire, aérospatiale, gazière et pétrolière |
Milieu environnant
La durabilité de l'acier inoxydable dépend de son environnement. Par exemple, dans un environnement où le contact avec l'eau est fréquent, choisissez un type d'acier inoxydable à haute teneur en chrome. Avec des propriétés anticorrosion élevées, l'acier inoxydable de qualité 304 est adapté à un usage général.
Encore une fois, dans les applications marines, achetez de l'acier inoxydable qui contient des éléments résistants au chlore comme le molybdène. Cela rend l'acier inoxydable de qualité 316 excellent pour une utilisation marine. Il a une propriété de résistance élevée au chlore et convient à un environnement avec de l'eau de mer salée.
Exigence de note
Il ne suffit pas de connaître le type d'acier inoxydable. Les nuances sont également importantes. Par exemple, l'acier austénitique de nuance 304 est la variante d'acier la plus utilisée, mais elle n'est pas adaptée aux applications marines. Pour fonctionner dans le domaine maritime, vous avez besoin d'acier austénitique de nuance 316. C'est pourquoi il est essentiel de tenir compte des exigences de nuance.
Le tableau ci-dessous vous aidera à identifier les nuances des différents types d'acier inoxydable :
| Type d'acier inoxydable | Notes |
|---|---|
| Austénitique | 384, 348, 347, 330, 321, 317, 316, 314, 310, 309, 308, 305, 304, 303, 302, 301, 205, 202, 201 |
| Ferritique | 430, 434, 409, 439, 444 |
| Martensitique | 440, 416, 420, 422, 431, 414, 410, 403 |
| Duplex | LDX2101, 2507, 2304, 2205, Et 4 classes : duplex standard, super duplex, duplex allégé et hyper duplex |
| Durci par précipitation | 17-4, 13-8, 15-5 |
Formabilité ou soudabilité
Pour une bonne formabilité, les aciers inoxydables ferritiques et austénitiques fonctionnent mieux que les aciers martensitiques. Pour de meilleurs résultats, optez pour les nuances 304 ou 430. En plus d'offrir une formabilité alimentaire, vous pouvez également utiliser ces aciers pour le soudage avec d'autres métaux.
Point de fusion
Les aciers inoxydables peuvent résister à des températures élevées. Cependant, leur point de fusion dépend de l'élément d'alliage. Ainsi, pour les applications qui nécessitent des températures élevées, vous devez choisir des nuances d'acier inoxydable avec des points de fusion plus élevés.
Le tableau ci-dessous montre les points de fusion des nuances d'acier inoxydable les plus courantes :
| Qualité de l'acier inoxydable | Point de fusion en Celsius | Point de fusion en degrés Fahrenheit |
|---|---|---|
| Niveau 304 | 1400 ° -1450 ° C | 2552°-2642°F |
| Niveau 316 | 1375 ° -1400 ° C | 2507°-2552°F |
| Niveau 430 | 1425 ° -1510 ° C | 2597°-2750°F |
| Niveau 434 | 1426 ° -1510 ° C | 2600°-2750°F |
| Niveau 410 | 1480 ° -1530 ° C | 2696°-2786°F |
| Niveau 420 | 1450 ° -1510 ° C | 2642°-2750°F |
Résistance à la corrosion
L'acier inoxydable austénitique remporte la course en matière de résistance à la corrosion. Il possède la propriété de résistance à la rouille la plus élevée parmi tous les autres types.
Ainsi, dans les applications nécessitant de meilleures propriétés anticorrosion, choisissez l'acier inoxydable austénitique de grade 316. Cependant, l'acier inoxydable ferritique et martensitique, moins cher, offre également une bonne résistance à la corrosion.
Résistance, ductilité et ténacité
Il est impossible de choisir la bonne variante d'acier inoxydable sans tenir compte de la capacité de charge de votre application. Cependant, l'acier inoxydable de grade 440C présente la résistance et la dureté les plus élevées. Vous pouvez donc l'utiliser pour une application robuste.
Cependant, pour la meilleure combinaison de résistance, de ductilité et de ténacité, achetez de l’acier inoxydable à haute teneur en nickel et en chrome.
Réponse magnétique
L'ajout de chrome dans un alliage d'acier le rend plus magnétique. En revanche, les aciers inoxydables contenant du nickel ont des propriétés magnétiques moins élevées.
L'acier inoxydable austénitique de la série 300 n'est pas magnétique. En revanche, les aciers ferritiques et martensitiques de la série 400 sont magnétiques. Vous pouvez donc l'utiliser pour des applications telles que la construction d'appareils électroménagers, de garnitures automobiles, etc., qui nécessitent des caractéristiques magnétiques.
Disponibilité et coût
L'acier de qualité 304 est largement disponible et l'acier inoxydable le plus utilisé. Néanmoins, le prix de l'acier inoxydable dépend de sa qualité. C'est ce qui fait de la série austénitique/300 la variante d'acier inoxydable la plus chère en raison de sa plus grande solidité et de sa haute résistance à la corrosion.
Ainsi, si vous souhaitez économiser de l'argent sur l'entretien et la durabilité, l'austénitique est une bonne option. Cependant, pour une solution abordable, vous pouvez opter pour le ferritique et le martensitique.
Conclusion
Pour choisir le type d'acier inoxydable idéal, tenez compte de son application, de sa résistance à la corrosion et de ses exigences de résistance. Cela vous aidera à sélectionner la nuance idéale.
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Questions fréquentes
Pourquoi l’acier inoxydable 316 est-il plus cher que le 304 ?
L'acier inoxydable 316 est plus cher que le 304 en raison de sa teneur élevée en nickel. De plus, il présente une meilleure résistance au chlore et une meilleure soudabilité. Bien que le 304 soit une alternative moins chère, il ne peut égaler la qualité du 316.
Quel type d’acier inoxydable est le meilleur ?
L'acier inoxydable austénitique est le meilleur choix en raison de ses propriétés anticorrosion élevées, de sa résistance, de sa ténacité et de sa ductilité supérieures. Cependant, vous devez tenir compte de l'application de l'acier pour trouver le meilleur type.
Combien de temps l’acier inoxydable peut-il durer ?
En moyenne, l'acier inoxydable peut durer 50 ans. Cependant, avec un entretien approprié, il peut durer jusqu'à 100 ans, voire plus.
Quel est l’acier inoxydable le plus dur ?
L'acier inoxydable martensitique de nuance 440C est l'acier inoxydable le plus dur. Sa teneur élevée en carbone le rend plus résistant et adapté à des applications telles que les arbres.
Quel est le plus grand avantage de l’acier inoxydable ?
L'acier inoxydable est très durable et 100 % recyclable. De plus, ils sont anticorrosifs et ont une plus grande résistance pour répondre à tous les besoins d'application.
Quel est le meilleur, l'acier inoxydable 304 ou 420 ?
L'acier inoxydable 304 et 420 ont des propriétés très différentes. Le 304 a une propriété anticorrosion supérieure à celle du 420. Alors que le 420 est plus dur que le 304. Par conséquent, vous devez tenir compte des exigences de l'application pour décider lequel est le mieux adapté à vos besoins.
