Qu'est-ce que l'acier inoxydable ?
L'acier inoxydable est en fait l'abréviation de « acier inoxydable résistant aux acides-, faisant référence à une classe d'aciers alliés dont le fer est le matériau de base et dont la teneur en chrome n'est pas inférieure à 10,5 % (en masse). Ce métal peut être modifié en ajoutant des éléments d'alliage tels que le nickel, le molybdène, le manganèse et l'azote pour ajuster sa composition interne et ses propriétés. Par exemple, l'incorporation de nickel dans l'acier inoxydable améliore sa résistance à la corrosion et sa tolérance aux températures élevées. Par conséquent, ce matériau métallique trouve de nombreuses applications dans diverses industries après traitement.
Classification de l'acier inoxydable
Sur la base de la microstructure après traitement thermique, l'acier inoxydable est principalement classé dans les cinq grands types suivants.
Acier inoxydable austénitique
Les qualités typiques incluent 304 et 316. Ce type contient des niveaux élevés d'éléments formant de l'austénite - tels que le nickel, le manganèse et l'azote. Il se caractérise par des propriétés non magnétiques, une excellente ductilité et ténacité, une soudabilité supérieure et une bonne résistance à la corrosion. Cependant, il ne peut pas être renforcé par un traitement thermique.
Acier inoxydable ferritique
L'acier inoxydable ferritique utilise principalement le chrome comme élément d'alliage et présente une structure cubique centrée sur le corps (BCC). Une nuance typique est la 430. Elle se caractérise par des propriétés magnétiques et une résistance élevée, mais présente une mauvaise ténacité à basse température, sujette au grossissement des grains dans la zone affectée par la chaleur pendant le soudage et une résistance à la corrosion inférieure à celle de l'acier austénitique.
Acier inoxydable martensitique
Les nuances typiques incluent 410 et 420. Elles présentent une résistance et une dureté élevées, avec des propriétés mécaniques réglables par revenu, mais offrent une résistance à la corrosion relativement faible.
Précipitations-Durcissement de l'acier inoxydable
En ajoutant des éléments tels que Cu, Nb et Al, suivi d'un traitement en solution et d'un durcissement par précipitation pour former des phases de renforcement, ces aciers combinent une résistance élevée avec une bonne résistance à la corrosion. Une note typique est 17-4PH.
Acier inoxydable duplex
Composé de phases austénitiques et ferritiques, comme le 2205. Combine la ténacité de l'acier austénitique avec la résistance de l'acier ferritique, offrant une excellente résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte.
Propriétés du métal en acier inoxydable
| Catégorie de propriété | Paramètre clé | Description et valeurs typiques |
|---|---|---|
| Propriétés mécaniques | Résistance à la traction | Généralement compris entre 500 et 1 000 MPa, selon la qualité et l'état. |
| Limite d'élasticité | Généralement de 200 MPa à plus de 550 MPa (inférieur pour les aciers austénitiques, plus élevé pour les aciers martensitiques et à durcissement par précipitation-). | |
| Élongation | Austenitic steels usually >40 % ; les aciers ferritiques et martensitiques sont relativement inférieurs. | |
| Dureté | Mesuré par Brinell (HB), Rockwell (HRB/HRC), etc., couvrant une large gamme. | |
| Propriétés physiques | Densité | Environ 7.7 - 8.0 g/cm³. |
| Point de fusion | Environ 1370 - 1450 degrés, selon la composition. | |
| Conductivité thermique | Relativement faible, environ 15-30 W/(m·K), soit 1/3 à 1/2 de celui de l'acier au carbone. | |
| Coefficient de dilatation thermique | Plus élevé pour les aciers austénitiques (par exemple, ~17×10⁻⁶/K pour le 304), nécessitant une attention particulière aux contraintes thermiques. | |
| Magnétisme | Les aciers austénitiques sont généralement non-magnétiques (peuvent devenir légèrement magnétiques après le travail) ; les aciers ferritiques/martensitiques sont magnétiques. | |
| Propriétés chimiques | Résistance à la corrosion | Comprend la résistance à la corrosion uniforme, aux piqûres, à la corrosion caverneuse, à la corrosion intergranulaire, etc. |
| Indice équivalent à la résistance aux piqûres (PREN) | PREN=%Cr + 3.3×%Mo + 16×%N. Une valeur plus élevée indique généralement une meilleure résistance aux piqûres. | |
| Propriétés de fabrication | Usinabilité | Varie considérablement, influencé par la dureté, la ténacité, la tendance à l'écrouissage et les additifs (par exemple, le soufre). |
| Soudabilité | Généralement bon pour les aciers austénitiques ; ténacité réduite dans la ZAT des aciers ferritiques ; les aciers martensitiques nécessitent un préchauffage et un PWHT. | |
| Formabilité | Les aciers austénitiques présentent d'excellentes propriétés d'écrouissage (emboutissage, emboutissage profond) ; d'autres types sont relativement plus pauvres. |
Quelles sont les qualités de finition de surface de l’acier inoxydable ?
Après avoir subi un usinage CNC personnalisé, les formes en acier inoxydablePièces en acier inoxydable personnalisées. Sa surface peut en outre atteindre diverses apparences et fonctionnalités grâce au laminage, au polissage et aux traitements chimiques.
Surfaces laminées : telles que No.1 (laminé à chaud- + recuit), 2B (laminé à froid- + recuit brillant), BA (recuit brillant) ;
Polissage mécanique : comprend Honed (HL), Short-grain (SB) et Mirror (8K).
Acier inoxydable vs alliages de titane
| Propriété | Acier inoxydable | Alliage de titane |
|---|---|---|
| Densité (g/cm³) | 7.9 | Environ 4,5 |
| Force spécifique | Moyen | Extrêmement élevé |
| Résistance à la corrosion | Excellent (en milieu oxydant) | Excellent (surtout dans les environnements à ions chlorure) |
| Coût | Faible à moyen | Très élevé |
| Difficulté d'usinage | Moyen (la difficulté de traitement varie en fonction de la note.) | Élevé (usure importante des outils) |
| Applications typiques | Pièces structurelles, produits à usage quotidien-, conteneurs chimiques | Aéronautique, implants médicaux, équipements d'eau de mer |
FAQ
Q : Dans quelles conditions l’acier inoxydable peut-il encore rouiller ?
R : L'acier inoxydable se corrodera dans les environnements où son film de passivation est continuellement endommagé ou ne peut pas se réparer automatiquement, tels que : les milieux avec des concentrations élevées d'ions chlorure (eau de mer), les environnements acides réduits, les structures crevasses ou la corrosion galvanique causée par le contact avec des métaux non-.
Q : Comment choisir entre l’acier inoxydable 304 et 316 ?
R : 304 convient à la plupart des environnements atmosphériques, d'eau douce et chimiques généraux.. 316, contenant du molybdène, convient aux environnements contenant des ions chlorure (par exemple, eau de mer, usines chimiques) ou lorsqu'une résistance plus élevée à la corrosion par piqûre est requise.
Q : Qu'est-ce que le « traitement de passivation » ? Quel est son but ?
R : Le traitement de passivation est une technique de post-traitement chimique utilisant généralement des solutions d'acide nitrique ou d'acide citrique pour éliminer les particules de fer libres de la surface de l'acier inoxydable (résultant principalement du contact avec des outils en acier pendant la fabrication) et favoriser la formation d'un film d'oxyde de chrome complet et uniforme. Son objectif est de maximiser la résistance inhérente à la corrosion de l’acier inoxydable et de prévenir la rouille superficielle (tache causée par une contamination par le fer).
Q : Comment l’acier inoxydable se comporte-t-il à différentes températures ?
R : Les aciers inoxydables austénitiques (par exemple, 304, 316) présentent une excellente ténacité à basse température-, ce qui les rend adaptés aux environnements cryogéniques comme l'azote liquide ou l'oxygène. 304/les nuances 316 peuvent être utilisées par intermittence en dessous de 925 degrés (1 632 degrés F) et en continu en dessous de 870 degrés (1 572 degrés F), démontrant une bonne résistance à l'oxydation. Cependant, une exposition prolongée entre 450-850 degrés augmente le risque de précipitation de carbure, nécessitant l'utilisation de qualités L ou stabilisées (par exemple, 321).