Qu'est-ce qui fait qu'un type d'acier inoxydable est meilleur qu'un autre ? Dans cet article, nous explorons les principales différences entre les aciers inoxydables 301 et 304. Vous découvrirez leurs compositions chimiques, leurs propriétés mécaniques et leurs applications pratiques. À la fin de l'article, vous saurez quel type d'acier est le mieux adapté à différentes utilisations, que ce soit pour sa solidité, sa résistance à la corrosion ou sa flexibilité.
SUS304 (acier inoxydable) :
Le SUS304, également connu sous le nom d'acier inoxydable de type 304, est la nuance d'acier inoxydable austénitique la plus utilisée dans les applications industrielles. Sa résistance à la corrosion et sa tolérance à la chaleur supérieures à celles de l'acier au chrome sont attribuées à sa teneur en nickel (typiquement 8-10,5%). Cet alliage présente d'excellentes propriétés mécaniques, notamment une résistance à la traction (515-720 MPa) et une limite d'élasticité (205-310 MPa) élevées, associées à un taux d'écrouissage important.
La nature non magnétique du matériau et son rapport résistance/poids favorable le rendent particulièrement adapté aux supports structurels nécessitant robustesse et résistance à la corrosion. La caractéristique d'écrouissage du SUS304 améliore sa durabilité sous contrainte, ce qui le rend idéal pour les applications impliquant des charges ou des vibrations répétées.
Dans l'industrie électronique, en particulier pour les applications d'ordinateurs portables, le SUS304 est couramment utilisé dans des épaisseurs allant de 0,4 mm à 1,0 mm. La sélection de la trempe appropriée est cruciale pour répondre aux critères de conception spécifiques. Pour la plupart des composants structurels, la trempe 3/4 Hard (3/4H) est préférée en raison de son équilibre optimal entre résistance et formabilité. Pour les applications nécessitant des opérations de formage plus complexes, telles que les supports LCD impliquant un étirement et un emboutissage, la trempe 1/2 dureté (1/2H) est généralement recommandée pour assurer une ductilité suffisante tout en conservant une résistance adéquate.
Il convient de noter que si le SUS304 offre des performances supérieures, certains fabricants ont commencé à le remplacer par le SUS430 (un acier inoxydable ferritique) pour réduire les coûts. Toutefois, cette substitution doit être soigneusement évaluée, car le SUS430 a des propriétés mécaniques différentes et une résistance à la corrosion plus faible, ce qui peut avoir un impact sur les performances et la longévité du produit.
Lors de la spécification de SUS304 pour des applications de précision, il est essentiel de tenir compte non seulement de la nuance et du traitement, mais aussi de l'état de surface, des tolérances dimensionnelles et du risque de fissuration par corrosion sous contrainte dans certains environnements. Une sélection et un traitement appropriés des matériaux peuvent influencer de manière significative la qualité, les performances et la durée de vie du produit final.
SUS301 (acier inoxydable) :
Le SUS301, un acier inoxydable austénitique, contient moins de chrome que le SUS304, ce qui réduit sa résistance à la corrosion. Cependant, sa caractéristique distinctive réside dans son exceptionnelle capacité d'écrouissage. Grâce à des procédés de travail à froid tels que le laminage ou l'étirage, le SUS301 peut atteindre une résistance à la traction et une dureté remarquablement élevées, dépassant souvent 1 500 MPa de résistance ultime à la traction à l'état complètement dur.
La combinaison unique de résistance et d'élasticité de ce matériau le rend idéal pour les applications nécessitant des propriétés élastiques élevées. Dans l'industrie électronique, en particulier dans les ordinateurs portables, le SUS301 est largement utilisé pour le blindage EMI (interférences électromagnétiques) et les composants de contact élastiques. Sa capacité à conserver des caractéristiques de ressort constantes dans le temps, associée à une bonne conductivité électrique, en fait un excellent choix pour ces applications.
En général, le SUS301 est utilisé dans des épaisseurs fines allant de 0,07 mm à 0,4 mm (0,07T à 0,4T). Lors de la spécification de ce matériau, il est essentiel de sélectionner la nuance et le traitement appropriés pour répondre aux exigences spécifiques de la conception. Le matériau est disponible dans différents états, du recuit (doux) à l'extra dur, chacun offrant des niveaux différents de limite d'élasticité, de résistance à la traction et d'allongement.
Il est important de noter que la texture cristallographique développée lors de l'écrouissage influence de manière significative les propriétés mécaniques du matériau. Le sens du laminage aligne la structure du grain, ce qui entraîne un comportement anisotrope. Les qualités supérieures (indiquant un travail à froid plus important) présentent une dureté et une résistance à la traction accrues, mais une ductilité réduite. Cette caractéristique doit être soigneusement prise en compte lors des opérations de formage.
Lors du formage du SUS301, en particulier dans les conditions les plus difficiles, il convient d'accorder une attention particulière aux rayons de courbure et aux directions de formage. La tendance du matériau au retour élastique et sa formabilité réduite dans les conditions les plus dures peuvent entraîner des problèmes tels que des fissures dans les coins et les parois latérales s'ils ne sont pas correctement gérés. Des techniques telles que le recuit de détente ou l'utilisation d'outils de formage spécialisés peuvent être nécessaires pour atténuer ces problèmes dans les pièces complexes.
SUS301 : Très adapté aux applications élastiques en raison de sa teneur élevée en carbone et de sa dureté supérieure. Cette nuance présente une excellente résistance à la fatigue élastique, ce qui la rend idéale pour les composants nécessitant des propriétés durables de type ressort. Cependant, sa haute résistance se fait au prix d'une ductilité réduite, ce qui limite sa formabilité dans les opérations d'emboutissage.
SUS304 : moins adapté aux applications élastiques en raison de sa faible teneur en carbone et, par conséquent, de sa dureté plus faible. Bien que cette nuance offre une excellente résistance à la corrosion et une bonne aptitude au formage, sa nature plus tendre la rend sujette à la fatigue élastique dans des conditions de charge cyclique.
SUS430 : Acier inoxydable ferritique dont la dureté varie en raison de sa teneur plus élevée en impuretés, notamment en carbone et en azote. Ce manque de constance dans la dureté peut conduire à des propriétés mécaniques imprévisibles, ce qui le rend moins idéal pour les applications exigeant des réponses élastiques précises.
Remarque :
Même lorsque les valeurs nominales de dureté sont similaires, comme pour le SUS301 3/4H et le SUS304 H, les différences microstructurales sous-jacentes ont un impact significatif sur leur comportement élastique. Le SUS304 H, malgré une dureté équivalente, est plus sensible à la fatigue élastique dans les applications de ressorts en raison de sa structure austénitique et de sa plus faible teneur en carbone. Cela souligne l'importance de prendre en compte à la fois la composition et la microstructure dans la sélection des matériaux pour les composants élastiques.
L'épaisseur du matériau joue un rôle crucial dans la tolérance à la dureté, les matériaux plus épais présentant des variations de dureté plus importantes. Ce phénomène est attribué aux différences de vitesse de refroidissement et à la ségrégation potentielle de la composition au cours du processus de fabrication. Les ingénieurs doivent tenir compte de cette variation de dureté en fonction de l'épaisseur lorsqu'ils conçoivent des pièces répondant à des exigences spécifiques en matière d'élasticité, en particulier pour les composants de précision ou ceux dont les sections transversales varient.
| Grade | SUS301 | |
| Composition chimique (WT%) | (C) | ≤0.15 |
| (Mn) | ≤2.00 | |
| (Ni) | 6.00-8.00 | |
| (Si) | ≤1.00 | |
| (P) | ≤0.035 | |
| (S) | ≤0.030 | |
| (Nb) | / | |
| (Cr) | 16.00-18.00 | |
Remarque :
Spécification du traitement thermique : Traitement en solution à 1010-1150℃ suivi d'un refroidissement rapide.
Structure métallographique : La microstructure est caractérisée par austénite.
État de livraison : Généralement livré à l'état traité thermiquement, le type de traitement thermique spécifique étant spécifié dans le contrat. S'il n'est pas spécifié, il sera livré à l'état brut.
| Grade | SUS301 | ||
| Propriétés mécaniques | Résistance à la traction | σb (MPa) | ≥520 |
| Limite d'élasticité σs | (Mpa) | ≥205 | |
| Élongation δs | (%) | ≥40 | |
| Réduction de la surface | ψ (％) | ≥60 | |
| Énergie d'impact Akv (J) | / | ||
| Valeur de la résistance aux chocs α kv (J/cm2) | / | ||
| Dureté | / | ||
| Taille de l'échantillon vierge | / | ||
Dureté : ≤187HB ; ≤90HRB ; ≤200HVK
| Grade | Propriétés mécaniques | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| SUS304 | ANN | 200max | 205min | 520min | 40 minutes |
| SUS304 | 1/2H | 250 minutes | 470min | 780min | 6 minutes |
| SUS304 | 3/4H | 310min | 665min | 930 minutes | 3min |
| SUS304 | FH | 370min | 880min | 1130min | / |
| SUS301 | ANN | 200max | 205min | 520min | 40 minutes |
| SUS301 | 1/2H | 310min | 510min | 930 minutes | 40 minutes |
| SUS301 | 3/4H | 310min | 745min | 1130min | 5 minutes |
| SUS301 | FH | 430min | 1030min | 1320min | 3min |
| SUS301 | EH | 490min | 1275min | 1570min | / |
Le SUS 301 a une densité de 7,93 g/cm³.
| Matériau | Marque de dureté | Valeur de dureté |
| SUS301 | 1/4H | 250~plus de 250 |
| SUS301 | 1/2H | 300~plus de 310 |
| SUS301 | 3/4H | 360~plus de 370 |
| SUS301 | H | 400~ plus de 430 |
| SUS301 | EH | Au-dessus de 490 |
"SUS" est un terme général désignant les qualités d'acier japonaises. SUS304 est un acier inoxydable japonais standard JIS, qui correspond au 0Cr18Ni9 chinois et au 304 américain.
Propriétés : Il présente une bonne résistance à la corrosion, une bonne résistance à la chaleur, une bonne résistance à basse température et de bonnes propriétés mécaniques. Il possède de bonnes propriétés de travail à chaud, telles que l'emboutissage et le pliage, et ne présente pas de durcissement au cours du traitement thermique. Il est non magnétique.
Utilisations : articles ménagers, armoires, tuyauteries intérieures, chauffe-eau, chaudières, baignoires, pièces automobiles, appareils médicaux, matériaux de construction, produits chimiques, industrie alimentaire, agriculture et composants de navires.
| Grade | SUS304 | ||
| Propriétés mécaniques | Résistance à la traction | σb (MPa) | ≥520 |
| Limite d'élasticité | σs (MPa）) | ≥205 | |
| Élongation | δ5 (％) | ≥40 | |
| Réduction de la surface | ψ (％) | ≥60 | |
| Énergie d'impact | Akv (J) | / | |
| Résistance aux chocs | Valeur/αkv (J/cm2) | / | |
| Dureté | / | ||
| Taille de l'échantillon vierge | / | ||
Dureté : ≤187HB ; ≤90HRB ; ≤200HV
Le SUS 304 a une densité de 7,85 g/cm³.
| Grade | SUS304 | |
| Composition chimique (WT%) | (C) | ≤0.07 |
| (Mn) | ≤2.00 | |
| (Ni) | 8.00-11.00 | |
| (Si) | ≤1.00 | |
| (P) | ≤0.035 | |
| (S) | ≤0.030 | |
| (Nb) | / | |
| (Cr) | 17.00-19.00 | |
En tant que fondateur de MachineMFG, j'ai consacré plus d'une décennie de ma carrière à l'industrie métallurgique. Ma vaste expérience m'a permis de devenir un expert dans les domaines de la fabrication de tôles, de l'usinage, de l'ingénierie mécanique et des machines-outils pour les métaux. Je suis constamment en train de réfléchir, de lire et d'écrire sur ces sujets, m'efforçant constamment de rester à la pointe de mon domaine. Laissez mes connaissances et mon expertise être un atout pour votre entreprise.
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