Vous êtes-vous déjà interrogé sur les différents types d'acier inoxydable et leurs applications ? Dans cet article de blog, nous allons nous plonger dans le monde des nuances d'acier inoxydable, en explorant leurs caractéristiques et leurs utilisations uniques. Notre ingénieur mécanicien expert vous guidera à travers les complexités, en vous fournissant des informations qui vous aideront à sélectionner la nuance parfaite pour vos besoins. Préparez-vous à élargir vos connaissances et à découvrir le monde fascinant de l'acier inoxydable !
Les informations suivantes vous permettront de mieux comprendre les différentes qualités d'acier inoxydable et de choisir plus facilement le type d'acier qui convient à vos besoins.
Actuellement, les aciers inoxydables les plus utilisés sont les suivants 304 et 316.
En termes de coût, l'acier inoxydable 304 est nettement moins cher que l'acier inoxydable 316.
Vous pouvez sélectionner le type d'acier inoxydable approprié en fonction de vos besoins spécifiques.
Le tableau suivant résume les différentes séries d'acier inoxydable et leurs types spécifiques, ainsi que leurs principales caractéristiques et applications typiques.
| Série | Acier inoxydable Type | Caractéristiques et applications |
|---|---|---|
| 200 | Général | Contient du chrome, du nickel, du manganèse ; acier inoxydable austénitique. |
| 300 | Général | Contient du chrome, du nickel ; acier inoxydable austénitique. |
| 301 | Spécifique | Bonne malléabilité, durcissement rapide, bonne soudabilité, résistance supérieure à l'abrasion et à la corrosion. résistance à la fatigue à 304. |
| 302 | Spécifique | Même résistance à la corrosion qu'en 304, plus grande résistance grâce à la haute résistance à la corrosion. teneur en carbone. |
| 303 | Spécifique | Plus facile à usiner que le 304, petites quantités de soufre et de phosphore ajoutées. |
| 304 | Spécifique | Modèle général, acier inoxydable 18/8, grade GB 0Cr18Ni9. |
| 309 | Spécifique | Meilleure résistance à la température que le 304. |
| 316 | Spécifique | Utilisé dans l'industrie alimentaire et le matériel chirurgical, anticorrosion, meilleure résistance à la corrosion par les chlorures, "acier marin", utilisé dans la récupération du combustible nucléaire. |
| 321 | Spécifique | Risque de corrosion réduit au niveau des joints de soudure grâce au titane, comme pour le 304. |
| 400 | Général | Acier inoxydable ferritique et martensitique. |
| 408 | Spécifique | Bonne résistance à la chaleur, faible résistance à la corrosion, 11% Cr, 8% Ni. |
| 409 | Spécifique | Bon marché, utilisé comme tuyau d'échappement de voiture, ferritique (acier chromé). |
| 410 | Spécifique | Martensitique (acier au chrome à haute résistance), bonne résistance à l'usure, mauvaise résistance à la corrosion. |
| 416 | Spécifique | Amélioration des propriétés de transformation grâce à l'ajout de soufre. |
| 420 | Spécifique | Acier martensitique de qualité "lame", utilisé pour les outils chirurgicaux, très brillant. |
| 430 | Spécifique | Ferritique, utilisation décorative, bonne propriété de formage, mauvaise résistance à la température et à la corrosion. |
| 440 | Spécifique | Utilisé pour les lames de rasoir, modèles : 440A, 440B, 440C, 440F (facilement transformable). |
| 500 | Général | Chrome résistant à la chaleur acier allié. |
| 600 | Général | Acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation. |
| 630 | Spécifique | Type commun durci par précipitation, 17-4 ; 17% Cr, 4% Ni. |
Les principaux composition chimique de l'acier inoxydable peuvent être divisés en plusieurs catégories, notamment l'acier inoxydable au chrome, l'acier inoxydable au chrome-nickel, l'acier inoxydable au chrome-manganèse-azote, l'acier inoxydable au chrome-nickel-molybdène, l'acier inoxydable à très faible teneur en carbone, l'acier inoxydable à haute teneur en molybdène et l'acier inoxydable de haute pureté.
La classification basée sur les propriétés de l'acier et l'application comprend l'acier inoxydable à l'acide nitrique (qualité nitrique), l'acier inoxydable résistant à la corrosion, l'acier inoxydable sous contrainte, l'acier inoxydable à haute résistance, entre autres.
En termes de caractéristiques fonctionnelles, l'acier inoxydable peut être divisé en acier inoxydable à basse température, acier inoxydable non magnétique, acier inoxydable à coupe facile et acier inoxydable ultra-plastique.
Il est également classé en fonction de sa structure métallographique, qui comprend l'acier inoxydable ferritique (F), l'acier inoxydable martensitique (M), l'acier inoxydable austénitique, l'acier inoxydable duplex austéno-ferritique (A-F), austénite-acier inoxydable duplex à martensite (A-M) et acier inoxydable à durcissement par précipitation (PH).
Comparaison des propriétés mécaniques de l'acier inoxydable
| Classification | Composition (%) | Durabilité | Résistance à la corrosion | Usinabilité | Soudabilité | Magnétisme | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| C | Cr | Ni | ||||||
| ferrite | <0.35 | 16 | 27 | / | Bon | Bon | Bon | a |
| martensite | <1.20 | 11 | 15 | Autodurcissement | a | a | mauvais | a |
| austénite | <0.25 | >16 | 7 | / | Bon | Bon | Bon | / |
La classification ci-dessus ne prend en compte que la structure matricielle.
Outre les trois types d'acier inoxydable de base, il comprend également l'acier inoxydable composite, tel que la martensite-ferrite et l'austénite-ferrite, ainsi que l'acier inoxydable durcissant par précipitation, tel que l'acier inoxydable martensite-carbure.
Le tableau ci-dessous donne un aperçu concis de chaque type d'acier, en mettant en évidence leurs principales caractéristiques, des exemples et des applications typiques.
| Type de S.S. | Caractéristiques principales | Exemples | Utilisations |
|---|---|---|---|
| Acier ferritique | - Acier inoxydable au chrome à faible teneur en carbone. - Teneur en chrome > 14%. - Contient des éléments tels que Mo, Ti, Nb, Si, Al, W, V. - Éléments formant principalement de la ferrite. - Résistant à la corrosion et à l'oxydation. - Propriétés mécaniques et aptitude à la transformation médiocres. | Cr17, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti, Cr28 | Structures antiacides, acier antioxydant. |
| Acier ferrite-martensitique | - En phase Y+A ou δ à des températures élevées. - Se transforme en phase Y-M au froid. - Se compose de ferrite et de martensite. - La quantité de ferrite varie. - La teneur en chrome est généralement comprise entre 12 et 18%. - Durcissement partiel possible. | 0Cr13, 1Cr13, 2Cr13, Cr17Ni2, Cr17W4, Cr11MoV, etc. | Diverses applications, en fonction de la qualité spécifique. |
| Acier martensitique | - En phase Y aux températures de trempe. - Se transforme en martensite lors du refroidissement. - Propriétés similaires à celles de l'acier ferritique-martensitique, mais performances mécaniques supérieures. - Pas de ferrite libre dans la structure. | 2Cr13, 2Cr13Ni2, 3Cr13, 13Cr14NiWVBA, etc. | Diverses applications similaires à l'acier ferritique-martensitique. |
| Acier au carbure de martensite | - Alliage Fe-C à haute teneur en carbone. - Contient 12% ou plus de chrome. - Chauffé à la température de trempe normale. - Trempé structure de la martensite et le carbure. - Résistance à la corrosion équivalente à celle de l'acier inoxydable au chrome 12-14%. | 4Cr13, 9Cr18, 9Cr18MoV, 9Cr17MoVCo | Outils de coupe, roulements, ressorts, instruments médicaux. |
| Acier austénitique | - Forte concentration d'éléments stabilisants. - Large zone de phase Y à haute température. - Structure austénitique à des températures normales. - Peut être renforcé par déformation à froid. - Sensible à la corrosion intercristalline et à la corrosion sous contrainte. | 18-8, 18-12, 25-20, 20-25Mo, Cr18Mn10Ni5, etc. | Diverses applications industrielles, avantages de l'écrouissage. |
| Acier austéno-ferritique | - Nombre limité d'éléments d'austénite stables. - État de phase austénitique-ferritique. - La composition et la quantité de ferrite varient. - Plus élevé limite d'élasticité par rapport à l'acier austénitique pur. - Moins sensible à la corrosion sous contrainte et à la fissuration à chaud pendant le soudage. - Mauvaises performances en matière de traitement sous pression et forte sensibilité à la corrosion par piqûres. | Divers aciers inoxydables au chrome-manganèse | Industries nécessitant une haute limite d'élasticité et une résistance à la corrosion. |
| Acier austénitique-martensitique | - Ms point inférieur à la température ambiante. - Forme de l'austénite après un traitement en solution solide. - Se transforme en martensite au cours des processus de refroidissement ou de chauffage. - Haute résistance mais résistance à la corrosion inférieure à celle de l'acier austénitique standard. - Développé dans les années 1950, connu sous le nom d'acier inoxydable semi-austentique à durcissement par précipitation. | 17Cr-7Ni-A1, 15Cr-9Ni-A1, 17Cr-5Ni-Mo, etc. | Aviation, industries des missiles à fusée ; peu utilisé dans la fabrication de machines. Acier à ultra-haute résistance. |
Faible émission de carbone chrome acier inoxydable avec une teneur en chrome supérieure à 14%, l'acier inoxydable au chrome avec une teneur en chrome de 27% et plus, et avec des éléments supplémentaires tels que le molybdène, le titane, le niobium, le silicium, l'aluminium, le tungstène et le vanadium.
Dans la composition chimique, les éléments qui forment la ferrite occupent une position dominante, et la structure de la matrice est principalement à base de fer.
Le présent type d'acier est dit ferritique, avec une forme trempée (solution solide), et de petites quantités de carbure et de composés intermétalliques peuvent être observées dans les structures de recuit et de vieillissement.
Les aciers Cr17, Cr17Mo2Ti, Cr25, Cr25Mo3Ti et Cr28 sont des exemples de ce type d'acier.
Acier inoxydable ferritique est relativement résistant à la corrosion et à l'oxydation en raison de sa teneur élevée en chrome, mais ses propriétés mécaniques et son aptitude à la transformation sont médiocres.
Il est surtout utilisé dans les structures anti-acides et comme acier antioxydant.
Ce type d'acier est en phase Y+A (ou δ) à haute température et se transforme en phase Y-M à l'approche du froid.
Il conserve la ferrite et existe sous forme de martensite et de ferrite à des températures normales.
La quantité de ferrite dans la structure peut varier de quelques pour cent à plusieurs dizaines de pour cent, en fonction de la composition et de la température de chauffage.
Parmi les exemples de ce type d'acier figurent 0Cr13, 1Cr13, 2Cr13 avec du chrome près de la limite supérieure et du carbone près de la limite inférieure, l'acier Cr17Ni2, l'acier Cr17W4, ainsi que de nombreux aciers au chrome 12% modifiés à résistance à chaud basés sur 1Cr13 (également connus sous le nom d'aciers inoxydables résistants à la chaleur), tels que Cr11MoV, Cr12WMoV, Cr12W4MoV, 18Cr12WMoVNb, etc.
L'acier ferritique-martensitique peut présenter un durcissement partiel et obtenir des propriétés mécaniques, mais celles-ci sont fortement influencées par la teneur et la répartition de la ferrite.
La teneur en chrome de ce type d'acier se situe généralement entre 12-14% et 15-18%.
Le premier a la capacité de résister aux conditions atmosphériques et aux milieux faiblement corrosifs, il a un bon amortissement et un faible coefficient de dilatation linéaire.
Ce dernier type d'acier présente une résistance à la corrosion comparable à celle de l'acier ferritique acide avec la même teneur en chrome, mais conserve certains des inconvénients de l'acier ferritique à haute teneur en chrome.
À des températures de trempe normales, l'acier martensitique est en phase Y, mais cette phase ne reste stable qu'à des températures élevées. La phase M est généralement stable autour de 300℃ et se transforme en martensite lors du refroidissement.
Ce type d'acier comprend le 2Cr13, le 2Cr13Ni2, 3Cr13et certains aciers modifiés au chrome 12% renforcés à chaud, tels que l'acier 13Cr14NiWVBA et l'acier Cr11Ni2MoWVB.
Les propriétés mécaniques, la résistance à la corrosion, les performances des procédés et les propriétés physiques des acier inoxydable martensitique sont similaires à celles de l'acier inoxydable ferrite-martensitique au chrome 2-14%.
Comme il n'y a pas de ferrite libre dans la structure, ses performances mécaniques sont plus élevées que celles de l'acier susmentionné, mais sa sensibilité thermique au traitement thermique est plus faible.
L'alliage Fe-C contient 0,83% de carbone.
Dans l'acier inoxydable, les points S sont décalés vers la gauche en raison du chrome. Les aciers contenant 12% de chrome et 0,4% ou plus de carbone, ainsi que les aciers contenant 18% de chrome et 0,3% ou plus de carbone, appartiennent à l'acier hypereutectoïde.
Ce type d'acier est chauffé à une température de trempe normale, et le carbure secondaire ne peut pas être complètement dissous dans l'austénite, de sorte que la structure durcie est composée de martensite et de carbure.
Il n'y a pas beaucoup de qualités d'acier inoxydable qui entrent dans cette catégorie, mais certains aciers inoxydables à plus forte teneur en carbone, tels que les aciers à haute teneur en carbone, peuvent être classés dans cette catégorie. 4Cr13acier 9Cr18, 9Cr18MoV et 9Cr17MoVCo.
S'il est trempé à basse température, l'acier 3Cr13 dont le carbone est proche de la limite supérieure peut également présenter une telle structure.
En raison de leur teneur élevée en carbone, même si les trois qualités d'acier ci-dessus contiennent plus de chrome, leur résistance à la corrosion n'est équivalente qu'à celle de l'acier inoxydable contenant du chrome 12-14%.
Ce type d'acier est principalement utilisé pour les pièces qui nécessitent une dureté élevée et une bonne résistance à l'usure, telles que les outils de coupe, les roulements, les ressorts et les instruments médicaux.
Ce type d'acier présente une forte concentration d'éléments stabilisants et une large zone de phase Y à haute température.
Après refroidissement, le Mme point descend en dessous de la température ambiante, ce qui donne une structure austénitique à des températures normales.
Cette catégorie comprend les aciers inoxydables au chrome-nickel tels que 18-8, 18-12, 25-20 et 20-25Mo, ainsi que les aciers inoxydables à faible teneur en nickel qui utilisent du manganèse à la place d'une partie du nickel et de l'azote, notamment les aciers Cr18Mn10Ni5, Cr13Ni4Mn9, Cr17Ni4Mn9N et Cr14Ni3Mn14Ti.
L'acier inoxydable austénitique présente de nombreux avantages, notamment la possibilité d'être renforcé par des méthodes de déformation à froid grâce à l'écrouissage, malgré des propriétés de traitement thermique médiocres.
Cependant, il est également sensible à la corrosion intercristalline et à la corrosion sous contrainte, qui peuvent être atténuées par l'utilisation d'additifs d'alliage et de mesures de traitement.
En raison de la quantité limitée d'éléments stables d'austénite, l'acier n'a pas une structure austénitique pure à température ambiante ou à haute température, ce qui entraîne un état de phase austéno-ferritique. La composition et la quantité de ferrite peuvent varier considérablement en fonction de la température de chauffage.
De nombreux types d'acier inoxydable entrent dans cette catégorie, notamment l'acier au nickel-chrome 18-8 à faible teneur en carbone, l'acier au nickel-chrome 18-8 avec une teneur en carbone plus élevée et l'acier au nickel-chrome 18-8 avec une teneur en carbone plus faible. titaneLa ferrite est particulièrement visible dans la structure de l'acier moulé.
Parmi les autres exemples, on peut citer l'acier inoxydable au chrome-manganèse contenant plus de 14-15% de chrome et moins de 0,2% de carbone (tel que Cr17Mn11) et la plupart des aciers inoxydables au chrome-manganèse-azote qui ont été étudiés et appliqués dans l'industrie.
Par rapport à l'acier inoxydable austénitique pur, ce type d'acier présente plusieurs avantages, notamment une limite d'élasticité plus élevée, une plus grande résistance à la corrosion et à l'usure. corrosion intergranulaireLes caractéristiques du produit sont les suivantes : une sensibilité réduite à la corrosion sous contrainte, une moindre tendance à la fissuration à chaud pendant le soudage et une bonne fluidité de la coulée.
Cependant, il présente également plusieurs inconvénients, tels qu'un mauvais traitement sous pression, une grande sensibilité à la corrosion par piqûres et une tendance à la fragilité de la phase c et à un faible magnétisme dans des conditions de champ magnétique intense.
Ces avantages et inconvénients sont directement liés à la présence de ferrite dans la structure.
Le point Ms de cet acier est inférieur à la température ambiante, ce qui facilite la formation et le soudage de l'austénite après le traitement en solution solide.
La transformation martensitique peut généralement être obtenue par deux processus.
La deuxième méthode offre une meilleure résistance à la corrosion, mais le traitement en solution solide et la durée de l'intervalle cryogénique ne doivent pas être trop longs, sinon l'effet de renforcement à froid sera réduit en raison de la stabilité au vieillissement de l'austénite.
Après le traitement, un processus de vieillissement à 400-500 degrés est effectué pour renforcer le composé intermétallique.
Parmi les exemples de nuances d'acier entrant dans cette catégorie, on peut citer 17Cr-7Ni-A1, 15Cr-9Ni-A1, 17Cr-5Ni-Mo et 15Cr-8Ni-Mo-A1.
L'acier austénitique-martensitique, également connu sous le nom d'acier inoxydable austénitique-martensitique, est un nouveau type d'acier inoxydable développé et appliqué à partir des années 1950.
Il est également appelé acier inoxydable semi-austentique à durcissement par précipitation en raison de la présence de ferrite en plus de l'austénite et de la martensite dans sa structure.
Ces aciers se caractérisent par leur haute résistance (C peut atteindre 100-150) et leur bonne performance en matière de renforcement thermique, mais leur résistance à la corrosion est inférieure à celle de l'acier inoxydable austénitique standard en raison de la faible teneur en chrome et de la précipitation de carbure de chrome au cours du traitement thermique.
La résistance élevée est obtenue en sacrifiant une partie de la résistance à la corrosion et d'autres propriétés, telles que le non-magnétisme.
L'acier austénitique-martensitique est principalement utilisé dans les secteurs de l'aviation et des missiles, mais il n'est pas très répandu dans la fabrication de machines et est parfois classé comme un type d'acier à ultra-haute résistance.
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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