L'acier inoxydable est omniprésent dans des secteurs tels que l'usinage, la fabrication d'équipements, la transformation des aliments, la chimie et les nouvelles énergies. Même si de nombreux ingénieurs connaissent les nuances 304 et 316, ils se heurtent souvent à des pièges lorsqu'ils choisissent parmi les dizaines de nuances disponibles. L'acier inoxydable n'est pas "antirouille- ; il s'appuie sur le chrome pour former un film passivant pour la résistance à la corrosion, tandis que des éléments d'alliage comme le nickel, le molybdène, le titane et le manganèse déterminent des propriétés telles que la résistance à la corrosion, les performances à haute température, l'usinabilité et la résistance.
Cet article compile les 18 nuances d'acier inoxydable les plus couramment utilisées en milieu industriel-classées en aciers austénitiques, ferritiques, martensitiques, duplex et par précipitation-aciers à durcissement par précipitation-et décrit leurs caractéristiques, leurs limites et leurs applications typiques pour servir de référence pour la sélection des matériaux.
I. Aciers inoxydables austénitiques (201, 301, 303, 304, 304L, 316, 316L, 321, 309S, 310S, 904L) Les nuances austénitiques représentent plus de 70 % du marché. Ils sont faiblement magnétiques ou non-magnétiques à température ambiante, offrent une excellente soudabilité et formabilité, ne peuvent pas être durcis par trempe et dépendent du travail à froid pour augmenter la résistance. 1. 201 : une nuance économique à haute teneur en manganèse et à faible teneur en nickel ; faible coût. La résistance à la corrosion est relativement faible ; sujet à la rouille dans les environnements humides ou aux embruns salés. Couramment utilisé pour les tubes décoratifs intérieurs, la quincaillerie et les pièces décoratives générales ; ne convient pas aux environnements extérieurs ou côtiers. 2. 301 : présente des effets d'écrouissage exceptionnels- ; la résistance et la dureté augmentent considérablement après le laminage à froid. Utilisé pour les ressorts, les composants de transport ferroviaire et les pièces élastiques. 3. 303 : une qualité d'usinage libre-avec du soufre ajouté pour améliorer l'usinabilité. La résistance à la corrosion est légèrement inférieure au 304 ; adapté aux-opérations de tournage à grand volume pour produire des boulons, des bagues et des composants de vannes. 4. 304 : la norme de l'industrie ; présente un rapport chrome-nickel de 18-8-et des propriétés globales équilibrées ; facile à plier et à souder. Convient aux ustensiles de cuisine, aux équipements de transformation des aliments, à la tuyauterie générale et aux boîtiers d'équipement. Limitation : non résistant à l'eau de mer ou aux environnements à haute -chlorure. 5. 304L : une version à très-faible teneur en carbone avec une teneur en carbone inférieure ou égale à 0,03 %. Offre une forte résistance à la corrosion intergranulaire après soudage ; le choix préféré pour les composants en plaques épaisses soudées ; la résistance est légèrement inférieure à 304. Convient aux équipements pétrochimiques, aux échangeurs de chaleur et aux pièces structurelles soudées. 6. 316 : contient du molybdène ; offre une résistance supérieure aux piqûres et à la corrosion des ions chlorure-par rapport au 304. Convient aux équipements côtiers, aux applications marines et aux équipements manipulant des produits chimiques standard. 7. 316L : version à faible-carbone du 316 ; actuellement la qualité la plus largement utilisée dans les applications marines et chimiques. Ne nécessite pas de traitement de solution après-soudage ; offre une excellente résistance à la corrosion intergranulaire ; convient aux composants marins, aux équipements pharmaceutiques et aux canalisations d'eau de mer. 8. 321 : contient du titane pour inhiber les précipitations intergranulaires. Convient aux composants soudés fonctionnant à des températures élevées (430 degrés – 900 degrés) où le traitement thermique après -soudage n'est pas réalisable ; les applications incluent les tuyaux d'échappement et les composants d'échange de chaleur des chaudières-. La teneur en titane le rend impropre aux applications-contact alimentaire. 9. 309S : acier résistant à la chaleur-à moyenne température-à haute teneur en chrome et en nickel ; offre une forte résistance à l’oxydation. Utilisé pour les revêtements de fours industriels et les outils de traitement thermique à haute -température-S : acier austénitique à haute-température ; la température maximale de service atteint 1100 degrés. Convient aux chambres de four, aux composants de four à haute température - et aux tubes radiants ; coût relativement élevé. 11. 904L (Super Austénitique) : Teneur élevée en nickel et en molybdène ; résistant aux milieux hautement corrosifs tels que l'acide sulfurique concentré et l'acide phosphorique. Convient aux équipements chimiques hautement corrosifs et aux composants d'instruments haut de gamme ; coût élevé. II. Aciers inoxydables ferritiques (409L, 430) : magnétiques, sans nickel-et à faible-coût ; ne peut pas être durci par trempe ; offre une meilleure conductivité thermique et une meilleure résistance à la fissuration par corrosion que les nuances austénitiques, mais a une ténacité des soudures plus faible. 12. 409L : acier spécifiquement pour les systèmes d'échappement automobiles ; offre une résistance à l'oxydation à haute -température et d'excellentes performances en termes de coût- ; utilisé pour les tuyaux d'échappement et les silencieux. 13. 430 : la nuance ferritique la plus courante ; souvent appelé « fer inoxydable ». Convient aux boîtiers d'appareils intérieurs et aux panneaux décoratifs. Sujet aux piqûres et à la rouille dans les environnements riches en chlorure - ; ne convient pas aux zones côtières. III. Aciers inoxydables martensitiques (410, 420, 440C) : Fortement magnétique ; la dureté et la résistance à l'usure peuvent être améliorées grâce à la trempe et au revenu ; la résistance à la corrosion est inférieure à celle des nuances austénitiques ; principalement sélectionné pour sa dureté et sa résistance à l'usure. 14. 410 : nuance martensitique de base ; bonne résistance, résistance modérée à la corrosion ; convient aux composants de vannes, aux arbres de pompe et aux fixations. 15. 420 : couverts-acier de qualité ; atteint une dureté élevée après trempe ; convient aux couteaux, ciseaux et instruments de coupe médicaux. 16. 440C : qualité martensitique à haute-carbone ; l'un des aciers inoxydables les plus durs ; résistance à l'usure exceptionnelle, bien que la résistance à la corrosion soit limitée ; adapté aux roulements haut de gamme, aux outils de coupe et aux joints de valve. IV. Aciers inoxydables duplex (2205, 2507) : composés à peu près à parts égales d'austénite et de ferrite ; la limite d'élasticité est environ le double de celle des nuances austénitiques ; présente une résistance exceptionnelle à la fissuration par corrosion sous contrainte induite par le chlorure ; coût plus élevé. 17. 2205 : acier duplex à usage général- ; adapté aux échangeurs de chaleur à eau de mer, à la désulfuration, à la fabrication du papier et à l'industrie chimique ; sert de substitut au 316L dans les environnements difficiles et riches en chlorures-riches en chlorures. 18. 2507 (Acier Super Duplex) : teneur plus élevée en molybdène ; résistance supérieure à la corrosion par piqûre ; adapté aux environnements à haute salinité, aux applications pétrolières et gazières offshore et aux équipements de dessalement de l'eau de mer. V. Précipitations supplémentaires-Acier inoxydable de durcissement (17-4PH/630) : bien qu'il ne soit pas inclus dans la liste précédente de 18 types, le 17-4PH est fréquemment utilisé en ingénierie ; il atteint une résistance extrêmement élevée grâce à un traitement de vieillissement et est utilisé dans les applications aérospatiales, les vannes haut de gamme et les composants structurels à haute résistance. Résumé des principaux critères de sélection : 1. Environnements intérieurs standards : donner la priorité à 304 ; choisissez le 201 pour les applications décoratives intérieures avec des contraintes budgétaires. 2. Soudage de plaques épaisses : privilégiez le 304L ou le 316L pour éviter la corrosion intergranulaire. 3. Zones côtières, exposition aux chlorures ou à l'eau de mer : passez progressivement du 316L au 2205, puis à 2507. 4. Conditions de haute température : 321 pour les températures moyennes ; 309S/310S pour hautes températures. 5. Usinage à grande échelle (tournage) : Choisissez 303. 6. Applications nécessitant dureté et résistance à l'usure (par exemple, outils de coupe) : Nuances martensitiques 420 ou 440C. 7. Milieux chimiques hautement corrosifs : 904L ou acier inoxydable super duplex. De nombreux cas de défaillance ne proviennent pas d’une mauvaise qualité de l’acier, mais du choix d’une mauvaise nuance. Il n’existe pas de qualité d’acier inoxydable « universelle » ; une évaluation complète prenant en compte le fluide, la température, les niveaux de chlorure, les procédés de soudage et les coûts est essentielle pour éviter des problèmes tels que la rouille ou la fissuration.
