Acier inoxydable : Différence de 4 types à connaître

Qu'est-ce que l'acier inoxydable ?

L'acier inoxydable est un acier fortement allié fondu avec du fer comme matériau de base et auquel on ajoute des éléments d'alliage.
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Les matières premières de l'acier inoxydable ?

Sa composition chimique est principalement composée de fer, de carbone et de chrome , ainsi que d'autres éléments d'alliage tels que le nickel, le molybdène, le cuivre, le titane, le niobium , etc. Le chrome est le premier élément d'alliage majeur, et sa teneur en chrome doit être d'au moins 11,5 % en poids pour être qualifié d'acier inoxydable, tandis que le nickel est le deuxième élément d'alliage majeur. La surface de l'acier rouille facilement car le fer est oxydé par l'oxygène de l'air, formant une couche poreuse d'oxyde de fer.

En raison de l'air et de l'humidité atmosphériques, la couche de rouille peut encore pénétrer à l'intérieur par les pores, ce qui entraîne la persistance du phénomène de corrosion. Cependant, l'acier inoxydable contient du chrome. Ce dernier étant plus actif que le fer, une couche d'oxyde de chrome, dense et étanche à l'air, se forme à sa surface. Ce film empêche la pénétration de gaz ou de liquides corrosifs, empêchant ainsi la corrosion et la rouille de se développer, d'où son nom. En particulier, même endommagé par des bosses, des rayures ou l'abrasion, ce film protecteur peut se reformer en présence d'air (oxygène), ce qui le rend moins sujet à la corrosion et à la rouille .

Caractéristiques et avantages de l'acier inoxydable

L'acier inoxydable offre de nombreux avantages uniques :

• Résistance à la corrosion : C'est la caractéristique la plus importante de l'acier inoxydable et il peut rester stable dans des environnements humides ou des substances chimiques.

• Résistance et durabilité : L'acier inoxydable résiste aux températures élevées et ne se déforme pas facilement, il a donc une longue durée de vie.

• Formabilité : L'acier inoxydable est facile à transformer en différentes formes et tailles pour répondre à différents besoins.

• Attrait esthétique : En plus d’être antirouille, l’acier inoxydable possède également une surface lisse et belle.

• Entretien facile : L'acier inoxydable ne rouille pas facilement, ce qui le rend très pratique et facile à nettoyer.

Applications de l'acier inoxydable

L'acier inoxydable est largement utilisé au quotidien et dans les grandes industries grâce à sa résistance à la corrosion et à sa grande solidité. Il excelle dans les domaines des ustensiles de cuisine, de la décoration architecturale, des équipements médicaux et agroalimentaires, entre autres. Ses propriétés antibactériennes, son esthétique et sa facilité d'entretien en font un matériau de choix. De plus, il affiche d'excellentes performances dans des secteurs professionnels tels que l'industrie lourde, l'énergie, les transports et l'aérospatiale, et résiste aux hautes pressions, aux hautes températures et à la corrosion chimique dans des environnements extrêmes. Qu'il s'agisse d'améliorer le confort de vie ou de répondre aux besoins des technologies de pointe, l'acier inoxydable est devenu un matériau incontournable dans la société moderne grâce à sa durabilité et à sa protection environnementale.

4 principaux types d'acier inoxydable

Classification des aciers inoxydables : Il existe de nombreux types d'aciers inoxydables. On les divise généralement en quatre catégories selon leur structure métallographique :

• Acier inoxydable ferritique
• Acier inoxydable martensitique
• Acier inoxydable austénitique
• Acier inoxydable durcissant par précipitation

Prenons l'exemple des spécifications de l'American Iron and Steel Institute (AISI) et de l'American Society for Testing and Materials (ASTM), qui classent les aciers inoxydables corroyés selon un code à trois chiffres . Ces caractères désignent les différentes nuances standard des séries d'aciers inoxydables. Chaque série présente une structure métallographique, des propriétés magnétiques et des utilisations différentes. Elles sont brièvement décrites ci-dessous :

1. Aciers inoxydables ferritiques

Il s'agit de la série d'aciers inoxydables AISI 400 au chrome, tels que les 405, 430, 446 , etc. Cette série présente une teneur élevée en chrome (environ 11,5 à 27 % de chrome), est exempte de nickel et faible en carbone (≤ 0,2 % de carbone). Le type de base couramment utilisé est le 430 (16 à 18 % de chrome, ≤ 0,12 % de carbone). Sa structure granulaire grasse se maintient à différentes températures, ce qui rend son durcissement impossible par traitement thermique.

En général, le travail à froid ne peut être utilisé que pour augmenter la dureté. En termes de propriétés physiques, comme le fer (Fe, structure cubique centrée), il présente un fort paramagnétisme ; ses principales utilisations sont la construction et la décoration automobile.

2. Aciers inoxydables martensitiques

Les aciers inoxydables martensitiques (code AISI) sont également des aciers inoxydables au chrome de la série 400 , tels que les 403, 410, 420 , etc. Leur teneur en chrome est inférieure à celle des aciers inoxydables à grains fertilisants (environ 11,5 à 15 %) et leur teneur en carbone est plus élevée (0,08 à 1,2 % de carbone). Le type de base est le 410 (11,5 à 13,5 % de chrome, 0,15 % de carbone). Avec les variations de température, la phase volumique de Matian se transforme, ce qui permet d'augmenter la dureté et la résistance par traitement thermique.

La structure cristalline du corps libre Matian est cubique ou carrée centrée, ce qui lui confère des propriétés physiques magnétiques. Ses principales applications sont les couteaux, les appareils chirurgicaux et les composants techniques résistants aux températures et pressions élevées. De plus, bien que la série 500 fasse également partie de l'acier inoxydable massif Matian, sa teneur en chrome n'est que de 4 à 6 %, ce qui la classe parmi les séries à très faible teneur en chrome. En raison de sa faible résistance à la corrosion, il est généralement utilisé uniquement comme acier allié résistant à la chaleur.

3. Aciers inoxydables austénitiques

Il existe deux aciers inoxydables , les séries 300 et 200, de référence AISI. La série 300 est un acier inoxydable au chrome-nickel, comme les 302, 304, 316 , etc. Le type le plus couramment utilisé est le 304. Sa composition chimique standard contient 18 % de chrome et 8 % de nickel, ce qui lui confère l'appellation d'acier inoxydable 18-8 . Conservant son état austénitique à différentes températures, il ne peut pas être durci par traitement thermique ; seul le travail à froid permet généralement de le durcir.

Cette série d'aciers inoxydables offre la meilleure résistance à la corrosion, le 304 étant le plus polyvalent. Il est utilisé notamment pour la vaisselle, les boîtes à lunch, les appareils médicaux et sanitaires, les équipements de transformation des aliments, la construction et la décoration . Sa structure austénitique, cristalline cubique à faces centrées, est amagnétique. Cependant, un écrouissage (laminage, étirage, polissage, etc.) peut altérer la surface et provoquer une légère déformation du corps relâché. Ce matériau est donc faiblement magnétique.

De plus, les propriétés magnétiques des aciers inoxydables moulés et forgés diffèrent également. Par exemple, l'acier inoxydable forgé AISI 304 correspond à l'acier inoxydable moulé ACI (Alloy Casting Institute), dont le code est CF-8. Pour assurer la fluidité, une forte quantité de silicium (2 %) doit être ajoutée. Cependant, le silicium est un élément stabilisant des granules gras, ce qui favorise la formation d'une petite quantité de granules gras en forme d'îlots dans la base austénitique, ce qui lui confère également de faibles propriétés magnétiques.

Au vu de ce qui précède, si l'on juge l'acier inoxydable 304 uniquement sur son magnétisme, des doutes peuvent surgir. La série 200 est une branche de la série 300, comme les 201 et 202. Sa composition chimique consiste à remplacer une partie du nickel par du manganèse, moins cher, pour former un acier inoxydable au chrome-nickel-manganèse. En effet, le manganèse et le nickel sont tous deux austénitiques. L'élément stabilisant, généralement le nickel (Mn/Ni≅2), qui remplace le manganèse en quantité environ deux fois supérieure, est un acier inoxydable austénitique relativement peu coûteux, identique à la série 300 et également amagnétique. Il est généralement utilisé dans les enjoliveurs de roues automobiles et les ustensiles de cuisine .

4. Aciers inoxydables à durcissement par précipitation

Aciers inoxydables à durcissement par précipitation, série AISI 600. Ce type d'acier inoxydable a été développé pour répondre aux besoins de l'industrie aéronautique pendant la Seconde Guerre mondiale. Il est principalement composé de différents types de chrome et de nickel. Il est principalement composé de ferroalliages, auxquels sont ajoutés des éléments d'alliage tels que le cuivre et l'aluminium.

Cette série d'aciers inoxydables peut être divisée en trois types selon leurs différentes structures métallographiques :

(a) Acier inoxydable à durcissement par précipitation en masse Mattian, qui est magnétique, tel que le 630 (nom de marque 17-4 PH)
(b) acier inoxydable semi-austite à durcissement par précipitation, magnétique, tel que 631 (nom de marque 17-7 PH)
(c) Acier inoxydable austénitique à durcissement par précipitation, non magnétique, tel que 660 (nom de marque A286)

Ce type d'acier inoxydable, bien que d'une dureté et d'une résistance élevées, est généralement utilisé dans l'industrie aéronautique et aérospatiale , mais il semble peu utilisé dans le domaine de l'ingénierie. Il est courant d'utiliser des noms de marque.

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Références 1. JG Parr A. Hanson (1993). Acier inoxydable, ASM, Metals Park.
2. Smith, WF (1993). Structure et propriétés des alliages techniques. McGraw-Hill Inc.
3. D. Peckner, IM Bernstein (1977). Manuel de l'acier inoxydable. McGraw-Hill Inc.

Conclusion

L'acier inoxydable offre un excellent rapport qualité-prix, tant pour les produits ménagers que pour les applications industrielles, grâce à ses performances exceptionnelles et à sa polyvalence. Fournisseur de confiance en quincaillerie de bâtiment, AllWIN propose non seulement une variété de produits en acier inoxydable, mais aussi des solutions personnalisées pour répondre aux besoins de ses clients. Si vous êtes intéressé ou avez des questions sur les produits en acier inoxydable, n'hésitez pas à nous contacter à tout moment.