Guide des matériaux en acier inoxydable :Utilisation de l'acier inoxydable dans le prototypage rapide

L'acier inoxydable est un matériau largement utilisé dans de nombreuses industries en raison de sa polyvalence. C'est une partie importante du prototypage rapide en raison de propriétés telles que la résistance à la traction, les propriétés anticorrosion et antirouille. L'utilisation de l'acier inoxydable implique la compréhension de ses nombreuses propriétés. Par conséquent, il est nécessaire de disposer d'un guide de sélection des matériaux en acier inoxydable qui traite des types d'acier inoxydable, des nuances d'acier inoxydable, des propriétés et des utilisations.

Dans un souci de simplicité, cet article servira de guide de choix des matériaux en acier inoxydable. Il traitera en détail des nuances d'acier inoxydable, des propriétés des matériaux en acier inoxydable et des différents types d'acier inoxydable que vous pouvez utiliser pour vos projets. Il indiquera également comment sélectionner les bonnes nuances d'acier inoxydable à utiliser dans le prototypage rapide. Lisez la suite !!!

Qu'est-ce que l'acier inoxydable ?

L'inox est un alliage ferreux aux propriétés mécaniques reconnues et aux propriétés anticorrosion et antirouille. Il contient des constituants primaires de fer, de carbone et de chrome responsables des propriétés ci-dessus. Ce dernier est responsable de sa propriété antioxydante, qui se manifeste dans ses attributs anticorrosion et antirouille.

Propriétés des matériaux en acier inoxydable

Les éléments qui composent le matériau en acier inoxydable contribuent de manière significative à ses nombreuses propriétés mécaniques et chimiques. Par conséquent, il s'agit d'un matériau important dans les processus de prototypage rapide tels que la fabrication de tôles, l'usinage CNC, etc. Les propriétés des matériaux en acier inoxydable répertoriées ci-dessous dépendent des nuances d'acier inoxydable que vous souhaitez utiliser. Cependant, vous trouverez ci-dessous les propriétés générales des matériaux en acier inoxydable communes à toutes les nuances que vous utiliserez probablement.

• Propriété anti-corrosion

En raison de la présence de chrome, l'acier inoxydable possède un haut niveau de propriétés anticorrosives. C'est l'une des propriétés les plus importantes du matériau en acier qui rend l'acier inoxydable largement applicable dans de nombreux processus de prototypage rapide. De plus, grâce à la combinaison des éléments, il peut résister à des conditions atmosphériques et chimiques difficiles.

• Haute résistance à la traction

Une autre des propriétés importantes du matériau en acier inoxydable est sa haute résistance à la traction. Par conséquent, l'acier inoxydable est parfaitement adapté à la fabrication de produits capables de résister aux contraintes et de supporter plus de poids.

• Dureté et ténacité

Dans des conditions extrêmes, l'acier inoxydable peut endurer et résister aux frottements et aux frottements. L'acier inoxydable peut également absorber de l'énergie sans subir de fissures ou de rupture sous contrainte.

• Ductilité

L'acier inoxydable peut résister à la contrainte impliquée dans un processus de fabrication sans perdre sa forme en raison de ses propriétés ductiles élevées.

Couper ou dimensionner l'acier inoxydable sans utiliser de machines de haute technologie peut être un problème car l'acier inoxydable est dur et dissipe rapidement la chaleur. Cela entraînera des pièces en ruine et des déchets coûteux lorsqu'une reprise est nécessaire.

Avantages et inconvénients d'acier inoxydable

Avec ses nombreuses propriétés, l'acier inoxydable a de nombreuses utilisations bénéfiques dans diverses industries. Vous trouverez ci-dessous quelques avantages de l'utilisation de matériaux en acier inoxydable dans votre prochain projet.

· Anticorrosion

Le chrome est l'alliage sous-jacent responsable de la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable. Par conséquent, l'acier inoxydable est applicable dans la fabrication de produits utilisés dans différentes conditions atmosphériques, environnements chlorés, alcalins et acides pour résister à la corrosion. Des exemples de nuances d'acier inoxydable qui ont des propriétés anticorrosives sont les nuances 416, 316, 440, 2205, etc.

· Résistance à la traction

Comparé à d'autres types de métaux, l'acier inoxydable tel que le grade 416, 431, etc., reste supérieur car il peut résister aux contraintes et supporter plus de poids même à des températures extrêmes.

· Peu d'entretien

La valeur à long terme de l'acier inoxydable l'emporte sur le coût d'achat initial, car son entretien après la fabrication est très faible.

· Résistant à la chaleur

Les nuances d'acier inoxydable telles que les nuances 2205, 416, 15-5 PH, etc., peuvent résister à l'entartrage dû aux températures élevées ; par conséquent, il convient mieux aux fabrications susceptibles d'être exposées à des températures extrêmes.

Cependant, même s'il a un large éventail d'applications en raison de ses propriétés, l'acier inoxydable présente également certains inconvénients. Vous trouverez ci-dessous quelques inconvénients liés à l'utilisation de matériaux en acier inoxydable dans votre prochain projet.

· Coût élevé

Un inconvénient important de l'acier inoxydable est son coût élevé par rapport aux autres types d'acier en raison des éléments d'alliage supplémentaires comme le nickel, le chrome et d'autres qu'il contient. Ce sont ces éléments qui lui confèrent ses propriétés anti-corrosion. Le processus utilisé pour la finition et le polissage de l'acier inoxydable est également coûteux.

· Maculage

Les produits en acier inoxydable ne sont pas résistants aux taches, ce qui réduit l'attrait des produits fabriqués à partir de cet acier.

· Difficile à fabriquer

Selon les nuances d'acier inoxydable que vous utilisez, la fabrication peut être un énorme problème. Par conséquent, vous devez comprendre les différentes nuances d'acier inoxydable avant de choisir la bonne.

Différents types d'acier inoxydable

Avant de décider de la nuance d'acier à utiliser pour votre projet, vous devez connaître les différents types d'acier inoxydable disponibles à utiliser. Les différentes nuances d'acier inoxydable ont des propriétés différentes. Par conséquent, ce sont des choix appropriés dans différents scénarios. Vous trouverez ci-dessous les principaux types d'acier inoxydable et les nuances d'acier inoxydable sous-jacentes.

Acier inoxydable ferritique

L'acier inoxydable ferritique est utilisé dans les applications d'ingénierie en raison de sa résistance supérieure. Ils contiennent plus de fer et de chrome et de petites quantités d'autres alliages et possèdent une structure cristalline cubique centrée (BCC) similaire au fer pur ou à l'acier au carbone.

Cette structure rend impossible le durcissement de l'inox ferritique par traitement thermique. L'acier inoxydable ferritique coûte également moins cher et constitue un excellent choix dans les applications où l'esthétique n'est pas une priorité.

Le nickel, le manganèse, le silicium, le phosphore, le soufre et le titane sont des éléments d'alliage courants que l'on trouve dans différentes nuances d'acier ferritique. Les nuances d'acier inoxydable courantes de la famille des aciers ferritiques sont les suivantes :

· Niveau 409

Cette nuance d'acier inoxydable possède des propriétés mécaniques élevées et une résistance élevée à la corrosion à des températures extrêmes. Il est utilisé pour les échappements automobiles et les fabrications exposées à des températures élevées.

· Niveau 416

Cette nuance d'acier ferritique est la plus usinable parmi les autres répertoriées. Par conséquent, il est applicable dans la fabrication de composants usinés à vis, d'écrous, d'arbres de pompe et de moteur, de vannes et d'engrenages.

· Niveau 430

L'acier inoxydable ferritique de nuance 430 a une propriété de corrosion modérée. Il est également résistant à la chaleur et à l'oxydation. Par conséquent, il s'agit d'une nuance d'acier inoxydable courante dans la fabrication de produits utilisés dans les industries alimentaires et domestiques.

Acier inoxydable austénitique

Les aciers inoxydables austénitiques comme l'acier inoxydable 316 sont l'une des nuances d'acier les plus populaires sur le marché. Ils ont une structure cristalline cubique à faces centrées (FCC) et une teneur élevée en chrome et en nickel. Par conséquent, sont exceptionnellement propriétés anti-corrosives et non magnétiques, surtout après recuit.

L'acier inoxydable austénitique se comporte également bien dans les applications à basse température en raison de sa teneur élevée en nickel et durcit par travail à froid. Par conséquent, ils sont applicables dans la fabrication de produits utilisés dans l'industrie alimentaire et de transformation. Vous trouverez ci-dessous trois nuances d'acier inoxydable austénitique courantes et leurs applications.

· Niveau 316

Le grade 316 est composé des variantes 316 et 316L. Les deux variantes sont hautement usinables. Par conséquent, ils sont applicables dans les industries agroalimentaires, les industries de production d'énergie via des produits fabriqués par prototypage rapide.

· Niveau 304

Cette nuance d'acier inoxydable est la nuance d'acier inoxydable la plus courante. Il contient du chrome et du nickel en tant que matériaux non ferreux. Par conséquent, il est utilisé dans la fabrication de produits utilisés dans les environnements d'eau salée. Il est utilisé dans la fabrication de produits utilisés dans les industries alimentaires, par exemple, les fixations, les tuyaux et les réfrigérateurs.

· Niveau 310

Cette nuance d'acier inoxydable a une haute résistance aux hautes températures. Par conséquent, ils sont utilisés comme cryogéniques dans les chambres de combustion en raison de leur haute résistance à la chaleur et à l'entartrage. Ils ont également d'autres applications basées sur cette fonctionnalité.

Acier Inoxydable Martensitique

L'acier inoxydable martensitique contient une teneur élevée en carbone (0,1-0,12%), du chrome d'environ 10,5-18% et des propriétés magnétiques. Cette nuance d'acier inoxydable subit un durcissement par traitement thermique en raison de sa forte teneur en carbone.

Par conséquent, ils sont applicables dans les scénarios qui nécessitent la résistance de l'acier inoxydable, l'anti-résistance et l'usinabilité. Il existe de nombreux types de nuances d'aciers inoxydables martensitiques. Vous trouverez ci-dessous les plus courants en matière de prototypage rapide.

· Niveau 431

Parmi les nuances d'acier inoxydable martensitique discutées ici, la nuance 431 est la plus anticorrosive. Lorsqu'il est soumis à un traitement thermique tel que la trempe, il devient durci et très anti-corrosif. Par conséquent, dans la fabrication de produits utilisés en eau douce

· Niveau 440

L'acier de nuance 440 a trois variantes (440a, 440b et 440c). Ils sont en acier dur à haute teneur en carbone avec une résistance élevée à la traction et à l'usure après traitement thermique. Ils sont également résistants aux acides, aux alcalis et à l'eau douce. Par conséquent, ils sont applicables dans des situations impliquant de telles situations.

· Niveau 416

L'acier inoxydable de nuance 416 est l'une des nuances d'acier inoxydable les plus usinables de l'article (environ 85 % d'usinabilité). Par conséquent, c'est un matériau important pour la fabrication de vis, écrous, boulons, engrenages, vannes et arbres de moteur.

Acier inoxydable duplex

Les aciers inoxydables duplex sont de nouveaux aciers inoxydables dont la structure est constituée principalement d'une combinaison égale d'éléments de ferrite et d'austénite ou d'une répartition 60/40. Cette combinaison permet une résistance exceptionnelle et une résistance élevée à la corrosion, en particulier au chlorure. Ils ont également des qualités anti-stress dues à des niveaux élevés de chrome et de molybdène et à une faible teneur en nickel qui les rend deux fois plus résistants que les autres types d'acier. Ils sont rentables et fréquemment utilisés dans les applications offshore, de construction et de construction. Voici deux types de nuances d'aciers Duplex :

• Niveau 2304

L'acier inoxydable de grade 2304 est populaire pour sa résistance à la corrosion et ses propriétés de haute résistance. Ils ne contiennent pas de molybdène et constituent une meilleure alternative à l'acier inoxydable de grade 316. Il s'agit d'un matériau courant applicable dans la fabrication de produits utilisés dans les industries alimentaires et des boissons.

• Niveau 2205 :

L'acier inoxydable de nuance 2205 combine les propriétés des nuances d'acier inoxydable ferritique et austénitique. Il a une teneur élevée en molybdène et en chrome, ce qui montre ses propriétés de résistance à la corrosion.

Acier inoxydable à durcissement par précipitation

L'acier inoxydable à durcissement par précipitation est soit martensitique, soit austénitique. Ils sont également thermotraitables, faciles à fabriquer, magnétiques et très résistants. Les nuances sont identifiables par la composition en pourcentage de nickel et de chrome. La liste ci-dessous répertorie les types courants de nuances d'acier inoxydable à durcissement par précipitation.

· 17-4PH (17 % de chrome, 4 % de nickel)

Ce type d'acier inoxydable contient 17 % de chrome et 4 % de nickel. Il a de nombreuses applications dans l'industrie alimentaire en raison de ses propriétés anticorrosives. Il est également applicable dans des contextes plus importants, tels que la fabrication d'aubes dans des turbines d'avion ou d'autres pièces mécaniques.

· 15-5 PH (15 % de chrome, 5 % de nickel)

Ce type d'acier inoxydable contient 15 % de chrome et 5 % de nickel et présente des propriétés d'acier inoxydable qui englobent les deux matériaux. Il est largement applicable dans la fabrication de pièces d'avion, de vannes, d'engrenages, d'arbres, de pièces de pétrole et de réacteurs nucléaires.

Comment choisir les bonnes nuances d'acier inoxydable

L'acier inoxydable a différentes qualités. Par conséquent, il a divers choix d'application. Cependant, choisir la qualité d'acier inoxydable appropriée pour votre projet spécifique peut être difficile. Par conséquent, cette section servira de guide de sélection des matériaux en acier inoxydable pour mettre en évidence les différents facteurs qui aideront à choisir les nuances d'acier inoxydable.

· Pensez au processus de soudage

Pour tout processus nécessitant des matériaux en acier inoxydable avec une bonne capacité de soudage, les nuances d'acier inoxydable austénitique sont un bon choix. Cela est dû à leur faible teneur en carbone.

Les aciers ferritiques tels que le 409 et le 430 conviennent également au soudage. Cependant, l'acier martensitique est un choix inférieur pour le soudage car il est faible, fragile et a tendance à se fissurer.

· Tenez compte de la formabilité

Pour les processus qui nécessitent de l'acier inoxydable avec une bonne formabilité, les nuances austénitiques telles que 316, 304 et ferritiques telles que 430, 409 sont de bons choix. Le martensitique a une mauvaise formabilité car il est faible et cassant.

· Résistance à la corrosion

Parmi les autres nuances d'acier inoxydable, la nuance d'acier inoxydable austénitique présente une résistance élevée à la corrosion car elle contient du chrome et du molybdène en grande quantité. Il convient à une utilisation extérieure de l'acier inoxydable exposé aux intempéries et à d'autres éléments. Le ferritique et le martensitique sont des options moins chères que l'austénitique en anti-corrosion.

· Traitement thermique

Le traitement thermique est un facteur essentiel lorsque vous essayez de sélectionner une bonne qualité pour un projet spécifique. 17-4 PH, le martensitique peut subir un traitement thermique. Cependant, les austénitiques et les ferritiques ne peuvent pas supporter la chaleur associée au traitement thermique.

· Donnez de l'importance aux propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques de l'acier inoxydable sont un facteur essentiel dans la sélection de l'acier approprié à utiliser pour un usage spécifique. Avant de choisir, donnez la priorité aux propriétés telles que la résistance, la ténacité, la température, la ductilité, la malléabilité.

· Rapport coût-efficacité et disponibilité

Lors du choix d'un grade approprié, la qualité est essentielle. Vous pouvez opter pour un grade qui a une bonne résistance à la corrosion, est facilement disponible, est peu coûteux et de bonne qualité. L'austénitique est un choix approprié en termes de qualité, mais il est plus cher que les autres variantes, ce qui le rend difficilement disponible.

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Utilisations et applications courantes de l'acier inoxydable

L'acier inoxydable a une large gamme d'applications dans de nombreuses industries. Voici quelques utilisations des produits en acier inoxydable issus du prototypage rapide.

· Industrie alimentaire

L'acier inoxydable est utilisé pour fabriquer des produits culinaires tels que des éviers, des couverts, des assiettes et des ustensiles de cuisine. Il convient à cet usage en raison de sa propriété antirouille/corrosive et de son aversion à la croissance microbienne.

· Secteur médical

Une autre utilisation importante de l'acier inoxydable est dans le domaine médical. Ici, il est applicable dans la fabrication d'équipements utilisés en chirurgie. Par exemple, il est utilisé dans les implants chirurgicaux applicables au remplacement d'un os cassé et également dans l'équipement d'implant.

· Secteur aérospatial et automobile

L'acier inoxydable est un matériau important utilisé dans la fabrication de pièces d'avions et de véhicules. Lorsqu'il est correctement fabriqué avec précision, l'acier inoxydable est facilement applicable dans de tels scénarios.

· Autres

L'acier inoxydable est également applicable dans d'autres scénarios tels que la fabrication d'ustensiles de cuisine, d'éclairage et d'autres produits. Cela montre encore la polyvalence des matériaux et son importance dans le prototypage rapide.

FAQ

Pourquoi l'acier inoxydable ne rouille pas ?

Les propriétés matérielles de l'acier inoxydable sont responsables de ses propriétés antirouille. Des éléments tels que le chrome peuvent inhiber la capacité de l'acier inoxydable à interagir avec l'environnement.

Quelle est la plus haute qualité d'acier inoxydable ?

Cela dépend de votre besoin et de l'endroit où vous souhaitez l'appliquer. L'acier inoxydable de grade 316 est connu pour ses propriétés de haute résistance à la corrosion, c'est donc le meilleur choix pour les applications exposées au chlore, aux produits chimiques et aux conditions environnementales.

Combien de temps dure l'acier inoxydable ?

La durée de vie de l'acier inoxydable est relative car elle dépend de certains facteurs tels que comment et où il est utilisé et l'élément qu'il comprend. L'acier inoxydable peut durer de 20 ans à plus de mille ans.

Conclusion

Les matériaux en acier inoxydable jouent un rôle essentiel dans l'industrie manufacturière. Le type d'acier inoxydable utilisé dépend de plusieurs facteurs, tels que les propriétés du matériau en acier inoxydable et les nuances d'acier inoxydable. Pour bien comprendre cela, cet article fait office de guide de sélection des matériaux en acier inoxydable. Il met en évidence les différents types d'acier inoxydable, leurs nuances et leurs propriétés. Il comprend également un guide sur le choix du type d'acier qui vous convient.