Nuances d'acier inoxydable : types, propriétés et usages courants

L'acier inoxydable est un alliage fer-chrome contenant 10 à 30 % de chrome, ce qui confère au métal une haute résistance à la corrosion. Bien qu'il existe de nombreuses nuances, seule une douzaine environ sont utilisées régulièrement. Par exemple, l'AISI 304, à composition chrome-nickel et faible teneur en carbone, est prisé pour sa bonne résistance à la corrosion, sa facilité de nettoyage et sa formabilité, le rendant idéal pour de nombreux objets du quotidien comme les éviers de cuisine. L'AISI 316, contenant du molybdène, offre une résistance encore supérieure à l'attaque chimique que le 304, le rendant adapté à l'exposition à l'eau de mer, aux saumures, aux acides sulfuriques et autres agents corrosifs des environnements industriels. Cet article présente brièvement les nuances populaires d'acier inoxydable et leurs domaines d'excellence.

Principales familles d'aciers inoxydables

• Ferritiques
• Martensitiques
• Austénitiques
• Duplex

Aciers inoxydables ferritiques

L'ajout de chrome (>17 %) à un alliage d'acier stabilise la phase ferritique, créant un matériau hautement résistant à la corrosion, bien que pas exceptionnellement résistant mécaniquement. Il ne peut être durci par traitement thermique, mais peut être écroui à froid pour augmenter sa dureté. C'est une nuance économique, souvent utilisée pour l'équipement de cuisine, les applications architecturales/ornementales, etc., où la résistance à la corrosion, la ductilité, la formabilité et le coût sont importants, et la résistance mécanique n'est pas une préoccupation majeure.

Aciers inoxydables martensitiques

L'ajout de carbone (jusqu'à 2 %) à l'alliage chrome-fer augmente la trempabilité de l'alliage. Bien qu'incapables d'atteindre la dureté de la martensite fer-carbone, les aciers inoxydables martensitiques peuvent être suffisamment durcis pour produire de la coutellerie inoxydable, des instruments chirurgicaux, des sphères et sièges de vannes à bille, par exemple. Les aciers martensitiques tendent à être utilisés dans des applications spécialisées. L'AISI 410, par exemple, sert pour les pièces de machines alimentaires, les arbres de pompes, etc., tandis que le 403 est utilisé dans les applications à haute température comme les turbines. Le 416 est considéré comme à usinage libre et possède les meilleures caractéristiques d'usinage de tous les aciers inoxydables ; il est utilisé pour de nombreuses pièces tournées en inox. L'acier inoxydable martensitique est magnétique et, avec sa teneur élevée en carbone, difficile à souder.

Aciers inoxydables austénitiques

L'ajout de nickel (8-20 %) à l'alliage chrome-fer produit un acier austénitique à température ambiante, à structure cubique à faces centrées qui résiste à la corrosion, et dont le champ magnétique est celui d'un aimant mou (c.-à-d. qu'il peut être aimanté dans un champ électrique, mais pas de façon permanente). Ces aciers ont une teneur en carbone relativement faible, ce qui les rend soudables. Ce groupe est le plus utilisé de tous les aciers inoxydables, notamment le type 302. L'économique 304, parfois appelé « qualité alimentaire », est utilisé pour des applications générales résistantes à la corrosion où la corrosion liée au soudage est une préoccupation. Le 316, à résistance à la corrosion améliorée, est utilisé pour les applications industrielles et est considéré comme le plus résistant à la corrosion des aciers austénitiques. Un « L » après la nuance indique une soudabilité améliorée dans les conditions de soudage les plus sévères. La résistance à la température est augmentée par l'ajout de titane, comme dans le type 321, matériau prisé dans l'aérospatiale.

Une famille relativement nouvelle, parfois appelée PHSS (aciers à durcissement par précipitation) et portant des identifiants tels que 15-5, 17-4 et 17-7 PH, est durcie par précipitation. Ce traitement thermique spécial augmente la résistance du métal à la fissuration par corrosion sous contrainte. Certains de ces PHSS sont austénitiques, d'autres martensitiques, et d'autres intermédiaires. L'alliage A-286 fut l'un des premiers dits « superalliages ».

Aciers inoxydables duplex

Les aciers duplex ont une structure combinant phases ferritique et austénitique, leur conférant presque le double de la résistance des variétés austénitiques. Avec une bonne résistance à la corrosion et une soudabilité semblable à celle des austénitiques, ils sont utilisés dans diverses applications spéciales — plates-formes offshore, vessels sous pression, par exemple — où la résistance mécanique est impérative.

Tableau récapitulatif des nuances AISI courantes

Nuance	Type	Description, points forts et applications typiques
201	Austénitique	Équivalent faible en nickel du 301, utilisé pour la coutellerie
202	Austénitique	Équivalent faible en nickel du 302, utilisé pour les ustensiles de cuisine
205	Austénitique	Faible écrouissage, pour l'emboutissage
301	Austénitique	Écrouissage élevé, pour caisses de remorques, fixations
302	Austénitique	Nuance usage général
303	Austénitique	Version à usinage libre du 302, pour décolletage
304	Austénitique	Faible carbone, nuance économique, non résistant à l'eau de mer mais soudable
304L	Austénitique	Carbone extra-faible améliorant la résistance à la corrosion post-soudage
305	Austénitique	Faible écrouissage, pour l'emboutissage
308	Austénitique	Teneur en alliage plus élevée pour résistance corrosion/chaleur, pour baguettes/fil de soudage
309	Austénitique	Haute température, résistant à l'écaillage, pour échangeurs de chaleur
310	Austénitique	Haute température, résistant à l'écaillage, pour fours
314	Austénitique	Haute résistance à l'écaillage, pour tubes radiants
316	Austénitique	Molybdène accru pour résistance à la corrosion améliorée en eau de mer
316L	Austénitique	Version bas carbone du 316 pour résistance post-soudage améliorée
317	Austénitique	Résistance à la corrosion et au fluage améliorée par rapport au 316
321	Austénitique	Version haute teneur en titane du 304 pour meilleures performances à haute température
329	Austéno-ferritique	Résistance à la corrosion générale, comme le 316, avec résistance au fissuration sous contrainte améliorée
330	Austénitique	Résistant à la cémentation, l'oxydation, le choc thermique, pour accessoires de traitement thermique
347	Austénitique	Version à résistance au fluage supérieure du 321, pour composants de réacteurs
348	Austénitique	Version faible rémanence du 321, pour service nucléaire
384	Austénitique	Faible écrouissage à froid, pour boulons, vis
403	Martensitique	Nuance turbine, pour aubes de turbines à vapeur
405	Ferritique	Nuance non durcissable du 403
409	Martensitique	Usage général, pour constructions ne nécessitant pas de traitement thermique
410	Martensitique	Usage général, pour pièces mécaniques (arbres, échappements auto)
414	Martensitique	Haute trempabilité, pour ressorts
416	Martensitique	Version à usinage libre du 410
420	Martensitique	Modification haute teneur en carbone du 410, pour instruments chirurgicaux
422	Martensitique	Haute résistance jusqu'à 650 °C, pour aubes de turbines
429	Ferritique	Meilleure soudabilité que le 430
430	Ferritique	Type chrome, non durcissable, pour paniers de recuit, lave-vaisselle
431	Martensitique	Usage spécial, durcissable, pour barres batteuses
434	Ferritique	430 modifié, pour haute résistance aux sels de déneigement
436	Ferritique	Nuance générale résistance corrosion/chaleur, pour garnitures auto
440A, B, C	Martensitique	Trempabilité la plus élevée des nuances inox, pour billes de roulements
442	Ferritique	Haute température et résistance à l'écaillage, pour fours
446	Ferritique	Haute température et résistance à l'écaillage, pour usage intermittent, tubes pyrométriques
501	Martensitique	Résistant à la chaleur avec haute résistance, pour équipements pétrochimiques
502	Ferritique	Résistant à la chaleur avec haute ductilité, pour équipements pétrochimiques

Résumé

Cet article a présenté un aperçu succinct des principaux types d'aciers inoxydables courants et des nuances communes. Pour plus d'informations sur d'autres produits, consultez nos autres guides ou visitez la plateforme Thomas Supplier Discovery pour localiser des sources d'approvisionnement potentielles ou consulter les détails de produits spécifiques.