Acier inoxydable 304 vs 316 : principales différences expliquées

Les aciers inoxydables 304 et 316 sont les deux grades d'acier inoxydable les plus couramment utilisés. Les deux grades contiennent des quantités abondantes de chrome et de nickel ; pour cette raison, ils résistent bien à la chaleur, à l'abrasion et à la corrosion.

Cependant, il peut être difficile de distinguer entre les aciers inoxydables 304 et 316, car les différences entre les deux ne peuvent pas être déterminées par inspection visuelle. Pour vérifier chaque alliage, un rapport d'essai de matériau (MTR) sera requis, ou des spectromètres XRF devront être utilisés pour authentifier chaque métal. Bien qu'ils aient de nombreuses similitudes, certaines propriétés uniques de chacun peuvent affecter la qualité et la longévité de leurs utilisations prévues. Il est important de savoir quel métal fonctionnerait le mieux pour votre application spécifique.

Dans cet article, nous comparons et contrastons les aciers inoxydables 304 vs 316 et détaillons les applications idéales de chacun.

Acier inoxydable 304 vs 316 : similitudes et différences des propriétés de base

Ci-dessous, nous détaillons les similitudes et différences entre les propriétés physiques, chimiques, mécaniques et d'usinage essentielles des aciers inoxydables 304 vs 316.

Propriétés physiques

	Acier inoxydable 304	Acier inoxydable 316
Point de fusion	1450 °C	1400 °C
Densité	8,00 g/cm³	8,00 g/cm³
Dilatation thermique	17,2 x10⁻⁶/K	15,9 x 10⁻⁶/K
Module d'élasticité	193 GPa	193 GPa
Conductivité thermique	16,2 W/m·K	16,3 W/m·K

Les deux alliages d'acier inoxydable 304 et 316 sont également denses, élastiques et réactifs à la conductivité thermique. Cependant, l'acier inoxydable 304 a un point de fusion plus élevé et une meilleure conductivité thermique que l'acier inoxydable 316. Néanmoins, les deux alliages montrent une excellente résistance à l'oxydation en service intermittent jusqu'à 870 °C et en service continu à 925 °C.

Composition chimique

L'acier inoxydable 304 contient 18 % de chrome et 8 % de nickel, tandis que l'acier inoxydable 316 contient 16 % de chrome, 10 % de nickel et 2 % de molybdène. Le molybdène dans l'acier inoxydable 316 le rend plus résistant à la corrosion que l'acier inoxydable 304, mais aussi plus cher.

Propriétés mécaniques

	Acier inoxydable 304	Acier inoxydable 316
Résistance à la traction	500-700 MPa	400-620 MPa
Allongement	45% min	45% min
Dureté (Brinell)	215 max HB	149 max HB
Preuve de contrainte	230 MPa	210 MPa

Comme indiqué dans le tableau ci-dessus, les deux alliages ont une résistance à la traction élevée ; cependant, le molybdène dans l'acier inoxydable 316 lui donne une résistance et une durabilité encore plus élevées. Cependant, l'acier inoxydable 304 est plus malléable.

Usinabilité et soudabilité

Selon les normes établies par l'American Iron and Steel Institute (AISI), les notes d'usinabilité des aciers inoxydables 304 et 316 sont respectivement de 70 et 60, ce qui signifie que le premier est plus facile à usiner que le second. C'est pourquoi l'acier inoxydable 304 a une grande variété de finitions et est idéal pour les applications nécessitant un extérieur lisse et brillant (par exemple, les ailes de voiture et les plateaux de service).

Puisque les aciers inoxydables 304 et 316 sont tous deux sujets à l'écrouissage, des efforts d'usinage spéciaux sont requis. Il est essentiel d'usiner ces alliages lentement sous un taux d'avance élevé. Des outils tranchants doivent être utilisés, et dès qu'ils commencent à s'user, ils doivent être immédiatement remplacés. Les deux types d'acier inoxydable nécessitent des scies industrielles avancées et des outils à grande vitesse en carbure cémenté ou en acier rapide.

La soudabilité du 304 vs 316 acier inoxydable dépend de leur teneur en carbone. Les deux alliages ont une teneur en carbone de 0,08 %. Cependant, en raison de la différence globale dans leurs éléments d'alliage, l'acier inoxydable 316 est plus facile à souder avec toutes les méthodes de soudage standard. Après soudage, les pièces en acier inoxydable 316 nécessitent un recuit pour éviter la corrosion. Cependant, avec l'acier inoxydable 316L, le recuit post-soudage n'est pas nécessaire.

Comprendre les applications de l'acier inoxydable 304 et 316

Les aciers inoxydables de la série 300 sont connus pour offrir une excellente résistance à la corrosion. Cependant, l'environnement d'application impacte la sélection du matériau.

Pour mieux comprendre la résistance à la corrosion des aciers inoxydables 304 vs 316, nous avons fourni deux tableaux : le premier affiche les différentes catégories de corrosivité fournies par l'ISO 12944. Les grades C1-C5 représentent des niveaux croissants de corrosivité (C1 étant très faible et C5 très élevé). Le second tableau représente les environnements idéaux pour ces métaux en fonction de leurs grades de corrosion.

	Grade C1	Grade C2	Grade C3	Grade C4	Grade C5
316 AI	✓	✓	✓	✓	✓
304 AI	✓	✓	✓	✓

L'acier inoxydable 316 est largement utilisé dans les environnements marins, grâce à la teneur supplémentaire en molybdène. Le molybdène offre une immunité contre les attaques chimiques, y compris les chlorures, bromures et acides gras à températures élevées, rendant l'acier inoxydable 316 approprié pour les équipements de traitement chimique. Le molybdène protège également l'acier inoxydable 316 de la contamination métallique – un défi majeur pour les industries alimentaires et pharmaceutiques.

Les aciers inoxydables 304 sont riches en chrome. En combinaison avec le nickel, le chrome ajoute une résistance supplémentaire à l'alliage, améliorant encore la résistance à la corrosion, en particulier contre les acides oxydants. Cela rend les aciers inoxydables 304 faciles à désinfecter dans les applications de cuisine et alimentaires. Cependant, son manque de molybdène le rend sensible à la corrosion dans les environnements difficiles, contrairement aux alliages 316. Si vous risquez d'exposer une structure 304 à un environnement chloré, elle développera des « piqûres » sous la barrière protectrice de chrome et pourra compromettre les structures internes.

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