Maîtriser l'usinage de l'acier inoxydable 304 vs 316 : Techniques et différences clés

L'acier inoxydable est largement utilisé pour sa résistance à la corrosion. Il existe de nombreux grades, avec formabilité, résistance et usinabilité différentes. Le grade 304 (A2) contient 18-20 % chrome et 8-10 % nickel.

Le grade 316 (A4) contient environ 16 % chrome, 10 % nickel, et 2-3 % molybdène. Une des plus grandes différences est la présence de molybdène dans le 316, absent du 304. Cet élément aide à résister à la corrosion par chlorures. Le 316 contient aussi des traces de silicium, carbone, manganèse. La présence de molybdène fait du 316 l'acier inoxydable « grade marin ». Le type 316 résiste mieux à la corrosion chimique : acides gras et acide sulfurique à haute température. Le 316 supporte jusqu'à 1600 °F (870 °C). Comparé au 316, le 304 est moins résistant à la chaleur.

Quel grade d'acier inoxydable est le plus adapté à l'usinage ?

Les aciers inoxydables austénitiques sont généralement considérés comme difficiles à usiner. Les séries 400 sont plus faciles que les séries 300 (incluant 304 et 316). L'usinabilité du 304 et 316 est différente. Le type 303 est peut-être le plus facile de la série 300. Il est plus facile que le 304, ce qui en fait le premier choix pour accessoires, engrenages, fixations à tolérances strictes. Sa faiblesse relative explique pourquoi il est moins utilisé que le 304.

Le 304 est plus facile à usiner que le 316. Le 304 n'est pas seulement plus facile à usiner, mais aussi plus facile à nettoyer, raison pour laquelle il a tant de finitions différentes, et est utilisé pour les surfaces visibles. Le 316 n'est pas seulement difficile à usiner, mais nécessite aussi des outils spéciaux pour la coupe. Il résiste bien à la corrosion par piqûres, mais n'est pas facile à former, expliquant pourquoi il est réservé aux applications que d'autres types ne peuvent pas gérer.

Quel grade est plus facile à usiner

Les grades ont des teneurs admissibles en autres métaux pour maximiser l'usinabilité. En plus de la différence entre types, cela fait du 316 un acier plus facile à usiner que le 316B. L'indice d'usinabilité du 316 est 60, celui du 316B est 50, et celui du 304 et 304L est le même : 70. En comparaison, l'alliage 303 est le plus facile à usiner. Il a un indice de 150 avec une base de 100.

Comment améliorer l'usinabilité de l'acier inoxydable

L'ajout de soufre ou sélénium améliore aussi l'usinabilité, mais rend plus corrodable et interfère avec le soudage. La teneur en soufre du 303 est bien inférieure à celle du 304, et le carbone admissible pour l'acier soudable est plus bas. Exemple : 304 contient jusqu'à 0,08 % carbone, tandis que 304L (soudable) contient jusqu'à 0,03 %, ce qui n'affecte pas vraiment l'usinabilité.

Comment usiner 304 VS 316

Pour usiner le 304 ou 316, évitez les vibrations excessives et utilisez de grandes machines. Petits tours et fraiseuses ne peuvent pas couper ces grades. Pour tout type, on peut utiliser outils carbure ou acier rapide (HSS). À basses vitesses, les outils HSS sont meilleurs.

Tous les aciers inoxydables série 300 ont un certain durcissement par travail, et le 316 durcit plus facilement, nécessitant plus d'efforts pour l'éviter. Solution : utiliser des outils affûtés et les changer quand ils s'usent, travailler à vitesse plus lente et avance plus élevée qu'en usinage 304. Pour usiner le 304, vitesse plus lente. Pour le 304 complexe, coupe profonde à avance élevée pour minimiser le durcissement.

Conclusion

Dans le processus idéal pour usiner 304 et 316, il y a plusieurs façons de rendre tous les aciers série 300 plus faciles à usiner. Le traitement thermique peut rendre le métal plus facile, par exemple la normalisation chauffe l'acier au-dessus de la température de recuit. Le maintenir assez longtemps pour produire des grains d'austénite plus fins améliore l'usinabilité. Ces aciers ont une faible conductivité thermique. Attention à ne pas surchauffer la surface, ce qui cause des distorsions difficiles à réparer. Utiliser lubrification à l'huile pour réduire l'usure et refroidir. Huile minérale ou émulsion hydrosoluble, et outils carbure pour travailler à haute vitesse.