L’acier inoxydable compositions, particularités, utilisations

L'acier inoxydable : sa composition

L’acier inoxydable, couramment appelé « inox » est d’abord un acier, c’est-à-dire un alliage de fer (symbole Fe) et carbone (Symbole C), auquel on ajoute du chrome (symbole Cr), afin de le rendre moins sensible à la corrosion. Il existe de nombreuses nuances d’aciers inoxydables dont la composition varie selon le besoin. Les principaux éléments additionnés sont :

- Le nickel (symbole Ni), qui rend l’acier inoxydable plus ductile et plus malléable. Il est donc à éviter dans les domaines qui connaissent des frottements ;
- Le molybdène (symbole MO) qui permet l’amélioration de la tenue dans la plupart des milieux corrosifs, en particulier ceux qui sont acides, mais aussi dans les solutions phosphoriques, soufrées, et autres ;
- Le silicium (symbole Si), qui joue également un rôle dans la résistance à l’oxydation, notamment vis-à-vis des acides fortement oxydants (acide nitrique concentré ou acide sulfurique concentré chaud) ;
- Le manganèse (symbole Mn), qui est un substitut du nickel, qui apporte les mêmes propriétés ;
- Le phosphore (symbole chimique p, qui augmente fortement la trempabilité. Augmente la résistance à la corrosion
- Le Souffre (symbole chimique S), qui augmente l’usinabilité de l’inox


On distingue quatre grandes familles d’aciers inoxydables :

1/ Les aciers inoxydables dits « austénitiques » :

ce sont les aciers inoxydables à base de fer, chrome et nickel. Le nickel, dont la quantité varie d'une nuance à l'autre, est l'élément principal de cette catégorie d’aciers inoxydables, alors que la proportion de carbone est beaucoup plus faible. La part de nickel varie de 6 % à 21 %. Cette catégorie d’aciers inoxydables convient à l'écrouissage, au soudage et peut être utilisé à des températures élevées. Ils sont particulièrement résistants à la corrosion. Les principaux alliages de cette famille sont :

- Le 302, qui est la qualité de base, d’usage général ;
- Le 303, contenant plus de soufre et de phosphore pour en faciliter l'usinage ;
- Le 304, contenant moins de carbone, il est moins thermosensible. Particulièrement facile à souder, il présente en outre une bonne résistance à la corrosion à température ambiante
- Le 304L, qui est une variante du 304 contenant moins de 0.03% de Carbone, ce qui correspond à une très faible teneur en carbone, ce qui en facilite la soudure ;
- Le 316, contenant plus de nickel avec un apport en molybdène pour favoriser sa résistance à la corrosion ;
- Le 316L, nuance du 316 mais à faible teneur en carbone pour en faciliter la soudure.

2/ Les aciers inoxydables dits « ferritiques » : 

Ce sont les aciers inoxydables à base de fer et chrome qui ne peuvent pas être durcis de façon importante par traitement thermique. Cette catégorie d'aciers a une résistance de niveau intermédiaire à la corrosion, mais en y ajoutant du chrome on peut accroitre cette résistance. De fait, la concentration de chrome est généralement d'environ 10 % pour une bonne résistance à la corrosion, mais on trouve des concentrations supérieures de chrome (jusqu'à environ 20 %) pour accroître davantage la résistance à l'oxydation et au calaminage, notamment lorsque le métal est soumis à des températures très élevées. Ainsi, cette gamme d’aciers est particulièrement résistante à l'oxydation causée par l'air et par les solutions très oxydantes. Ainsi, ces alliages peuvent être utilisés à des températures très élevées, mais également avec des produits chimiques corrosifs et même en extérieur. Les principaux alliages de cette famille sont :

- Le 409, qui est la qualité de base ;
- Le 430, contenant plus de chrome pour accroître sa résistance à la corrosion ainsi que sa résistance thermique.

3/ Les aciers inoxydables dits « martensitiques » : 

Ce sont des alliages fer-chrome dont la proportion de chrome varie de 11 % à 18 % et qui peuvent être durcis par traitement thermique jusqu'à des degrés de résistance élevés. Les aciers de ce groupe sont les moins résistants à la corrosion. On peut leur ajouter du carbone pour accroître leur dureté, mais quand la concentration de carbone augmente, il faut également accroître la teneur en chrome, qui peut aller jusqu’à 14 %, afin de conserver une proportion de chrome d'au moins 10 %, afin de maintenir la résistance à la corrosion. Les aciers de type martensitiques sont principalement utilisés dans la fabrication d’objets qui doivent résister à l'oxydation causée par l'air, par des produits chimiques légèrement corrosifs ou par des conditions particulières liées à l'humidité ou la sécheresse. C'est le cas par exemple des couverts de table et ustensiles de cuisine. Les principaux alliages de cette famille sont :

- Le 410, qui est la qualité de base d’usage général ;
- Le 416, qui est une variante du 410 contenant plus de soufre pour en faciliter l’usinage ;
- Le 431, contenant plus de chrome pour accroître sa résistance ;
- Le 420, contenant plus de carbone pour augmenter sa dureté et sa résistance à la corrosion.

4/ Les aciers inoxydables dits « duplex » : 

Ce sont des alliages fer-chrome-nickel dont la structure est mixte, à la fois austénitique et ferritique. Ils sont généralement plus résistants à la corrosion que la plupart des nuances courantes austénitiques et ferritiques et peuvent subir un traitement thermique afin de leur donner un degré de résistance élevé. Les principaux alliages de cette famille sont :

- Le 15-5, Facile à traiter thermiquement et très résistant à la corrosion, il convient particulièrement aux applications sous haute pression.
- Le 17-4, contient du chrome, du nickel, du cuivre, du niobium, du tantale et du carbone qui lui confèrent une grande résistance à la corrosion et un très bon durcissement par traitement thermique.

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