Acier inoxydable peut être divisé en différents types en fonction de sa microstructure et de sa composition, et chaque type d'acier inoxydable a des performances et des applications différentes. Cet article se concentrera sur cinq types courants de Acier inoxydable : acier inoxydable austénitique, acier inoxydable ferritique, acier inoxydable martensitique, acier inoxydable duplex et acier inoxydable à durcissement par précipitation.
1. Acier Inoxydable Austénitique
L'acier inoxydable austénitique est un type d'acier inoxydable caractérisé par une structure cristalline austénitique. Les principaux éléments alliés de l'acier inoxydable austénitique sont le chrome (Cr) et le nickel (Ni), dont le chrome est généralement supérieur à 18 % et le nickel est généralement supérieur à 8 %. En raison de sa teneur élevée en nickel, l'acier inoxydable austénitique possède généralement une bonne résistance à la corrosion, une ductilité et une tenacité à basse température.
La structure cristalline de l'acier inoxydable austénitique est cubique à centre facial (FCC), ce qui lui confère une grande plasticité et ductilité, lui permettant de maintenir de bonnes propriétés mécaniques dans des conditions extrêmes.
Classification de l'acier inoxydable austénitique :
L'acier inoxydable austénitique peut être divisé en les types suivants selon sa composition chimique et ses caractéristiques de performance :
acier inoxydable 304 (1.4301) : un alliage de 18 % de chrome et 8 % de nickel, avec de bonnes performances globales, adapté à divers environnements légèrement corrosifs.
Acier inoxydable 316 (1.4401) : 2 %-3 % de molybdène sont ajoutés au 304, ce qui améliore considérablement la résistance à la corrosion par les chlorures et est adapté à des lieux plus corrosifs tels que les environnements marins et les équipements chimiques.
Acier inoxydable 321 (1.4541) : du titane est ajouté, offrant une meilleure résistance à la corrosion intergranulaire et est souvent utilisé dans des équipements à haute température.
Acier inoxydable 904L (1.4539) : contient des éléments alliés comme le cuivre en plus grande quantité, offrant une résistance accrue à la corrosion, et est souvent utilisé dans les systèmes de refroidissement à eau de mer, le traitement des gaz acides et d'autres environnements.
Caractéristiques de l'acier inoxydable austénitique :
- Bonne résistance à la corrosion : L'acier inoxydable austénitique présente une bonne résistance à la corrosion dans la plupart des environnements acides et alcalins, en particulier une forte résistance à la corrosion par les chlorures.
- Bonne travaillabilité : En raison de la grande ductilité de la structure austénitique, l'acier inoxydable austénitique est très adapté aux procédés de transformation tels que l'estampage, le tirage et la soudure.
- Bonne tenacité à basse température : L'acier inoxydable austénitique peut encore maintenir une bonne tenacité dans les environnements à basse température et est adapté à l'utilisation dans les équipements à basse température.
- Grande difficulté de traitement thermique : Bien que l'acier inoxydable austénitique ait d'excellentes performances dans des conditions normales, il est difficile à traiter thermiquement, surtout à haute température, où il est sujet à la corrosion intergranulaire.
Domaines d'application de l'acier inoxydable austénitique :
- Industries agroalimentaire et pharmaceutique : Les aciers inoxydables 304 et 316 sont largement utilisés dans les équipements de traitement alimentaire, les équipements pharmaceutiques et les installations de traitement de l'eau potable.
- Industrie chimique et pétrochimique : La résistance à la corrosion en fait un matériau adapté pour des conteneurs chimiques, des réacteurs, des pipelines et d'autres équipements.
- Décoration architecturale et industrie des appareils électroménagers : L'acier inoxydable austénitique a une apparence élégante et une résistance à la corrosion, et est souvent utilisé pour les murs extérieurs des bâtiments, les ponts et diverses pièces d'appareils électroménagers.
- Matériel médical : En raison de sa très bonne biocompatibilité, l'acier inoxydable austénitique est largement utilisé dans les instruments chirurgicaux, les prothèses articulaires, etc.
2.Acier inoxydable ferritique
L'acier inoxydable ferritique est un type d'acier inoxydable ayant une structure cristalline ferritique. Son principal élément allié est le chrome (Cr), dont la teneur en chrome est généralement comprise entre 10,5 % et 30 %, tandis que la teneur en nickel est faible (généralement inférieure à 1 %). L'acier inoxydable ferritique a un prix plus bas et une meilleure résistance à l'oxydation, et convient particulièrement aux environnements à haute température et faibles exigences en termes de résistance à la corrosion.
Classification de l'acier inoxydable ferritique :
Acier inoxydable 430 (1.4016) : La teneur en chrome est d'environ 17 %, avec une bonne résistance à la corrosion et à l'oxydation, et est largement utilisé dans les équipements de cuisine, les systèmes d'échappement automobile, etc.
Acier inoxydable 446 (1.4762) : Il a une teneur en chrome plus élevée (environ 24 % à 27 %), donc il offre une meilleure résistance à haute température et est souvent utilisé dans les chaudières, les cuisinières, les moteurs de fusées, etc.
Acier inoxydable 439 (1.4510) : Contient 16 %-18 % de chrome, principalement utilisé dans l'automobile, les chaudières et les échangeurs de chaleur, avec une bonne résistance à la corrosion et à la soudabilité.
Caractéristiques de l'acier inoxydable ferritique
- Bonne résistance à haute température : L'acier inoxydable ferritique a une forte résistance à l'oxydation dans des environnements à haute température, et est particulièrement adapté aux environnements de travail à haute température.
- Bonne résistance à la corrosion : L'acier inoxydable ferritique a une bonne résistance à la corrosion pour les acides, bases et substances oxydantes générales, surtout à haute température.
- Mauvaise soudabilité : l'acier inoxydable ferritique est sujet à des fissures lors du soudage, ce qui impose des exigences élevées en matière de technologie de soudage.
- Mauvaise ductilité : comparé à l'acier inoxydable austénitique, l'acier inoxydable ferritique a une ductilité inférieure et n'est pas adapté aux processus de déformation complexe.
Domaines d'application de l'acier inoxydable ferritique
- Industrie automobile : utilisé de manière répandue dans les pots d'échappement et pièces automobiles.
- Matériel de cuisine : tels que les évier, cuisinières, vaisselle, etc.
- Chaudières et échangeurs de chaleur : adapté aux environnements à haute température, comme les doublures de chaudière, échangeurs de chaleur, etc.
- Décoration architecturale : utilisé pour des applications décoratives résistantes à la chaleur, comme les toits, murs extérieurs, etc.
3.Acier inoxydable martensitique
L'acier inoxydable martensitique est un type d'acier inoxydable dont la structure cristalline principale est martensitique. Sa composition en alliages contient généralement 12 % à 18 % de chrome et une faible quantité de nickel. En raison de sa grande dureté et de sa résistance, l'acier inoxydable martensitique est souvent utilisé dans des applications nécessitant une haute résistance et une bonne résistance à l'usure, mais sa résistance à la corrosion est limitée.
Classification de l'acier inoxydable martensitique :
Acier inoxydable 410 (1.4006) : Contient 12 % à 14 % de chrome et une teneur en carbone élevée, avec une bonne résistance à l'usure et une résistance modérée à la corrosion. Il est couramment utilisé pour fabriquer des couteaux, des pièces mécaniques, etc.
Acier inoxydable 420 (1.4021) : Contient plus de carbone que l'acier inoxydable 410, possède une dureté et une résistance à l'usure supérieures, et convient aux couteaux, instruments chirurgicaux, etc.
Acier inoxydable 440C (1.4125) : Contient jusqu'à 1,2 % de carbone, présente une très grande dureté et une excellente résistance à l'usure, et est adapté à la fabrication d'outils et de roulements à haute dureté.
Caractéristiques de l'acier inoxydable martensitique :
- Haute résistance et dureté : L'acier inoxydable martensitique peut obtenir une dureté et une résistance extrêmement élevées après traitement thermique, ce qui est adapté pour des applications nécessitant une résistance à l'usure et des exigences de haute résistance.
- Mauvaise résistance à la corrosion : Comparé aux aciers inoxydables austénitiques et ferritiques, les aciers inoxydables martensitiques ont une mauvaise résistance à la corrosion, surtout dans des environnements humides ou corrosifs.
- Faible ductilité : En raison de sa grande dureté, les aciers inoxydables martensitiques ont une faible ductilité et sont difficiles à travailler à froid.
Domaines d'application des aciers inoxydables martensitiques
- Couteaux et outils de coupe : Les aciers inoxydables martensitiques sont largement utilisés dans les couteaux, scalpels, ciseaux, grattoirs et autres outils nécessitant des arêtes tranchantes.
- Roulements et pièces mécaniques : Les aciers inoxydables martensitiques sont adaptés pour des pièces mécaniques telles que roulements et engrenages nécessitant une haute résistance et une résistance à l'usure.
- Matériel médical : tels que les instruments chirurgicaux, les instruments dentaires, etc.
- Corps de pompes et vannes : Utilisés dans les corps de pompes, les vannes et autres pièces nécessitant une grande résistance à la pression et à l'usure dans des industries telles que le pétrochimique et les centrales nucléaires.
4.Acier inoxydable duplex
L'acier inoxydable duplex est un type d'acier inoxydable ayant une double structure cristalline d'austénite et de ferrite. Sa microstructure est généralement composée de 50 % de phase austénitique et de 50 % de phase ferritique. L'acier inoxydable duplex combine les avantages des deux phases et peut maintenir une bonne résistance à la corrosion et une forte résistance aux fissures tout en assurant une haute résistance.
Classification de l'acier inoxydable duplex :
acier inoxydable duplex 2205 (1.4462) : Il contient 22 % de chrome et 5 % de nickel, avec ajout d'azote. Il présente une très bonne résistance à la corrosion et une résistance élevée à la fissuration par corrosion sous contrainte. Il est souvent utilisé dans les secteurs maritimes, pétroliers et chimiques.
Acier inoxydable duplex 2507 (1.4410) : Il contient un pourcentage plus élevé de chrome (25 %) et de nickel (7 %), ainsi qu'une quantité supérieure de molybdène. Il offre une résistance accrue à la corrosion et est adapté aux environnements corrosifs extrêmes, tels que l'ingénierie maritime, l'industrie pétrolière et gazière, etc.
Caractéristiques de l'acier inoxydable duplex :
- Excellente résistance à la corrosion : La résistance à la corrosion de l'acier inoxydable duplex est meilleure que celle des aciers inoxydables ferritiques conventionnels et approche celle des aciers inoxydables austénitiques, en particulier dans les environnements de corrosion chlorée et acide.
- Haute résistance et résistance à haute pression : En raison de sa structure unique, l'acier inoxydable duplex combine les avantages de l'austénite et de la ferrite, et sa résistance est beaucoup plus élevée que celle des aciers inoxydables austénitiques ou ferritiques simples, ce qui le rend approprié pour être utilisé dans des environnements à haute pression et haute température.
- Bonne résistance aux fissurations par craquèlement et à la corrosion sous contrainte : Comparé à l'acier inoxydable austénitique, l'acier inoxydable duplex offre une meilleure résistance à la corrosion sous contrainte (CSC), ce qui le rend adapté pour être utilisé dans des environnements industriels sévères.
- Excellente travaillabilité et soudabilité : La travaillabilité et la soudabilité de l'acier inoxydable duplex sont relativement bonnes, mais restent légèrement inférieures à celles de l'acier inoxydable austénitique.
Domaines d'application de l'acier inoxydable duplex
- Génie maritime : Appliqué dans les plates-formes offshore, les pipelines sous-marins, les structures de navires et autres domaines.
- Pétrole et gaz : L'acier inoxydable duplex est largement utilisé dans les pipelines résistants à la corrosion, les réservoirs de stockage, les échangeurs de chaleur et autres équipements.
- Industrie électrique : En particulier dans les équipements des centrales nucléaires et thermiques, l'acier inoxydable duplex est souvent utilisé dans les conduites de vapeur, les composants de chaudière et autres parties.
5. Acier inoxydable au durcissement par précipitation
L'acier inoxydable à durcissement par précipitation est un acier inoxydable spécial qui peut considérablement améliorer sa résistance et sa dureté grâce au mécanisme de durcissement par précipitation lors du traitement thermique. Ce type d'acier contient généralement des éléments tels que le chrome, le nickel, le cuivre et l'aluminium. En contrôlant la température et le temps de traitement thermique, les particules de la deuxième phase dissoutes dans la matrice de l'alliage sont précipitées, ce qui améliore considérablement les propriétés mécaniques du matériau. L'acier inoxydable à durcissement par précipitation présente non seulement une grande résistance et dureté, mais il conserve également une bonne résistance à la corrosion.
Classification de l'acier inoxydable à durcissement par précipitation
17-4 PH (acier 630) : Contient des éléments tels que le chrome, le nickel et le cuivre, possède une haute résistance et une bonne résistance à la corrosion, et est principalement utilisé dans les industries aérospatiale, nucléaire et chimique.
15-5 PH : Contient une petite quantité de niobium et de molybdène, possède une bonne résistance à la traction et à la corrosion, et est principalement utilisé dans les équipements chimiques, l'aérospatial, etc.
13-8 Mo : Ajoute du molybdène et une certaine quantité de niobium, possède une grande résistance mécanique et à la fatigue, et est souvent utilisé dans les récipients sous haute pression, les équipements pneumatiques et d'autres domaines.
PH 800 : Avec une grande force et une grande ténacité, il est largement utilisé dans la fabrication d'équipements à haute température et haute pression.
Caractéristiques de l'acier inoxydable à durcissement par précipitation :
- Une force et une dureté extrêmement élevées : Grâce au processus de durcissement par précipitation, l'acier inoxydable à durcissement par précipitation peut considérablement améliorer la force et la dureté du matériau sans sacrifier la résistance à la corrosion.
- Bonne résistance à la corrosion : L'acier inoxydable à durcissement par précipitation présente une résistance à la corrosion relativement bonne, surtout dans des environnements neutres, faiblement acides et faiblement alcalins.
- Bonne résistance à la fatigue et à l'usure : En raison de sa dureté et de sa résistance exceptionnelles, l'acier inoxydable à durcissement par précipitation présente une bonne résistance à la fatigue et à l'usure.
- Forte adjustabilité : Grâce à différents traitements thermiques, les propriétés mécaniques de l'acier inoxydable à durcissement par précipitation peuvent être ajustées selon les besoins pour répondre aux exigences d'applications variées.
Domaines d'application de l'acier inoxydable à durcissement par précipitation
- Aéronautique : L'acier inoxydable à durcissement par précipitation est utilisé pour fabriquer des pièces de haute résistance et hautement résistantes à la corrosion, telles que des pièces de moteurs d'avions, des pales de turbine, des buses et des fuselages.
- Industrie nucléaire : Dans des environnements à haute température et fortement irradiés tels que les réacteurs nucléaires et les centrales nucléaires, l'acier inoxydable à durcissement par précipitation peut offrir une plus grande résistance et une meilleure résistance à la corrosion.
- Pétrole et gaz : Convient pour la fabrication d'équipements à haute pression et haute résistance tels que les plates-formes de forage pétrolier, les pipelines de gaz et pétrole à haute pression et les corps de pompes.
- Réservoirs à haute pression et équipements chimiques : L'acier inoxydable à durcissement par précipitation est principalement utilisé dans les réacteurs chimiques, les réservoirs de stockage, les réacteurs et autres équipements.
De l'austénitique Acier Inoxydable, à l'acier inoxydable ferritique, à acier inoxydable martensitique en passant par l'acier inoxydable duplex et l'acier inoxydable à durcissement par précipitation, chaque type d'acier inoxydable a sa propre composition chimique, microstructure et caractéristiques de performance pour s'adapter à différents environnements de travail et exigences d'application. Il est crucial de choisir le bon type d'acier inoxydable selon les besoins spécifiques d'utilisation.
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