Les nuances d'acier non corrosif se caractérisent par le fait qu'elles sont principalement constituées d'un alliage avec l'élément fer. Elles contiennent également plus de 10 % de chrome. La teneur en carbone de ces aciers est très faible, souvent inférieure à 0,05 %. L'acier inoxydable contient divers additifs dont l'existence ou la proportion permet de classer l'acier en sous-groupes. Les différents additifs tels que le nickel, le chrome, le titane, le niobium ou le molybdène apportent les différentes propriétés des aciers inoxydables. Ils diffèrent en termes de résistance à la corrosion ou de sensibilité à des températures élevées. Le chrome de l'alliage se combine avec l'oxygène. Il en résulte une couche de Cr2O3 à la surface de l'acier qui a un effet de passivation et confère au matériau la propriété de résistance à la corrosion.
Propriétés des aciers inoxydables
Les aciers inoxydables ont certaines propriétés communes.
Types d'aciers inoxydables
Il existe quatre types d'aciers inoxydables, qui diffèrent les uns des autres par leur composition et leurs propriétés. La caractéristique la plus importante est le mélange de nickel ou non, qui distingue les aciers ferritiques et martensitiques des aciers austénitiques.
Acier ferritique et martensitique
La teneur en chrome de l'acier ferritique et martensitique est comprise entre 12 et 18 pour cent. Cependant, il y a des écarts, surtout à la baisse. Les aciers ferritiques sont magnétiques et les aciers martensitiques ont une teneur en carbone assez élevée. Les aciers martensitiques peuvent donc être trempés.
Acier austénitique et super-acier austénitique
Les aciers austénitiques sont les plus courants parmi les aciers inoxydables. Dans ces aciers, on ajoute non seulement du chrome mais aussi du nickel. Une résistance à la corrosion encore plus élevée est produite par le molybdène. Cet acier est alors également appelé acier résistant aux acides. Les aciers super-austénitiques ont une teneur en nickel supérieure à 20 %.
Acier duplex
Si l'on ajoute du nickel à un acier ferritique à base de chrome, on obtient normalement un acier austénitique. Si la microstructure des formateurs de ferrite et d'austénite est maintenant ajustée de telle sorte qu'aucun alignement clair ne peut être fait en tant que microstructure austénitique, on parle alors d'acier duplex. L'acier duplex est donc un mélange des deux.
Acier ferritique et ses propriétés
L'acier ferritique est divisé en deux groupes, ceux qui contiennent 10,5 à 13 pour cent de chrome et ceux qui en contiennent environ 17 pour cent. Les aciers ferritiques contenant jusqu'à 13 % de chrome sont dits inertes. Leur résistance à la corrosion est plutôt faible, car plus la teneur en chrome est élevée, plus la résistance à la corrosion est élevée. Néanmoins, ces aciers ont une résistance à la corrosion plus élevée que les aciers martensitiques, où la forte teneur en carbone les pousse vers le bas. La soudabilité de l'acier ferritique est cependant très limitée, mais il peut être trempé dans certaines circonstances. Cependant, les aciers martensitiques sont plus adaptés au durcissement. Même si la résistance à la corrosion ne peut être classée comme moyenne que dans le deuxième groupe avec 17% de chrome, l'acier ferritique est justifié. Il est utilisé en particulier dans les environnements contenant du chlorure, où il est plus résistant que l'acier au chrome-nickel. Si ce n'est pas l'apparence qui compte. Il est également résistant aux piqûres. L'absence de nickel peut dans certains cas entraîner une fatigue plus rapide de l'acier ferritique que d'autres types d'acier. C'est le cas des milieux tels que le NH4CL, le NH4NO3, c'est-à-dire les milieux chauds sulfurés, ou le H2S. À très haute température, l'acier peut devenir cassant. L'acier ferritique est moins élastique que l'acier austénitique et n'est pas d'aussi bonne qualité. Ils ne peuvent être formés que par déformation à froid.
Zones d'application
Pour les vis en acier inoxydable, l'acier ferritique ne convient que si l'on souhaite une magnétisation. C'est pourquoi la plupart des vis sont en acier austénitique. Dans certains cas, cependant, la magnétisation est souhaitée, voire nécessaire. Il suffit de penser aux ustensiles de cuisine pour les cuisinières à induction ou même aux couteaux ou à certains outils. Dans ce cas, on se rabat sur l'acier ferritique magnétisable. En ajoutant du vanadium et souvent aussi du molybdène, les aciers deviennent durcissables et magnétiques. Mais souvent, on utilise aussi l'acier duplex, qui devient de plus en plus populaire avec ses avantages de mélange des deux structures ferritique et austénitique. L'acier ferritique est souvent utilisé comme matériau de base pour la production de pièces moulées pour l'industrie chimique, l'industrie du papier et l'industrie du traitement de l'eau. Les vannes et les composants des pompes à liquide en sont faits. On trouve des composants en acier ferritique sur les réservoirs d'eau chaude, les réservoirs de nitrate, dans les usines de traitement du pétrole et du gaz naturel, sur les fours et les chambres de combustion. Une application typique que vous avez probablement même en votre possession et que vous pouvez examiner de plus près, le tuyau d'échappement d'une voiture.