Les caractéristiques de l'acier inoxydable austénitique
Les aciers austénitiques sont des aciers inoxydables non magnétiques qui contiennent des niveaux élevés de chrome et de nickel et de faibles niveaux de carbone. Connus pour leur aptitude au formage et leur résistance à la corrosion , les aciers austénitiques sont la nuance d'acier inoxydable la plus largement utilisée.
Définition des caractéristiques
Les aciers ferritiques ont une structure de grain cubique centrée (BCC), mais la gamme austénitique des aciers inoxydables est définie par leur structure cristalline cubique à faces centrées (FCC), qui a un atome à chaque coin du cube et un au milieu de chaque visage.
Cette structure de grains se forme lorsqu'une quantité suffisante de nickel est ajoutée à l'alliage, de 8 à 10% dans un alliage de chrome standard à 18%.
En plus d'être non magnétiques, les aciers inoxydables austénitiques ne peuvent pas être traités thermiquement. Cependant, ils peuvent être travaillés à froid pour améliorer la dureté, la résistance et la résistance au stress. Une solution de recuit chauffée à 1045 ° C, suivie d'une trempe ou d'un refroidissement rapide, rétablira l'état d'origine de l'alliage, notamment en éliminant la ségrégation de l'alliage et en rétablissant la ductilité après le travail à froid.
Les aciers austénitiques à base de nickel sont classés en séries 300. Le plus commun est le grade 304 , qui contient généralement 18% de chrome et 8% de nickel.
Huit pour cent est la quantité minimale de nickel qui peut être ajoutée à un acier inoxydable contenant 18% de chrome afin de convertir complètement la ferrite en austénite. Le molybdène peut également être ajouté à un niveau d'environ 2% pour le grade 316 afin d'améliorer la résistance à la corrosion.
Bien que le nickel soit l'élément d'alliage le plus couramment utilisé pour produire des aciers austénitiques, l'azote offre une autre possibilité. Les aciers inoxydables à faible teneur en nickel et haute teneur en azote sont classés en série 200. Parce qu'il s'agit d'un gaz, cependant, seules des quantités limitées d'azote peuvent être ajoutées avant que des effets délétères n'apparaissent, y compris la formation de nitrures et la porosité du gaz qui affaiblit l'alliage.
L'addition de manganèse , également un formateur d'austénite, combinée à l'inclusion d'azote permet d'ajouter de plus grandes quantités de gaz. En conséquence, ces deux éléments, ainsi que le cuivre - qui a également des propriétés de formation d'austénite - sont souvent utilisés pour remplacer le nickel dans les aciers inoxydables de la série 200 .
Les séries 200, également appelées aciers inoxydables au chrome-manganèse (CrMn), ont été mises au point dans les années 1940 et 1950, alors que le nickel faisait défaut et que les prix étaient élevés. Il est maintenant considéré comme un substitut rentable pour les aciers inoxydables de série 300 qui peuvent fournir un avantage supplémentaire de la limite d'élasticité améliorée.
Les nuances droites d'aciers inoxydables austénitiques ont une teneur maximale en carbone de 0,08%. Les grades à faible teneur en carbone ou «L» contiennent une teneur maximale en carbone de 0,03% afin d'éviter la précipitation du carbure.
Les aciers austénitiques sont non magnétiques à l'état recuit, bien qu'ils puissent devenir légèrement magnétiques lorsqu'ils sont travaillés à froid . Ils ont une bonne aptitude au formage et à la soudabilité, ainsi qu'une excellente ténacité, en particulier à des températures basses ou cryogéniques. Les nuances austénitiques ont également une faible limite d'élasticité et une résistance à la traction relativement élevée.
Alors que les aciers austénitiques sont plus chers que les aciers inoxydables ferritiques, ils sont généralement plus durables et résistants à la corrosion.
Applications
Les aciers inoxydables austénitiques sont utilisés dans un large éventail d'applications, y compris
- Garniture automobile
- Batterie de cuisine
- Équipement de nourriture et de boisson
- Équipement industriel
Applications par grade
304 et 304L (qualité standard):
- réservoirs
- Récipients de stockage et tuyaux pour liquides corrosifs
- Industrie minière, chimique, cryogénique, agroalimentaire et pharmaceutique
- Coutellerie
- Architecture
- Puits
309 et 310 (nuances de chrome et de nickel):
- Composants du four, du four et du convertisseur catalytique
318 et 316L (qualités à haute teneur en molybdène):
- Réservoirs de stockage de produits chimiques, récipients sous pression et tuyauterie
321 et 316Ti (grades «stabilisés»):
- Post-combustion
- Super chauffe
- Compensateurs
- Soufflet d'expansion
Série 200 (nuances de nickel faible):
- Lave-vaisselle et machines à laver
- Coutellerie et ustensiles de cuisine
- Réservoirs d'eau internes
- Architecture intérieure et non structurelle
- Équipement de nourriture et de boisson
- Pièces automobiles