L'acier inoxydable est généralement un terme général désignant l'acier inoxydable et l'acier résistant aux acides. L'acier inoxydable désigne l'acier qui résiste aux milieux faibles tels que la corrosion atmosphérique, à la vapeur et à l'eau, tandis que l'acier résistant aux acides désigne l'acier qui résiste aux milieux corrosifs chimiques tels que la corrosion par les acides, les alcalis et les sels. La différence entre l'acier inoxydable et l'acier inoxydable réside dans la composition du nickel.
Le fer inoxydable est un type d'acier inoxydable fabriqué en traitant de la ferraille recyclée, du plomb, de l'acier et d'autres matériaux par traitement au four secondaire et désinterisation. Ses modèles incluent 409, 410, 430, 444, qui appartiennent aux aciers inoxydables martensitiques et ferritiques. Il possède des propriétés magnétiques lorsqu'il est utilisé comme aimant. Les aciers inoxydables austénitiques comprennent les 201, 202, 304, 321, 316L, etc.
L'acier inoxydable (également connu sous le nom d'acier résistant aux acides) désigne un acier capable de résister à la corrosion provenant de milieux chimiques atmosphériques ou acides. L'acier inoxydable n'est pas exempt de rouille, mais son comportement à la corrosion varie selon les milieux. Il existe de nombreux types d'acier inoxydable avec des propriétés différentes, et ils ont progressivement formé plusieurs grandes catégories au cours du processus de développement.
Selon la structure organisationnelle, il peut être divisé en quatre catégories : acier inoxydable martensitique (y compris l'acier inoxydable durci par précipitation), acier inoxydable ferritique, acier inoxydable austénitique et acier inoxydable duplex austénitique-ferritique ;
Selon la composition chimique principale de l'acier ou certains éléments caractéristiques dans l'acier, il peut être classé en acier inoxydable au chrome, acier inoxydable au chrome-nickel, acier inoxydable au chrome-nickel-molybdène, acier inoxydable à faible teneur en carbone, acier inoxydable à haute teneur en molybdène, acier inoxydable de haute pureté, etc ;
Selon les caractéristiques de performance et les applications de l'acier, il peut être classé en acier inoxydable résistant à l'acide nitrique, acier inoxydable résistant à l'acide sulfurique, acier inoxydable résistant à la corrosion par piqûres, acier inoxydable résistant à la corrosion par contrainte, acier inoxydable à haute résistance, etc;
Selon les caractéristiques fonctionnelles de l'acier, il peut être classé en acier inoxydable à basse température, acier inoxydable non magnétique, acier inoxydable facile à couper, acier inoxydable superplastique, etc.
La méthode de classification couramment utilisée actuellement est basée sur les caractéristiques structurelles et la composition chimique de l'acier, ainsi qu'une combinaison des deux. Généralement divisée en acier inoxydable martensitique, acier inoxydable ferritique, acier inoxydable austénitique, acier inoxydable duplex, et acier inoxydable à durcissement par précipitation, ou en deux catégories : acier inoxydable au chrome et acier inoxydable au nickel.
a、 Acier inoxydable martensitique
L'acier inoxydable martensitique couramment utilisé a une teneur en carbone de 0,1 à 0,45 % et une teneur en chrome de 12 à 14 %, appartenant à l'acier inoxydable au chrome, faisant généralement référence à l'acier inoxydable de type Cr13. Les nuances d'acier typiques comprennent le 1Cr13, le 2Cr13, le 3Cr13, le 4Cr13, etc. Ce type d'acier est généralement utilisé pour fabriquer diverses vannes, pompes et autres pièces pouvant supporter des charges et nécessitant une résistance à la corrosion, ainsi que certains outils inoxydables.
Afin d'améliorer la résistance à la corrosion, la teneur en carbone de l'acier inoxydable martensitique est contrôlée dans une plage très faible, ne dépassant généralement pas 0,4 %. Plus la teneur en carbone est faible, meilleure est la résistance à la corrosion de l'acier, tandis que plus la teneur en carbone est élevée, plus la teneur en carbone dans la matrice est élevée, ce qui entraîne une résistance et une dureté plus élevées de l'acier ; plus la teneur en carbone est élevée, plus il se forme de carbures de chrome, et sa résistance à la corrosion s'aggrave. Il n'est pas difficile de constater que les indicateurs de résistance et de dureté du 4Cr13 sont meilleurs que ceux du 1Cr13, mais sa résistance à la corrosion n'est pas aussi bonne que celle du 1Cr13.
Le 1Cr13 et le 2Cr13 ont la capacité de résister à la corrosion atmosphérique, à la vapeur et à d'autres milieux, et sont souvent utilisés comme aciers structuraux résistants à la corrosion. Afin d'obtenir de bonnes performances globales, un trempage et un revenu à haute température (600-700 ℃) sont souvent utilisés pour obtenir de la martensite revenue, qui est utilisée pour fabriquer des aubes de turbine, des accessoires de tubes de chaudière, etc. Cependant, les aciers 3Cr13 et 4Cr13 ont une résistance à la corrosion relativement médiocre en raison de leur teneur en carbone plus élevée. Par trempage et revenu à basse température (200 ~ 300 ℃), on obtient de la martensite revenue, qui possède une résistance et une dureté élevées (HRC jusqu'à 50). Par conséquent, ils sont souvent utilisés comme aciers à outils pour fabriquer des dispositifs médicaux, des outils de coupe, des arbres de pompe à huile chaude, etc.
b、 Acier inoxydable ferritique
L'acier inoxydable ferritique couramment utilisé a une teneur en carbone inférieure à 0,15 % et une teneur en chrome de 12 à 30 %, ce qui appartient également à l'acier inoxydable au chrome. Les nuances d'acier typiques comprennent 0Cr13, 1Cr17, 1Cr17Ti, 1Cr28, etc. En raison de la diminution correspondante de la teneur en carbone et de l'augmentation de la teneur en chrome, la microstructure de l'acier reste une structure ferritique monophasée lorsqu'elle est chauffée de la température ambiante à la température élevée (960-1100 ℃). Sa résistance à la corrosion, sa plasticité et sa soudabilité sont toutes supérieures à celles de l'acier inoxydable martensitique. Pour l'acier inoxydable ferritique à haute teneur en chrome, sa capacité à résister à la corrosion moyenne est forte, et sa résistance à la corrosion s'améliore encore avec l'augmentation de la teneur en chrome.
L'ajout de titane à l'acier permet d'affiner la taille des grains, de stabiliser le carbone et l'azote, et d'améliorer la ténacité et la soudabilité de l'acier. L'acier inoxydable ferritique ne peut pas être renforcé par des méthodes de traitement thermique car il ne subit pas de transformation de phase lors du chauffage et du refroidissement. Si le grain s'épaissit pendant le processus de chauffage, seule une déformation plastique à froid et une recristallisation peuvent être utilisées pour améliorer la structure et les propriétés. Si ce type d'acier reste à 450-550 ℃, cela provoquera une fragilisation de l'acier, connue sous le nom de "fragilité à 475 ℃". En chauffant à environ 600 ℃ puis en refroidissant rapidement, la fragilisation peut être éliminée. Il convient également de noter que ce type d'acier, lorsqu'il est chauffé pendant une longue période à 600-800 ℃, produira également une phase σ dure et cassante, entraînant une fragilité due à la phase σ du matériau.
De plus, lors d'un refroidissement rapide au-dessus de 9250°C, il existe une tendance à la corrosion intergranulaire et à la fragilisation causée par un grossissement significatif des grains. Ces phénomènes posent de sérieux problèmes pour les pièces soudées. Le premier peut être éliminé par un revenu de courte durée à 650-815°C. Ce type d'acier a une résistance manifestement inférieure à celle de l'acier inoxydable martensitique et est principalement utilisé pour fabriquer des pièces résistantes à la corrosion, largement utilisées dans les industries de l'acide nitrique et des engrais azotés.
c、 Acier inoxydable austénitique
L'ajout de 8 à 11 % de Ni à un acier contenant 18 % de Cr donne un acier inoxydable austénitique. Le 1Cr18Ni9 est le type d'acier le plus typique. Ce type d'acier élargit la région d'austénite grâce à l'ajout de nickel, ce qui donne une structure austénitique monophasée métastable à température ambiante. En raison de sa teneur élevée en chrome et en nickel et de sa structure austénitique monophasée, il possède une stabilité chimique plus élevée et une meilleure résistance à la corrosion que l'acier inoxydable au chrome, ce qui en fait le type d'acier inoxydable le plus largement utilisé actuellement.
L'acier inoxydable 18-8 présente une structure austénite+carbure à l'état recuit. La présence de carbures peut causer des dommages importants à la résistance à la corrosion de l'acier. Par conséquent, une méthode de traitement par dissolution est couramment utilisée, qui consiste à chauffer l'acier à 1100 ℃ puis à le refroidir à l'eau pour dissoudre les carbures dans l'austénite obtenue à haute température. Par un refroidissement rapide, une structure austénitique monophasée est obtenue à température ambiante.
L'acier inoxydable couramment connu fait référence à l'acier inoxydable ferritique et à l'acier inoxydable martensitique. Utilisé pour le distinguer de l'acier inoxydable austénitique le plus couramment utilisé avec de bonnes performances de prévention de la rouille.
d. Acier inoxydable austéno-ferritique duplex
Il s'agit d'un acier inoxydable dont les structures austénitique et ferritique représentent chacune environ la moitié. Dans le cas d'une faible teneur en C, la teneur en Cr est comprise entre 18 % et 28 %, et la teneur en Ni est comprise entre 3 % et 10 %. Certains aciers contiennent également des éléments d'alliage tels que Mo, Cu, Si, Nb, Ti, N, etc. Ce type d'acier combine les caractéristiques des aciers inoxydables austénitiques et ferritiques. Par rapport aux aciers inoxydables ferritiques, il présente une plasticité et une ténacité plus élevées, aucune fragilité à température ambiante, une résistance à la corrosion intergranulaire et des performances de soudage considérablement améliorées. Dans le même temps, il conserve la fragilité à 475 ℃ et la conductivité thermique élevée des aciers inoxydables ferritiques, et présente des caractéristiques telles que la superplasticité.
Comparé à l'acier inoxydable austénitique, il présente une résistance plus élevée et une résistance considérablement améliorée à la corrosion intergranulaire et à la corrosion sous contrainte due aux chlorures. L'acier inoxydable biphasique offre une excellente résistance à la corrosion par piqûres et est également un acier inoxydable à faible teneur en nickel.
Comment distinguer les produits en acier inoxydable et en "fer inoxydable" ?
Identification par marquage : De nombreux produits en acier inoxydable portent des tampons sur leur surface, tels que 13-0, 18-8, etc. Le chiffre avant le trait court indique la teneur en chrome du produit, et le chiffre après le trait court indique la teneur en nickel du produit. Comme 13-0, il ne contient que du chrome et pas de nickel, communément appelé "fer inoxydable" ; Et 18-8 indique que le produit contient à la fois du chrome et du nickel, c'est de l'acier inoxydable. Par négociation vocale : taper sur des produits en acier inoxydable ou en "fer inoxydable" peut également servir de méthode de jugement. Attirer avec des aimants permanents : Le véritable acier inoxydable n'est pas attiré par les aimants, tandis que le "fer inoxydable" peut être attiré par les aimants. Bien qu'il existe des différences de propriétés entre le "fer inoxydable" et l'acier inoxydable, leur résistance à la corrosion est nettement meilleure que celle des ustensiles de cuisine en fer forgé et en fonte.