Présentation
INTRODUCTION
La dénomination des aciers inoxydables est applicable à un ensemble d’alliages ferreux résistant à un grand nombre de milieux corrosifs, dans des limites étendues de températures. L’élément absolument indispensable est le chrome à une teneur toujours supérieure à 12 % avec parfois l’ajout d’autres métaux.
Le chrome est anodique par rapport à l’H 2 , mais dans un milieu oxydant (acide nitrique), il possède la propriété remarquable d’être passivé immédiatement. De ce fait, le chrome communique son propre pouvoir de passivation à l’acier pour des teneurs supérieures à 12 % et augmente la résistance du fer à la corrosion par l’O 2 ou l’air jusqu’à environ 1 100 C en fonction du pourcentage de chrome.
On qualifie de réfractaires les aciers qui, vers 800 °C, ont encore une bonne résistance à l’oxydation qui peut même être améliorée par l’addition de nickel.
Donc, de par leur teneur en Cr et en Ni, on qualifie aussi souvent les aciers inoxydables d’aciers réfractaires.
Néanmoins, l’emploi de ses aciers doit être considéré sous deux aspects :
-
la résistance à la corrosion suivant les différents milieux de service ;
-
les propriétés mécaniques exigées par la mise en œuvre et les conditions d’utilisation.
On peut ramener à quatre groupes les différents aciers inoxydables :
-
les aciers martensitiques ;
-
les aciers ferritiques ;
-
les aciers austénitiques ;
-
les aciers austéno-ferritiques.
On trouve dans certains ouvrages le terme d’aciers passivables ou autopassivés.
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- Version courante de déc. 2023 par Thibault FOURCADE
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Les particularités des aciers inoxydables - Introduction| Plan de la page |
I - Aciers martensitiques
Composition
Ce sont des aciers contenant 12 % à 18 % de chrome avec des teneurs en carbone variant entre 0,1 % et 1,5 % qui durcissent par trempe. Ils présentent une structure martensitique à l’état trempé et perlitique à l’état recuit, et peuvent être additionnés de nickel.Utilisation
Leur principale utilisation est basée sur leur excellente tenue à l’oxydation jusqu’à 600 °C (pièces de machines, aubes de turbines, soupapes, bielles, etc.).
Ces aciers sont néanmoins sensibles à la fragilisation après réchauffage entre 350 °C et 550 °C, et à la fragilisation par l’hydrogène.
Ils sont généralement utilisés à l’état trempé revenu à une température comprise entre 200 °C et 350 °C ou entre 600 °C et 700 °C, car un revenu effectué à des températures comprises entre 350 °C et 600 °C provoque la précipitation de fins carbures de chrome qui diminue la résistance à la corrosion. Au-dessus de 600 °C, les carbures coalescent et sont de ce fait moins nocifs.
II - Aciers ferritiques
Composition
La composition de base comporte du carbone et du chrome. Cette composition est équilibrée pour que l’acier soit entièrement ferritique à haute température et que le point figuratif de l’acier se situe en dehors de la boucle γ du diagramme Fe-Cr.
En général, leur composition chimique est la suivante : C = 0,008 %, Cr = 16 à 18 %, Ni limité à 0,50 %.
Dans cette composition, ces types d’aciers n’ont pas de point de transformation et sont quasiment ferritiques à toutes les températures. Il s’ensuit qu’ils sont très sensibles au grossissement des grains par suite des chauffages pour formages, soudages ou traitements thermiques dont les effets ont tendance à se cumuler.
Ils présentent par ailleurs la particularité de contenir très peu d’austénite à haute température. Cette austénite sera donc très riche en carbone, et si...
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