De la transformation des aliments à la production chimique, des structures architecturales aux dispositifs médicaux, presque aucune industrie ne peut complètement éliminer le besoin d'acier inoxydable. Cependant, avec un éventail éblouissant de nuances d'acier inoxydable disponibles sur le marché, comment choisir l'option la plus adaptée à des besoins spécifiques ? Cet article se concentre sur l'acier inoxydable de la série 304, le plus largement utilisé, en analysant ses propriétés, ses applications et les différences entre ses sous-nuances pour aider à prendre des décisions éclairées en matière de sélection des matériaux.

L'acier inoxydable 304, également connu sous le nom d'acier inoxydable 18/8, est un acier inoxydable austénitique au chrome-nickel. La désignation « 18/8 » indique sa composition principale d'environ 18 % de chrome et 8 % de nickel. La nomenclature de l'American Iron and Steel Institute (AISI) reflète sa disponibilité commerciale. En plus du chrome et du nickel, l'acier inoxydable 304 contient des éléments d'alliage tels que le manganèse, le silicium, l'azote, le carbone, le phosphore et le soufre, dont les effets synergiques offrent une excellente résistance à la corrosion et une grande durabilité.

L'acier inoxydable 304 est facilement façonnable et peut être transformé en diverses structures complexes, ce qui le rend largement utilisé dans les industries manufacturières, la construction et les articles sanitaires. De plus, l'acier inoxydable 304 offre une bonne soudabilité, conservant une excellente résistance à la corrosion après le soudage. Son poids relativement léger le rend particulièrement apprécié dans les applications de soudage telles que les tôles, les produits en treillis métallique et les conduites de vapeur.

L'acier inoxydable 304 n'est pas monolithique ; selon les différentes exigences d'application, plusieurs sous-nuances ont été développées, notamment 304L, 304H et 304LN. Ces variantes présentent de légères différences de composition chimique, ce qui se traduit par des caractéristiques de performance distinctes.

Le « L » signifie « faible teneur en carbone ». L'acier inoxydable 304L a une teneur en carbone inférieure à celle de l'acier inoxydable 304 standard, généralement inférieure à 0,03 %. Bien que la réduction de la teneur en carbone diminue légèrement la résistance structurelle, elle améliore considérablement la soudabilité. La faible teneur en carbone minimise le risque de précipitation de carbures pendant le soudage, améliorant ainsi la résistance à la corrosion des joints soudés. Par conséquent, l'acier inoxydable 304L est souvent le meilleur choix pour les applications nécessitant un soudage important et une résistance élevée à la corrosion.

Composition chimique de l'acier inoxydable 304L (%) :

• Carbone : ≤0,03
• Chrome : 18,00-20,00
• Fer : Équilibre
• Manganèse : ≤2,00
• Nickel : 8,00-12,00
• Azote : ≤0,10
• Phosphore : ≤0,045
• Silicium : ≤0,75
• Soufre : ≤0,030

Applications de l'acier inoxydable 304L :

• Industrie du soudage
• Échangeurs de chaleur
• Récipients chimiques
• Industrie de la teinture
• Écrans soudés pour l'exploitation minière

Le « H » signifie « haute teneur en carbone ». L'acier inoxydable 304H a une teneur en carbone plus élevée que l'acier inoxydable 304 standard, généralement comprise entre 0,04 % et 0,10 %. L'augmentation de la teneur en carbone améliore sa résistance à haute température. Dans des environnements allant de 550 °C à 800 °C, l'acier inoxydable 304H conserve une bonne résistance. De plus, il offre une excellente résistance à l'oxydation, fonctionnant bien même en cas d'utilisation intermittente à 870 °C ou d'utilisation continue à 925 °C.

Composition chimique de l'acier inoxydable 304H (%) :

• Chrome : 18,0-20,0
• Nickel : 8,0-10,5
• Carbone : 0,04-0,10
• Manganèse : ≤2,00
• Phosphore : ≤0,045
• Soufre : ≤0,030
• Silicium : ≤0,75

Applications de l'acier inoxydable 304H :

• Chaudières
• Échangeurs de chaleur
• Condenseurs
• Équipements de décharge de vapeur
• Centrales électriques

L'acier inoxydable 304LN est une variante de l'acier inoxydable 304 avec de l'azote ajouté. L'inclusion d'azote augmente sa limite d'élasticité tout en conservant une bonne ténacité. De plus, l'acier inoxydable 304LN présente d'excellentes performances à haute température, restant stable même à 1000 °C à 1100 °C et démontrant une plus grande résistance à la transformation martensitique à basse température par rapport à l'acier inoxydable 304L.

Composition chimique de l'acier inoxydable 304LN (%) :

• Chrome : 18-20
• Nickel : 8-12
• Manganèse : ≤2
• Silicium : ≤1
• Azote : 0,1-0,16
• Phosphore : ≤0,045
• Carbone : ≤0,03
• Soufre : ≤0,03
• Fer : Équilibre

Applications de l'acier inoxydable 304LN :

• Industrie nucléaire
• Industrie pétrolière
• Industrie chimique
• Industrie alimentaire
• Industrie manufacturière

La compréhension des propriétés physiques et chimiques de l'acier inoxydable 304 aide à une meilleure sélection et utilisation.

Propriétés physiques typiques de l'acier inoxydable 304 :

Composition chimique de l'acier inoxydable 304 (%) :

• Résistance à la corrosion : La caractéristique la plus importante de l'acier inoxydable 304 est son excellente résistance à la corrosion, capable de résister à divers milieux corrosifs.
• Usinabilité : L'acier inoxydable 304 est facile à couper et à façonner, répondant à diverses exigences de fabrication complexes.
• Traitement thermique : L'acier inoxydable 304 a une bonne résistance à la chaleur et à l'oxydation, adapté à une utilisation à des températures allant jusqu'à 870 °C.
• Traitement thermique : L'acier inoxydable 304 ne peut pas être durci par traitement thermique, mais peut être recuit pour améliorer l'usinabilité et la limite d'élasticité.
• Soudabilité : L'acier inoxydable 304 a de bonnes propriétés de soudage et peut être soudé en utilisant diverses méthodes.
• Aptitude au travail à froid : L'acier inoxydable 304 peut être renforcé par le travail à froid, mais il faut veiller à contrôler la quantité de traitement pour éviter les fissures.

• Industrie agroalimentaire
• Technologie marine
• Usines de dessalement de l'eau de mer
• Industrie chimique
• Ponts
• Réservoirs de stockage
• Industrie médicale
• Génie civil
• Centrales électriques
• Industrie de la construction navale
• Éviers de cuisine et biens de consommation
• Composants automobiles et aérospatiaux
• Fabrication de fixations et de brides

L'acier inoxydable 304, avec son excellente résistance à la corrosion, sa bonne usinabilité et sa large gamme d'applications, est devenu un matériau indispensable dans le secteur industriel. En comprenant les propriétés de l'acier inoxydable 304 et de ses sous-nuances, les utilisateurs peuvent prendre des décisions plus éclairées en matière de sélection des matériaux pour répondre à divers besoins d'application.