Composition chimique standard de l'acier inoxydable « 304 » - Partie 4
Les tableaux 2 à 6 présentent les compositions chimiques spécifiées pour chaque nuance selon différentes normes. Le tableau 1 révèle que la norme ASTM A959-04 comprend dix variantes de l'acier inoxydable 304 et de ses dérivés. La norme japonaise JIS en répertorie également dix, mais seulement six correspondent directement aux nuances ASTM ; les quatre autres — SUS304J1, SUS304J2, SUS304J3 et SUS304Cu — semblent être des développements japonais spécifiques. 304 dérivés.
D'un point de vue plus général, ces nuances dérivées représentent essentiellement des modifications délibérées de la composition chimique de base de l'acier 304, donnant lieu à des variantes. Prenons les exemples suivants :
Modifications de la teneur en carbone :La teneur en carbone peut être ajustée en fonction des propriétés recherchées. Par exemple, l'acier inoxydable 304L est une variante à très faible teneur en carbone. Sa faible teneur en carbone améliore considérablement sa résistance à la corrosion, notamment à la corrosion intergranulaire après soudage, ce qui le rend idéal pour les pièces soudées de grande section où le maintien de la résistance mécanique est primordial. À l'inverse, l'acier inoxydable 304H présente une teneur en carbone plus élevée (généralement de 0,04 à 0,10 %), ce qui accroît sa résistance et stabilise l'austénite. Il est ainsi plus adapté que l'acier inoxydable 304 standard aux applications à basse température et aux composants non magnétiques. De fait, la teneur en carbone plus élevée de l'acier inoxydable 304H se traduit par une résistance à la traction et une limite d'élasticité supérieures dans les environnements à haute température.
En résumé, les nuances dérivées de l'alliage 304 sont simplement des variantes adaptées de l'alliage 304 d'origine, optimisées principalement par des ajustements de carbone pour répondre à des exigences de performance spécifiques telles qu'une soudabilité améliorée, une résistance à la corrosion améliorée ou une résistance à haute température.
L'ajout d'azote et de cuivre à l'acier inoxydable 304 Acier inoxydable améliore ses propriétés mécaniques et sa résistance à la corrosion.
Ajout d'azote :
L'azote agit comme agent de renforcement par solution solide dans les aciers inoxydables austénitiques. Les nuances 304N (SUS304N1), XM-21 (SUS304N2) et 304LN sont des variantes de l'acier inoxydable 304 enrichies en azote. L'incorporation d'azote augmente la limite d'élasticité sans compromettre significativement la ductilité et la ténacité. De plus, l'azote améliore la résistance à la corrosion intergranulaire, à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse. Par exemple, le SUS304N2 (XM-21) contient environ 0,15 à 0,30 % d'azote, ce qui contribue à sa résistance mécanique et à sa résistance à la corrosion accrues.
Ajout de cuivre :
Du cuivre est ajouté à certaines variantes d'acier inoxydable 304 pour stabiliser la phase austénitique et ainsi améliorer la résistance à la corrosion, notamment en milieu réducteur comme l'acide sulfurique. Cependant, l'ajout de cuivre peut réduire la résistance mécanique et la tendance à l'écrouissage, tout en améliorant la ductilité. Des nuances telles que le S30430 (06Cr18Ni9Cu3, SUSXM7) et le SUS304J3 (06Cr18Ni9Cu2) contiennent du cuivre pour obtenir ces propriétés. Grâce à leur formabilité améliorée, ces aciers conviennent aux applications de frappe à froid, d'extrusion, d'emboutissage profond et d'étirage.
Dans la norme japonaise JIS, cinq dérivés de l'acier inoxydable 304 contiennent du cuivre. Parmi eux, les aciers SUS304Cu, SUS304J1 et SUS304J2 sont destinés aux tôles et aux bandes. Notamment, les aciers SUS304J1 et SUS304J2 présentent des compositions chimiques modifiées par rapport à l'acier 304 standard, avec des teneurs réduites en chrome (15,00 % à 18,00 %) et en nickel (6,00 % à 9,00 %), une teneur accrue en manganèse (jusqu'à 3,00 % ou 5,00 %) et une teneur en cuivre comprise entre 1,00 % et 3,00 %. Ces modifications visent à remplacer partiellement le nickel par du manganèse ou du cuivre, rendant ainsi ces nuances adaptées aux composants formés par écrouissage à froid dans des conditions de corrosion générale.
En résumé, l'ajout stratégique d'azote et de cuivre à acier inoxydable 304 Il en résulte une résistance accrue, une meilleure résistance à la corrosion et une formabilité améliorée, répondant ainsi à diverses applications industrielles.