« Technologie/Matériaux/Généralités/Aciers inoxydables » : différence entre les versions
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Par rapport à leurs possibles subsituts, les aciers inoxydables restent difficilement remplaçables au regard de leurs caractéristiques mécaniques élevées : résistance aux efforts, dureté et résistance aux chocs. Aucun des autres matériaux énumérés plus haut ne cumule toutes ces propriétés.
L'élément d'alliage auquel les aciers inoxydables doivent leur résistance à la corrosion est le [[w:chrome|chrome]]. Contrairement à ce que l'on croit généralement, ce métal est très réactif du point de vue chimique et il est en particulier très oxydable, mais son oxyde forme une véritable peau à la fois transparente et protectrice. Allié au [[w:fer|fer]] et au [[w:nickel|nickel]], il provoque la formation d'un composé de surface oxydé capable de ralentir ou même d'arrêter totalement la corrosion.
Le chrome et le nickel s'[[w:oxydation|oxydent]] ainsi :
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* une bonne utilisation des aciers inoxydables nécessite donc un métal d'une très grande homogénéité pour éviter des corrosions locales et un passage de l'état actif à l'état passif en tous les points de la surface exposée.
Par rapport à une électrode à hydrogène de référence, le potentiel des aciers inoxydables se situe entre le molybdène et le [[w:mercure|mercure]], non loin de l'[[w:argent|argent]] et du [[w:platine|platine]].
Le dépôt de particules ferreuses sur les surfaces d'acier inoxydable est très dangereux en milieu humide, car la rouille sert de [[w:catalyse|catalyse]]ur et la surface finit par se « piquer ». C'est la pollution dite « ferritique ».
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On peut noter également l'existence de phénomènes particuliers, comme :
* La [[w:corrosion caverneuse|corrosion caverneuse]],
* La [[w:corrosion par aération différentielle|corrosion par aération différentielle]],
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En ce qui concerne l'usage, on distingue les aciers martensitiques, ferritiques et austénitiques.
* Les '''aciers martensitiques''' sont utilisés lorsque les caractéristiques de résistance mécanique sont importantes. Les plus courants titrent 13 % de chrome avec au moins 0,08 % de carbone. D'autres nuances sont plus chargées en additions, avec éventuellement un faible pourcentage de nickel.
* Les '''aciers ferritiques''' ne prennent pas la trempe. On trouve dans cette catégorie des aciers réfractaires à haute teneur en chrome (jusqu'à 30 %), particulièrement intéressants en présence de soufre.
* Les '''aciers austénitiques''' sont de loin les plus nombreux, en raison de leur résitance chimique très élevée, de leur ductilité comparable à celle du cuivre ou du laiton, et aussi de leurs bonnes caractéristiques mécaniques élevées. Les teneurs en éléments d'addition tournent autour de 18 % de chrome et 10 % de nickel. La teneur en carbone est très basse et la stabilité améliorée par des éléments tels que le titane ou le [[w:niobium|niobium]].
* Les '''aciers austéno-ferritiques''' ont des propriétés intermédiaires entre les deux précédentes catégories et parmi eux se trouvent des alliages particulièrement aptes à la soudure et d'autres très résistants à la corrosion intergranulaire.
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* Les aciers martensitiques se prêtent mal au soudage.
* Les aciers ferritiques tendent à devenir fragiles et doivent impérativement être recuits après soudure si l'on veut bénéficier de bonnes caractéristiques mécaniques.
* Les aciers austénitiques sont les plus aptes au soudage mais il faut choisir avec soin le métal d'apport des baguettes ou des électrodes.
La qualité du gaz de protection est déterminante ; on privilégiera toujours une base argon de très haute pureté, notamment pour les procédés TIG, plasma et micro-plasma. Dans le cas de la soudure dite « semi-automatique », on peut employer pour un acier austénitique type CrNi 18-10 une base argon + CO<sub>2</sub> à 3.5% maxi + H<sub>2</sub> à 1% afin de faciliter le décrassage de la soudure et d'obtenir une bonne pénétration. L'envers de la soudure doit être obligatoirement protégé par une atmosphère gazeuse choisie avec soin : si l'on travaille sur des tôles fines ou des chanfreins sur tôles épaisses, il faut employer un traînard qui va diffuser du gaz sur la soudure et ses abords portés à haute température. Pour les inox ferritiques, réfractaires, martensitiques, austéno-ferritiques on recommande un inertage à l'Argon de haute pureté (99.9995%). Pour les inox austénitiques et super-austénitiques, un inertage à l'argon de haute pureté ou à l'azote de haute pureté.
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* Les aciers austénitiques se distinguent des aciers de construction ordinaire par leur faible limite d'élasticité, leur allongement important avant rupture et leur forte aptitude à l'écrouissage, ce qui oblige à modifier les conditions d'usinage dans des proportions parfois très importantes. D'une manière générale il faut utiliser des machines plus puissantes, très rigides, ne vibrant pas, et fixer très énergiquement les pièces que l'on veut travailler. On privilégiera les fortes profondeurs de passe à des vitesses relativement faibles.
L'angle de coupe doit être positif et suffisamment grand pour favoriser l'écoulement du copeau et diminuer ainsi la création d'arête rapportée. Des géométries à brise-copeaux sont vivement recommandées.
Les liquides de coupe jouent un rôle particulièrement important dans le cas des aciers austénitiques. Une très forte [[Tribologie - Lubrifiants|onctuosité]] (capacité d'un lubrifiant à se fixer solidement aux parois par suite de divers phénomènes d'[[w:adsorption|adsorption]]) est nécessaire : on utilisera donc des huiles minérales soufrées ou sulfochlorées additionnées éventuellement de corps gras comme l'huile de ricin ou de colza.
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