Guide complet des propriétés de l'acier inoxydable 316

En raison de l'excellente combinaison de stabilité chimique, de résistance mécanique et de résistance à la corrosion, l'acier inoxydable 316 devient un matériau indispensable dans de nombreuses applications en environnement sévère. L'acier inoxydable 316 a été largement utilisé dans les secteurs de la marine, de la médecine, de l'alimentation et de la chimie, et tous ont démontré sa résistance mécanique dans des environnements difficiles. Par rapport à l'acier inoxydable 304, il présente des avantages évidents lorsqu'il est en contact avec des chlorures ou des milieux acides. En outre, sa durée de vie offre également des avantages évidents pour l'ensemble du cycle de vie en ce qui concerne la sécurité, l'hygiène et les coûts de maintenance.

Avec la norme industrielle visant à relever la barre de la qualité et de l'exposition environnementale, et les contraintes de coût, les propriétés de l'acier inoxydable 316 seront de plus en plus demandées. Le choix approprié d'un matériau implique toujours de répondre aux exigences techniques compte tenu de l'exposition à l'environnement et du coût, et l'acier inoxydable 316 est de première qualité.

Composition de l'acier inoxydable 316

Ce qui rend l'acier inoxydable 316 chimiquement différent, c'est l'ajout de molybdène. La principale différence entre l'acier inoxydable 316 et l'acier inoxydable 304 est que les principaux éléments d'alliage de l'acier inoxydable 304 sont le chrome et le nickel, tandis que l'acier inoxydable 316 contient 2-3% de molybdène. Ce 2-3% fait une énorme différence : la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable 316 est grandement améliorée, en particulier dans les solutions contenant du chlorure telles que l'eau de mer ou les usines chimiques.

La composition chimique de l'acier inoxydable 316 est la suivante :.

Élément	Pourcentage(%)
Chrome (Cr)	16.0-18.0
Nickel (Ni)	10.0-14.0
Molybdène (Mo)	2.0-3.0
Carbone (C)	≤ 0.08
Manganèse (Mn)	≤ 2.0
Silicium (Si)	≤ 1.0
Phosphore (P)	≤ 0.045
Soufre (S)	≤ 0.03
Azote (N)	≤ 0.10
Fer (Fe)	Équilibre

Comme nous pouvons le voir, chaque élément a sa propre fonction : le chrome peut construire la couche d'oxyde passive pour empêcher la rouille ; le nickel peut rendre la structure de l'austénite stable pour assurer la ténacité de l'acier inoxydable à basse température ; le molybdène peut améliorer la capacité de corrosion par piqûres et de corrosion par crevasses ; tous ces éléments constituent ensemble la base des propriétés de l'acier inoxydable 316.

Propriétés de l'acier inoxydable 316

Le tableau ci-dessous présente les principales propriétés de l'acier inoxydable 316 :

Propriété	Valeur (typique)
Résistance à la traction	515-750 MPa
Limite d'élasticité	~205 MPa
Dureté Brinell	~149 HB
Dureté Rockwell	~80 HR

Résistance à la traction de l'acier inoxydable 316

La résistance à la traction de l'acier inoxydable 316 se situe généralement entre 515 et 750 MPa, en fonction de l'état et du degré d'écrouissage. Cette large fourchette indique que le matériau peut tolérer une force de traction ou d'étirement importante avant de se rompre. Lorsque les structures sont utilisées ou appliquées dans des situations où les forces de traction ou d'étirement sont intermittentes ou continues au cours de la vie d'une personne - comme dans les installations chimiques, les réservoirs, le gréement des navires, etc. - la résistance à long terme de l'acier inoxydable 316 offre la tranquillité d'esprit de savoir qu'il n'y aura pas de rupture ou de cassure.

Limite d'élasticité de l'acier inoxydable 316

La limite d'élasticité de l'acier inoxydable 316 est généralement d'environ 205 MPa à l'état recuit. Il s'agit de la contrainte à laquelle l'acier inoxydable 316 commence à se déformer de façon permanente. En dessous de ce seuil, l'acier inoxydable 316 reprend sa forme initiale lorsque la contrainte est levée. Une fois ce seuil de déformation dépassé, il reste déformé de façon permanente. Lorsque les ingénieurs choisissent des matériaux pour des applications sous pression ou supportant des charges, où la précision et la durée de vie sont importantes, la limite d'élasticité est l'une des premières propriétés du matériau qu'ils prennent en compte.

Dureté de l'acier inoxydable 316

La dureté de l'acier inoxydable 316 atteint 149 HB, ce qui confirme sa combinaison de résistance et de capacité de travail. La dureté Rockwell de l'acier inoxydable 316 est de 80 HR, mesure typique pour l'analyse de l'acier inoxydable. En raison de son niveau de dureté, le matériau offre une résistance à l'usure modérée ainsi qu'une capacité de formage pour les opérations d'usinage. L'acier inoxydable 316 est avantageusement utilisé dans les processus pharmaceutiques, les équipements marins et la construction de bâtiments en raison de sa capacité à maintenir à la fois une durabilité élevée grâce à sa dureté et une facilité de fabrication grâce à ses propriétés de ductilité.

Ces propriétés mécaniques constituent le squelette des propriétés de l'acier inoxydable 316, donnant foi à la capacité du métal à fonctionner à des niveaux de stress, de pression et de temps.

Densité de l'acier inoxydable 316

La densité de l'acier inoxydable 316 est de 7,98 g/cm³, ce qui est relativement lourd par rapport à d'autres alliages non ferreux. Cette caractéristique, ainsi que d'autres, confère à ce métal ses caractéristiques de haute résistance à la pression. Toute personne qui conçoit des pièces devant supporter un poids, comme les pièces utilisées dans les engins spatiaux et maritimes, les navires et les bâtiments, devra prendre en compte le poids de la pièce, ainsi que la densité, lors de ses calculs. Le rapport masse/volume et les calculs mécaniques sont importants pour les personnes qui effectuent les calculs ainsi que pour celles qui s'occupent de l'expédition et de la manipulation de questions telles que l'inertie thermique.

Conductivité thermique

À une température de 100°C, la conductivité thermique de l'acier inoxydable 316 est d'environ 16,3 W/m-K. Cette valeur est bien inférieure à celle de l'aluminium ou du cuivre. En d'autres termes, l'alliage 316 conduit la chaleur beaucoup plus lentement. Dans certains cas de gestion thermique, cette caractéristique peut être avantageuse, et dans d'autres cas, elle peut être un inconvénient. Il est toujours utile de savoir comment les propriétés de l'acier 316 concernant le comportement thermique peuvent être pleinement exploitées.

Résistance à la corrosion de l'acier inoxydable 316

L'acier inoxydable 316, également connu sous le nom d'acier inoxydable marin, contient du molybdène 2-3%, un élément d'alliage essentiel qui lui permet de mieux résister à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse que l'acier inoxydable 316. Acier inoxydable 304. Ce type de corrosion se produit souvent dans des atmosphères contenant du chlorure, comme les bords de mer, les usines chimiques, les piscines, etc.

L'acier inoxydable 316 subit beaucoup moins de corrosion que l'acier inoxydable 304 lorsque le matériel est exposé à l'eau salée ou à des composés de déglaçage. Par exemple, dans le matériel maritime, les plates-formes offshore et les produits de construction navale, l'acier inoxydable sera toujours utilisé car il ne pourra pas être protégé de l'exposition à l'eau de mer. La meilleure résistance à la corrosion de l'acier inoxydable 316 prolonge la durée de vie des produits exposés à l'eau de mer.

Contrairement à l'acier inoxydable 304, qui ne contient pas de molybdène, l'acier inoxydable 316 résiste mieux aux produits chimiques agressifs. Bien que l'acier inoxydable 304 puisse être utilisé à l'intérieur ou dans des environnements légèrement corrosifs, il s'abîme et rouille plus rapidement que l'acier inoxydable 316 lorsqu'il est exposé à des chlorures, à des acides ou à une forte humidité. L'acier inoxydable 316 peut être utilisé au contact de l'hypochlorite de sodium, du dioxyde de soufre et de l'acide acétique. La plupart des réacteurs chimiques, des réservoirs de stockage et des systèmes de tuyauterie sont fabriqués en acier inoxydable 316.

Les agents stérilisants de l'industrie pharmaceutique et les produits chimiques de nettoyage puissants n'endommagent pas les équipements en acier inoxydable 316. Les produits fabriqués avec de l'acier inoxydable 316 n'entraîneront pas de dégradation du matériau et contribueront également à conserver des surfaces hygiéniques pendant les processus de fabrication des médicaments et des produits bio.

En résumé, que vous utilisiez l'acier inoxydable 316 dans l'ingénierie marine, les bâtiments côtiers ou les équipements de traitement, sa résistance à la corrosion justifie son prix plus élevé et en fait l'un des matériaux les plus résistants à la corrosion. aciers inoxydables austénitiques.

L'acier inoxydable 316 est-il magnétique ?

Recuit dans son état de recuit le plus brillant, le 316 est non magnétique. L'austénite, la microstructure de l'austénite, est un cristal cubique à faces centrées (FCC) qui est intrinsèquement non magnétique, de sorte que le 316 est un excellent choix pour les applications où une faible perméabilité magnétique est importante, telles que les boîtiers électroniques ou les boîtiers pour les équipements IRM.

Le travail à froid modifie ce scénario. Les procédés de finition à froid tels que le laminage, le cintrage et l'emboutissage durcissent le métal et transforment certaines parties de l'austénite en une phase magnétique, la martensite. Par conséquent, l'acier inoxydable 316 travaillé à froid peut être légèrement magnétique. Plus le métal est travaillé à froid, plus il devient magnétique.

Pourtant, même l'acier 316 travaillé à froid reste moins magnétique qu'un acier ferritique ou martensitique. Si vous disposez d'un aimant manuel, il peut se soulever légèrement, mais il ne collera pas. Pour la plupart des applications pratiques, en particulier si le magnétisme est un problème, la plupart des gens considéreraient toujours le 316 comme "non magnétique".

Pour s'assurer qu'il n'y a pas d'attraction magnétique, le fabricant de métaux peut ramener l'acier inoxydable 316 à son état non magnétique en lui faisant subir un traitement thermique de recuit de mise en solution complet. Ce processus dissout les champs martensitiques.

En résumé, la réponse à la question "L'acier inoxydable 316 est-il magnétique ?" dépend de l'état de l'acier inoxydable 316. Sous sa forme recuite, il ne présente que peu ou pas de magnétisme. Lorsqu'il est travaillé à froid, il peut devenir légèrement magnétique, mais pas au point de le rendre impropre aux applications de précision ou de qualité médicale.

L'acier inoxydable 316 rouille-t-il ?

Bien que l'acier inoxydable 316 offre une bonne résistance à la corrosion, rien n'est complètement résistant à la rouille dans toutes les situations possibles. Lorsque la teneur en chlorure est élevée, comme dans l'eau de mer ou les solutions salines, un oxyde de surface peut encore se former, à condition que le film passif d'oxyde de chrome ne soit pas rayé ou essuyé par des contaminants.

L'acier au carbone rouille rapidement lorsqu'il est exposé à l'humidité. L'acier 316, cependant, possède un film d'oxyde plus robuste qui peut protéger la surface et se guérir lui-même de la corrosion. Cependant, une exposition persistante à l'acide chlorhydrique, au dioxyde de soufre ou à l'eau de mer stagnante peut finir par enlever la couche protectrice de l'acier 316, laissant derrière elle une corrosion piquée dans les crevasses et les joints soudés difficiles à nettoyer.
Voici quelques conseils d'entretien de base pour vous aider à conserver les propriétés de l'acier inoxydable 316.

• Essuyer à l'eau douce pour dissoudre les dépôts de chlorure et rincer les particules en suspension dans l'air. Cela permet également de maintenir la passivité de la surface en acier inoxydable.
• Tenir à l'écart des autres métaux. Les composants en acier inoxydable placés en contact avec des métaux différents, tels que le fer ou l'aluminium, se corroderont plus rapidement dans une solution électrolytique.
• Un traitement de passivation tel qu'un bain d'acide nitrique restaure la couche de chrome perdue et fournit une couche supplémentaire de protection contre la corrosion.

Elles existent, mais les propriétés de l'acier inoxydable 316 sont bien plus susceptibles de résister à la rouille que la plupart des autres qualités d'acier inoxydable, en particulier la qualité 304. Lorsqu'ils travaillent dans des environnements marins, chimiques et pharmaceutiques, les ingénieurs en sont venus à attendre la stabilité supplémentaire de 316 dans les environnements corrosifs.

Propriétés de 316 vs 316L

Bien que les aciers inoxydables 316 et 316L appartiennent à la même famille, une variation relativement importante des performances dans des conditions de service difficiles résulte d'un changement relativement faible de la composition chimique. La différence concerne le carbone. La teneur maximale en carbone de l'acier 316 est de 0,08%, tandis que celle de l'acier 316L est de 0,03%. Cette petite différence fait une grande différence.

La faible teneur en carbone du 316L empêche la précipitation de carbure lorsque les métaux sont soudés, ce qui réduit la corrosion intergranulaire dans la zone affectée thermiquement. Les concepteurs de produits et les fabricants choisissent le 316L lorsqu'ils ont besoin de durabilité et de soudabilité sans compromis.

Voici une comparaison instantanée des principales différences.

Propriété	Acier inoxydable 316	Acier inoxydable 316L
Teneur en carbone	≤ 0,08%	≤ 0,03%
Résistance à la corrosion intergranulaire	Modérée (nécessite un traitement post-soudure)	Excellent (aucun traitement post-soudure n'est nécessaire)
Soudabilité	Bon, mais peut souffrir d'une attaque des limites du grain	Excellent pour les applications de soudure lourdes
La force	Légèrement plus élevé	Légère baisse due à la réduction des émissions de carbone
Applications courantes	Traitement chimique, équipements marins	Équipements pharmaceutiques, récipients sous pression

En ce qui concerne les performances et la fiabilité, les deux qualités partagent un grand nombre des propriétés de base de l'acier inoxydable 316, notamment des niveaux élevés de résistance à la corrosion et une bonne résistance mécanique. Mais lorsque le métal est soudé ou exposé à des environnements corrosifs, le 316L offre des performances à long terme plus sûres et plus stables. Les fabricants des industries alimentaire, médicale et nucléaire font souvent du 316L leur premier choix en raison de sa plus grande pureté et de ses performances sous contrainte thermique.

Acier inoxydable 316 Applications

En raison de sa forte résistance à la corrosion, l'acier inoxydable 316 est largement utilisé dans de nombreuses industries. L'acier inoxydable 316 contient du molybdène, ce qui le rend beaucoup plus résistant.

Dispositifs médicaux et implants : Le secteur médical utilise souvent l'acier inoxydable 316L, qui est une sorte d'acier inoxydable 316 à faible teneur en carbone. L'acier médical est largement utilisé dans les dispositifs médicaux et les implants orthopédiques, qui requièrent des performances anticorrosion élevées. Les instruments médicaux en acier inoxydable 316 conviennent aux instruments chirurgicaux, aux implants orthopédiques et aux dispositifs cardiovasculaires, tels que les stents et les valves cardiaques. L'acier inoxydable 316 n'est pas réactif, ce qui garantit la sécurité des patients et la durée de vie des instruments médicaux.

Constructions marines : Les constructions marines sont sujettes à la corrosion par l'eau de mer. L'acier inoxydable 316 est largement utilisé dans l'accastillage des bateaux, les plates-formes offshore et les tuyaux sous-marins.

Réservoirs et tuyaux de stockage de produits chimiques : Les usines chimiques utilisent l'acier inoxydable 316 dans la fabrication d'équipements pour leur résistance aux milieux corrosifs. Les usines chimiques peuvent utiliser l'acier inoxydable 316 pour construire des réservoirs d'acide et d'alcali, des réacteurs et des tuyaux.

Bâtiments et structures : En raison de son aspect, de ses performances et de sa résistance à l'environnement, l'acier inoxydable 316 est largement utilisé dans les façades des bâtiments, les mains courantes et les décorations, en particulier dans les zones côtières où l'acier est susceptible d'être corrodé par le sel.

Conclusion

Grâce à l'excellente combinaison de stabilité chimique, de résistance mécanique et de résistance à la corrosion, l'acier inoxydable 316 devient un matériau indispensable dans de nombreuses applications en environnement extrême. Dans les applications marines, médicales, alimentaires et chimiques, les performances de l'acier inoxydable 316 démontrent sa résistance mécanique dans de nombreuses applications en environnement difficile. Par rapport à l'acier inoxydable 304, auquel on a ajouté du molybdène, il présente un avantage évident lorsqu'il est en contact avec des milieux chlorés ou acides. La durée de vie de l'acier inoxydable 316 est non seulement durable, mais elle garantit également la sécurité, l'hygiène et un faible coût de maintenance. Avec la demande croissante de l'industrie pour des exigences plus élevées et la protection de l'environnement, la demande d'acier inoxydable 316 sera encore plus élevée. Nous devons toujours choisir le bon matériau en fonction des exigences techniques, des conditions environnementales et du budget, et l'acier inoxydable 316 est le meilleur.

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