Acier inoxydable ferritique : la solution économique en usinage

Reconnus pour leur bonne ductilité, leur résistance à la corrosion, à l’oxydation, à la pression et à la fissuration, les aciers ferritiques sont couramment utilisés dans les applications automobiles, les ustensiles de cuisine et les équipements industriels, car il s’agit des aciers qui incorporent des éléments de la ferrite, qui contiennent une forte proportion de chrome (entre 10,5% et 27%), une faible proportion de carbone avec très peu ou pas de nickel. En plus, ils sont magnétiques.

La ferrite est une manière dont les atomes de fer et de carbone sont disposés, avec une structure cristalline de type cubique centrée sur le corps, c’est-à-dire composée d’une cellule d’atome cubique avec un atome au centre (voir plus ici)

La solution acier la plus économique

La composition chimique de l’acier inoxydable ferritique, avec une faible présence de carbone et de nickel, les rend moins solides et moins résistants à la corrosion que les nuances austénitiques (séries 200 et 300), mais ils ont de meilleures propriétés pour l’ingénierie.

C’est aussi la faible présence de nickel et de chrome qui fait de ce type d’acier un matériau plus économique (tandis que les austénitiques ont un coût plus élevé car ils contiennent des matériaux très divers, tels que le molybdène, le silicium, l’aluminium, le titane et le niobium qui donnent des caractéristiques différentes).

Les ferritiques ne permettent pas d’être travaillés à froid afin de se renforcer, en raison de leur difficulté à souder, car ils provoquent une croissance du grain dans la zone de chaleur affectée et une réduction de la ductilité et d’éventuelles fissures. Cependant, l’augmentation de la teneur en chrome et en molybdène propre des aciers ferritiques augmente la résistance à la corrosion.

Ces problèmes de microstructure engendrés par le soudage limitent l’utilisation de ce type d’aciers inoxydables à des épaisseurs très minces et, par conséquent, ils ne sont pas utilisés dans la construction de structures et de conteneurs lourds comme c’est le cas avec les austénitiques.

Les séries de l’acier inoxydable ferritique

L’acier inoxydable ferritique appartient à la série 400 AISI (American Iron & Steel Institute), avec des nuances qui maintiennent une structure ferritique stable de la température ambiante au point de fusion. Dans cette série, il existe plusieurs nuances, parmi lesquels se distinguent le 430, avec 17% de chrome, utilisé dans les éviers, les tambours de machines à laver et l’intérieur des lave-vaisselle, couverts, l’extérieur des réfrigérateurs, etc., et la nuance 409, largement utilisé dans la fabrication de tuyaux d’échappement d’automobiles ou dans l’usinage nécessitant un usage répétitif.

Nuances d’aciers ferritiques

La série 400 d’aciers ferritiques peut être divisée en différents groupes de nuances :

• Groupe 1 (409 / 410L): ils ont la plus faible teneur en chrome de tous les aciers inoxydables et sont idéaux pour les environnements légèrement corrosifs où l’oxydation est concomitante. Le type 409 a été conçu à l’origine pour les silencieux des systèmes d’échappement d’automobiles ainsi que les carters de convertisseur catalytique et est le moins cher de tous les aciers inoxydables. En outre, le type 410L est fréquemment utilisé pour les conteneurs et les bus.
• Groupe 2 (430): il est considéré comme l’acier ferritique le plus utilisé en raison de sa teneur plus élevée en chrome, étant ainsi le plus résistant à la corrosion par les acides nitriques, les gaz de soufre et de nombreux acides organiques et alimentaires. Ce type de ferritique peut être trouvé dans les appareils électroménagers d’intérieur : les éviers, les couverts, les panneaux intérieurs, les lave-vaisselles et autres ustensiles de cuisine.
• Groupe 3 (nuance 430Ti, 439 et 441) : ayant de meilleures caractéristiques de soudabilité et de formabilité que le groupe 2, l’acier de ce groupe peut être utilisé pour remplacer l’austénitique 304 dans une plus large gamme d’applications telles que les tubes d’échange, systèmes d’échappement et pièces soudées de machines à laver.
• Groupe 4 (nuance 434, 436, 444): avec une teneur plus élevée en molybdène et une plus grande résistance à la corrosion, son utilité principale est dans les réservoirs d’eau chaude, les pièces du système d’échappement, les bouilloires électriques, les chauffe-eaux, les éléments du four à micro-ondes, ainsi que le voyage en automobile. Plus précisément, la nuance 444 a une résistance aux piqûres équivalente (PRE) à la nuance 316, ce qui permet son utilisation dans des environnements extérieurs plus corrosifs.
• Groupe 5 (nuance 446, 445, 447): ce groupe d’aciers inoxydables se caractérise par une teneur en chrome relativement élevée. Le résultat est un acier avec une excellente résistance à la corrosion et à l’incrustation, y compris l’oxydation. Les applications les plus courantes de l’acier de ce groupe se situent dans les environnements près de la côte hautement corrosifs.