Aciers inoxydables martensitiques 410 ou 420 : faible-carbone soudable vs haute-carbone résistant à l'usure-résistant

 

Quelles sont leurs compositions de base et leurs différences de propriétés mécaniques ?

Le 410 contient 11,5 à 13,5 % de Cr, 0,15 % de C max et aucun nickel, offrant une résistance à la traction d'environ 520 MPa à l'état recuit. Il peut être traité thermiquement-à 45 HRC pour une résistance à l'usure modérée, avec une bonne soudabilité par rapport aux nuances martensitiques au carbone plus élevées-. Le 420 contient 12 à 14 % de Cr, 0,15 à 0,40 % de C et aucun nickel, atteignant une dureté maximale de 55 HRC après trempe et revenu. Sa teneur plus élevée en carbone forme des carbures de chrome denses, augmentant la résistance à l'usure mais réduisant la soudabilité. Les deux qualités sont magnétiques à toutes les températures et nécessitent un traitement thermique pour atteindre leur plein potentiel de résistance.

En quoi leur soudabilité et leur formabilité diffèrent-elles pour la fabrication ?

Le 410 est l'acier inoxydable martensitique le plus soudable-. Il peut être soudé avec les méthodes standard GTAW ou SMAW, avec préchauffage à 150-200 degrés et revenu post-soudage pour éviter les fissures. Il a également une bonne formabilité pour le pliage et l'emboutissage de pièces de faible épaisseur. Le 420 a une mauvaise soudabilité en raison de sa teneur plus élevée en carbone : le soudage provoque une précipitation de carbure aux joints de grains, entraînant une fragilité et des fissures dans la zone affectée par la chaleur. Il n'est pas recommandé pour les assemblages soudés, même avec préchauffage. La formabilité du 420 est limitée à une légère flexion - un écrouissage sévère provoque un écrouissage et une fissuration sans recuit intermédiaire.

Dans quelles applications un grade est-il préféré à un autre ?

Choisissez le 410 pour les pièces mécaniques soudées dans des environnements secs : arbres de pompe, corps de vannes, composants d'équipement agricole et brûleurs de four où une résistance et une soudabilité modérées sont essentielles. Optez pour le 420 pour les pièces non-soudées et à forte usure- : outils de coupe (par exemple, lames de travail du bois), instruments chirurgicaux (par exemple, scalpels), composants d'armes à feu et chemins de roulement qui exigent une dureté et une rétention des bords élevées.

Comment leurs résistances à la corrosion se comparent-elles dans les environnements de service ?

Le 410 offre une résistance de base à la corrosion, tolérant des conditions intérieures sèches et une exposition à court terme à l'eau douce. Il rouillera rapidement dans des environnements humides, côtiers ou chimiques sans revêtements protecteurs (par exemple, galvanisation). La teneur plus élevée en carbone du 420 réduit sa résistance à la corrosion par rapport au 410, le rendant encore plus sensible à la rouille dans des environnements humides. Il ne convient qu'aux applications sèches et à faible -humidité telles que les pièces de machines intérieures. Aucune des deux qualités n'est recommandée pour les utilisations marines ou de traitement chimique -mise à niveau vers 304 ou 17-4 PH pour une meilleure protection contre la corrosion.

Quelles sont les principales directives de traitement thermique pour chaque qualité ?

Pour le 410, le cycle de durcissement standard est le suivant : austénitisation à 980 - 1 050 degrés, trempe dans l'huile, puis revenu à 200 - 300 degrés pour équilibrer la dureté et la ténacité. Un revenu supérieur à 300 degrés réduit considérablement la résistance mais améliore la ductilité. 420 nécessite une température d'austénitisation plus élevée (1 010 à 1 070 degrés) pour dissoudre complètement les carbures, suivie d'une trempe à l'huile et d'un revenu à 150 à 200 degrés pour maximiser la dureté. Évitez un revenu excessif-, car cela réduirait la résistance à l'usure. Les deux qualités doivent être refroidies lentement après le recuit pour éviter la fragilisation- un refroidissement rapide peut provoquer des fissures dans les sections épaisses.