Acier inoxydable 304

Qu'est-ce que l'acier inoxydable 304 ?

L’acier inoxydable 304 est l’acier inoxydable austénitique le plus répandu au monde. Sa composition nominale de 18 % de chrome et 8 % de nickel lui confère une structure entièrement austénitique, essentiellement non-magnétique, avec une bonne combinaison de résistance à la corrosion, de ductilité, de ténacité et de soudabilité. La nuance est désignée UNS S30400 dans ASTM A240/A240M, 1.4301 (nom de l'acier X5CrNi18-10) dans EN 10088 et SUS304 dans JIS G4304/G4305. Les variantes de la famille couvrent des besoins spécifiques : le 304L (UNS S30403, EN 1.4307) limite le carbone à 0,030 % pour les structures soudées lourdes, et le 304H (UNS S30409) retient le carbone entre 0,04 et 0,10 % pour une résistance aux températures élevées. Des plaques et des tuyaux doublement certifiés-sont généralement fournis dans les limites 304 et 304L afin que les fabricants puissent souder sans perdre l'avantage d'une faible émission de carbone.

Composition chimique

Composition limite des trois variantes courantes selon ASTM A240/A240M.

Élément (%)	304 (S30400)	304L (S30403)	304H (S30409)
C	Inférieur ou égal à 0,08	Inférieur ou égal à 0,030	0.04-0.10
Mn	Inférieur ou égal à 2,00	Inférieur ou égal à 2,00	Inférieur ou égal à 2,00
Si	Inférieur ou égal à 0,75	Inférieur ou égal à 0,75	Inférieur ou égal à 0,75
P	Inférieur ou égal à 0,045	Inférieur ou égal à 0,045	Inférieur ou égal à 0,045
S	Inférieur ou égal à 0,030	Inférieur ou égal à 0,030	Inférieur ou égal à 0,030
Cr	18.0-20.0	18.0-20.0	18.0-20.0
Ni	8.0-10.5	8.0-12.0	8.0-10.5
N	Inférieur ou égal à 0,10	Inférieur ou égal à 0,10	-

Propriétés mécaniques

Propriétés à température ambiante minimale-des plaques, feuilles et bandes recuites conformément à la norme ASTM A240/A240M.

Propriété	304	304L	304H
Résistance à la traction	Supérieur ou égal à 515 MPa	Supérieur ou égal à 485 MPa	Supérieur ou égal à 515 MPa
Limite d'élasticité (0,2%)	Supérieur ou égal à 205 MPa	Supérieur ou égal à 170 MPa	Supérieur ou égal à 205 MPa
Élongation	Supérieur ou égal à 40%	Supérieur ou égal à 40%	Supérieur ou égal à 40%
Dureté	Inférieur ou égal à 201 HBW / Inférieur ou égal à 92 HRB	Inférieur ou égal à 201 HBW / Inférieur ou égal à 92 HRB	Inférieur ou égal à 201 HBW / Inférieur ou égal à 92 HRB

Résistance à la corrosion

Le 304 résiste à la corrosion atmosphérique, à l'eau douce et potable, aux produits alimentaires, aux acides organiques et à de nombreux produits chimiques inorganiques dilués, c'est pourquoi il domine les applications dans la transformation des aliments, les boissons, les brasseries, les produits laitiers et l'architecture. Son équivalent de résistance aux piqûres (PREN) calculé est d'environ 19, il n'est donc que marginalement résistant aux chlorures : dans l'eau de mer, les zones d'éclaboussures, les atmosphères de piscine-ou l'exposition au sel de déglaçage-, il peut se piquer, et au-dessus d'environ 60 C, il est sensible à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure. Pour un tel service, du molybdène-portant 316 ou des qualités d'alliage supérieures-doivent être spécifiées. Dans les sections soudées lourdes, les nuances 304L ou stabilisées évitent la précipitation de carbure de chrome qui se produit dans la plage de sensibilisation de 450 à 850 °C.

Traitement thermique et fabrication

Le 304 est fourni à l'état de solution-recuit, généralement chauffé à 1 010-1 120 C et rapidement refroidi dans l'eau ou l'air. Il ne peut pas être durci par traitement thermique ; L'écrouissage est le seul moyen d'augmenter la résistance, au détriment de la ductilité et d'un léger magnétisme. Cette nuance est exceptionnelle pour le formage : elle s'emboutit profondément, se plie, roule et tourne facilement, et elle se soude par tous les procédés courants sans préchauffage. Pour le contact alimentaire-et pour une utilisation architecturale, le décapage et la passivation restaurent le film passif riche en chrome après soudage et meulage.

Applications typiques

Les applications incluent les éviers de cuisine et les équipements de restauration, les réservoirs de transformation et de stockage des aliments, les cuves de brasserie et de laiterie, les équipements pharmaceutiques, les réservoirs de stockage de produits chimiques pour milieux dilués, les tubes d'échangeur de chaleur, les panneaux architecturaux et les mains courantes, les cuves cryogéniques (jusqu'à -196 °C) et les pièces d'appareils électroménagers.

Foire aux questions

Q : Que signifie l’acier inoxydable 18/8 ?

R : Il fait référence à la composition nominale du 304 : environ 18 % de chrome et 8 % de nickel. Le terme est couramment utilisé comme synonyme du 304 dans la vaisselle et les ustensiles de cuisine.

Q : Quelle est la différence entre le 304 et le 304L ?

R : 304L limite le carbone à 0,030 % maximum. La faible teneur en carbone empêche la précipitation de carbure de chrome dans la zone affectée par la chaleur pendant le soudage. C'est pourquoi le 304L est spécifié pour les sections soudées lourdes qui ne peuvent pas être recuites après le soudage.

Q : L’acier inoxydable 304 est-il magnétique ?

R : À l'état recuit, le 304 est essentiellement non-magnétique. Le travail à froid tel que le pliage ou l'étirage peut former de la martensite induite par la déformation, ce qui rend le matériau légèrement magnétique.

Q : Le 304 peut-il être durci par traitement thermique ?

R : Non. Comme toutes les nuances austénitiques, le 304 ne peut être renforcé que par écrouissage, et non par traitement thermique.

Q : Le 304 est-il adapté au service d’eau de mer ?

R : Ne convient pas à une immersion continue.. 304 présente une faible résistance aux piqûres de chlorure et à la fissuration par corrosion sous contrainte dans l'eau de mer ; le molybdène-de qualité 316 ou duplex est le choix standard pour le service maritime.

Q : À quelle température le 304 peut-il résister ?

R : Pour la résistance à l'oxydation dans l'air, le 304 est conçu pour un service continu jusqu'à environ 800 C et un service intermittent jusqu'à environ 870 C. Pour une conception portante-à haute température-, utilisez-le dans les limites des contraintes admissibles du code applicable, ou sélectionnez 304H, 321 ou 310S pour une résistance plus élevée.

Foire aux questions

T1. Quelles désignations couvrent l'acier inoxydable de nuance 304 ?
304 est désigné UNS S30400 dans ASTM A240/A240M, 1.4301 avec le nom d'acier X5CrNi18-10 dans EN 10088 et SUS304 dans JIS G4304/G4305 ; la variante à faible teneur en carbone 304L est UNS S30403 ou EN 1.4307, et la variante à haute teneur en carbone 304H est UNS S30409.

Q2. Quelles sont les limites de composition du 304 ?
Selon ASTM A240/A240M, le carbone est de 0,08 maximum, le chrome de 18,0 à 20,0, le nickel de 8,0 à 10,5, le manganèse de 2,00 maximum, le silicium de 0,75 maximum, le phosphore de 0,045 maximum, le soufre de 0,030 maximum et l'azote de 0,10 maximum ; Le 304L limite le carbone à 0,030 maximum et le 304H retient le carbone entre 0,04 et 0,10 pour cent.

Q3. Quelles sont les propriétés mécaniques minimales du 304 recuit ?
La résistance à la traction minimale est de 515 MPa, la limite d'élasticité à 0,2 pour cent est de 205 MPa, l'allongement est de 40 pour cent et la dureté est de 201 HBW ou 92 HRB maximum ; Le 304L présente le même allongement mais des minimums inférieurs de 485 MPa en traction et 170 MPa de rendement.

Q4. Pourquoi le 304 n’est-il que marginalement résistant aux chlorures ?
Son équivalent calculé en résistance aux piqûres (PREN) est d'environ 19, donc dans l'eau de mer, les zones d'éclaboussures, les atmosphères de piscine-piscine ou-exposition aux sels de déglaçage, il peut se piquer, et au-dessus d'environ 60 C, il est sensible à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure ; du molybdène-portant 316 ou plus-des qualités d'alliage doivent être spécifiées pour un tel service.

Q5. Quelles limites de traitement thermique et de service s’appliquent au 304 ?
Le 304 est fourni en solution-recuit à 1010-1120 C avec refroidissement rapide, ne peut pas être durci par traitement thermique, et dans les sections lourdes soudées, la plage de sensibilisation de 450-850 C doit être évitée, c'est pourquoi le 304L ou des qualités stabilisées y sont utilisés ; pour la résistance à l'oxydation dans l'air, il est évalué à environ 800 C en service continu et 870 C en service intermittent.