Acier inoxydable SUS321 ou SUS410 : lequel est le plus résistant à l'usure ?

SUS321 et SUS410 : deux familles d'acier inoxydable différentes

SUS321 et SUS410, tous deux normalisés dans JIS G4303, appartiennent à des familles d'acier inoxydable entièrement différentes, et cette différence décide de la réponse à la question de la résistance à l'usure. Le SUS321 est une nuance austénitique : il contient 9,00-13,00 % de nickel et 17,00 à 19,00 % de chrome, et il est stabilisé avec du titane afin qu'il résiste à la corrosion intergranulaire en service à température élevée. Le SUS410 est une nuance martensitique : elle contient 11,50-13,50 % de chrome, peu ou pas de nickel, et jusqu'à 0,15 % de carbone, ce qui permet de la durcir par trempe et revenu. À l'état durci et revenu, le SUS410 développe la structure martensitique dure qui lui confère un avantage en matière d'usure ; Le SUS321, étant austénitique, ne peut pas être durci par traitement thermique de la même manière.

Composition chimique et propriétés mécaniques

Composition chimique selon JIS G4303 (pourcentage en poids)

Élément	SUS321	SUS410
Carbone (C)	Inférieur ou égal à 0,08	Inférieur ou égal à 0,15
Silicium (Si)	Inférieur ou égal à 1,00	Inférieur ou égal à 1,00
Manganèse (Mn)	Inférieur ou égal à 2,00	Inférieur ou égal à 1,00
Phosphore (P)	Inférieur ou égal à 0,045	Inférieur ou égal à 0,040
Soufre (S)	Inférieur ou égal à 0,030	Inférieur ou égal à 0,030
Nickel (Ni)	9.00 - 13.00	Inférieur ou égal à 0,60
Chrome (Cr)	17.00 - 19.00	11.50 - 13.50
Titane (Ti)	Supérieur ou égal à 5 ​​× C	-

Propriétés mécaniques à l'état recuit

Propriété	SUS321	SUS410
Résistance à la traction, min (MPa)	520	440
Limite d'élasticité 0,2 %, min (MPa)	205	205
Allongement, min (%)	40	20
Dureté, maximale (HB)	187	201

Ce sont des valeurs recuites. La différence décisive réside dans ce qui se passe après le traitement thermique : le SUS410 est trempé à l'huile-à environ 950-1 000 degrés, puis revenu, se transformant en une structure martensitique revenue dont la dureté est bien supérieure au niveau recuit. Cette réponse de durcissement est à la base de son utilisation pour les pièces, les arêtes de coupe et les arbres soumis à l'usure. La dureté effectivement obtenue dépend de la température de revenu et est vérifiée sur le certificat d'essai du moulin ; on ne peut pas le déduire uniquement du nom du grade. Le SUS321, en revanche, reste souple et résistant après traitement thermique, car sa structure austénitique ne se transforme pas lors du refroidissement.

Résistance à l'usure : pourquoi la nuance martensitique l'emporte

En cas d'usure abrasive et par glissement, la surface la plus dure s'use généralement plus lentement. Un composant SUS410 durci et revenu présente une surface dure et résistante à l'usure, c'est pourquoi cette nuance est traditionnellement choisie pour les sièges de soupape, les arbres de pompe, les lames de couverts et autres pièces où la résistance à l'abrasion compte plus que la corrosion. Le SUS321 ne peut pas égaler cette dureté, mais il a sa propre résistance à l'usure : la structure austénitique durcit sous l'impact et le contact de grippage, et elle résiste mieux à l'usure adhésive que la martensite molle. En pratique, lorsque la question est simplement de savoir quelle nuance est la plus résistante à l'usure, la réponse est SUS410 à l'état durci et revenu.

Résistance à la corrosion et comportement à-température élevée

Les deux qualités diffèrent également fortement en termes de résistance à la corrosion. Le SUS321, avec 17 à 19 % de chrome et 9 à 13 % de nickel, résiste à la corrosion atmosphérique, à l'eau douce et à de nombreux milieux de traitement, et l'ajout de titane le protège contre la corrosion intergranulaire en service soudé ou chaud. Le SUS410 n'offre qu'une résistance modérée à la corrosion : il convient aux atmosphères douces et à certaines applications d'outillage, mais il ne convient pas aux milieux fortement corrosifs, à l'exposition marine ou au service acide. Lorsqu'une pièce doit combiner résistance à l'usure et environnement corrosif, un rechargement dur ou un revêtement d'une base austénitique est souvent utilisé à la place du SUS410 nu.

Guide de sélection

Choisissez le SUS410 lorsque l'exigence dominante est la résistance à l'usure ou la dureté et que l'environnement est doux : pales, composants de vannes, pièces de pompe, arbres et fixations dans l'air, l'eau douce ou des atmosphères industrielles légères. Choisissez SUS321 lorsque la résistance à la corrosion, la stabilité à température élevée, la soudabilité ou la ténacité dominent : échangeurs de chaleur, systèmes d'échappement, tuyauterie d'usine chimique, équipements de traitement alimentaire et pharmaceutique. Pour les pièces qui nécessitent à la fois dureté et résistance à la corrosion, une qualité martensitique au chrome supérieure-ou une pièce austénitique revêtue doit être envisagée.

FAQ

Qu'est-ce qui est le plus résistant à l'usure : SUS321 ou SUS410 ?

À l'état durci et revenu, le SUS410 est nettement plus résistant à l'usure-en raison de sa structure martensitique dure. À l'état recuit, la différence de dureté est faible (inférieure ou égale à 187 HB contre inférieure ou égale à 201 HB).

Le SUS410 peut-il être soudé ?

Oui, mais la martensite se forme dans la zone de soudure et-affectée par la chaleur, donc un préchauffage et un revenu après-soudure sont normalement nécessaires pour restaurer la ténacité. Le SUS321 se soude beaucoup plus facilement et ne nécessite pas de traitement thermique après-soudage pour la résistance à la corrosion.

Le SUS410 est-il-antirouille ?

Il est inoxydable dans le sens où il contient 11,5 à 13,5 % de chrome, ce qui résiste à la corrosion atmosphérique et aux milieux doux. Dans les environnements humides, marins ou acides, il a besoin de protection et est nettement inférieur au SUS321 en termes de résistance à la corrosion.

Les SUS321 et SUS410 sont-ils magnétiques ?

Le SUS410 est magnétique dans toutes les conditions. Le SUS321 est austénitique et essentiellement non-magnétique à l'état recuit, avec seulement un léger magnétisme possible après un travail à froid intense.

Quelles sont les qualités équivalentes du SUS321 et du SUS410 ?

SUS321 correspond à UNS S32100 (ASTM A240/A276) et EN 1.4541 (X6CrNiTi18-10). SUS410 correspond à UNS S41000 et EN 1.4006 (X12Cr13).

Quelle qualité est la meilleure pour les lames de couteaux de cuisine ?

Pour les arêtes de coupe qui doivent conserver leur tranchant, l'acier martensitique trempé de type SUS410- est le choix traditionnel ; Le SUS321 est préféré pour les pièces non coupantes et résistantes à la corrosion des équipements alimentaires.