Lorsqu’on cherche un matériau capable de fonctionner de manière fiable dans des conditions agressives de nature diverse, le choix se porte généralement sur un acier austénitique assez courant : l’AISI 316, également désigné par le numéro 1.4401, mais plus connu sous le nom d’acier inoxydable 18-10.
Les caractéristiques qui rendent l’AISI 316 aussi polyvalent sont nombreuses. La principale est sa bonne résistance à la corrosion, ainsi qu’une résistance significative à l’oxydation à chaud, efficace jusqu’à des températures d’environ 850 °C.
Cette propriété est due à la teneur en chrome et en nickel de l’alliage, qui confèrent à l’acier cette performance.
L’AISI 316 est polyvalent également en raison de sa facilité de mise en œuvre, même si sa soudabilité, dans la version standard, n’est pas particulièrement élevée.
L’AISI 316 est généralement travaillé par déformation à froid, procédé qui donne de très bons résultats, mais il se prête aussi bien à l’usinage par enlèvement de copeaux.
Cet acier est utilisé pour la fabrication de valves, raccords et brides, dont l’emploi typique se retrouve dans les installations industrielles des secteurs textile, chimique, du tannage et du papier.
Il est également employé dans les installations navales et aéronautiques, mais surtout dans l’industrie alimentaire.
L’acier inoxydable AISI 316 : composition chimique et caractéristiques
Dans le domaine de la robinetterie et de l’hydraulique, les aciers inoxydables occupent une place centrale et prioritaire grâce à leurs propriétés mécaniques, chimiques et leur résistance à la corrosion.
Parmi eux, les aciers inoxydables austénitiques — et en particulier l’acier AISI 316 — constituent un matériau de référence pour ce type d’application.
La composition chimique de l’AISI 316
L’acier AISI 316 (désignation américaine) est également connu sous la désignation X5CrNiMo17-12-2.
Cette nomenclature permet d’identifier les principaux éléments qui le composent :
- 0,05 % de carbone : élément d’alliage principal des aciers ;
- Environ 17 % de chrome : proportion essentielle pour les propriétés des aciers inoxydables ;
- Environ 12 % de nickel : proportion nécessaire pour appartenir à la famille des inox austénitiques ;
- Environ 2 % de molybdène : améliore un point faible classique de l’AISI 304, à savoir la corrosion électrolytique (ou « corrosion par piqûres ») ;
- Mn et Si : respectivement autour de 2 % et 1 %.
Les caractéristiques de l’acier AISI 316
Après avoir décrit brièvement sa composition chimique, il convient d’analyser ses propriétés mécaniques et fonctionnelles.
Il faut rappeler que, bien qu’on les étudie séparément, la chimie et les propriétés ne peuvent être complètement dissociées, pas plus que le procédé de fabrication, les paramètres de production, les conditions d’exploitation ou encore la conception du composant pour lequel l’acier est choisi.
Les principales caractéristiques sont :
- Excellentes propriétés mécaniques, typiques des aciers : la limite d’élasticité et la résistance à la rupture présentent des valeurs classiques, mais la résistance peut être encore augmentée par écrouissage à froid ;
- Bonne aptitude à la transformation : essentielle pour façonner le matériau en produit fini ;
- Résistance élevée à la corrosion : grâce à la présence de chrome, de nickel et de molybdène, il résiste bien à de nombreux environnements corrosifs, y compris marins ;
- Bonne soudabilité : une propriété importante notamment pour les raccords soudés ;
- Absence de température de transition fragile : l’acier conserve un comportement ductile aussi bien à basse qu’à haute température, ce qui lui confère un domaine d’application très étendu.
Principales applications
Au vu de toutes les caractéristiques mentionnées, il apparaît clairement que les applications de l’AISI 316 peuvent s’étendre du secteur pétrochimique aux installations civiles et industrielles.
De manière générale, identifier les points forts du matériau et l’appliquer dans les contextes les plus appropriés constitue le véritable défi auquel sont confrontés les concepteurs et les ingénieurs.
Comparaison entre l’acier AISI 316 et l’acier AISI 304
Dans les paragraphes précédents, nous avons principalement mis l’accent sur les propriétés de l’acier inoxydable austénitique AISI 316, en soulignant ses avantages et ses applications possibles.
Pour mieux mettre en évidence ses qualités, il convient de le comparer à un autre acier inoxydable austénitique largement répandu : l’AISI 304.
Les principales différences entre ces deux aciers concernent leur composition chimique : l’AISI 316 contient une proportion de molybdène supérieure à celle de l’AISI 304, de l’ordre de 2 à 3 %.
D’un point de vue pratique, cela rend l’AISI 316 moins sensible à des phénomènes tels que la fissuration, la corrosion par les chlorures et la corrosion par piqûres — problèmes fréquents dans les applications marines, mais aussi dans les industries pharmaceutique et chimique.
On observe toutefois des différences en termes de coût et de facilité de mise en œuvre : moins allié, l’AISI 304 est moins cher et plus facile à usiner que l’AISI 316.
En résumé, il s’agit de deux aciers présentant des caractéristiques de base très similaires, mais l’AISI 316 offre des performances supérieures.
Le choix dépend donc du type d’application : pour des conditions standard et non critiques, l’AISI 304 peut suffire ; pour des environnements plus sévères, il est préférable d’opter pour l’AISI 316.
