Pour choisir l'acier inoxydable le mieux adapté à votre projet, vous devez comprendre les principales différences entre les qualités courantes. Les deux aciers inoxydables austénitiques les plus utilisés sont les suivants AISI 303 et AISI 304 (également connu sous le nom de SS 303 et SS 304).
Cependant, ils présentent des caractéristiques différentes qui les rendent adaptés à certains usages. Ce guide donne un aperçu des caractéristiques de l'acier inoxydable 303 par rapport à l'acier inoxydable 304.
Mais comment choisir le grade qui convient à vos applications ?
Comprendre les nuances d'acier inoxydable
Matériau adaptable et économique, l'acier inoxydable est reconnu pour sa bonne résistance à l'oxydation et à certaines formes de corrosion avec une structure austénitique. Par exemple, les nuances austénitiques 303 et 304 sont fréquemment utilisées.
Ils sont faciles à façonner et offrent une excellente résistance à la corrosion ainsi qu'une excellente aptitude au formage. Cependant, le choix de la nuance est assez similaire à la sélection de l'outil approprié pour le travail ; il doit être parfait pour l'opération. Pour en savoir plus, consultez notre guide, afin d'obtenir le meilleur résultat possible pour le travail et la durabilité du matériau.
Nuances d'acier inoxydable 303 et 304
Bien qu'il s'agisse d'aciers inoxydables austénitiques et que leur base chimique soit similaire, les deux nuances présentent des caractéristiques comparables, à savoir une excellente résistance à la corrosion et des propriétés amagnétiques. Avec une teneur en soufre comprise entre 0,15% et 0,35%, le 303 est une nuance d'acier inoxydable austénitique qui offre une usinabilité exceptionnelle.
Acier inoxydable 303 vs acier inoxydable 304 : Tableau comparatif
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Propriété |
Acier inoxydable 303 |
Acier inoxydable 304 |
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Composition chimique |
17% Chrome, 8% Nickel, 0,15% Soufre/Sélénium (min) |
18% Chrome, 8% Nickel (min) |
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Usinabilité |
Excellent (grâce au soufre/sélénium) |
Bon |
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Soudabilité |
Pauvre |
Bon |
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Formabilité |
Bon |
Bon |
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Résistance à la traction (MPa) |
510-590 |
535-750 |
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Limite d'élasticité (MPa) |
205-290 |
205-325 |
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Élongation (%) |
40-60 |
40-60 |
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Densité (g/cm³) |
7.93 |
7.93 |
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Résistance à la corrosion |
Modéré |
Excellent |
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Coût |
Plus bas |
Plus élevé |
Il contient 8%-10% de nickel et 18% de chrome. La teneur en soufre compense largement la résistance à la corrosion qu'il devrait normalement offrir. Il en résulte une légère réduction de la ténacité et une diminution de la résistance à la corrosion.
Le fait qu'il soit facilement usinable implique un compromis. Il est souvent plus cher que l'alliage 304 parce que sa mise en forme et son emboutissage ne nécessitent pas autant de travail. Même si le 303 n'est pas aussi résistant à la corrosion que le 304, il est tout de même assez résistant à l'oxydation lorsqu'il est exposé à des températures allant jusqu'à 1400 °F à l'occasion.
Il faut garder à l'esprit que la teneur en soufre rend le 303 peu soudable, ce qui peut provoquer des fissures. En outre, le sélénium est parfois utilisé à la place du soufre. Le résultat est le même que celui du soufre, à savoir une amélioration de l'usinabilité et une diminution de la résistance à la corrosion.
Comprendre l'usinabilité de l'acier inoxydable 304 par rapport à l'acier inoxydable 303
Note 303
La nuance 303 de l'acier inoxydable est appelée le roi de l'usinabilité en raison de la présence de soufre ou de sélénium dans l'acier. Cela permet d'améliorer les caractéristiques mécaniques d'un alliage grâce aux propriétés de décolletage de la nuance 303. Il permet aux fabricants de produire de grands volumes rapidement et de manière plus propre.
Cette nuance convient aux applications nécessitant des formes complexes et des détails fins, offrant des possibilités d'usinage de précision. Elle réduit les risques d'usure des outils et prolonge la durée de vie des outils de coupe.
Ils en font un choix abordable pour la fabrication en grande série. Toutefois, ce compromis entraîne une légère réduction de la résistance à la corrosion, ce qui peut limiter son utilisation dans certains environnements.
Note 304 - Un numéro d'équilibriste
La nuance 304 se durcissant rapidement, l'usinabilité est un problème pour la nuance 303. Contrairement à la nuance 303, la composition chimique de l'acier inoxydable 304 est préférée dans de nombreuses industries en raison de sa fiabilité et de sa robustesse, malgré sa moindre usinabilité. Son équilibre entre une bonne formabilité et une excellente résistance à la corrosion en fait une option polyvalente.
Cette qualité est largement utilisée pour produire des applications nécessitant à la fois un usinage et un soudage, comme les équipements de cuisine, les structures architecturales et les conteneurs de produits chimiques. Leurs excellentes caractéristiques anticorrosion leur permettent de résister à des conditions difficiles sans compromettre leur intégrité.
Propriétés mécaniques
Les qualités 303 et 304 de l'acier inoxydable ont les mêmes propriétés, à l'exception du point de fusion. Leur densité serait la même si leur composition chimique était légèrement différente. Leurs structures cristallines sont très similaires, les atomes étant disposés selon un schéma régulier et répétitif, car il s'agit d'alliages d'acier inoxydable austénitique.
Le 304 a un peu plus de chrome, mais pas toujours. L'inclusion de soufre n'a aucun impact significatif sur la structure cristalline ou l'espacement des particules interatomiques.
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Propriétés |
Acier inoxydable de qualité 303 |
Acier inoxydable de qualité 304 |
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Densité |
0,289 lb/in³ |
0,289 lb/in³ |
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Point de fusion |
2550 - 2590°F |
2642°F |
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Module d'élasticité |
28 000 ksi |
28 000 ksi |
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Résistivité électrique |
0,72 x 10-⁶ Ω-m |
0,72 x 10-⁶ Ω-m |
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Conductivité thermique |
112 BTU-in/hr-ft²-°F |
112 BTU-in/hr-ft²-°F |
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Module de cisaillement |
11 200 ksi |
11 200 ksi |
Structure austénitique et son impact
Les nuances d'acier inoxydable offrent des propriétés non magnétiques et une bonne aptitude au formage, tout en contribuant à la structure austénitique. Leur structure austénitique permet de produire des applications spécifiques nécessitant une ténacité et une durabilité élevées.
Il permet au matériau de conserver sa résistance à des températures élevées. Cela permet de fabriquer des produits automobiles et aérospatiaux. En outre, cette structure austénitique peut être utilisée dans l'environnement pour surmonter des contraintes mécaniques élevées.
Comparaison des points forts
Comme la nuance 303 contient du sélénium ou du soufre, ses performances en termes de limite d'élasticité et de résistance à la traction sont légèrement supérieures à celles de la nuance 304. Toutefois, il est essentiel de prendre en compte d'autres facteurs de ténacité et de ductilité lors du choix de la nuance appropriée entre 303 et 304.
La sélection des nuances dépend des exigences spécifiques des applications. Il peut s'agir de contraintes mécaniques, d'une exposition à des éléments corrosifs et de la nécessité d'être usinable ou soudable.
Traitement thermique et formabilité
Traitement des solutions
Le traitement de mise en solution est le processus qui permet d'améliorer la structure du grain et la formabilité générale des nuances 303 et 304. Ce processus consiste à chauffer les alliages à une température élevée, puis à les refroidir rapidement. Les caractéristiques mécaniques et les performances du matériau s'en trouvent améliorées.
En outre, ce procédé permet de dissoudre les précipités qui ont pu se former au cours de l'élaboration afin de garantir une microstructure uniforme. Il contribue à améliorer la ductilité et la ténacité des alliages, ce qui facilite leur mise en forme.
Différences de soudabilité
La présence de soufre ou de sélénium dans la nuance 303 peut provoquer des fissures à chaud pendant le processus de soudage. À l'inverse, la nuance 304 présente une meilleure soudabilité, ce qui peut permettre de l'utiliser dans des applications nécessitant un soudage important.
Tenez compte de ce facteur différentiel lorsque vous choisissez la nuance souhaitée pour votre projet. La construction de pipelines, de réservoirs et d'autres structures où le soudage est nécessaire s'adapte à la nuance 304. Leur capacité à fournir des soudures solides et durables permet de résister à diverses contraintes.
Coût de l'acier inoxydable 303 par rapport à l'acier inoxydable 304
La prise en compte du coût est un aspect important du choix entre les nuances 303 et 304 pour votre projet. Les principales composantes de ces qualités sont les prix du marché du chrome et du nickel. Ces prix fluctuent en fonction de l'offre et de la demande, des événements géopolitiques et des activités minières. Ces fluctuations ont un impact sur les prix globaux des matériaux en acier inoxydable sur le marché.
- Fluctuations des prix du marché
- Grade 303 - Généralement moins cher
- Grade 304 - coût légèrement plus élevé
Fluctuations des prix du marché
Nickel and chromium costs can differ due to various aspects and can be influenced by mining output, global demand, and political stability. Their prices fluctuate because of the manufacturer’s demand and supply, leading to price swings and affecting the cost of stainless steel.
Grade 303 - Généralement moins cher
La faible teneur en nickel et l'usinabilité plus rapide de la nuance 303 la rendent moins chère que la nuance 304. Ses propriétés réduisent le temps de production et les coûts de main-d'œuvre, et l'ajout de soufre ou de sélénium améliore son usinabilité. Cela permet d'accélérer les processus de production et de réduire les coûts de fabrication.
Grade 304 - coût légèrement plus élevé
The higher nickel content and excellent resistance to corrosion presence in grade 3034 make it slightly more expensive than grade 303. Meanwhile, the lower maintenance requirement and the material’s durability can offset its higher cost. The lower maintenance requirements make grade 304 a cost-effective choice across various industries.
Applications courantes de ss 303 vs 304
Les utilisations de l'acier inoxydable 303 et 304 sont souvent similaires. Plus précisément, les aciers 303 et 304 sont couramment utilisés dans diverses applications. Elles sont décrites ci-dessous, en soulignant les raisons spécifiques de leur utilisation.
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L'industrie |
Acier inoxydable 303 Applications |
Raison de l'utilisation |
Acier inoxydable 304 Applications |
Raison de l'utilisation |
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Équipement de préparation des aliments |
Convoyeurs, plateaux, chariots et unités de réfrigération |
Facile à nettoyer |
Réservoirs, tuyaux et conteneurs |
Résistance à la corrosion, facile à nettoyer |
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Aéronefs |
Arbres, engrenages et accessoires d'aéronefs |
Propriétés anti-grippantes et anti-gonflantes, haute usinabilité |
Structures et moteurs d'aéronefs |
Excellente résistance à la corrosion, stabilité thermique et rapport résistance/poids |
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Composants de fixation |
Vis, écrous et boulons |
Haute usinabilité - facilité à produire des formes complexes |
Vis, écrous et boulons |
Durabilité et résistance à la corrosion |
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Composants électroniques |
Entretoises, supports et éléments de ventilation |
Non-magnétique, haute usinabilité |
Entretoises, supports et éléments de ventilation |
Non-magnétique et peu résistant à la corrosion |
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Applications industrielles et machines |
Bagues, raccords, corps de vanne, vannes, arbres forgés et garnitures de vanne |
Haute usinabilité - facilité à produire des formes complexes avec des tolérances précises et des ajustements serrés |
Réservoirs, tuyaux, raccords et corps de vanne |
Résistance à la corrosion, durabilité |
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Appareils ménagers |
Raccords, vis et boulons pour appareils électroménagers |
Haute usinabilité |
Réfrigérateurs, éviers de cuisine et lave-vaisselle |
Durabilité, résistance à la corrosion et attrait esthétique |
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Automobile |
Arbres, raccords et engrenages |
Haute usinabilité, facilité de fabrication |
Systèmes d'échappement, garnitures et grilles |
Résistance à la corrosion, esthétique |
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Équipement médical |
Instruments chirurgicaux, implants dentaires |
Haute usinabilité, non magnétique |
Instruments chirurgicaux, instruments dentaires et implants |
Biocompatibilité, résistance à la corrosion et processus de nettoyage à haute température |
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Équipement de traitement chimique |
Corps de vanne, raccords et bagues |
Haute usinabilité, facilité de fabrication |
Réacteurs, réservoirs et pipelines |
La résistance à la corrosion résiste à toute une série de produits chimiques |
Résistance à la corrosion
L'acier inoxydable est le matériau le plus apprécié, largement utilisé dans diverses applications d'usinage. Il est donc essentiel de trouver le matériau idéal pour obtenir le résultat souhaité. Outre leurs propriétés mécaniques et chimiques avantageuses, les nuances d'acier inoxydable possèdent différentes propriétés de résistance à la corrosion.
- Résistance à la piqûre et rôle du chrome
- Comparaison de la durabilité dans différents environnements
Résistance à la piqûre et rôle du chrome
Tous les types d'acier inoxydable austénitique présentent une excellente résistance à la corrosion ; la corrosion par piqûres se produit lorsque le matériau est exposé à des environnements chlorés. En particulier, les deux nuances contiennent des niveaux élevés de chrome, qui peuvent prévenir ce type de corrosion. Toutefois, certaines variantes de la nuance 304 offrent une meilleure résistance à la corrosion par piqûres en raison de leur teneur plus élevée en chrome.
Comparaison de la durabilité dans différents environnements
Toutes les sources atmosphériques, les stérilisateurs, les produits chimiques organiques et les colorants ne peuvent pas provoquer la corrosion du type 303. Ils résistent mal aux acides halogènes, un peu à l'acide sulfurique et bien à l'acide nitrique.
Pour une résistance maximale à la corrosion, tous les composants fabriqués à partir du grade 303 doivent être nettoyés. Ils doivent être passivés après Usinage CNC pour éliminer la graisse, l'huile, les empreintes digitales et d'autres particules étrangères, telles que les particules de fer restantes, de l'outillage.
Conclusion :
Bien qu'elles présentent des propriétés similaires, les qualités d'acier inoxydable 303 et 304 présentent des différences distinctes. Cela représente un défi dans la sélection du matériau approprié pour des applications spécifiques. En raison de la meilleure usinabilité des nuances, la nuance 303 est idéale pour les pièces nécessitant un usinage minutieux. En outre, cette nuance perd une partie de sa résistance à la corrosion en raison de la présence d'une teneur en soufre plus élevée.
À l'inverse, l'acier inoxydable 304 offre une excellente résistance à la corrosion et convient à une plus large gamme d'applications. Il s'agit donc d'une option plus polyvalente pour les environnements où la corrosion est un problème.
Le choix des nuances dépend des exigences d'un projet et tient compte de facteurs tels que l'exposition à l'environnement, les exigences d'usinage et le rapport coût-efficacité. Une connaissance approfondie de ces nuances permet au fabricant d'obtenir le résultat souhaité, en tirant parti de leurs propriétés uniques.