Le monde utilise souvent les qualités d'acier inoxydable 304 et 316 dans tous les secteurs de notre vie quotidienne. C'est l'éternel débat entre l'acier inoxydable 304 et l'acier inoxydable 316.
Acier inoxydable est moins sensible aux taches que les autres métaux à base de fer, mais il n'est pas entièrement inoxydable. L'acier inoxydable, comme l'acier ordinaire, les traces de doigts et la graisse peuvent ternir, se décolorer et rouiller. La différence réside dans sa capacité à rebondir. L'acier inoxydable peut tolérer plus d'usage et d'abus avant de montrer des signes d'usure.
Par conséquent, vous pouvez trouver plusieurs qualités d'acier inoxydable dans le secteur de la fabrication. Examinons la composition de ces nuances d'acier inoxydable et déterminons une fois pour toutes la différence entre l'acier inoxydable 304 et l'acier inoxydable 316.
Qu'est-ce que la qualité de l'acier inoxydable ?
Le carbone, le fer, le chrome 10.5 % à 30%, le nickel, le molybdène et d'autres éléments d'alliage constituent les nuances d'acier inoxydable. Il s'agit d'un métal largement utilisé dans une large gamme d'articles, d'outils, d'équipements et de constructions industriels, commerciaux et résidentiels.
La caractéristique la plus précieuse de l'acier inoxydable est sa résistance à la corrosion. L'élément d'alliage qu'est le chrome est responsable de cette résistance à la corrosion. Outre leur résistance à la corrosion, les aciers inoxydables sont réputés pour leurs qualités mécaniques exceptionnelles, telles que la résistance mécanique élevée, la ténacité, la flexibilité, la résistance à la fatigue et la résistance à l'usure.
Il existe cinq principaux types d'acier inoxydable :
- Aciers inoxydables austénitiques : La forme la plus répandue d'acier inoxydable est l'acier inoxydable austénitique. Il comprend les séries 200 et 300 et constitue la catégorie d'acier inoxydable la plus utilisée.
- Aciers inoxydables ferritiques : La structure cristalline de l'acier inoxydable ferritique est cubique centrée (BCC). Les aciers inoxydables ferritiques contiennent des niveaux importants de chrome, allant de 11 à 27 %, mais seulement des quantités infimes de nickel. L'acier inoxydable ferritique a une faible teneur en carbone (environ 0,03 %), ce qui le rend ductile et façonnable. Comme les aciers austénitiques, ils ne peuvent pas être traités thermiquement pour les durcir.
- Aciers inoxydables martensitiques : La structure cristalline tétragonale de l'acier inoxydable martensitique est centrée sur le corps. Ils ont une teneur en chrome de 11,5-18% et une teneur en carbone de 0,1-1,2 %. La teneur élevée en carbone des aciers inoxydables martensitiques est responsable de leur résistance et de leur fragilité exceptionnelles.
- Aciers inoxydables duplex : Les micro-structures de ces aciers présentent des quantités presque égales de phases austénitiques et ferritiques. Ils sont deux fois plus résistants que les aciers inoxydables austénitiques et ferritiques standard.
- Aciers inoxydables trempés par précipitation : Le cuivre, l'aluminium, le titane et le molybdène sont tous présents en quantités mineures dans les aciers inoxydables durcis par précipitation. Après avoir allié les composants en acier inoxydable, le processus de fabrication expose l'acier inoxydable à un processus de durcissement par vieillissement, qui entraîne la précipitation de ces composants sous la forme d'éléments intermétalliques complexes.
Composition et propriétés de l'acier inoxydable
La comparaison entre 304 et 316 a résisté à l'épreuve du temps en raison de ses étonnantes similitudes. Les deux alliages sont des aciers inoxydables austénitiques, l'un des cinq types d'acier inoxydable. Ces types d'acier ont chacun leurs propres caractéristiques qui leur permettent de répondre à diverses exigences physiques et environnementales.
La composition chimique, les propriétés et l'apparence sont toutes équivalentes pour les grades 304 et 316. Les deux options sont réputées pour leur robustesse et leur résistance à la rouille et à la corrosion.
La présence de molybdène dans l'acier inoxydable 316 constitue la différence fondamentale entre les deux alliages. Cet ingrédient chimique favorise le durcissement et le renforcement de l'acier. Cet alliage contient également plus de nickel que l'acier inoxydable 304, mais moins de chrome.
Propriétés de l'acier inoxydable 304
L'acier inoxydable 304 est un alliage austénitique très répandu, connu pour sa durabilité, sa résistance à la traction, à l'oxydation et à la corrosion.
Le point de fusion de l'acier inoxydable 304 est supérieur à celui de l'acier inoxydable 316, allant de 2 550 à 2 650 degrés Fahrenheit (1399 à 1454 degrés Celsius). Toutefois, lorsque le matériau s'approche de ces températures, sa résistance à la traction commence à se détériorer.
L'alliage d'acier inoxydable se distingue par sa résistance exceptionnelle à la traction d'environ 621 MPa ou 90 KSI. L'acier inoxydable 304 peut également résister à des températures allant jusqu'à 870°C.
La composition chimique de l'acier inoxydable 304 est de 18% de chrome et 8% de nickel, ce qui montre la différence de chimie entre cet acier et l'acier inoxydable 316.
Outre ces deux composants principaux, cette qualité d'acier inoxydable peut contenir des traces de manganèse et de carbone. Grâce à ces composants, elle est résistante à l'oxydation, ce qui en fait une excellente substance d'assainissement et de nettoyage.
L'acier inoxydable 304 est également utilisé pour les couvercles de pneus, les réservoirs de stockage, les moulures et les garnitures de véhicules, les appareils et équipements de cuisine, les boîtiers électriques et d'autres applications.
Propriétés de l'acier inoxydable 316
La qualité 316 est un alliage d'acier inoxydable standard dont la température de fusion est comprise entre 2 500 et 2 550 degrés Fahrenheit (1 371 et 1 399 degrés Celsius). Comme il s'agit d'un alliage d'acier inoxydable austénitique, il résiste à la corrosion, a une teneur élevée en nickel et en chrome et est très résistant.
La résistance à la traction de l'alliage est de 579 MPa (84 KSI) (kilopound per square inch). Sa température maximale de fonctionnement est de 800 degrés Celsius (1 472 degrés Fahrenheit).
La composition de l'alliage comprend du molybdène supplémentaire, comme indiqué précédemment. La résistance de la nuance 316 aux piqûres de chlorure, aux alcalis et aux acides est due à cette caractéristique.
En termes de similitude, cette nuance d'acier inoxydable est comparable à la nuance 304. Elle présente les mêmes qualités mécaniques et physiques, et il est presque difficile de l'identifier sans un équipement ou des tests spécialisés.
La composition du matériau de l'acier inoxydable 316 est sa principale caractéristique distinctive. Il a une teneur en chrome de 16%, une teneur en nickel de 10% et une teneur en molybdène de 2%.
Cet alliage est plus coûteux par once de matériau que le 304. En raison de la teneur en molybdène et en nickel supplémentaire, le prix fluctue.
Les composants marins, les paniers en acier inoxydable, les équipements médicaux/chirurgicaux, les équipements chimiques, les équipements pharmaceutiques, les boîtiers électriques extérieurs et d'autres articles sont des exemples d'utilisation de l'alliage d'acier inoxydable 316.
L'acier inoxydable 304 ou 316 est-il exempt de nickel ?
Le nickel est présent dans l'acier inoxydable 304 et 316. C'est l'une des raisons pour lesquelles certaines qualités sont si brillantes et durables. En revanche, certains aciers inoxydables contiennent moins de nickel que d'autres.
Cependant, la réponse directe à cette question est que 304 contient 18 pour cent de chrome et 8% de nickel, tandis que 316 contient 16 pour cent de chrome, 10% de nickel et 2% de molybdène.
S'agit-il d'un acier inoxydable de qualité alimentaire ?
En raison de leur résistance à l'oxydation et à la corrosion, les aciers inoxydables 304 et 316 sont largement utilisés dans le secteur alimentaire. Le chrome contenu dans le produit le protège contre l'oxydation ou la rouille, tandis que le nickel contenu dans le fût de qualité alimentaire le protège contre la corrosion. Plus la concentration en nickel est élevée, plus l'acier inoxydable est résistant à la rouille.
L'acier inoxydable 18/8 et 18/10 sont deux autres noms ou codes pour l'acier inoxydable 304. Ces statistiques se rapportent à la teneur en chrome et en nickel de l'acier inoxydable.
Tôle d'acier inoxydable de qualité alimentaire
L'acier inoxydable est adapté à la chaleur, à l'eau et aux produits de nettoyage agressifs dans le secteur alimentaire. L'acier inoxydable de qualité alimentaire doit rester résistant, exempt de rouille/corrosion et facile à nettoyer pendant ces expositions.
En outre, la résistance aux piqûres garantit une surface facile à nettoyer et à entretenir. Enfin, la résistance à la chaleur du métal implique qu'il peut supporter des températures élevées sans être endommagé.
C'est pourquoi de nombreux fabricants de produits alimentaires utilisent des plateaux métalliques en acier inoxydable dans leurs procédures de production. Toutefois, certaines personnes ne savent pas que n'importe quel acier inoxydable peut suffire. Il existe des centaines de types d'acier inoxydable sur le marché, chacun ayant ses propres caractéristiques.
Les qualités d'acier inoxydable les plus utilisées pour la préparation des aliments et la restauration sont 18/8 et 18/10, qui font toutes deux partie de la série 300 et sont également connues sous le nom de type 304 (qualité 304). Les tôles d'acier inoxydable de qualité alimentaire les plus populaires, en dehors du 304, sont :
- Acier inoxydable 316 : Ce type d'acier inoxydable est réputé pour sa résistance à la corrosion. Bien que l'acier inoxydable 316 soit de qualité alimentaire, il est souvent utilisé dans des domaines autres que la cuisine, tels que les applications maritimes et cliniques.
- Acier inoxydable 416 : L'acier inoxydable 416 est un acier inoxydable de qualité "coutellerie" qui résiste à la corrosion et est suffisamment robuste pour une utilisation intensive dans la cuisine.
- Acier inoxydable 420 : Cette qualité d'acier inoxydable convient également à la cuisine. L'acier inoxydable 420, parfois appelé acier chirurgical, contient du molybdène, qui contribue à la résistance à la corrosion.
- Série 200 : Enfin, l'acier inoxydable de la classe 200 est également réputé dans le secteur alimentaire. Les récipients de stockage des aliments en acier inoxydable de classe 200 sont les plus répandus.
Comme vous pouvez le constater, il existe plusieurs types d'alternatives à l'acier inoxydable de qualité alimentaire pour votre cuisine. Les alternatives à l'acier inoxydable sont disponibles pour les récipients de qualité alimentaire ainsi que pour les casseroles et poêles de qualité alimentaire.
L'acier inoxydable 304 ou 316 rouille-t-il ou se ternit-il ?
Dans des circonstances normales, l'acier inoxydable 304 ne rouille pas. Envisagez d'ajouter une possibilité de corrosion par piqûres (eau salée), de corrosion par crevasses (peinture mal appliquée), de corrosion galvanique (boulonnage à un métal différent) ou d'agression chimique de la surface (eau de Javel). Dans ce cas, l'acier inoxydable rouille rapidement.
En raison de la présence de chrome dans leur alliage, les aciers inoxydables 304 et 316 sont tous deux résistants à la corrosion. Lorsque le chrome est présent en quantités supérieures à 12 wt%, il forme une couche d'oxyde de surface très permanente qui est exceptionnellement résistante à la corrosion.
Lorsque cette couche est brisée ou enlevée, le métal qui se trouve en dessous peut rouiller ou ternir s'il est exposé à une atmosphère adéquate. La corrosion susmentionnée percera la surface passivée, permettant à la corrosion du métal de base de se poursuivre.
Propriétés physiques (y compris le magnétisme)
Lors de la sélection des variétés d'acier inoxydable, la résistance à la traction, la limite d'élasticité, la résistance à la compression et le module de cisaillement sont des paramètres mécaniques importants. Les comparaisons entre l'inox 304 et l'inox 316 sur la base de chaque attribut sont les suivantes :
Résistance à la traction
La résistance à la traction de l'acier inoxydable 304 d'une épaisseur de 8 mm est de 520-720 MPa. Il a une résistance à la traction de 540-750 et une épaisseur de 8-75 mm.
D'autre part, la résistance à la traction des barres en acier inoxydable 304 d'une épaisseur de 160 mm est de 500-700 MPa.
L'acier inoxydable 316 d'une épaisseur de 8 mm a, quant à lui, une résistance à la traction de 530-680 Mpa. Il a une résistance à la traction de 520-670 et une épaisseur de 8-75 mm.
D'autre part, la résistance à la traction de l'acier inoxydable 316 d'une épaisseur de 160 mm est de 500 à 700 MPa.
Limite d'élasticité
La limite d'élasticité est la force la plus importante appliquée au métal avant qu'il ne change définitivement de forme. La limite d'élasticité de l'acier inoxydable 304 est de 215 MPa, tandis que celle de l'acier inoxydable 316 est de 290 MPa. Cela indique que l'acier inoxydable 316 est meilleur que l'acier inoxydable 304 pour la fabrication de produits exposés à une force plus importante.
Dureté
La dureté d'une substance détermine l'efficacité avec laquelle elle résiste à la déformation, à l'abrasion, à la pénétration et à l'indentation. L'acier inoxydable 316 a une dureté Rockwell B de 79, tandis que l'acier inoxydable 304 a une dureté Rockwell B de 70. Bien que la différence soit minime, l'acier inoxydable 316 est mieux adapté aux tâches à forte friction.
Module d'élasticité
Le lien entre la contrainte et la déformation et la réaction du métal à la déformation est le module d'élasticité. Le module de l'acier inoxydable 316 est de 164 GPa, alors que l'élasticité de l'acier inoxydable 304 est de 193-200 GPa. Cela démontre que l'acier inoxydable 304 a une meilleure réponse à la déformation.
Magnétisme
Les deux qualités sont austénitiques, ce qui implique qu'elles ne sont pas magnétiques ; cependant, le traitement à froid peut changer cela. Les caractéristiques magnétiques augmentent légèrement lorsque l'acier inoxydable est fabriqué ou coupé, mais ce n'est pas essentiel.
Capacité de résistance à la chaleur
Lorsque vous utilisez des articles dans des situations de haute température, la résistance à la température est un facteur important à prendre en compte. L'acier inoxydable 304 résiste mieux à la température que l'acier inoxydable 316, avec un point de fusion compris entre 50 et 100 degrés Fahrenheit.
L'acier inoxydable 304 a une grande tolérance à la chaleur. Cependant, une utilisation continue à 425-860 °C (797-1580 °F) peut entraîner de la corrosion. L'acier inoxydable 316, quant à lui, offre une forte résistance à la chaleur à des températures supérieures à 843 °C (1550 °F) et inférieures à 454 °C (850 °F).
Soudage et formabilité
La quantité de carbone détermine la soudabilité de la nuance ; plus la teneur en carbone augmente, plus la soudabilité diminue. Le pourcentage de carbone de l'acier inoxydable 304 et de l'acier inoxydable 316 est de 0,08 %, avec des différences mineures dans les autres constituants.
Bien que les deux qualités soient soudées à l'aide de méthodes de soudage à l'arc, la différence minime entre leurs composants entraîne une légère différence dans leur soudabilité.
Différence de coût
En termes de coût, l'acier inoxydable 304 offre un avantage. En raison des composants chimiques supplémentaires, l'acier inoxydable 316 est plus cher (75 % de plus que l'acier inoxydable 304). Par conséquent, le processus de production devient plus compliqué. En outre, les différents composants augmentent la résistance à la corrosion et, par conséquent, la valeur.
Comment choisir le meilleur acier inoxydable entre l'acier inoxydable 304 et l'acier inoxydable 316 ?
L'acier inoxydable 316 a un point de fusion plus excellent que l'acier inoxydable 304, mais il est plus résistant aux produits chimiques et aux chlorures (comme le sel) que l'acier inoxydable 304. L'acier inoxydable 316 est parfait pour les solutions chlorées ou les applications exposées au sel.
Lorsque l'on compare les tôles d'acier inoxydable 304 et 316, il est important de se rappeler que l'alliage 316 est le meilleur des deux. Toutefois, cette classification s'accompagne d'un prix plus élevé et d'avantages en termes de performances qui, en fonction de votre application, peuvent ou non en valoir la peine. Les spécifications détermineront l'acier inoxydable optimal pour votre projet.