Coupe par fente de bandes en acier inoxydable JIS G4305 SUS304/SUS304L/SUS304H bobines en acier inoxydable

Comprendre les nuances entre les bandes d'acier inoxydable 304, 304L et 304H est crucial pour les ingénieurs, les concepteurs et les spécialistes des achats. Bien qu'elles appartiennent toutes à la famille omniprésente des austénitiques 18-8 (18 % de chrome, 8 % de nickel), de subtiles différences de composition, en particulier la teneur en carbone, dictent leurs performances optimales dans divers environnements. Le choix de la bonne nuance a un impact sur la soudabilité, la résistance à la corrosion, la résistance à haute température, le coût et la réussite globale du projet.

Similitudes fondamentales : La base 304

Les trois nuances partagent les caractéristiques fondamentales qui font de l'acier inoxydable de type 304 le plus utilisé au monde :

• Base de composition : Principalement du fer (Fe), du chrome (~18 %) pour la résistance à la corrosion, du nickel (~8 %) pour la structure austénitique et la formabilité.

• Excellente résistance à la corrosion : Forte résistance à un large éventail d'environnements atmosphériques, de nombreux produits chimiques organiques et inorganiques et de milieux de transformation des aliments. Résiste à l'oxydation jusqu'à ~870°C (1600°F).

• Bonne formabilité et fabrication : Facilement soudé (avec des considérations, voir ci-dessous), formé, étiré et usiné par rapport à de nombreux autres alliages.

• Non magnétique (Typiquement) : La structure austénitique est généralement non magnétique à l'état recuit. Un léger magnétisme peut se produire après le travail à froid.

• Hygiénique et esthétique : Facile à nettoyer, facilement poli, ce qui les rend idéaux pour les aliments et les boissons, les produits pharmaceutiques, l'architecture et les biens de consommation.

La différence critique : Teneur en carbone

Le principal facteur de différenciation réside dans leurs niveaux de carbone (C) :

1. 304 (Standard) : Carbone max ~0,08 %. La nuance de base, à usage général.

2. 304L (Faible teneur en carbone) : Carbone max ~0,030 %. Conçu pour une soudabilité supérieure et pour résister à la « sensibilisation ».

3. 304H (Haute teneur en carbone) : Carbone min ~0,04 % et max ~0,10 %, avec des contrôles plus stricts. Conçu pour une résistance accrue à haute température.

Caractéristiques par nuance

1. Bande d'acier inoxydable 304 (UNS S30400)

• Le cheval de bataille : La nuance standard, la plus couramment spécifiée.

• Carbone : ≤ 0,08 %.

• Points forts : Excellente résistance à la corrosion globale, bonne formabilité et soudabilité pour les applications générales, facilement disponible, rentable.

• Soudabilité : Bonne, mais susceptible à la sensibilisation dans la zone affectée par la chaleur (ZAT) autour des soudures si elle est refroidie lentement entre 425 et 815 °C (800-1500 °F). Cela permet aux carbures de chrome de se former aux joints de grains, appauvrissant le chrome localement et réduisant la résistance à la corrosion.

• Idéal pour : Applications de résistance à la corrosion générale n'impliquant pas de soudure lourde ou de températures élevées soutenues extrêmes. Exemples : Réservoirs, conteneurs, équipements de cuisine, garnitures architecturales, fixations, quincaillerie générale, garnitures automobiles.

2. Bande d'acier inoxydable 304L (UNS S30403)

• Le spécialiste de la soudure : « L » signifie « Faible teneur en carbone ».

• Carbone : ≤ 0,030 % (nettement inférieur au 304 standard).

• Points forts : Résistance supérieure à la sensibilisation pendant le soudage en raison d'un minimum de carbone disponible pour former des carbures de chrome. Excellente résistance à la corrosion dans les structures soudées, en particulier dans les environnements sujets à la corrosion intergranulaire. Maintient une bonne formabilité.

• Compromis : Résistance à la limite d'élasticité et à la traction légèrement inférieure à température ambiante par rapport au 304 standard (en raison d'une teneur en carbone plus faible). Cette différence diminue à des températures élevées.

• Idéal pour : Applications nécessitant un soudage intensif où le traitement thermique après soudage n'est pas possible ou souhaité. Idéal pour : Équipements de traitement chimique (réservoirs, tuyauterie), équipements pharmaceutiques/biotechnologiques, échangeurs de chaleur (coques/tubes dans certains services), composants architecturaux soudés exposés à des atmosphères corrosives, équipements de transformation des aliments avec des soudures.

3. Bande d'acier inoxydable 304H (UNS S30409)

• Le performeur à haute température : « H » signifie « Haute température ».

• Carbone : 0,04 % - 0,10 % (le carbone minimum est spécifié et contrôlé, contrairement au 304 standard).

• Points forts : Résistance significativement plus élevée à température élevée, en particulier la résistance au fluage et la résistance à la rupture sous contrainte par rapport au 304/304L. Ceci est dû à la teneur en carbone plus élevée contrôlée et souvent à des contrôles chimiques globaux plus stricts. Conforme aux exigences du code ASME pour les chaudières et les appareils à pression pour le service à haute température.

• Compromis : Plus susceptible à la sensibilisation que le 304L (similaire au 304 standard) en raison d'une teneur en carbone plus élevée. Nécessite un recuit de mise en solution après le soudage pour les applications de corrosion critiques. Légèrement moins formable que le 304L.

• Idéal pour : Applications impliquant une exposition prolongée à des températures élevées (généralement supérieures à ~525 °C / 1000 °F). Essentiel pour : Tubes de chaudière, tubes de surchauffeur, tubes et coques d'échangeurs de chaleur en service à haute température, récipients sous pression fonctionnant à des températures élevées, pièces de four, composants de brûleur, conduits de gaz de combustion.

 Tableaux de comparaison

Tableau 1 : Principales différences de composition chimique (Plages typiques - ASTM A240/A480)

Tableau 2 : Principales propriétés mécaniques et de performance (État recuit - Typique)

Choisir la bonne nuance : Focus sur l'application

• Privilégier la soudabilité et la corrosion dans les soudures ? Choisir 304L. Essentiel pour les fabrications fortement soudées exposées à des environnements corrosifs sans traitement thermique après soudage.

• Usage général, soudage non extrême, rentable ? Choisir 304. Le choix standard pour un large éventail d'applications sans chaleur élevée soutenue ni besoins de soudure critiques.

• Privilégier la résistance à haute température (>525°C / 1000°F) ? Choisir 304H. Obligatoire pour la conformité au code des appareils à pression ASME et les performances dans les applications à haute température comme les chaudières et les surchauffeurs. Le recuit après soudage est souvent requis pour la résistance à la corrosion.