Acier inoxydable AISI 304 (UNS S30400, SS 304)
L’acier inoxydable AISI 304 (UNS S30400) est l’acier inoxydable le plus largement utilisé, contenant 18 à 20 % de Cr et 8 à 10,5 % de Ni, et également connu sous le nom d’acier inoxydable 18-8. Le SS 304 est amagnétique dans des conditions de recuit, mais après un écrouissage (comme l’emboutissage, l’étirement, le pliage, le laminage), une partie de la structure austénitique peut être transformée en martensite et donc faiblement magnétique. Le type 304 présente une bonne résistance à la corrosion atmosphérique et à l’oxydation. La teneur élevée en alliage nickel-chrome lui confère une excellente résistance à la corrosion et est largement utilisée dans l’industrie alimentaire comme acier inoxydable standard de qualité alimentaire.
Il existe plusieurs variantes d’acier inoxydable de qualité 304, telles que la version à très faible teneur en carbone type 304L, la version contenant de l’azote 304N, 304H avec des performances de fluage améliorées et le type 302 avec une teneur en carbone plus élevée. Le deuxième acier inoxydable de qualité 316 le plus largement utilisé, par rapport à l’AISI 304, présente une teneur réduite en chrome, une teneur accrue en nickel et 2 à 3 % de molybdène ajouté. L’ajout de molybdène peut améliorer la résistance aux piqûres et à la corrosion caverneuse causées par le chlorure. Par conséquent, le 316 SS est largement utilisé dans les applications marines.
Propriétés de l’acier inoxydable SS 304
Les tableaux suivants donnent les propriétés et spécifications de l’acier inoxydable SS 304 (fiche technique), y compris la composition chimique, les propriétés physiques et mécaniques, le traitement thermique, la résistance à la corrosion, l’usinabilité et l’usinage, le soudage, etc.
Composition chimique
La composition chimique de l’acier inoxydable AISI 304 est répertoriée dans le tableau suivant.
Composition de l’acier inoxydable de type 304, %
Norme ASTM AISI (UNS) C, ≤ Si, ≤ Mn, ≤ P, ≤ S, ≤ Cr Ni N, ≤
ASTM A240/A240M 304 (UNS S30400) 0,07 0,75 2h00 0,045 0,03 17,5-19,5 8,0-10,5 0,1
ASTM A276/A276M 0,08 1h00 2h00 0,045 0,03 18,0-20,0 8.0-11.0 –
ASTM 666 ;
SAE J405 0,08 0,75 2h00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-10,5 0,1
ASTM A313/A313M 0,08 1h00 2h00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-10,5 0,1
ASTM A479/A479M 0,08 1h00 2h00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-10,5 –
ASTM A314 ;
ASTM A580/A580M 0,08 1h00 2h00 0,045 0,03 18,0-20,0 8,0-10,5 0,1
ASTM A473 0,08 1h00 2h00 0,045 0,03 18,0-20,0 8.0-11.0 0,1
ASTM A959 0,07 1h00 2h00 0,045 0,03 17,5-19,5 8.0-11.0 –
Remarques :
ASTM A240/A240M : Plaques, feuilles et bandes d’acier inoxydable au chrome et au chrome-nickel pour appareils sous pression et pour applications générales
ASTM A276/A276M : Barres et formes en acier inoxydable
ASTM A313/A313M : Fil à ressort en acier inoxydable
ASTM A314 : Billettes et barres en acier inoxydable pour le forgeage
ASTM A473 : Pièces forgées en acier inoxydable
ASTM A479/A479M : Barres et formes en acier inoxydable destinées à être utilisées dans les chaudières et autres appareils sous pression
ASTM A580/A580M : Fil en acier inoxydable
ASTM 666 : Tôles, bandes, plaques et barres plates en acier inoxydable austénitique recuites ou écrouies à froid
ASTM A959 : Guide standard pour spécifier les compositions de qualité standard harmonisée pour les aciers inoxydables corroyés
SAE J405 : Composition chimique des aciers inoxydables corroyés SAE
Propriétés physiques
Les propriétés physiques de l’acier inoxydable SS 304 sont répertoriées dans le tableau ci-dessous, telles que la densité, le point de fusion, la chaleur spécifique, la résistivité électrique, le module élastique (module d’élasticité), la conductivité thermique et le coefficient de dilatation thermique (CTE).
Remarques :
10 -6 ·K -1 = 10 -6 /K
1 Ω·mm²/m = 1 μΩ·m
1 g/cm3 = 1 kg/dm3 = 1000 kg/m3
1 GPa = 1 kN/mm2
1 MPa = 1 N/mm2
Propriétés physiques de l’acier inoxydable de type 304
Densité, g/cm3 (lb/in3) 7,93 (0,286)
Point de fusion, °C (°F) 1400-1450 (2550-2650)
Capacité thermique spécifique, J/kg·K (Btu/lb ·°F) 500 (0,12) à 20 °C (68 °F)
Résistivité électrique, μΩ·m 0,72 à 20 °C (68 °F)
Conductivité, %, IACS 2.5
Perméabilité magnétique 1,02 (approximatif)
Module d’élasticité (module d’élasticité), GPa (10 6 psi) 193 (28)
Diffusivité thermique, mm2/s (in2/s) 3,84 (0,006)
Conductivité thermique, W/m·K (Btu/ft·h·°F) 16,2 (9,4) à 100 °C (212 °F)
21,5 (12,4) à 500 °C (932 °F)
Coefficient de dilatation thermique (CTE), 10 -6 /K (μin./in·°F) 17,2 (9,6) à 0-100 °C (32-212 °F)
17,8 (9,9) à 0-315 °C (32-600 °F)
18,4 (10,2) à 0-538 °C (32-1 000 °F)
Propriétés mécaniques de l’acier inoxydable AISI 304
Les propriétés mécaniques de l’acier inoxydable AISI 304 sont indiquées dans la fiche technique ci-dessous, notamment la résistance à la traction, la limite d’élasticité, l’allongement, la réduction de surface, la dureté Brinell et Rockwell, etc.
Les données proviennent de normes ASTM professionnelles, faisant autorité et dignes de confiance.
Propriétés mécaniques de l’acier inoxydable ASTM A276 type 304
ASTM AISI (UNS) Résistance à la traction, Mpa (ksi), ≥ Limite d’élasticité de 0,2 %, Mpa (ksi), ≥ Allongement en 2 po (50 mm), %, ≥ Réduction de la superficie, %, ≥ Conditions
ASTM A276/A276M 304 (UNS S30400),
304LN (UNS S30453) 515 (75) 205 (30) 40 50 Recuit, fini à chaud
620 (90) 310 (45) 30 40 Recuit, fini à froid, diamètre ≤ 1/2 po (12,7 mm)
515 (75) 205 (30) 30 40 Recuit, fini à froid, diamètre > 1/2 po (12,7 mm)
Propriétés mécaniques de l’acier ASTM A240 type 304
ASTM AISI (UNS) Résistance à la traction, Mpa (ksi), ≥ Limite d’élasticité de 0,2 %, Mpa (ksi), ≥ Allongement en 2 po (50 mm), %, ≥ Dureté Brinell, HB, ≤ Dureté Rockwell, HRB, ≤
ASTM A240/A240M 304 (UNS S30400) 515 (75) 205 (30) 40 201 92
ASTM A666 Type 304 Propriétés mécaniques
Norme ASTM Type AISI (UNS) Conditions Résistance à la traction, MPa (ksi), ≥ Limite d’élasticité de 0,2 %, MPa (ksi), ≥ Allongement en 50 mm (2 po), %, ≥ Dureté Brinell (HB), ≤ Dureté Rockwell (HRB), ≤
ASTM A666 304 (UNS S30400) Recuit 517 (75) 205 (30) 40 201 92
1/2 dur (moitié dur) 1035 (150) 760 (110) 6 (<0,015 po);
7 (≥ 0,015 po)
1/4 (Quart-dur) Dur 862 (125) 517 (75) 10 (≤ 0,03 po) ;
12 (> 0,03 po)
1/8 Difficile 690 (100) 380 (55) 35
plaque, bande, feuille 1/16 Difficile 550 (80) 310 (45) 40
Barre plate 304 620 (90) 310 (45) 40 (>0,030 po)
ASTM A313 Type 304 Exigences de résistance à la traction des fils à ressort en acier inoxydable
Diamètre (d), po. Diamètre (d), mm Test de pliage, nombre minimum de pliages ksi MPa
≤0,009 ≤0,23 – 325-355 2240-2450
0,009<d≤0,010 0,23<d≤0,25 – 320-350 2205-2415
0,010<d≤0,011 0,25<d≤0,28 – 318-348 2190-2400
0,011<d≤0,012 0,28<d≤0,30 – 316-346 2180-2385
0,012<d≤0,013 0,30<d≤0,33 – 314-344 2165-2370
0,013<d≤0,014 0,33<d≤0,36 – 312-342 2150-2360
0,014<d≤0,015 0,36<d≤0,38 – 310-340 2135-2345
0,015<d≤0,016 0,38<d≤0,41 – 308-338 2125-2330
0,016<d≤0,017 0,41<d≤0,43 – 306-336 2110-2315
0,017<d≤0,018 0,43<d≤0,46 – 304-334 2095-2300
0,018<d≤0,020 0,46<d≤0,51 – 300-330 2070-2275
0,020<d≤0,022 0,51<d≤0,56 – 296-326 2040-2250
0,022<d≤0,024 0,56<d≤0,61 – 292-322 2015-2220
0,024<d≤0,026 0,61<d≤0,66 – 291-320 2005-2205
0,026<d≤0,028 0,66<d≤0,71 8 289-318 1995-2190
0,028<d≤0,031 0,71<d≤0,79 8 285-315 1965-2170
0,031<d≤0,034 0,79<d≤0,86 8 282-310 1945-2135
0,034<d≤0,037 0,86<d≤0,94 8 280-308 1930-2125
0,037<d≤0,041 0,94<d≤1,04 8 275-304 1895-2095
0,041<d≤0,045 1,04<d≤1,14 8 272-300 1875-2070
0,045<d≤0,050 1,14<d≤1,27 8 267-295 1840-2035
0,050<d≤0,054 1,27<d≤1,37 8 265-293 1825-2020
0,054<d≤0,058 1,37<d≤1,47 7 261-289 1800-1990
0,058<d≤0,063 1,47<d≤1,60 7 258-285 1780-1965
0,063<d≤0,070 1,60<d≤1,78 7 252-281 1735-1935
0,070<d≤0,075 1,78<d≤1,90 7 250-278 1725-1915
0,075<d≤0,080 1,90<d≤2,03 7 246-275 1695-1895
0,080<d≤0,087 2,03<d≤2,21 7 242-271 1670-1870
0,087<d≤0,095 2,21<d≤2,41 7 238-268 1640-1850
0,095<d≤0,105 2,41<d≤2,67 5 232-262 1600-1805
0,105<d≤0,115 2,67<d≤2,92 5 227-257 1565-1770
0,115<d≤0,125 2,92<d≤3,17 5 222-253 1530-1745
0,125<d≤0,135 3,17<d≤3,43 3 217-248 1495-1710
0,135<d≤0,148 3,43<d≤3,76 3 210-241 1450-1660
0,148<d≤0,162 3,76<d≤4,11 3 205-235 1415-1620
0,162<d≤0,177 4,11<d≤4,50 3 198-228 1365-1570
0,177<d≤0,192 4,50<d≤4,88 1 194-225 1335-1550
0,192<d≤0,207 4,88<d≤5,26 1 188-220 1295-1515
0,207<d≤0,225 5,26<d≤5,72 1 182-214 1255-1475
0,225<d≤0,250 5,72<d≤6,35 1 175-205 1205-1415
0,250<d≤0,278 6,35<d≤7,06 1 168-198 1160-1365
0,278<d≤0,306 7,06<d≤7,77 1 161-192 11 h 10-13 h 25
0,306<d≤0,331 7,77<d≤8,41 1 155186 1070-1280
0,331<d≤0,362 8,41<d≤9,19 1 150-180 10h35-12h40
0,362<d≤0,394 9.19<d≤10.00 1 145-175 1000-1205
0,394<d≤0,438 10h00<d≤11h12 1 140-170 965-1170
0,438<d≤0,500 11.12<d≤12.70 1 135-165 9h30-11h40
0,500 12h70 – 130-160 895-1105
Lorsque le fil est spécifié en longueurs redressées et coupées, la résistance à la traction minimale doit être de 90 % des valeurs indiquées dans le tableau.
ASTM A473 Type 304 Propriétés mécaniques
ASTM AISI (UNS) Résistance à la traction, Mpa (ksi), ≥ Limite d’élasticité de 0,2 %, Mpa (ksi), ≥ Allongement en 2 po (50 mm), %, ≥ Réduction de la superficie, %, ≥ Sections Conditions
ASTM A473/A473M 304 (UNS S30400) 515 (75) 205 (30) 40 50 ≤ 5 po (127 mm) Recuit
485 (70)
5 po (127 mm) Recuit
ASTM A479 Type 304 Propriétés mécaniques
ASTM AISI (UNS) Résistance à la traction, Mpa (ksi), ≥ Limite d’élasticité de 0,2 %, Mpa (ksi), ≥ Allongement en 2 po (50 mm), %, ≥ Réduction de la superficie, %, ≥ Conditions
ASTM A479/A479M 304, 304H, 304LN 515 (75) 205 (30) 30 40 Recuit
ASTM A580 Type 304 Propriétés mécaniques
ASTM AISI (UNS) Résistance à la traction, Mpa (ksi), ≥ Limite d’élasticité de 0,2 %, Mpa (ksi), ≥ Allongement en 2 po (50 mm), %, ≥ Réduction de la superficie, %, ≥ Conditions
ASTM A580/A580M SS 304 (UNS S30400) 620 (90) 310 (45) 30 40 Recuit, fini à froid
515 (75) 205 (30) 35 50 Recuit
Résistance thermique en acier inoxydable de type 304
Température maximale de service dans l’air
Type AISI Service intermittent Service continu
304 870 °C (1 600 °F) 925 °C (1 700 °F)
Durcissement
Les austénites conventionnelles telles que l’acier inoxydable AISI 304 ne peuvent pas être durcies par traitement thermique, car elles ne changeront pas leur structure de réseau cristallin lorsqu’elles sont chauffées, elles ne peuvent donc être durcies que par écrouissage. L’écrouissage va transformer une partie de l’austénite en martensite. À mesure que la quantité de martensite dans l’acier augmente, sa résistance augmente et sa plasticité diminue.
Résistance à la corrosion
La raison pour laquelle le matériau SS 304 ne rouille pas est que le Cr et le Fe qu’il contient sont oxydés pour former un film passif dense pour empêcher une corrosion supplémentaire.
L’acier inoxydable AISI 304 présente une excellente résistance à la corrosion dans une atmosphère douce et en eau douce, et même la surface ne rouille pas. Mais il n’est pas résistant à la corrosion par les halogénures (tels que les chlorures, les fluorures, etc.), car les halogénures peuvent facilement pénétrer dans le film passif et faire perdre à l’acier inoxydable sa résistance.
Soudage de l’acier inoxydable de qualité AISI 304
L’acier inoxydable de type 304 a une excellente soudabilité et ne nécessite pas de préchauffage. En règle générale, un traitement thermique après soudage n’est pas nécessaire, à moins que de grandes sections transversales ne soient soudées, sinon une dégradation de la soudure pourrait survenir.
Pour éviter la dégradation des soudures, veuillez vous référer au traitement thermique pour soulager les contraintes ou recommander l’utilisation d’acier inoxydable à très faible teneur en carbone tel que 304L ou d’acier inoxydable stabilisé 321, 347.