L'acier inoxydable est un matériau allié dont la base est le fer et dont la teneur en chrome n'est pas inférieure à 10,5%. Grâce à son excellente résistance à la corrosion, à sa ténacité et à sa facilité d'usinage, il est largement utilisé dans le domaine de l'usinage CNC. Ses scénarios d'application couvrent de nombreuses industries telles que les secteurs médical, alimentaire, maritime, aérospatial, l'automatisation industrielle et la décoration d'appareils électroménagers, allant de petites pièces de précision et d'arbres à de grandes brides de tuyaux et à des boîtiers d'équipement.
Très résistant à la corrosion :
Inoxydables, résistants aux acides et aux alcalis, à la vapeur d'eau et au brouillard salin, ils conviennent aux environnements difficiles tels que les applications humides, chimiques, marines, alimentaires et médicales.
Bonne résistance et robustesse :
Résistance à la traction et dureté élevées, résistance aux chocs et à la déformation, adaptées aux composants structurels porteurs.
Résistant aux hautes températures et à l'oxydation :
Ne s'oxyde pas facilement et ne se ramollit pas à des températures élevées, convient aux pièces fonctionnant dans des conditions de haute température.
Excellente stabilité dimensionnelle :
Déformation minimale après le traitement thermique, maintien d'une haute précision pendant une longue période après la finition.
En option, non magnétique/faiblement magnétique :
L'acier inoxydable austénitique est non magnétique, ce qui répond aux exigences anti-magnétiques de l'électronique, des capteurs, etc.
Caractéristiques : Contient 18%-20% de chrome, 8%-12% de nickel, ≤0,08% de carbone et pas de molybdène. Il s'agit d'une qualité de base d'acier inoxydable austénitique avec une composition équilibrée et un excellent rapport coût-efficacité.
Paramètres : Résistance à la traction ≥515MPa, limite d'élasticité ≥205MPa, dureté ≤HB201, allongement ≥40%, non magnétique, résistant à la corrosion atmosphérique, à l'eau douce et à la solution neutre, avec une résistance à la corrosion modérée.
Caractéristiques : Sujet à l'écrouissage (la dureté de la surface peut augmenter de 20%-30% après la coupe), sujet au collage de l'outil et à la formation d'arêtes rapportées pendant la coupe, produisant des copeaux longs et résistants, avec une difficulté modérée d'enlèvement des copeaux ; cependant, le processus est mature, compatible avec les outils et les paramètres CNC conventionnels, ne nécessitant pas d'équipement spécial, ce qui en fait le premier choix pour l'usinage CNC d'entrée de gamme de l'acier inoxydable.
Applications : Pièces structurelles industrielles courantes, boîtiers d'équipements mécaniques, supports de précision, arbres dans des environnements non corrosifs, pièces d'appareils ménagers, quincaillerie générale, etc. Il s'agit de la nuance d'acier inoxydable pour laquelle le volume de commandes est le plus élevé dans le domaine de l'usinage CNC.
Caractéristiques : La teneur en carbone est réduite par rapport à 304 (C≤0,03%), tandis que la teneur en chrome et en nickel reste la même. Il ne contient pas de molybdène, et la conception à faible teneur en carbone aide à prévenir la corrosion intergranulaire après le soudage.
Paramètres : Résistance à la traction ≥485MPa, limite d'élasticité ≥170MPa, dureté ≤HB201, allongement ≥40%, non magnétique, la résistance à la corrosion est fondamentalement la même que 304, et la soudabilité est supérieure à 304.
Caractéristiques : Les performances d'usinage sont similaires à celles du 304, et il souffre également de problèmes d'écrouissage et de collage de l'outil. Toutefois, en raison de sa faible teneur en carbone, le matériau présente une ténacité légèrement supérieure, ce qui rend les copeaux moins susceptibles de se briser. Il convient d'accorder plus d'attention à la conception des brise-copeaux. La difficulté d'usinage est comparable à celle du 304 et ne nécessite aucune adaptation du processus de noyautage.
Applications : Composants structurels nécessitant un soudage (tels que les tuyaux, les brides, les châssis d'équipement), équipements de transformation alimentaire (tels que les tuyaux de transport et les conteneurs), pièces dans des environnements à basse température et pièces usinées CNC nécessitant une résistance à la corrosion après soudage.
Caractéristiques : Contient 16%-18% de chrome, 10%-14% de nickel, 2%-3% de molybdène et ≤0,08% de carbone. Le molybdène est son principal atout, car il améliore considérablement la résistance à la corrosion.
Paramètres : Résistance à la traction ≥515MPa, limite d'élasticité ≥205MPa, dureté ≤HB217, allongement ≥40%, non magnétique, résistant aux acides, aux alcalis, à l'eau de mer et à la corrosion par les ions chlorure ; la résistance à la corrosion est bien supérieure à celle de 304, et la résistance à haute température est également plus élevée.
Caractéristiques : La difficulté d'usinage est supérieure à celle de 304 ; le matériau présente une dureté et une ténacité plus élevées, un écrouissage plus prononcé et des problèmes plus importants de collage de l'outil et d'arête rapportée ; la force de coupe est supérieure de 15%-20% à celle de 304, ce qui exige une plus grande résistance à l'usure de l'outil ; des outils en carbure ou en cermet revêtus sont nécessaires, et les paramètres de coupe exigent une profondeur de coupe réduite et une vitesse de broche plus élevée.
Applications : Pièces usinées à la CNC dans des environnements corrosifs, telles que les équipements de génie maritime (brides, arbres), les équipements chimiques (vannes, pipelines), l'accastillage des navires et les pièces de précision dans des environnements modérément corrosifs.
Caractéristiques : Teneur en carbone ≤0,03%, teneur en chrome, nickel et molybdène conforme à l'acier inoxydable 316. La conception à faible teneur en carbone équilibre la soudabilité et la résistance à la corrosion intergranulaire, ce qui en fait la qualité préférée pour les applications à haute résistance à la corrosion.
Paramètres : Résistance à la traction ≥485MPa, limite d'élasticité ≥170MPa, dureté ≤HB217, allongement ≥40%, amagnétique, résistance à la corrosion légèrement supérieure à 316, pas de corrosion intergranulaire après soudage, et meilleure ténacité que 316.
Caractéristiques : Difficulté d'usinage similaire à celle du 316, mais en raison de la plus faible teneur en carbone, le matériau est plus dur, ce qui entraîne des copeaux plus durs et une difficulté de briser les copeaux légèrement plus élevée. Une conception optimisée du brise-copeaux et une amélioration du refroidissement et de la lubrification sont nécessaires pour éviter le collage de l'outil et les rayures de la surface de la pièce. L'usure de l'outil est environ 30% plus élevée que celle de l'acier inoxydable 304.
Applications : Pièces usinées CNC haut de gamme résistantes à la corrosion, telles que les équipements médicaux (instruments chirurgicaux, implants, boîtiers d'équipement), les pièces de précision de qualité alimentaire (vannes sanitaires, conteneurs), les composants essentiels de l'ingénierie marine, les équipements chimiques résistants à la corrosion et les boîtiers d'équipement électronique haut de gamme.
Caractéristiques : Basé sur l'acier inoxydable 304, il ajoute des éléments d'usinage libre tels que le soufre (S) ou le sélénium (Se). La teneur en carbone est ≤0,15%, le chrome 17%-19%, le nickel 8%-10%. Ces éléments d'usinage libre réduisent la ténacité du matériau et facilitent la rupture des copeaux.
Paramètres : Résistance à la traction ≥485MPa, limite d'élasticité ≥170MPa, dureté ≤HB201, allongement ≥35%, non magnétique, résistance à la corrosion légèrement inférieure à celle de 304 (les éléments d'usinage libre réduisent légèrement la résistance à la corrosion), mais usinabilité nettement améliorée.
Caractéristiques : Il s'agit de la nuance d'acier inoxydable austénitique la plus facile à usiner, avec une faible force de coupe, pas d'écrouissage significatif, moins de risque de collage de l'outil et d'arête rapportée, des copeaux courts et fins, un enlèvement de copeaux en douceur, compatible avec les outils conventionnels, et une efficacité d'usinage 20%-30% supérieure à celle de 304, convenant à l'usinage de précision par lots.
Applications : Petites pièces de précision, arbres, vis, écrous, engrenages, accessoires d'instruments, etc. produits par tournage et fraisage CNC. Il est particulièrement adapté aux petites pièces usinées de forme complexe et de haute précision. Il ne convient pas aux environnements fortement corrosifs.
Caractéristiques : Contient 11,5%-13,5% de chrome, ≤0,15% de carbone, pas de nickel ni de molybdène. Sa composition simple et son faible coût en font la nuance la plus basique de l'acier inoxydable martensitique.
Paramètres : À l'état recuit, la dureté est ≤HB201, la résistance à la traction ≥480MPa, la limite d'élasticité ≥275MPa ; après trempe et revenu, la dureté peut atteindre HRC40-45, avec une amélioration significative de la résistance mais une diminution de la ténacité.
Caractéristiques : La difficulté d'usinage est modérée à l'état recuit, avec des forces de coupe légèrement inférieures à celles du 304, et moins de risques de collage de l'outil, mais un léger écrouissage existe ; après la trempe, la dureté augmente de manière significative, la difficulté d'usinage augmente considérablement, et la rupture et l'usure de l'outil sont plus probables. Il convient d'utiliser des outils en carbure et de réduire les paramètres de coupe.
Applications : Applications sensibles aux coûts, non corrosives et exigeant un certain niveau de dureté, telles que les vannes, les noyaux de vannes de robinetterie, les pièces décoratives, les composants structurels simples et les arbres rotatifs à faible vitesse. L'usinage CNC est principalement réalisé à l'état recuit, suivi d'une trempe si nécessaire.
Caractéristiques : Contient 12%-14% de chrome, 0,16%-0,25% de carbone, sans nickel, sans molybdène, et a une teneur en carbone plus élevée que le 410. Une dureté plus élevée peut être obtenue par trempe.
Paramètres : A l'état recuit, dureté ≤ HB223, résistance à la traction ≥ 520 MPa, limite d'élasticité ≥ 305 MPa ; après trempe et revenu, la dureté peut atteindre HRC45-52, avec une dureté et une résistance à l'usure bien supérieures à celles du 410, et une ténacité modérée.
Caractéristiques : La difficulté d'usinage est supérieure à celle du 410. À l'état recuit, il y a encore de l'écrouissage et des bavures sont facilement générées lors de la coupe, ce qui nécessite des outils tranchants. L'usinage après trempe est extrêmement difficile et l'usure des outils est rapide. Un processus typique est "usinage d'ébauche CNC → trempe et revenu → meulage fin" pour réduire l'usinage après trempe.
Applications : Pièces usinées CNC nécessitant une dureté et une résistance à l'usure élevées, telles que les outils de coupe (fraises, porte-forets), les composants de moules, les arbres de haute précision, les noyaux de soupapes, les bagues résistantes à l'usure, etc.
Caractéristiques : Contient 16%-18% de chrome, 0,95%-1,20% de carbone et 0,40%-0,80% de molybdène. La teneur en carbone et en chrome est supérieure à celle du 420, ce qui en fait la nuance d'acier inoxydable martensitique la plus dure couramment utilisée.
Paramètres : À l'état recuit, la dureté est ≤ HB269, la résistance à la traction est ≥ 735 MPa, la limite d'élasticité est ≥ 510 MPa ; après trempe et revenu, la dureté peut atteindre HRC58-62. La dureté et la résistance à l'usure sont excellentes, la résistance à la corrosion est supérieure à celle du 410 et du 420, mais la ténacité est médiocre.
Caractéristiques : Extrêmement difficile à usiner. À l'état recuit, les forces de coupe sont élevées, l'écrouissage est important et les cassures et collages d'outils sont fréquents. Les exigences en matière de rigidité et de résistance à l'usure sont extrêmement élevées ; des outils revêtus de CBN ou de diamant sont nécessaires. Après la trempe, la coupe CNC est pratiquement impossible ; seul un meulage fin ou un polissage est possible.
Applications : Pièces de précision exigeant une dureté et une résistance à l'usure élevées, telles que les roulements, les billes, les outils de coupe haut de gamme, les inserts de moules et les petites pièces de précision résistantes à la corrosion et à l'usure. L'usinage CNC n'est utilisé que pour l'ébauche et la semi-finition à l'état recuit.
Caractéristiques : Contient 16%-18% de chrome, ≤0,12% de carbone, sans nickel, sans molybdène, à faible coût, et constitue la nuance d'acier inoxydable ferritique la plus couramment utilisée.
Paramètres : Résistance à la traction ≥450MPa, limite d'élasticité ≥205MPa, dureté ≤HB201, allongement ≥22%, magnétique, résistant à la corrosion atmosphérique et en eau douce, mais légèrement moins résistant à la corrosion que l'acier inoxydable austénitique.
Caractéristiques : Difficulté d'usinage modérée, faible ténacité, tendance à produire des copeaux fragiles pendant la coupe, facilement ébréchés, nécessitant des outils tranchants, une vitesse de coupe réduite, une vitesse d'avance accrue et l'évitement des impacts ; des rayures superficielles se forment facilement après l'usinage, nécessitant l'optimisation de la trajectoire de l'outil et du refroidissement.
Applications : Panneaux décoratifs pour appareils électroménagers, ustensiles de cuisine, pièces décoratives extérieures, pièces structurelles simples dans des environnements non corrosifs. L'usinage CNC est principalement destiné aux pièces planes et aux contours simples, avec des avantages significatifs en termes de coûts pour le traitement par lots.
Caractéristiques : Contient 15%-17,5% de chrome, 3%-5% de nickel, 3%-5% de cuivre, 0,15%-0,45% de niobium et ≤0,07% de carbone. Le renforcement est obtenu par la précipitation du cuivre et du niobium, ce qui élimine la nécessité d'une trempe à haute température.
Paramètres : Après traitement de vieillissement (maintien à 480-620℃), résistance à la traction ≥1030MPa, limite d'élasticité ≥860MPa, dureté jusqu'à HRC38-45, résistance à la corrosion proche de 304, combinant haute résistance et bonne ténacité.
Caractéristiques : Difficulté d'usinage élevée, résistance élevée du matériau, effet d'écrouissage important, force de coupe élevée, tendance au collage et à l'usure de l'outil ; nécessite l'utilisation d'outils en carbure cémenté ou CBN à haute résistance, utilisant des processus d'usinage à grande vitesse, à faible profondeur de coupe et en plusieurs passes, un refroidissement et une lubrification améliorés, et la prévention de la déformation de la pièce à usiner.
Applications : Pièces usinées à la CNC présentant des exigences élevées en matière de précision et de résistance, telles que les pièces structurelles aérospatiales, les composants de précision des équipements haut de gamme, les pièces centrales des appareils médicaux, les valves à haute pression, les moules de précision, etc., qui doivent être vieillies après l'usinage pour améliorer leur résistance.
| Grade | Catégorie | Composition | Performance | Usinage | Applicables |
|---|---|---|---|---|---|
| 304 / SUS304 | Austénitique | Cr 18%-20%, Ni 8%-12%, C ≤0.08%, sans Mo, rapport coût-performance élevé | Résistance à la traction ≥515MPa, dureté ≤HB201, amagnétique, résistance modérée à la corrosion. | Facile à durcir, tendance à coller aux outils, enlèvement modéré des copeaux ; technologie mature, idéale pour les débutants. | Le plus souvent utilisé dans les pièces structurelles industrielles conventionnelles, les boîtiers d'équipement et les pièces d'appareils électroménagers ; volume de commande le plus élevé. |
| 304L / SUS304L | Austénitique | Version à faible teneur en carbone de 304 (C≤0.03%), sans Mo, évite la corrosion intergranulaire pendant le soudage. | Résistance à la traction ≥485MPa, dureté ≤HB201, amagnétique, soudabilité supérieure à 304. | Semblable au 304, légèrement plus résistant, nécessite une conception soignée du brise-copeaux. | Composants structurels soudés, équipements de transformation des aliments, pièces pour environnements à basse température |
| 316 / SUS316 | Austénitique | Cr 16%-18%, Ni 10%-14%, Mo 2%-3%, C ≤0.08%, excellente résistance à la corrosion | Résistance à la traction ≥515MPa, dureté ≤HB217, amagnétique, résistant aux acides, aux alcalis et à l'eau de mer. | Difficulté d'usinage élevée, force de coupe élevée, nécessite des outils revêtus, une profondeur de coupe réduite et une vitesse accrue. | Pièces pour environnements corrosifs tels que les industries marines et chimiques, l'accastillage des navires |
| 316L / SUS316L | Austénitique | Version à faible teneur en carbone de 316 (C≤0,03%), équilibrant la soudabilité et la résistance à la corrosion intergranulaire. | Résistance à la traction ≥485MPa, dureté ≤HB217, amagnétique, résistance à la corrosion légèrement supérieure à celle du 316. | Similaire au 316, mais avec une plus grande ténacité ; nécessite une optimisation du broyage des copeaux et du refroidissement. | Les applications comprennent les pièces de précision médicales et alimentaires, les composants marins et les équipements résistants à la corrosion chimique. |
| 303 / SUS303 | Austénitique (usinage libre) | Contient S/Se, C≤0.15%, Cr17%-19%, Ni8%-10% | Résistance à la traction ≥485MPa, dureté ≤HB201, amagnétique, résistance à la corrosion légèrement inférieure à 304. | Usinabilité optimale, enlèvement des copeaux en douceur, efficacité 20%-30% supérieure à 304 | Convient à la production en série de petites pièces de précision, d'arbres et d'engrenages ; ne convient pas aux environnements très corrosifs. |
| 410 / SUS410 | Martensitique | Cr 11,5%-13,5%, C ≤0,15%, pas de Ni ni de Mo, composition simple, faible coût | Dureté recuit ≤HB201, après trempe HRC40-45, magnétique, résistance moyenne | Facile à usiner après recuit, beaucoup plus difficile après trempe, nécessite des outils en carbure. | Convient aux applications sensibles aux coûts, aux vannes, aux pièces décoratives, aux arbres à faible vitesse |
| 420 / SUS420 | Martensitique | Cr 12%-14%, C 0.16%-0.25%, sans Ni ni Mo, teneur en carbone supérieure à 410 | Dureté recuite ≤ HB223, dureté trempée HRC45-52, magnétique, excellente résistance à l'usure | Sujet aux bavures après le recuit, ne peut être affiné qu'après la trempe, nécessite un usinage grossier suivi d'une trempe. | Applications : Outils de coupe, pièces de moule, arbres de haute précision résistants à l'usure, noyaux de soupapes |
| 440C / SUS440C | Martensitique | Cr 16%-18%, C 0.95%-1.20%, Mo 0.40%-0.80%, dureté la plus élevée | Dureté recuite ≤HB269, dureté trempée HRC58-62, magnétique, excellente résistance à l'usure. | Extrêmement difficile à usiner ; le recuit nécessite des outils CBN ; ne peut être coupé après la trempe. | Roulements, outils de coupe haut de gamme, inserts pour moules ; l'usinage CNC n'est utilisé que pour l'ébauche après le recuit. |
| 430 / SUS430 | Ferritique | Cr 16%-18%, C ≤0.12%, sans Ni ni Mo, faible coût | Résistance à la traction ≥450MPa, dureté ≤HB201, magnétique, résistance à la corrosion légèrement inférieure à l'austénitique. | Facilement ébréché lors de l'usinage, nécessite des outils tranchants et des parcours d'outils optimisés ; surface facilement rayée | Convient à l'usinage simple de panneaux décoratifs d'appareils, d'ustensiles de cuisine, de pièces décoratives d'extérieur, etc. |
| 17-4PH / SUS630 | Type de durcissement par précipitation | Cr 15%-17.5%, Ni 3%-5%, Cu 3%-5%, C ≤0.07%, durcissement par vieillissement | Résistance à la traction après vieillissement ≥1030MPa, dureté HRC38-45, résistance à la corrosion proche de 304 | Difficulté d'usinage élevée, force de coupe élevée, nécessite des outils très résistants et des passages multiples. | Composants structurels pour l'aérospatiale, pièces médicales de base, moules de précision haut de gamme |
R : L'acier inoxydable 303 (austénitique à usinage libre) est le meilleur choix. Il contient des éléments d'usinage libre, ce qui permet un enlèvement des copeaux en douceur, une grande efficacité d'usinage et une faible usure des outils, ce qui le rend adapté à la production de masse de petites pièces de précision. Son seul inconvénient est une résistance à la corrosion légèrement inférieure à celle des aciers 304 et 316.
R : Oui, il y a une différence : Le 316 contient du molybdène et sa résistance à la corrosion (en particulier contre l'eau de mer, les acides et les alcalis) est bien supérieure à celle du 304. Cependant, il est plus difficile à usiner, implique des forces de coupe plus importantes et présente une usure d'outil supérieure d'environ 30% à celle de 304. Pour les applications générales, choisissez le 304 ; pour les environnements corrosifs (marins, chimiques), choisissez le 316/316L.
R : Le recuit est d'abord nécessaire pour éliminer les tensions internes et réduire la dureté. Après l'usinage d'ébauche CNC, la trempe et le revenu sont effectués pour augmenter la dureté. Après la trempe, la dureté est extrêmement élevée, ce qui rend impossible toute découpe ultérieure ; seul un meulage fin est possible. Des outils CBN ou diamantés doivent être utilisés pendant l'usinage.
R : L'objectif est d'améliorer la résistance à la corrosion, de prévenir l'oxydation et la rouille et d'optimiser l'apparence. Les méthodes courantes comprennent le polissage, le tréfilage et la passivation ; choisissez en fonction de vos besoins.
R : utiliser des montages appropriés et placer des cales souples pendant le serrage ; contrôler la force de serrage pour éviter les déformations dues à un serrage excessif ou les vibrations dues à un relâchement excessif ; nettoyer rapidement les copeaux pendant l'usinage pour éviter les rayures superficielles.
R : Utilisez un liquide de coupe spécifique à l'acier inoxydable, de préférence une émulsion ou un liquide de coupe semi-synthétique. Ses principales fonctions sont le refroidissement, la lubrification et l'évacuation des copeaux, ce qui réduit le collage et l'usure de l'outil. Les liquides de coupe ordinaires ne doivent pas être utilisés, car ils entraînent facilement la rouille de la pièce et l'endommagement de l'outil.
