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Tout sur l'usinage CNC de l'acier inoxydable
Grâce à son excellente usinabilité et à son uniformité remarquable, l'usinage CNC de pièces en acier inoxydable est un procédé de fabrication performant. Ce procédé consiste à faire appel à des ordinateurs pour piloter fraiseuses, tours, perceuses et autres outils de coupe afin de fabriquer efficacement et à moindre coût des pièces précises et répétables, notamment pour le fraisage CNC de l'acier inoxydable. Avec sa haute résistance mécanique, sa haute résistance à la traction, sa résistance à la corrosion et à l'usure, ainsi que son aspect unique et attrayant, l'acier inoxydable est l'un des matériaux les plus utilisés pour la fabrication de pièces sur mesure et de prototypes. Il joue un rôle essentiel dans la société moderne et ses applications sont nombreuses : ustensiles de cuisine, pièces automobiles, secteur médical, chimie, industrie navale, aérospatiale, etc.
Qu'est-ce que l'acier inoxydable?
La principale caractéristique de l'acier inoxydable est que la teneur en chrome est supérieure à 11%, la teneur en nickel est supérieure à 8%, il a une résistance élevée à la corrosion dans l'air ou dans un environnement corrosif, et il a également une résistance élevée à la corrosion dans un environnement à haute température (>450°C). Force de. L'acier inoxydable n'est pas un métal pur, mais une sorte d'acier allié, il en existe environ 150 types. Les éléments d'alliage de chaque acier inoxydable sont différents, et ses propriétés sont également très différentes. Par exemple, l'acier inoxydable avec une teneur en chrome de 16% à 18% est appelé acier résistant aux acides. L'inclusion d'autres éléments métalliques tels que le nickel stabilise la microstructure cristalline du fer, et le molybdène ou le titane améliorent la résistance à la chaleur et à la corrosion de l'acier inoxydable. Lorsqu'il est exposé à l'environnement extérieur, le chrome de l'acier inoxydable forme un film d'oxyde, appelé «couche passive» pour empêcher une corrosion supplémentaire de l'acier inoxydable, prévenir la rouille et conserver un aspect impeccable.
En un coup d'oeil
Processus | Délai De Mise En Œuvre | Tolérance | Tarifs et Prix | Applications | Notes | Services de finition |
Fraisage CNC Tournage CNC | En 1 jours seulement | Dessin suivant : aussi bas que +/- 0.005 mm Pas de dessin : ISO 2768 moyen | $ $ $ | Applications industrielles, raccords, fixations, ustensiles de cuisine, dispositifs médicaux, | 150, AF (13 % PTFE rempli), 30 % verre rempli | Oxyde noir, électropolissage, ENP, sablage, placage au nickel, passivation, revêtement en poudre, polissage au tambour, Revêtement en zinc |
Classement de l'acier inoxydable
Il existe de nombreux types d'acier inoxydable et différents modèles ont des domaines d'application différents. La principale différence réside dans la teneur en éléments d'alliage. Nous discutons des classifications d'acier inoxydable pour vous aider à choisir la meilleure nuance pour votre projet d'usinage CNC. L'acier inoxydable est classé selon la structure cristalline, qui peut être divisée en 5 types, à savoir : les nuances austénitiques, ferritiques, martensitiques, duplex et à durcissement par précipitation (PH).
Acier inoxydable austénitique : L’acier inoxydable austénitique doit son nom à sa microstructure, où le fer est cristallisé sous forme d’austénite. C’est l’acier inoxydable le plus répandu, représentant environ 70 % de la production mondiale. Ses principaux éléments d’alliage sont le chrome (teneur : 18 % à 39 %) et le nickel (teneur : 6 % à 20 %), ce qui lui confère une excellente résistance à la corrosion. Cet alliage conserve une haute résistance mécanique même à haute température, et ses excellentes propriétés mécaniques le rendent particulièrement adapté à l’usinage CNC. Amagnétique, l’acier inoxydable austénitique présente une grande formabilité et une ténacité élevée. Il peut être traité à froid, mais pas à chaud. La série 300 est la plus connue. L’usinage CNC de l’acier inoxydable austénitique permet généralement de réaliser des pièces ou des prototypes tels que des arbres, des vannes, des boulons, des bagues, des écrous, des raccords aéronautiques, des équipements agroalimentaires, des tuyaux et des conteneurs.
Nuances courantes d'acier inoxydable austénitique
Acier inoxydable austénitique de qualité standard. Les aciers inoxydables austénitiques de qualité standard ont une teneur en carbone allant jusqu'à 0.08 %, sans exigence de teneur minimale en carbone.
Acier inoxydable austénitique à faible teneur en carbone. Les aciers inoxydables austénitiques à faible teneur en carbone sont généralement désignés par la lettre « L » après la nuance (par exemple, 304L, 316L). Leur teneur en carbone est d'environ 0.03 %.
Acier inoxydable austénitique à haute teneur en carbone. Les aciers inoxydables austénitiques à haute teneur en carbone présentent une teneur en carbone comprise entre 0.04 % et 0.10 %. Ces aciers conservent leur résistance à des températures extrêmes et sont généralement identifiés par la lettre « H » après leur nuance. Ce type d'acier inoxydable est recommandé pour les pièces usinées CNC destinées à des environnements extrêmes.
Nuances courantes d'acier inoxydable austénitique
L'acier inoxydable 303 contient des oligo-éléments tels que le sélénium, le soufre et le phosphore, ce qui améliore ses propriétés mécaniques et le rend adapté à l'usinage CNC. Plus facile à usiner que l'acier inoxydable SS304, il présente toutefois une résistance à la corrosion inférieure. Il est particulièrement adapté aux applications exigeantes ou nécessitant une finition de surface de haute qualité, comme par exemple les engrenages, les arbres, les vannes, les boulons, les vis, etc.
Résistance à la traction σb (MPa): ≥520
Limite d'élasticité conditionnelle σ0.2 (MPa): ≥205
Allongement δ5 (%) : ≥40
Réduction de surface ψ (%) : ≥50
Dureté : HB≤187HB ; HRC≤90HRB ;
HT≤200HV
L'acier inoxydable 304 est l'un des aciers inoxydables austénitiques les plus utilisés. Il contient 18 % de chrome, 8 % de nickel et une teneur maximale en carbone de 0.07 %. Il est particulièrement adapté à l'usinage CNC et présente une excellente résistance à la corrosion, une bonne ductilité, une bonne formabilité et une bonne soudabilité. Les aciers 304 et 304L sont largement utilisés dans les ustensiles de cuisine, l'agroalimentaire, la chimie, la construction, la visserie, etc., et sont considérés comme une alternative économique à l'acier inoxydable 316.
Résistance à la traction σb (MPa)≥515-1035
Limite d'élasticité conditionnelle σ0.2 (MPa)≥205
Allongement δ5 (%)≥40
Réduction de surface ψ (%)≥ ?
Dureté : ≤201HBW ; ≤92HRB ; ≤210HV
Densité (20°C, g/cm³): 7.93
Point de fusion (°C): 1398~1454
Capacité thermique spécifique (0~100℃, KJ·kg-1K-1) : 0.50
Conductivité thermique (W•m-1•K-1) : (100 °C) 16.3, (500 °C) 21.5
Coefficient de dilatation linéaire (10-6•K-1) : (0~100 °C) 17.2, (0~500 °C) 18.4
Résistivité (20 °C, 10-6Ω•m2/m) : 0.73
Module d'élasticité longitudinal (20°C, KN/mm2): 193
L'acier inoxydable 309 est réputé pour sa résistance à la corrosion et à la chaleur. Grâce à sa teneur élevée en chrome et en nickel, il supporte des cycles de chauffage répétés à des températures inférieures à 980 °C sans altération de ses performances. À température ambiante, il est plus résistant que l'acier inoxydable 304 et sa teneur en soufre facilite l'usinage CNC. L'acier inoxydable 309.309 est écrouissable à froid, mais non soumis à un traitement thermique, et il est soudable. Il est particulièrement adapté à la fabrication de pièces pour applications à haute température, telles que les éléments de chaudières, les générateurs, les supports et plaques de renfort réfractaires, etc.
Limite d'élasticité/MPa : ≥ 205
Résistance à la traction/MPa : ≥520 (dureté HB≤187)
Allongement/% : δ5≥ 40
L'acier inoxydable 316 est l'un des aciers inoxydables les plus utilisés, juste après l'acier inoxydable 304. Il contient entre 16 % et 18 % de chrome, entre 11 % et 14 % de nickel et au moins 2 % de molybdène. Grâce à sa teneur élevée en molybdène et sa faible teneur en carbone, l'acier inoxydable 316 est considéré comme un acier inoxydable de qualité marine. Il présente une excellente résistance à la corrosion en milieu marin et chimique (acides et bases forts). Même à des températures extrêmes, sa résistance à la corrosion reste intacte et surpasse largement celle de l'acier inoxydable 304. L'acier inoxydable 316 contient du soufre et se prête bien à l'usinage CNC, à l'emboutissage de tôles et à d'autres procédés. C'est un matériau idéal pour la fabrication de pièces dans les secteurs naval, automobile, médical, agroalimentaire (température d'utilisation : -196 °C à 700 °C) et du bâtiment. Il est également utilisé dans la fabrication de dispositifs de récupération du combustible nucléaire. Le coût de l'usinage CNC de l'acier inoxydable 316 est généralement plus élevé que celui de l'acier inoxydable 304.
Résistance à la traction σb (MPa): ≥520
Limite d'élasticité conditionnelle σ0.2 (MPa): ≥205
Allongement δ5 (%) : ≥40
Réduction de surface ψ (%) : ≥60
Dureté : ≤187HB ; 90HRB; 200HV
L'acier inoxydable 317 contient 19 % de chrome, 13 % de nickel et 3 % de molybdène, ce qui en fait un alliage robuste et durable. Grâce à sa teneur en molybdène supérieure à celle de l'acier inoxydable 316, il offre une meilleure résistance à la corrosion et une ténacité supérieure à celle de l'acier inoxydable 304. Soudable, écrouissable à froid et à chaud, il ne supporte cependant pas les traitements thermiques. Facile à usiner par commande numérique (CNC), il est fréquemment utilisé dans des environnements hautement corrosifs, notamment dans les équipements chimiques et de production de pâte à papier. C'est un matériau idéal pour la fabrication de pièces telles que moteurs, tours d'absorption, vannes, réservoirs sous pression et tubes d'échangeurs de chaleur.
Limite d'élasticité ≥ 205/MPa,
Résistance à la traction ≥ 520/MPa,
Allongement ≥ 35%,
Essai de dureté : HBS≤187, HRB≤90, HV≤200
L'acier inoxydable 321 présente la particularité d'avoir une teneur en titane cinq fois supérieure à sa teneur en carbone. Ceci permet d'éviter la formation de carbure de chrome lors du soudage ou de l'exposition à de hautes températures. Doté d'une résistance à la traction et à la fatigue élevée, il peut être utilisé à 1500 °C. Il est particulièrement résistant au fluage et à la rupture dans des environnements à haute température (jusqu'à 100 °C). Ses propriétés mécaniques sont supérieures à celles de l'acier inoxydable 304. Il est fréquemment utilisé dans l'aéronautique, la pétrochimie, la production d'énergie électrique, la construction de ponts et l'automobile. Il sert notamment à la fabrication de tuyaux et collecteurs d'échappement d'avions, de pièces de moteurs à réaction, de corps de chaudières, de réchauffeurs, de cuves de chaudières sous pression, de tubes de fours et constitue un matériau idéal pour les canalisations de produits chimiques.
Résistance à la traction σb (MPa): ≥520
Limite d'élasticité conditionnelle σ0.2 (MPa): ≥205
Allongement δ5 (%) : ≥40
Réduction de surface ψ (%) : ≥50
Dureté : ≤187HB ; 90HRB; 200HV
L'acier inoxydable 348.348 contient du niobium et du tantale, ce qui permet d'éviter la formation de carbure de chrome lors du soudage. Il conserve une excellente résistance à la corrosion à des températures élevées, de 800 à 1500 degrés Celsius. C'est un métal adapté à l'industrie nucléaire.
Acier inoxydable de qualité martensitique.
L'acier inoxydable martensitique est un acier inoxydable traitable thermiquement , sans nickel et magnétique, ainsi nommé en raison de sa microstructure martensitique. Les pièces en acier inoxydable martensitique usinées CNC présentent un excellent état de surface. Comparé à l'acier inoxydable austénitique, l'acier inoxydable martensitique offre une résistance à la corrosion relativement plus faible et est principalement utilisé dans des environnements exigeant une dureté, une résistance et une résistance à l'usure élevées. Il est employé dans la fabrication de pièces de turbines, de vannes, de pompes, d'articles de table, d'instruments chirurgicaux, et constitue un matériau idéal pour les boulons, les vis, les pièces aéronautiques et les armes à feu. Les nuances d'acier inoxydable martensitique les plus courantes sont les 410, 414, 416, 420, 431 et 440.
L'acier inoxydable 410 , le plus polyvalent de la série 400, est un acier à faible teneur en carbone offrant une résistance accrue à la corrosion et une résistance mécanique remarquable après trempe. Cet acier inoxydable magnétique, économique et traitable thermiquement est polyvalent et souvent utilisé dans des environnements exigeant une grande dureté, notamment pour la fabrication de fixations, d'instruments dentaires et chirurgicaux, de tuyaux, de vannes, de buses et de pièces automobiles.
Limite d'élasticité : ≥205
Résistance à la traction : ≥440
Allongement : ≥20
HB : ≤183
HRB : ≤ 88
HV : ≤200
L'acier inoxydable 414, afin d'améliorer ses performances en usinage CNC, est généralement chauffé entre 650 et 675 °C, puis maintenu à cette température et refroidi à l'air libre. Contenant 2 % de nickel, il présente une bonne résistance à la corrosion. L'acier inoxydable 414 est un matériau de choix pour la fabrication de boulons, d'écrous, de vannes, de lames chirurgicales, d'équipements chimiques et de fixations.
L'acier inoxydable 416 est l'un des aciers inoxydables les plus faciles à usiner par commande numérique (CNC). Il est particulièrement adapté à la production en série de pièces fraisées et tournées CNC. Il peut être traité thermiquement, présente une faible teneur en carbone, une bonne résistance à la corrosion et un faible coefficient de frottement. La résistance et les performances d'usinage CNC de l'acier inoxydable 416 sont supérieures à celles des aciers 304 et 316, mais sa résistance à la corrosion est inférieure. L'acier inoxydable 416 a une teneur élevée en soufre et n'est pas recommandé pour une utilisation dans des environnements à haute température ou à des températures négatives. Il constitue un excellent choix pour la fabrication de boulons, d'écrous, de goujons, de pompes, de vannes, d'engrenages et de composants de machines à laver.
Résistance à la traction σb (MPa): trempé et revenu, ≥735
Limite élastique conditionnelle σ0.2 (MPa): trempé et revenu, ≥540
Allongement δ5 (%) : Trempe et revenu, ≥12
Réduction de la surface ψ (%) : Trempe et revenu, ≥40
Énergie d'impact Akv (J) : Trempe et revenu, ≥24
Dureté : recuit, ≤235HB ; trempé et revenu, ≥217HB
L'acier inoxydable 420 présente une surface lisse, une grande plasticité, une ténacité et une résistance mécanique élevées, et résiste à la corrosion par les acides, les gaz alcalins, les solutions et autres milieux. C'est un acier allié qui ne rouille pas facilement. L'acier inoxydable 420 offre une bonne résistance à l'usure et à la corrosion, une dureté élevée et son prix est le plus bas de tous les aciers inoxydables. Grâce à sa teneur élevée en carbone, il présente une dureté élevée après trempe et une bonne usinabilité CNC. Il convient aux machines de précision, aux engins de transport, aux appareils électroménagers, à l'instrumentation et à d'autres domaines. C'est un matériau idéal pour la fabrication de roulements, d'appareils électriques, d'aubes de turbines à vapeur, de ressorts, de buses, de sièges de soupapes, de paliers de soupapes, d'équipements médicaux et d'autres pièces.
Résistance à la traction σb (MPa) : Trempe et revenu, ≥736 ;
Limite d'élasticité conditionnelle σ0.2 (MPa) : Trempe et revenu, ≥540 ;
Allongement δ5(%) : Trempe et revenu, ≥12 ;
Réduction de la zone ψ(%) : Trempe et revenu, ≥40 ;
Énergie d'impact Akv (J) : Trempe et revenu, ≥29.4 ;
Dureté : recuit, ≤235HB ; trempé et revenu, ≥217HB.
L'acier inoxydable 431.431 a une teneur en 1.252 %. Il présente une excellente résistance à la corrosion et se prête bien à l'usinage CNC. Sa résistance à la corrosion est supérieure à celle des aciers inoxydables 410 et 430. C'est l'alliage offrant la plus haute résistance à la corrosion parmi tous les aciers inoxydables martensitiques trempables. L'acier inoxydable 431 présente une bonne résistance aux acides oxydants, à la plupart des acides organiques et aux solutions aqueuses de sels organiques. Il est fréquemment utilisé dans la production d'acide nitrique et d'acide acétique, ainsi que dans l'industrie légère, le textile et d'autres secteurs. Il sert à la fabrication de vannes, de pompes, de tiges de piston et de pièces aéronautiques. C'est un matériau de choix pour les composants, les arbres d'hélice et les équipements marins.
Résistance à la traction σb (MPa) : Trempe et revenu, ≥1080
Allongement δ5 (%) : Trempe et revenu, ≥10
Énergie d'impact Akv (J) : Trempe et revenu, ≥39
Dureté : recuit, ≤285HB
L'acier inoxydable 440 comprend généralement les variantes 440A, 440B, 440C, 440F (facile à usiner) et d'autres modèles, qui présentent une bonne stabilité. Parmi elles, l'acier inoxydable 440.440C est reconnu pour sa haute résistance à la corrosion, à l'usure, sa robustesse et sa dureté, ce qui en fait l'un des aciers inoxydables les plus durs. Il est couramment utilisé pour la fabrication d'instruments chirurgicaux tels que les scalpels, les ciseaux, les canules, les roulements, etc.
Dureté : recuit, ≤269HB ;
Trempe et revenu, ≥58HRC
Comportement mécanique:
Contrainte interne (250 N/mm2)
Résistance à la traction (560 N/mm2)
EL(18%) HB(250
Acier inoxydable ferritique.
Les aciers inoxydables ferritiques contiennent entre 10.5 % et 30 % de chrome, sont exempts de nickel, sont magnétiques et ont une résistance à la corrosion supérieure à celle des aciers inoxydables martensitiques, mais inférieure à celle des aciers inoxydables austénitiques. Les aciers inoxydables en ferrite peuvent être travaillés à froid mais pas traités thermiquement, ont une résistance moyenne à la corrosion et de mauvaises caractéristiques de fabrication, une excellente conductivité thermique. En raison de sa faible teneur en carbone, la ferrite a une excellente ductilité. Le nickel n'est pas présent dans le contenu, donc le coût est inférieur. Habituellement utilisé dans le domaine automobile, l'équipement alimentaire, l'industrie pétrolière, l'échange de chaleur, les fours et d'autres domaines. Les nuances de ferrite courantes incluent 405, 409, 430, 434, 436, 442 et 446.
L'acier inoxydable 405.405 contient de 12 % à 30 % de chrome. Sa résistance à la corrosion, sa ténacité et sa soudabilité augmentent avec la teneur en chrome. Il contient également une certaine quantité d'aluminium pour éviter le durcissement, ce qui le rend très adapté au soudage. Il présente une grande formabilité, une bonne soudabilité et d'excellentes propriétés mécaniques. Doté d'une excellente résistance à la corrosion par les chlorures, il est idéal pour la fabrication de roues de turbines à vapeur, d'échangeurs de chaleur, de boulons, d'écrous et d'autres pièces.
Résistance à la traction σb (MPa): trempé et revenu, ≥490
Limite élastique conditionnelle σ0.2 (MPa): trempé et revenu, ≥345
Allongement δ5 (%) : trempé et revenu, ≥24
Réduction de la surface ψ (%) : Trempe et revenu, ≥60
Dureté : recuit, ≤183HB
L'acier inoxydable 409.409 contient 11 % de chrome et figure parmi les aciers inoxydables les plus économiques. Il est exclusivement destiné aux environnements extrêmement corrosifs. Il constitue une excellente alternative à l'acier au carbone. Il présente une résistance élevée aux hautes températures et à la fatigue. C'est un matériau idéal pour la fabrication de collecteurs d'échappement, de tuyaux d'échappement, de convertisseurs catalytiques, de silencieux et de sorties d'échappement.
Résistance à la traction σb (MPa): ≥380
Limite d'élasticité conditionnelle 0.2 sigma (MPa) : ≥170
Allongement (A/%) : ≥20
L'acier inoxydable 430 contient de 430.430 à 16.00 % de chrome. Communément appelé « acier inoxydable », il présente une bonne résistance à la corrosion et une conductivité thermique supérieure à celle de l'acier austénitique, tout en ayant un coefficient de dilatation thermique inférieur. Résistant à la fatigue thermique, il offre une excellente stabilité grâce à l'ajout de titane. Ses propriétés mécaniques et ses propriétés de soudure sont optimales, et il se prête facilement à l'usinage CNC. L'acier inoxydable 18.00 est utilisé dans des applications à température ambiante ou élevée, notamment pour la décoration architecturale, les pièces de brûleurs, les appareils électroménagers et les composants de brûleurs.
Point de fusion: 1427 ° C
Coefficient de dilatation : mm/°C (à 20-100°C)
Module d'Young : kN/mm²
Module rigide : kN/mm²
Norme d'application : n/a (UNS)
L'acier inoxydable 434.434 contient de 12 % à 30 % de chrome et de molybdène. Cette composition lui confère une excellente résistance à la corrosion, une grande ténacité et une bonne soudabilité. De plus, sa résistance à la corrosion par les chlorures est nettement supérieure à celle des autres aciers inoxydables. Il constitue un choix idéal pour la fabrication d'éléments de décoration, de fixations et autres pièces automobiles.
Résistance à la traction σb (MPa): ≥450
Limite d'élasticité conditionnelle σ0.2 (MPa): ≥240
Allongement δ : ≥22
Réduction de surface ψ (%) : ≥50
Dureté : ≤89HRB ;
L'acier inoxydable 436 est une version améliorée de l'acier inoxydable 434. Il contient moins d'impuretés comme le carbone et l'azote et est enrichi en niobium et en titane, ce qui améliore sa résistance à la corrosion et à la chaleur, ainsi que sa formabilité. Il est plus durable que l'acier inoxydable 304 en milieu agressif, notamment en cas de corrosion sous contrainte. L'absence de nickel le rend moins cher et idéal pour la fabrication de pièces telles que des éléments de décoration d'ambiance bord de mer, des éviers, des brûleurs à gaz, des lave-vaisselle, des hottes aspirantes, des fers à repasser et des casseroles.
Limite d'élasticité σ0.2(MPa)≥245
Résistance à la traction σb (MPa) ≥ 410
Allongement δ5(%)≥20
Dureté : HB≤217 ; HRB≤96 ; HV≤230
Capacité thermique spécifique (0~100℃, KJ·kg-1K-1) : 0.46
Module d'élasticité longitudinal (20°C, KN/mm2) : 200 Conductivité thermique (W•m-1•K-1) : (1000) 25
Coefficient de dilatation linéaire (10-6•K-1) : (200~1000 °C) 10.4
Grâce à sa teneur élevée en chrome, l'acier inoxydable 442 présente une résistance à la corrosion extrêmement élevée, une bonne résistance à la chaleur et des propriétés anti-encrassement. Il ne supporte pas les traitements thermiques et sa mise en œuvre est complexe. Il convient aux environnements à haute température, jusqu'à 650 °C. L'acier inoxydable 442 est fragile et sa soudabilité est faible. Il constitue un matériau idéal pour la fabrication de fours, de machines de fonderie sous pression, de réservoirs de stockage d'acide nitrique, d'aubes, de boulons haute température, de roues de turbines, de vannes et de pièces aéronautiques.
La teneur en chrome de l'acier inoxydable 446 atteint 27 %, ce qui améliore encore sa résistance à la corrosion et aux hautes températures. Parmi les aciers inoxydables de la série 400, le 446.446 présente la meilleure résistance à l'oxydation et est couramment utilisé pour la fabrication d'équipements ou de pièces exigeant une résistance élevée à l'oxydation et à la corrosion à haute température, tels que les fours, les chaudières, la protection des thermocouples et les équipements de fusion. Il constitue un matériau idéal pour le soudage du verre sous pression.
Acier inoxydable à durcissement structural (PH). Les aciers inoxydables à durcissement structural peuvent être renforcés et durcis par traitement thermique. Leur résistance, leur dureté et leur résistance à la corrosion sont supérieures à celles des aciers inoxydables martensitiques au chrome, supérieures à celles des aciers inoxydables austénitiques, et ils conservent leurs propriétés à haute température. Ces aciers contiennent une teneur en chrome plus élevée et sont traités thermiquement pour atteindre une résistance à la traction de 850 à 1 700 MPa et une limite d'élasticité de 520 à 1 500 MPa, voire plus ; ils sont environ trois à quatre fois plus résistants que les aciers inoxydables austénitiques. Les aciers inoxydables à durcissement structural sont couramment utilisés dans les secteurs du pétrole et du gaz, du nucléaire, de l'aérospatiale, de la défense et dans d'autres industries exigeant une résistance élevée, une bonne résistance à la corrosion et une ténacité générale importante. Parmi les nuances courantes d'aciers inoxydables à durcissement structural, on trouve les 17-7 PH, PH 15-7 Mo, 17-4 PH et 15-5 PH.
L'acier inoxydable 17-7PH présente une structure austénitique instable après traitement de mise en solution, ce qui lui confère une bonne ductilité et une bonne usinabilité. Cette structure se transforme en martensite revenue à faible teneur en carbone, offrant une meilleure ténacité. Cet état est l'état d'utilisation de l'acier et présente de bonnes propriétés mécaniques à température moyenne. Le 17-7PH possède une meilleure résistance à la corrosion que les aciers inoxydables martensitiques ordinaires, une résistance et une dureté élevées, d'excellentes performances en fatigue, une bonne formabilité et une déformation minimale lors du traitement thermique. Cet alliage est particulièrement adapté aux applications aérospatiales et constitue un matériau idéal pour la fabrication de carters d'aéronefs, de pièces de structure, de réservoirs sous pression et de composants de missiles, de pièces de moteurs à réaction, de ressorts, de diaphragmes, de soufflets, d'antennes, de fixations, d'instruments de mesure et d'autres pièces.
Résistance à la traction σb (MPa) : solution solide, ≤1030 ; vieillissement à 565°C, ≥1140 ; vieillissement à 510°C, ≥1230
Limite d'élasticité conditionnelle σ0.2 (MPa) : solution solide, ≤380 ; vieillissement à 565°C, ≥960 ; vieillissement à 510°C, ≥1030
Allongement δ5 (%) : solution solide, ≥20 ; vieillissement à 565°C, ≥5 ; vieillissement à 510°C, ≥4
Réduction de surface ψ (%) : vieillissement à 565°C, ≥25 ; vieillissement à 510°C, ≥10
Dureté : solution solide, ≤229HB ; vieillissement à 565°C, ≥363HB ; vieillissement à 510°C, ≥388HB
Acier inoxydable au molybdène PH 15-7. Ses performances de base sont similaires à celles de l'acier 17-7PH, avec des performances globales supérieures. À l'état austénitique, il supporte divers procédés de formage à froid et de soudage. Sa résistance maximale est obtenue après traitement thermique. Il présente une excellente résistance à haute température, jusqu'à 550 °C. Il est utilisé pour la fabrication de pièces structurelles à parois minces pour l'aéronautique, de conteneurs divers, de tuyaux, de ressorts, de membranes de vannes, d'arbres d'hélice, de disques de compresseur, de pièces de réacteurs et d'équipements chimiques divers, ainsi que d'autres pièces structurelles.
Résistance à la traction ultime : 150 KSI max (1035 MPa max)
Limite d'élasticité (décalage de 0.2 %) : 55 KSI max (380 MPa max)
Allongement : 20% min
Dureté : Rb 92 max
L'acier inoxydable 17-4 est un acier inoxydable à durcissement structural au chrome-cuivre, contenant 17 % de chrome, 4 % de nickel, 4 % de cuivre et 0.3 % de niobium. Il présente une excellente résistance à l'oxydation et à la corrosion. Ses propriétés mécaniques, telles que la ductilité et la résistance à l'oxydation, peuvent être optimisées par traitement thermique. Cet acier offre une meilleure résistance à la corrosion et une meilleure soudabilité que les aciers inoxydables martensitiques ordinaires. À l'instar de l'acier inoxydable 18-8, son traitement thermique est simple et son usinage CNC est aisé, mais il est difficilement compatible avec les procédés cryogéniques. Après traitement thermique, les propriétés mécaniques des pièces ou prototypes sont optimales et peuvent atteindre une résistance à la compression de 1100 à 1300 MPa (160 à 190 ksi). L'acier inoxydable 17-4 ne peut être utilisé à des températures supérieures à 300 °C (570 °F) ni à des températures extrêmement basses. Il présente une bonne résistance à la corrosion atmosphérique et aux acides ou sels dilués. Sa résistance à la corrosion est identique à celle des aciers 304 et 430. Il est fabriqué comme matériau idéal pour les vannes, les arbres, les équipements pour fibres chimiques, les turbines à vapeur et les pièces à haute résistance avec certaines exigences de résistance à la corrosion.
Résistance à la traction σb (MPa) : vieilli à 480°C, ≥1310 ; vieilli à 550°C, ≥1060 ; vieilli à 580°C, ≥1000 ; vieilli à 620°C, ≥930
Limite d'élasticité conditionnelle σ0.2 (MPa) : vieillie à 480°C, ≥1180 ; vieilli à 550°C, ≥1000 ; vieilli à 580°C, ≥865 ; vieilli à 620°C, ≥725
Allongement δ5 (%) : vieillissement à 480°C, ≥10 ; vieillissement à 550°C, ≥12 ; vieillissement à 580°C, 13 ; vieillissement à 620°C, ≥16
Réduction de surface ψ (%) : vieillissement à 480°C, ≥40 ; vieillissement à 550°C, ≥45 ; vieillissement à 580°C, ≥45 ; vieillissement à 620°C, ≥50
Dureté : solution solide, ≤363HB et ≤38HRC ; 480℃ vieillissement, ≥375HB et ≥40HRC ; 550℃ vieillissement, ≥331HB et ≥35HRC ; 580℃ vieillissement, ≥302HB et ≥31HRC ; 620℃ vieillissement, ≥277HB et ≥28HRC
L'acier inoxydable 15-5 contient 15 % de chrome et 5 % de nickel. Sa ténacité et ses propriétés mécaniques sont supérieures à celles de l'acier inoxydable 17-4. Il est réputé pour sa résistance à la corrosion en conditions extrêmes et est largement utilisé dans l'aéronautique, l'aérospatiale, la chimie, l'industrie papetière, l'agroalimentaire et d'autres secteurs.
Niveau | Traitement thermique | Essai de traction | Indice de dureté | |||||
15-5PH | code | condition | élastique bb | rendement б 0.2 | allongement δ 5 | réduction de surface Ψ | HBW Brookfield | HRC Rockwell
|
| Solution solide | 1020-1060℃ refroidissement à l'huile | Mpa | Mpa | %） | %） | ≤ 363 | ≤ 38 |
| H900 | Après traitement de solution, refroidissement à l'air à 470-490℃ | ≥ 1310 | ≥ 1180 | ≥ 10 | ≥ 35 | ≥ 375 | ≥ 40 |
| H1025 | Après traitement de solution, refroidissement à l'air à 540-560℃ | ≥ 1070 | ≥ 1000 | ≥ 12 | ≥ 45 | ≥ 331 | ≥ 35 |
| H1075 | Après traitement de solution, refroidissement à l'air à 570-590℃ | ≥ 1000 | ≥ 865 | ≥ 13 | ≥ 45 | ≥ 302 | ≥ 31 |
| H1150 | Après traitement de solution, refroidissement à l'air à 610-630℃ | ≥ 930 | ≥ 725 | ≥ 16 | ≥ 50 | ≥ 277 | ≥ 28 |
| Traitement de recuit | chauffer jusqu'à 850°C, maintenir au chaud pendant 2-3 heures (déterminer le temps de maintien en fonction de l'épaisseur effective de la pièce et d'autres facteurs), maintenir le refroidissement à 20°C/h, lorsqu'il descend à 600°C, refroidir descendre à 300°C avec le four, puis sortir la pièce Laisser refroidir à l'air. | ||||||
Acier inoxydable duplex (ferritique-austénitique)
En tant que dernière version de l'acier inoxydable, l'acier inoxydable duplex présente les avantages de l'acier inoxydable austénitique et de la ferrite. Comparé à l'acier inoxydable ferrite, il a une meilleure plasticité et ténacité, et maintient la conductivité thermique de l'acier inoxydable ferrite. Environ deux fois plus solide que l'austénite et la ferrite, l'alliage est connu pour son extrême résistance, sa résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte et est facile à traiter thermiquement mais difficile à former à froid. L'acier inoxydable duplex est une classe d'acier qui combine une excellente résistance à la corrosion, une résistance élevée et une facilité d'usinage CNC. C'est un choix idéal pour la fabrication d'équipements de traitement chimique, de récipients sous pression et de pièces d'échange de chaleur. Le coût de l'acier inoxydable duplex est relativement élevé.
L'acier inoxydable duplex UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N) contient 23 % de chrome et 4 % de nickel. Sans molybdène, il présente une résistance à la corrosion similaire à celle du 316L et des propriétés mécaniques deux fois supérieures à celles des aciers inoxydables austénitiques 304L/316L. Il offre une résistance et une ténacité élevées, une bonne résistance à la corrosion sous contrainte, une conductivité thermique élevée, un faible coefficient de dilatation thermique et une mise en œuvre aisée. Toutefois, une exposition prolongée à des températures supérieures à 1058 °C (570 °F) est déconseillée. Il est adapté aux industries des pâtes et papiers, aux milieux caustiques, aux acides organiques, à l'industrie agroalimentaire, aux appareils à pression, aux échangeurs de chaleur, à l'industrie du traitement de l'eau de mer, aux rotors, aux turbines, aux arbres, aux systèmes de tuyauterie, etc.
Propriétés | Métrique | Imperial |
Résistance à la traction | 600 MPa | ≥ 87000 XNUMX livres par pouce carré |
Limite d'élasticité (@ déformation 0.200 %) | 400 MPa | ≥ 58000 XNUMX livres par pouce carré |
Module d'élasticité | 200 GPa | 29000 ksi |
Module de cisaillement (@température 20°C/ 68°F) | 75.0 GPa | 10900 ksi |
Coefficient de Poisson | 0.333 | 0.333 |
Allongement à la rupture | ≥ 25% | ≥ 25% |
Dureté, Rockwell C | ≤ 20.0 | ≤ 20.0 |
Dureté, Brinell | 180 – 230 | 180 – 230 |
L'acier inoxydable UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0.15N) est un acier duplex à microstructure ferrite-austénitique. Sa résistance à la corrosion se situe entre celle de l'acier inoxydable AISI 316L et celle de l'acier austénitique à 6 % Mo+N. L'UNS S31803 présente une excellente résistance à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse en présence de chlorures, supérieure à celle de l'acier inoxydable 317L. Cet alliage offre une excellente résistance à la corrosion en milieu marin et à la plupart des concentrations d'acide sulfurique. De plus, il résiste à la fissuration par corrosion sous contrainte due aux sulfures. Il est fréquemment utilisé dans l'industrie chimique, la fabrication d'outils et d'équipements maritimes, les usines de dessalement d'eau de mer, l'industrie agroalimentaire, la papeterie, l'industrie papetière, la brasserie, etc.
Propriétés | Métrique | Imperial |
Résistance à la rupture à la rupture | 621 MPa | 90000 psi |
Limite d'élasticité (@ déformation 0.200 %) | 448 MPa | 65000 psi |
Allongement à la rupture (en 50 mm) | 25.0% | 25.0% |
Dureté, Brinell | 293 | 293 |
Dureté, Rockwell c | 31.0 | 31.0 |
L'acier inoxydable UNS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N) contient généralement 25 % de chrome et des quantités variables de molybdène, d'azote, de cuivre et de tungstène. Sa résistance à la corrosion est supérieure à celle de l'acier inoxydable duplex à 22 % de chrome. Il conserve une excellente résistance à la corrosion dans des environnements contenant divers produits chimiques corrosifs et chlorures, notamment l'acide sulfurique, l'acide phosphorique et l'acide nitrique. Il présente également une excellente ductilité, une résistance aux chocs et à l'usure remarquable, et convient à de nombreuses applications exigeantes dans l'industrie. On le retrouve couramment dans les équipements sous-marins de l'industrie pétrolière et gazière, les équipements de l'industrie chimique, les épurateurs de gaz polluants, les joints d'étanchéité marins, les pompes et vannes, la visserie, les équipements de l'industrie agroalimentaire, les composants de blanchiment de la pâte à papier, les réservoirs chimiques, les échangeurs de chaleur, les composants de radiateurs et les structures aéronautiques.
Résistance à la traction, Rm : 700 – 900 MPa
La limite d'élasticité, Rp0,2 : >500 MPa
Allongement, A :> 25 %
Module d'élasticité, E : 200 GPa
Dureté, HB : <270
Capacité thermique, cp : 500 J * kg-1 * K-1
Conductivité thermique, λ : 15 W * m-1 * K-1
Coefficient de dilatation linéaire, α : 13.0 * 10-6 K-1
Résistance spécifique, Ω : 0.8 mkOhm * m
L'acier inoxydable UNS S32750 (25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N) contient une forte teneur en molybdène et en azote, ce qui le rend adapté aux environnements difficiles. Il présente une bonne résistance à la corrosion et d'excellentes propriétés mécaniques, comparables à celles des aciers inoxydables super-austénitiques. Cet acier se caractérise par une très bonne résistance à la corrosion par les chlorures, le rendant particulièrement adapté aux environnements corrosifs. Il est largement utilisé dans les échangeurs de chaleur, les industries pétrolière et gazière, l'hydroélectricité, les appareils à pression, l'industrie papetière, les structures d'exploration et de production pétrolières et gazières offshore, les pièces de traitement pétrochimique et chimique, ainsi que pour les hélices, arbres d'hélice et turbines de navires, etc.
Limite d'élasticité Rp0.2,MPa Résistance à la traction Rm,MPa Allongement[%] Dureté[HB] Choc, Charpy-V, -46ºC[J] Pré
BAR ≥ 550 ≥ 750 ≥ 25 ≤ 310 ≥ 45 ≥ 40
PLAQUE CR (BOBINE) ≥ 550 750 – 1000 ≥ 25 ≤ 310 ≥ 45 ≥ 40
PLAQUE HR (BOBINE) ≥ 550 750 – 930 ≥ 25 ≤ 310 ≥ 45 ≥ 40
PLAQUE (QUARTO) ≥ 550 750 – 930 ≥ 25 ≤ 310 ≥ 45 ≥ 40
Usinage CNC de pièces ou prototypes en acier inoxydable
Il existe de nombreuses nuances d'acier inoxydable, aussi courantes que l'aluminium, qui conviennent très bien à divers projets d'usinage CNC en raison de sa bonne usinabilité et de son excellente uniformité, ainsi que d'une excellente ductilité et formabilité élevées, qui peuvent répondre aux exigences de traitement de tout projet. L'acier inoxydable s'est avéré être l'un des métaux les plus populaires pour les projets d'usinage CNC, augmentant la durabilité et la durée de vie d'une pièce ou d'un prototype, en particulier lors de la fabrication de pièces pour l'aérospatiale, l'automobile, le médical et l'électronique grand public. L'usinage CNC de pièces ou de prototypes en acier inoxydable est le processus de fabrication le meilleur et le plus rapide, où le fraisage CNC de l'acier inoxydable a un plus large éventail d'applications.
Application d'usinage CNC de pièces en acier inoxydable. L'acier inoxydable existe dans diverses industries, sans s'y limiter : l'automobile, l'aérospatiale, l'ingénierie mécanique, l'équipement militaire, les produits pharmaceutiques, l'exploitation minière, la construction, le transport, l'industrie maritime et d'autres domaines, est la fabrication de pièces marines, d'équipements médicaux, de pièces automobiles, de produits chimiques conteneurs, moteurs matériau idéal pour les pièces.
Avantages des pièces en acier inoxydable CNC : très haute résistance à la traction, excellente résistance à l'usure et à la corrosion, bonne formabilité et soudabilité, hygiénique avec une excellente nettoyabilité, bonnes performances à haute/basse température, haute précision et tolérances élevées garantissent des pièces en acier inoxydable de haute qualité, usinage CNC les pièces en acier inoxydable permettent d'économiser du temps et de l'argent, sont rapides, permettent une fabrication précise des produits commandés selon les spécifications spécifiées, peuvent traiter des pièces complexes en acier inoxydable pour les industries de haute technologie.
Le défi de l'usinage CNC de l'acier inoxydable. Une considération importante dans l'usinage CNC de pièces en acier inoxydable est d'éviter les vibrations de la machine et le broutage de l'outil. Le "bavardage" se produit lorsque l'outil se déplace d'avant en arrière de manière erratique pendant le travail, ce qui peut endommager non seulement la pièce en cours d'usinage, mais également l'outil. Pour éviter les vibrations et les vibrations, nous nous assurons que toutes les connexions de surface entre l'outil et le porte-outil sont solides et que la pièce est maintenue solidement en place tout en gardant l'outil de coupe affûté.
Conseils pour l'usinage CNC de l'acier inoxydable
Comparé à l'acier au carbone, l'usinage CNC de l'acier inoxydable est plus difficile, et plus la teneur en éléments d'alliage est élevée, plus il est difficile pour l'usinage CNC. Comme mentionné précédemment, lors de l'usinage CNC de l'acier inoxydable, le «broutage» de l'outil rotatif est le plus grand facteur de difficulté. Afin d'obtenir des pièces ou des prototypes avec des tolérances plus précises, les compétences de l'usinage CNC pour l'inox sont résumées.
Machines et outils rigides. Comme chacun sait, l'acier inoxydable est un métal extrêmement dur. Il est donc essentiel que les machines et outils CNC soient de haute qualité, extrêmement robustes et rigides. Il convient également de choisir des dispositifs de maintien de pièces de qualité supérieure, car des dispositifs moins rigides peuvent engendrer des vibrations lors d'usinages CNC de haute précision.
Choisissez l'outil adapté. Veillez à ce que vos lames soient toujours bien affûtées et privilégiez un outil de haute précision, comme un acier rapide (HSS) au tungstène ou au molybdène. Le choix de ces aciers rapides dépend de leur dureté, de leur résistance à l'usure et de leur solidité. Le carbure est une excellente alternative à l'acier rapide lorsque des avances ou des vitesses de coupe élevées sont nécessaires. L'utilisation d'outils en carbure revêtus contribue à réduire l'usure et la casse. Outil polyvalent pour diverses applications, la fraise HEV-5 offre également des performances supérieures à la moyenne en rainurage et en ébauche conventionnelle. Disponible en versions carrée, à rayon d'angle et à grande portée, cet outil performant est un excellent choix pour l'usinage CNC de l'acier inoxydable.
Choisissez le fluide de coupe approprié. Le choix d'un fluide de coupe de qualité est primordial, car il influe sur l'usure de l'outil, l'avance, la vitesse de coupe, l'évacuation des copeaux, l'état de surface, la dissipation de la chaleur et la résistance à la corrosion. Les fluides de coupe et les lubrifiants sont particulièrement importants lors de l'usinage CNC d'aciers inoxydables austénitiques, car leur faible conductivité thermique peut entraîner une accumulation de chaleur au niveau de l'arête de coupe. Les fluides de coupe peuvent être des émulsifiants, de l'huile minérale ou de l'air froid. Il est impératif que toute personne responsable du fluide de coupe le connaisse parfaitement afin de garantir la bonne fabrication des pièces en acier inoxydable.
Traitement de surface des pièces en acier inoxydable CNC
Les pièces en acier inoxydable usinées CNC ont généralement une finition plus brillante et plus foncée que l'aluminium et peuvent être sablées, poncées, polies à la main et revêtues de poudre pour obtenir une variété de finitions de surface.
Après usinage (standard) : Cette pièce en acier inoxydable standard conserve son état après usinage ; sa rugosité Ra peut atteindre 125, voire moins. Généralement, la finition CNC des pièces en acier inoxydable permet d’améliorer encore leur état de surface ; il s’agit d’une méthode de traitement de surface courante pour ce type de pièces.
Revêtement en poudre : Le revêtement en poudre offre une excellente finition de surface, à la fois résistante et durable. L’acier inoxydable est résistant à de nombreux produits chimiques, mais certains, comme les chlorures, peuvent encore poser problème. Dans ces cas, le revêtement en poudre permet d’améliorer ses propriétés anticorrosion.
Sablage : Ce procédé permet d’obtenir une finition mate lisse et uniforme par un léger sablage de la surface. Cette finition est souvent utilisée à des fins d’amélioration esthétique.
Compétences en matière de réduction des coûts d'usinage CNC en acier inoxydable
Choisissez la bonne qualité d'acier inoxydable : tous les aciers inoxydables ne sont pas bon marché, assurez-vous que le matériau que vous choisissez est adapté à l'application. L'acier inoxydable est souvent idéal dans les environnements corrosifs, mais tous les aciers inoxydables ne résistent pas aux mêmes produits chimiques. Pour plus d'informations, veuillez contacter DDPROTOTYPE.
Usinabilité : lors de la sélection d'applications légèrement corrosives, il convient de prendre en compte les nuances d'acier inoxydable qui sont plus faciles à usiner à commande numérique.
Trouvez l'alliage d'acier inoxydable idéal pour chaque projet
Il existe de nombreuses qualités d'acier inoxydable, et si vous recherchez un acier inoxydable extra-résistant avec une résistance moyenne à la corrosion, l'acier inoxydable martensitique sera un bon choix. De même, des aciers inoxydables à haute résistance, à haute résistance aux piqûres et à la corrosion sont nécessaires, et les aciers inoxydables duplex sont idéaux. La détermination du bon matériau pour une pièce ou un prototype particulier est une partie essentielle du processus de conception et de production du produit, et les concepteurs doivent examiner attentivement les options de matériaux. Cela dit, avec l'aide d'un partenaire de fabrication expérimenté comme DDPROTOTYPE, vous pouvez facilement trouver le bon matériau pour les exigences uniques de votre projet d'usinage CNC. DDPROTOTYPE fournit des services de fabrication à la demande efficaces. Travaillant côte à côte avec les clients à chaque étape de la conception et de la production, notre équipe expérimentée d'ingénieurs, de concepteurs, de consultants et d'experts techniques s'assure que les pièces sont optimisées pour la fabricabilité et garantissent la méthode de fabrication ou la combinaison de méthodes la plus appropriée. DPROTOTYPE vous aide à fabriquer des pièces de qualité à des prix compétitifs et dans des délais rapides. Contactez-nous aujourd'hui pour en savoir plus.
