Qu’est-ce que l’acier martensitique ?
Les aciers martensitiques sont un terme générique désignant les alliages d’acier inoxydable qui présentent une structure cristalline connue sous le nom de martensite à température ambiante.
Ils sont classés parmi les aciers inoxydables à base de chrome, au même titre que les aciers inoxydables ferritiques. Ces derniers contiennent également du chrome comme composant principal parce qu’ils contiennent du chrome en plus du fer comme composant principal. Les aciers martensitiques typiques sont le SUS 403 et le SUS 410, qui contiennent 13% de chrome.
Utilisations de l’acier martensitique
L’acier martensitique n’est pas souvent utilisé dans des conditions corrosives car sa teneur en chrome, qui contribue à la formation de la passivité, est relativement faible et sa résistance à la corrosion est inférieure à celle des autres aciers inoxydables. En revanche, il est souvent utilisé en raison de son faible coût et de sa résistance mécanique et thermique supérieure à celle des autres aciers inoxydables.
Parmi les exemples, citons les pièces de structure des machines, telles que les arbres et les boulons, ainsi que les moules pour le moulage par injection de matières plastiques. Les qualités SUS 440 et SUS 420, qui sont connues comme des aciers inoxydables extrêmement durs en raison de leur dureté améliorée par la trempe et le revenu, sont souvent utilisées pour la coutellerie, comme les couteaux et les scalpels médicaux.
Propriétés de l’acier martensitique
Les propriétés de l’acier martensitique varient d’une nuance à l’autre, mais une caractéristique commune est le ferromagnétisme.
Sa structure cristalline étant un réseau cubique centré, les aciers inoxydables ferritiques ayant une structure cristalline similaire sont également ferromagnétiques. En revanche, l’acier inoxydable austénitique, dont le réseau cubique est centré sur la face, n’est pas magnétique.
Sa résistance est accrue par la trempe, et sa résistance à l’usure et sa ténacité peuvent être améliorées par le revenu. En raison de sa teneur relativement élevée en carbone, la trempe à haute température entraîne une solution solide de carbures dans les cristaux et un durcissement de la microstructure. Elle peut être retransformée en martensite lors du refroidissement pour assurer la résistance à l’usure et la ténacité.
L’acier martensitique est généralement trempé et revenu, et les propriétés obtenues dépendent de la température de revenu. Plus précisément, le revenu à basse température (150-200°C) améliore la résistance à l’usure, tandis que le revenu à haute température (600-750°C) suivi d’un refroidissement rapide améliore la ténacité. D’autre part, le revenu à certaines températures, par exemple autour de 475°C, réduit la ductilité et la ténacité en raison d’une réduction connue sous le nom de fragilisation à 475°C.
Structure de l’acier martensitique
La quantité de chrome dans l’acier martensitique est d’environ 11 à 18%. La composition des aciers inoxydables martensitiques se traduit par une structure austénitique unique ou une structure duplex avec une petite quantité de ferrite à des températures élevées. Le carbone ajouté est solidement soluble dans l’austénite à haute température et subit une transformation lorsqu’il est trempé après un refroidissement rapide, ce qui donne une microstructure martensitique.
La composition de base est de 13% de chrome et de 0.2% de carbone. Les exemples typiques sont le SUS 410 et le SUS 420J2, qui contiennent 11.50-13.00% de chrome et moins de 0.15% de carbone, tandis que le SUS 420J2 contient 12,00-14,00 % de chrome et 0,26-0,40 % de carbone. Ces nuances sont également appelées aciers 13Cr, aciers 13%Cr, série 13Cr, acier inoxydable 13Cr et acier inoxydable 13Cr.
Choisir l’acier martensitique
Outre l’acier martensitique, il existe également des aciers inoxydables ferritiques et austénitiques. Comme la structure cristalline change, les propriétés changent aussi. Vous devez donc choisir le produit en acier inoxydable qui convient le mieux.
1. Acier inoxydable martensitique
Principalement utilisé pour la coutellerie et les pièces de lames de machines, il est durci par trempe.
2. Acier ferritique
Utilisé pour les intérieurs de bâtiments, les pièces automobiles et les cuisines commerciales. Il n’est pas durci par trempe et résiste à la corrosion fissurante, ce qui le rend très économique.
3. Acier austénitique
Excellente résistance, ductilité, ténacité et résistance à la chaleur, et n’adhère pas aux aimants. Taux de recyclage élevé mais attention à la corrosion fissurante.