Acier inoxydable 201 : composition, caractéristiques, convention de dénomination et applications
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Aperçu
L'acier inoxydable 201 est une alternative économique avec une résistance raisonnable à la corrosion. Sa composition comprend du fer, du chrome et du nickel, mais avec des niveaux de chrome et de nickel inférieurs à ceux d'autres nuances d'acier inoxydable comme le 304, ce qui entraîne une résistance réduite à la corrosion. Cet acier est magnétique, économique et polyvalent. Il convient parfaitement aux applications intérieures, telles que les ustensiles de cuisine, les appareils électroménagers et les systèmes d'échappement automobiles, où le coût est un facteur clé. Bien qu'il ne soit pas adapté aux environnements hautement corrosifs, sa formabilité et sa soudabilité le rendent précieux pour diverses applications soucieuses des coûts.
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Qu'est-ce que l'acier inoxydable 201 ?
L'acier inoxydable 201 est un alliage d'acier inoxydable austénitique dont la composition nominale contient 18-20% d'élément Cr, et qui démontre une résistance à la corrosion acceptable, une bonne formabilité ainsi qu'une considération économique. Composé de Cr, Ni, Mn et N, ce grade présente une bonne résistance à la corrosion adaptée à de nombreuses utilisations, mais pas aussi élevée que celle des grades haut de gamme, tels que 304 et 316. Sa grande aptitude à la mise en forme en fait une bonne alternative au soudage et à la menuiserie dans diverses industries, notamment la construction, l'automobile, la fabrication de cuisines et d'appareils électroménagers. Néanmoins, les aciers inoxydables duplex ne conviennent pas aux environnements extrêmement corrosifs qui nécessitent des aciers inoxydables spécialisés de qualité supérieure.
Pourquoi ce type d’acier inoxydable est-il nommé 201 ?
L'acier inoxydable 201 est nommé ainsi en raison de sa classification dans le système de qualité de l'American Iron and Steel Institute (AISI). Les aciers inoxydables de la « série 200 » sont un sous-ensemble des aciers inoxydables austénitiques, et au sein de cette série, l'acier inoxydable 201 est spécifiquement identifié par le numéro « 201 ». Cette désignation numérique sert à le différencier des autres alliages d'acier inoxydable et indique sa composition chimique et ses propriétés spécifiques.
Quelle est la base de la classification de l’acier inoxydable ?
L'acier inoxydable est classé en fonction de sa composition chimique, de sa microstructure et de ses propriétés physiques, avec des éléments clés tels que le chrome, le nickel, le carbone et divers éléments d'alliage comme le manganèse et le molybdène. La teneur en chrome, cruciale pour la résistance à la corrosion, doit être d'au moins 10,5% pour la désignation de l'acier inoxydable. Le nickel améliore la résistance à la corrosion et ajoute de la solidité, tandis que le carbone affecte la résistance et la dureté. Différentes séries comme la « série 200 », la « série 300 » et la « série 400 » classent les nuances d'acier inoxydable en fonction de leurs propriétés. Les organismes de normalisation internationaux comme l'ASTM et l'ISO fournissent des systèmes de classification et des spécifications normalisés pour les nuances d'acier inoxydable, facilitant ainsi leur utilisation dans diverses industries et applications.
Quelles sont les qualités d’acier inoxydable ?
Les nuances d'acier inoxydable sont classées en diverses séries telles que les aciers inoxydables austénitiques (nuance 300), ferritiques (nuance 400), martensitiques, duplex et à durcissement par précipitation. Les aciers inoxydables austénitiques comme 304 et 316 offrent une excellente résistance à la corrosion et une excellente formabilité, tandis que les nuances ferritiques telles que 430 ont un magnétisme avec une grande résistance à la corrosion. Les aciers martensitiques tels que le 410 ont une résistance améliorée mais une résistance à la corrosion inférieure. Les familles d'aciers inoxydables duplex telles que le 2205 ont une solidité et une excellente résistance à la corrosion car elles sont un mélange de différentes microstructures. Les qualités de durcissement du type 17-4 PH peuvent être traitées thermiquement pour obtenir une résistance à haute traction. Ces différentes qualités ont un certain nombre de propriétés adaptées à une utilisation dans différentes industries et elles sont structurelles, résistantes à la corrosion, résistantes à l'usure et peuvent être facilement travaillées.
Composition chimique de l'acier inoxydable 201
Élément | Contenu (%) |
Fer, Fe | 72 |
Chrome, Cr | 16.0 – 18.0 |
Manganèse, Mn | 5.50 – 7.50 |
Nickel, Ni | 3.50 – 5.50 |
Silicium, Si | 1.0 |
Azote, N | 0.25 |
Carbone, C | 0.15 |
L'influence de divers éléments sur les propriétés de l'acier inoxydable 201
Les caractéristiques de l'acier inoxydable 201 dépendent des éléments d'alliage tels que le chrome qui confère la résistance à la corrosion, le nickel pour la ductilité et la ténacité et le manganèse pour la résistance. Azote essentiel au renforcement par sa présence dans un matériau en tant qu'élément d'alliage. Le carbone, à lui seul, affecte la dureté et la résistance, tandis que le silicium est un allié pour la résistance au tartre et à l'oxydation et à l'augmentation de la température. Pourtant, d’autres éléments mineurs comme le soufre, le phosphore et le cuivre peuvent être utilisés efficacement à d’autres fins. La qualité d'acier inoxydable 201 présente une résistance modérée à la corrosion, une assez bonne formabilité et des propriétés mécaniques parfaitement adaptées à différentes applications, pour lesquelles il n'existe aucun besoin d'aciers inoxydables plus chers.
Propriétés physiques de l'acier inoxydable 201
Propriétés | Métrique | Impérial |
Densité | 7,86 g/cm3 | 0,284 lb/po³ |
Propriétés mécaniques de l'acier inoxydable 201
Propriétés | Métrique | Impérial |
Résistance à la traction (transversale à température ambiante) | 685 MPa | 99 400 livres par pouce carré |
Résistance à la traction (longitudinale à température ambiante) | 696 MPa | 101 000 livres par pouce carré |
Limite d'élasticité (transversale à température ambiante) | 292 MPa | 42 400 livres par pouce carré |
Limite d'élasticité (longitudinale à température ambiante) | 301 MPa | 43 700 livres par pouce carré |
Limite d'élasticité à la compression | 365 MPa | 52900 livres par pouce carré |
Module d'élasticité | 197 GPa | 28573 ksi |
Coefficient de Poisson | 0.27-0.30 | 0.27-0.30 |
Allongement à la rupture (longitudinal à température ambiante) | 56% | 56% |
Allongement à la rupture (transversal à température ambiante) | 62.50% | 62.50% |
Dureté, Rockwell B (transversale à température ambiante) | 85 | 85 |
Dureté, Rockwell B (longitudinale à température ambiante) | 85 | 85 |
Propriétés thermiques de l'acier inoxydable 201
Propriétés | Métrique | Impérial |
Coefficient de dilatation thermique (@ 20-100°C/68-212°F) | 16,6 µm/m°C | 9,22 µpo/po°F |
Conductivité thermique (@ 100°C/212°F) | 16,3 W/mK | 113 BTU po/h.pi².°F |
Défis rencontrés dans le traitement de l'acier inoxydable 201
Le traitement de l'acier inoxydable 201 est compliqué par sa plus faible résistance à la corrosion, sa propension à un écrouissage rapide induit par un travail à froid et sa moindre usinabilité par rapport aux autres aciers inoxydables. Répondre aux exigences de finition de surface et de formabilité tout en préservant la rentabilité des matériaux est un autre point de préoccupation. De plus, la soudabilité nécessite une séquence correcte de préchauffage et de traitement thermique après soudage. De plus, la compatibilité avec certains environnements doit être évaluée au préalable. Bien qu’il s’agisse d’une option bon marché, la prise en compte des propriétés des matériaux, des techniques de transformation et des mesures de contrôle de la qualité affectent la production et doivent être prises en compte avec soin.
Applications de l'acier inoxydable 201
L'acier inoxydable 201 est utilisé dans différents domaines grâce à ses propriétés certaines. C'est un matériau très populaire dans les ustensiles et appareils de cuisine en raison de ses bonnes propriétés de résistance à la corrosion et de son faible coût, ce qui le rend adapté aux processus de préparation des aliments. En outre, il est appliqué dans la fabrication de composants automobiles, notamment les systèmes d'échappement et les garnitures, où la résistance à la corrosion et l'aspect esthétique sont pris en compte. Dans la construction, l'acier inoxydable 201 est utilisé à des fins décoratives et architecturales ainsi que pour les éléments structurels où la résistance à la corrosion est suffisante. Parallèlement à cela, son prix abordable lui permet d'être polyvalent, c'est-à-dire à des fins de fabrication multiples comme les étagères, les meubles et la signalisation. Néanmoins, l'utilisation limitée de ces matériaux est constatée dans les environnements à base d'eau ou très caustiques où, par rapport aux aciers inoxydables de haute qualité, leur utilité est limitée.
Matériaux équivalents à l'acier inoxydable 201
EUEN | ETATS-UNIS- | JaponJIS | FranceAFNOR |
X12CrMnNiN17-7-5 (1,4372) | 201 | SUS201 | Z12CMN17-07Az |
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