QUELLE EST LA DIFFÉRENCE ENTRE L'ACIER AU CARBONE ET L'ACIER INOXYDABLE ?

L'acier, un terme qui décrit en fait une famille entière d'alliages métalliques, est un type de métal polyvalent et courant, avec une grande variété d'applications et d'utilisations.

Il existe de nombreuses qualités, mais la plupart des types d'acier se répartissent en deux grandes catégories : les aciers au carbone et les aciers inoxydables. Bien qu'ils aient la même composition de base de fer et de carbone, les types d'acier ont tendance à avoir une variété d'éléments d'alliage.

L'acier au carbone a tendance à avoir une teneur en chrome inférieure à 10,5 %, mais l'acier doit avoir au moins 10,5 % de chrome pour être considéré comme inoxydable.

Ces différences confèrent à chaque type d'acier ses propriétés respectives.

Acier inoxydable

L'acier inoxydable désigne un type d'acier défini par l'ajout de chrome et de certains autres éléments d'alliage tels que le nickel. Il est parfois appelé acier inoxydable car il est conçu pour se protéger de l'oxydation et est donc "inoxydable".

Lorsqu'il est exposé à l'oxygène, le fer s'oxyde, ce qui le fait rouiller, mais le chrome peut être exposé à l'oxygène sans subir ce processus.

L'acier inoxydable est donc doté d'une couche protectrice de chrome qui crée une barrière entre l'oxygène ambiant et le fer contenu dans le métal. Cela lui permet de résister à la corrosion ou à la rouille et le rend "inoxydable".

Types d'acier inoxydable

Les différents niveaux de chrome de l'acier inoxydable lui confèrent des propriétés différentes, une teneur en chrome plus faible produisant généralement un acier moins cher mais moins durable. Il existe plusieurs types d'acier inoxydable, dont les suivants :

  • L'austénitique, le type d'acier inoxydable le plus répandu, avec une faible limite d'élasticité mais une forte résistance à la corrosion et à la chaleur, couramment utilisé dans les articles ménagers, les tuyauteries et les cuves industrielles, la construction et les façades architecturales - c'est la plus grande famille d'acier inoxydable et elle représente environ deux tiers de toute la production d'acier inoxydable.
  • Ferritique, une forme d'acier généralement dépourvue de nickel, possédant souvent une meilleure résistance à la corrosion, à la chaleur et à la fissuration que les types plus courants, et fréquemment utilisée dans les machines à laver, les chaudières et l'architecture intérieure.
  • Martensitique, qui tend à être magnétique et moins résistant à la corrosion que les autres aciers inoxydables en raison de sa faible teneur en chrome - ces aciers sont très durs et solides et sont utilisés pour fabriquer des couteaux et des pales de turbine
  • Duplex, un composite d'aciers austénitiques et ferritiques, ce qui le rend à la fois solide et flexible, avec une limite d'élasticité deux fois supérieure à celle de l'acier inoxydable austénitique, utilisé dans les industries du papier, de la pâte à papier, de la construction navale et de la pétrochimie.
  • La Précipitation, qui présente la même résistance à la corrosion que les métaux austénitiques, mais qui peut être durci à des résistances plus élevées, et qui peut donc être rendu extrêmement résistant lorsque d'autres éléments comme l'aluminium, le cuivre et le niobium sont ajoutés.

Avantages

  • ✅ Propriétés de résistance à la corrosion
  • ✅ Résistant aux hautes et basses températures
  • ✅ Existe dans une grande variété de types
  • ✅ Solide et très durable
  • ✅ Peu d'entretien et facilement nettoyable
  • ✅ Longue durée de vie, avec un coût relativement faible au cours de son cycle de vie.
  • ✅ Peut être doté d'une finition particulière si l'on souhaite un aspect cosmétique attrayant, et ne se ternit pas facilement.
  • ✅ Respectueux de l'environnement et recyclable.

Inconvénients

  • 🟥 Coût élevé, surtout au départ
  • 🟥 Peut être un métal difficile à manipuler, surtout si l'on ne dispose pas de machines et de techniques de haute technologie.
  • 🟥 Peut souvent entraîner des déchets et des retouches coûteuses.

Applications de l'acier inoxydable

L'acier inoxydable a un large éventail d'utilisations et d'applications industrielles, selon le type d'acier utilisé. L'acier inoxydable a été utilisé pour la première fois dans l'industrie automobile par Ford dans les années 1930.

Depuis, il est utilisé dans les voitures pour les systèmes d'échappement, les grilles, les garnitures et les composants structurels. Cette utilisation s'étend à la construction aéronautique, où il est utilisé dans les cadres d'avions, les moteurs à réaction et les trains d'atterrissage.

Sa résistance à la corrosion, son faible entretien et sa facilité de nettoyage le rendent utile pour le transport et l'interaction avec les produits chimiques, et il est souvent utilisé dans des environnements propres et stériles. Par conséquent, la technologie médicale est également une utilisation assez courante.

La solidité, la résistance et la flexibilité de certains aciers inoxydables en font un élément courant de l'architecture, une propriété favorisée par ses caractéristiques esthétiques et sa finition attrayante. Par exemple, l'acier inoxydable est fréquemment utilisé dans le terminal Eurostar à Londres et le pont Helix à Singapour.

L'une des utilisations quotidiennes les plus courantes de l'acier inoxydable est l'industrie alimentaire et la restauration, où il est utilisé pour fabriquer des ustensiles de cuisine, des couverts, des accessoires de cuisine et des appareils électroménagers.

Les ustensiles tels que les couteaux sont fabriqués à partir des catégories d'acier inoxydable les moins ductiles, tandis que les catégories les plus ductiles sont utilisées pour les grils, les fours, les casseroles et les éviers.

Acier au carbone

L'acier au carbone, quant à lui, a des niveaux de chrome beaucoup plus faibles et est plutôt un alliage carbone-fer avec seulement quelques autres matériaux, voire aucun, dans sa composition. C'est pourquoi on peut le qualifier d'acier "faiblement allié".

L'acier inoxydable et l'acier au carbone présentent tous deux cette composition de base, mais l'acier au carbone peut être défini par sa teneur en carbone. Celle-ci est normalement d'environ 2 à 2,5 %, mais elle varie souvent. Bien que sensible à la rouille contrairement à l'acier inoxydable, l'acier au carbone est souvent moins cher et possède ses propres propriétés mécaniques qui varient en fonction de la teneur en carbone.

Les aciers à faible teneur en carbone sont plus faibles et plus mous, mais peuvent être usinés et soudés facilement, tandis que les aciers à forte teneur en carbone sont plus résistants, mais nettement plus difficiles à usiner.

Types d'acier au carbone

L'élément déterminant de tout alliage d'acier au carbone est sa teneur en carbone, et c'est ainsi que les différents types d'acier au carbone sont classés et catégorisés.

  • Acier à faible teneur en carbone : la forme la plus répandue d'acier au carbone, avec une teneur en carbone inférieure à 0,25 % - ils sont généralement relativement plus faibles et plus mous mais plus faciles à souder et plus ductiles, et sont donc souvent utilisés pour l'usinage et le soudage à faible coût.
  • Acier à teneur moyenne en carbone : avec une teneur en carbone de 0,25 à 0,6 % et une teneur en manganèse de 0,6 à 1,65 %, ces métaux peuvent être améliorés par traitement thermique, bien que celui-ci ne puisse être effectué que sur des sections très fines, à moins que des éléments d'alliage supplémentaires ne soient ajoutés - ces aciers sont plus résistants mais moins ductiles que les aciers à faible teneur en carbone.
  • Acier à haute teneur en carbone : il s'agit de l'acier au carbone le plus dur et le plus résistant, avec la ductilité la plus faible, très résistant à l'usure et presque toujours trempé et revenu - ils ont généralement une teneur en carbone de 0,6 à 1,25% et une teneur en manganèse de 0,3 à 0,9%.

Avantages

  • ✅ Résistance accrue
  • ✅ Moins cher que les aciers inoxydables
  • ✅ Résistant à l'usure
  • ✅ Durable et résistant aux chocs
  • ✅ Manipulation et travail en toute sécurité par rapport à d'autres métaux
  • ✅ Respectueux de l'environnement et faciles à recycler

Inconvénients

  • 🟥 Solide et parfois difficile à travailler
  • 🟥 Fragile, difficile à plier ou à mouler
  • 🟥 Plus sensible à la rouille et à la corrosion
  • 🟥 Aspect moins attrayant, ne permet pas d'obtenir la finition de l'acier inoxydable.

Applications

Les différents types d'acier au carbone sont applicables à un large éventail d'industries et de secteurs.

  • Les aciers à faible teneur en carbone peuvent être utilisés dans les éléments de carrosserie automobile, les tuyaux, les éléments de construction et de pont, et les boîtes de conserve.
  • L'acier à teneur moyenne en carbone est utile pour les rails de chemin de fer, les roues de train, les vilebrequins, les engrenages et les pièces de machines nécessitant une résistance et une ténacité plus élevées.
  • De même, l'acier à teneur élevée en carbone est utilisé dans les couteaux de cuisine, outils de coupe, les ressorts, les fils à haute résistance et les matrices pour sa dureté.


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