Acier inoxydable AISI 431 - X17CrNi16-2 - Z15CN16-02 - FE PM42 - 1.4044 - APX

Un acier martensitique nickelé

Les aciers inoxydables martensitiques sont un type distinct d...s aciers sont principalement alliés au chrome et au carbone.

Rôles et avantages du nickel dans sa composition

L’AISI 431 contient entre 1,5 et 2,5 % de nickel. La présence ...résence de nickel dans l’AISI 431 améliore la résistance à la corrosion en élargissant le domaine austénitique à haute ...empérature. Cela permet d’augmenter la teneur en chrome sans réduire sa ténacité ni sa résistance à la corrosion. L’alliage offre ainsi de meilleures performances en milieux propices à la corrosion localisée, comme les environnements marins ou modérément acides.

Le nickel contribue aussi à la ténacité de l’acier marte...e, ce qui le rend plus résistant aux contraintes mécaniques.

Enfin, sa teneur élevée en chrome forme une robuste couc... marins où l’eau salée peut être particulièrement agressive.

Traitement thermique et influence sur ses propriétés

Le processus de traitement thermique comprend trois étap...ent pour réduire la fragilité tout en maintenant la dureté).

Processus de trempe et revenu

• L’austénisation doit être effectuée à des températures ... 1065 °C, transformant la structure de l’acier en austénite.
• Elle est suivie d’une trempe à l’air ou à l’huile pour refroidir... à l’huile pour éviter la formation de phases plus tendres.
• Il est nécessaire d’éviter le revenu entre 370 °C et 565...étriment de la ténacité et de la résistance à la corrosion.

Graphique 1 – Résistance et dureté en fonction de la température de revenu

Comme on le voit sur ce graphique, l’AISI 431 conserve u...re élevé, mieux adapté aux pièces structurelles sollicitées.

Graphique 2 – Ductilité et ténacité en fonction de la température de revenu

Sur ce deuxième graphique, on constate que les revenus intermédiaires (≈ 370–480 °C) provoquent une forte baisse de l’énergie de choc sans réel gain de ductilité : c’est la zone de fragilité de revenu à éviter. Les revenus élevés (590–650 °C) restaurent au contraire une bonne ductilité et une haute ténacité, offrant le meilleur compromis pour les arbres et les pièces critiques.

Propriétés mécaniques en fonction de son état de livraison

De façon générale, la limite d’élasticité de l’AISI 431 est d’au moins 600 MPa, sa résistance à la traction se situe entre 800 et 1050 MPa. Son allongement minimal est de 10 % et sa dureté varie entre 229 et 440 HB.

Tableau détaillé des propriétés mécaniques de l’AISI 431

Ce tableau montre le compromis classique résistance / du...l’allongement A5 et l’énergie de choc KV2 baissent.

Comportement en soudage, forgeage, usinage et polissage

L’AISI 431 est difficile à souder et des précautions...doivent être prises. Un gaz contenant de l’hydrogène ou de l’azote ne doit surtout pas être utilisé pour le soudage de...cette nuance. Un préchauffage entre 200 et 300 °C est nécessaire et, pendant le soudage, l’alliage ne doit pas refroidir en dessous de 200 °C.

L’AISI 431 présente une forgeabilité moyenne : penda...t le processus de forgeage, le matériau doit d’abord être chauffé lentement jusqu’à 850 °C, puis rapidement à 1180 °C. Il...peut être effectué entre 950 et 1150 °C environ. Le matériau doit ensuite être refroidi lentement, de préférence dans ...n four ou du sable sec. Il est largement utilisé pour les arbres, boulons et pièces de vanne, qui sont fréquemment produits par matriçage ou forgeage libre.

Enfin, il possède une très bonne aptitude au polissage et une...e et une mauvaise usinabilité. Il est « collant » à l’état recuit et dur à l’état trempé. Il est sujet au grippage et son...usinabilité est comparable à celle du 304 mais nettement inférieure à celle d’un inox sulfuré comme le 416.

Comportement en corrosion

L’AISI 431 est l’un des inox martensitiques les plus per...e usiné correctement et, idéalement, d’être poli et passivé.

En milieux chlorurés, le point à surveiller est la corro...t basculer vers le 316L, le duplex ou un inox PH plus allié.

De façon générale, la tenue en corrosion dépend fortemen...on (notamment aux joints de grains et dans les ZAT soudées).

En présence d’H2S ou d’environnements acides (pétrole... gaz), le 431 est limité : il peut convenir pour des pièces secondaires en zone peu agressive, mais on privilégie des n...ances spécifiquement qualifiées NACE (13Cr, duplex, alliages nickelés) pour les parties sous pression.

Applications industrielles

Industrie aérospatiale  : cet acier inoxydable e...e est très apprécié par l’industrie aérospatiale en raison de sa résistance exceptionnelle à la traction, de sa ténacit... et de sa résistance à la corrosion. Ces propriétés le rendent adapté à des composants critiques tels que les pièces froid...s de turbines et des fixations qui doivent résister à des contraintes élevées et à des conditions environnementales peu clémentes.

Industrie maritime  : des fixations marines, des arb...es d’hélice (son utilisation principale) et des composants de pompe.

Industrie automobile  : des engrenages et des composants d’injection de carburant.