Acier inoxydable 17-7PH - S17700 - 1.4568 - AISI 631 - X7CrNiAl17-7

Introduction générale au 17-7PH

Le 17-7PH fait partie des alliages les plus formables des aciers inoxydables à durcissement par précipitation (PH). Austénitique en condition A, il est donc moins magnétique que les autres nuances PH et peut être facilement formé.

Cette nuance durcit à des niveaux de résistance élevée en utilisant des traitements thermiques relativement faibles (comparés aux trempes classiques), ce qui minimise la distorsion. Une fois traité thermiquement, cet alliage offre des propriétés mécaniques exceptionnelles jusqu’à 482 °C (900 °F), même si les normes les plus exigeantes conseillent généralement une utilisation jusqu’à 316 °C (600 °F). Au-delà, un sur-vieillissement peut se produire.

Traitements thermiques

Le processus typique de traitement thermique du 17-7PH se déroule en plusieurs étapes :

1. Conditionnement austénitique, typiquement ~1065 °C
2. Refroidissement contrôlé transformant l’austénite en martensite
3. Durcissement par précipitation, chauffage à la température cible

Pour obtenir les propriétés mécaniques les plus élevées, l’alliage est transformé en martensite par réduction à froid (écrouissage) à l’état C. Après fabrication, un seul traitement thermique à basse température est effectué pour atteindre l’état CH 900, qui offre les résistances maximales du 17-7PH.

Alors que l’acier 17-4PH, principalement martensitique, durcit par précipitation grâce à l’ajout de cuivre, le 17-7PH, semi-austénitique, ne devient martensitique qu’après transformation thermique (ou travail à froid) avant le vieillissement. Son durcissement par précipitation provient, lui, de l’aluminium.

Propriétés mécaniques et chimiques

Avant traitement thermique, le 17-7PH atteint une résistance à la traction minimum de 1034 MPa, une limite d’élasticité supérieure à 1275 MPa et une dureté de 20.5 (HRC).

Cet alliage offre une bonne résistance à la corrosion dans des environnements modérément agressifs (humidité, acides faibles, solutions basiques) et les atmosphères industrielles. Il reste sensible à la corrosion en milieu marin ou en présence d’acides forts.

Usinabilité, formabilité et soudabilité

L’usinabilité du 17-7PH en condition A est évaluée à 75 % de B1112. Comme pour beaucoup d’inox, l’usage d’un brise-copeaux est recommandé : les copeaux longs compliquent l’usinage et peuvent endommager la machine. Des vitesses lentes et des avances constantes limitent échauffement, écrouissage et usure de l’outil.

À l’instar de l’acier 301, le 17-7PH possède une excellente formabilité. En raison de son taux d’écrouissage, un recuit intermédiaire peut être nécessaire pour restaurer la ductilité lors d’opérations de formage radical.

La soudabilité du 17-7PH est compatible avec les procédés classiques (arc, résistance). Un gaz protecteur inerte (argon) est requis pour limiter l’oxydation de l’aluminium contenu dans l’alliage.

Applications industrielles

Dans l’industrie aéronautique, le 17-7PH est couramment utilisé pour des composants nécessitant une élasticité ou une force de rappel fiable. On le retrouve dans la fabrication de ressorts plats, de précision, ou de rondelles élastiques (ex. : Belleville, Grower). Les ressorts ondulés (wave springs), prisés pour leur compacité, tirent pleinement parti du traitement CH 900 qui confère la résistance mécanique maximale de l’alliage.