La principale différence entre l'acier inoxydable 304 et 316 est que le 316 contient 2 à 3 % de molybdène alors que le 304 n'en contient pas, ce qui confère au 316 une résistance supérieure à la corrosion, notamment contre les chlorures, et le rend environ 20 à 50 % plus cher que le 304.
Ce sont deux aciers inoxydables austénitiques aux excellentes propriétés générales. Le 304 convient parfaitement à la plupart des applications intérieures et générales, tandis que le 316 excelle dans les environnements marins et les procédés chimiques où sa résistance accrue à la corrosion justifie son coût plus élevé.
| Élément | 304 en acier inoxydable | 316 en acier inoxydable |
|---|---|---|
| Chrome (Cr) | 18.0 to 20.0 % | 16.0 to 18.0 % |
| Nickel (Ni) | 8.0 to 10.5 % | 10.0 to 14.0 % |
| Molybdène (Mo) | 0 % (aucun) | 2.0 to 3.0 % |
| Carbone (C) | ≤0.08% | ≤0.08% |
| Manganèse (Mn) | ≤2.0% | ≤2.0% |
| Silicium (Si) | ≤0.75% | ≤0.75% |
| Phosphore (P) | ≤0.045% | ≤0.045% |
| Soufre (S) | ≤0.030% | ≤0.030% |
Le molybdène contenu dans l'acier inoxydable 316 change tout. Cet ajout unique améliore considérablement la résistance à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse, notamment en milieu chloré.
L'acier inoxydable 304 est souvent appelé « 18/8 » en raison de sa teneur en chrome et en nickel. Quant à l'acier inoxydable 316, sa teneur en molybdène lui vaut le surnom d'« acier inoxydable de qualité marine ».
Malgré leurs compositions chimiques différentes, les aciers 304 et 316 partagent des propriétés physiques remarquablement similaires :
| Propriété | 304 en acier inoxydable | 316 en acier inoxydable |
|---|---|---|
| Densité | 8.0 g / cm³ | 8.0 g / cm³ |
| Point de fusion | 1450 ° C (2640 ° F) | 1400 ° C (2550 ° F) |
| Conductivité thermique | 16.2 W/m·K à 20°C | 16.3 W/m·K à 20°C |
| Dilatation thermique | 17.2 × 10⁻⁶/K à 20 °C | 15.9 × 10⁻⁶/K à 20 °C |
| Module d'élasticité | 193 GPa | 193 GPa |
| Résistivité électrique | 0.72×10⁻⁶ Ω·m à 20°C | 0.74×10⁻⁶ Ω·m à 20°C |
Les deux nuances présentent une densité et un module d'élasticité identiques. Leurs propriétés thermiques sont quasiment les mêmes, celle de l'acier 304 ayant un point de fusion légèrement supérieur d'environ 50 °C.
La conductivité électrique de ces deux aciers est relativement faible, environ 2 à 3 % seulement de celle du cuivre. De ce fait, ils sont de mauvais conducteurs électriques, mais excellents pour les applications exigeant des propriétés d'isolation électrique.
À l'état recuit, les aciers 304 et 316 offrent des performances mécaniques comparables avec de subtiles différences :
| Propriété | 304 en acier inoxydable | 316 en acier inoxydable |
|---|---|---|
| Résistance au rendement | 205-215 MPa (min. 210 MPa) | 200-240 MPa (min. 205 MPa) |
| Résistance à la traction | 515-720 MPa | 485-620 MPa |
| Allongement à la rupture | 40 to 50 % | 40 to 50 % |
| Dureté | ≤95 HRB (201-215 HB) | ≤95 HRB (146-149 HB) |
| Module d'élasticité | 193 GPa | 193 GPa |
L'acier inoxydable 304 présente généralement une résistance à la traction et une dureté légèrement supérieures à celles de l'acier inoxydable 316. Par exemple, l'acier inoxydable 304 peut atteindre des valeurs de dureté Brinell allant jusqu'à 215 HB, contre un maximum d'environ 149 HB pour l'acier inoxydable 316.
Ces deux alliages présentent une excellente ductilité, avec un allongement de 40 à 50 %, ce qui facilite leur mise en forme et leur usinage. Ils ne peuvent être durcis par traitement thermique ; leur renforcement s’effectue uniquement par écrouissage.
C'est au niveau de la résistance à la corrosion que l'acier 316 excelle vraiment par rapport à l'acier 304. Les deux nuances forment une couche protectrice d'oxyde de chrome, mais la teneur en molybdène de l'acier 316 offre des avantages cruciaux.
Corrosion générale : Dans des conditions atmosphériques normales et des environnements tempérés, les deux qualités offrent d'excellentes performances. Aucune ne rouille dans des conditions intérieures typiques ni au contact de l'eau douce.
Environnements chlorés : C'est là le principal atout de l'acier inoxydable 316. L'acier inoxydable 304 peut subir une corrosion par piqûres dès 25 ppm de chlorures, ce qui le rend impropre aux applications marines et à tout environnement exposé aux sels de dégivrage.
L'acier inoxydable 316 résiste bien mieux à la corrosion induite par les chlorures. Sa teneur en molybdène augmente son indice de résistance à la piqûre (PREN), lui permettant de résister à l'eau salée, à la saumure et aux environnements côtiers où l'acier inoxydable 304 se détériorerait rapidement.
Résistance chimique: Le molybdène contenu dans l'acier inoxydable 316 améliore sa résistance aux acides réducteurs comme l'acide sulfurique et l'acide phosphorique. Si l'acier inoxydable 304 résiste bien aux acides oxydants comme l'acide nitrique, l'acier inoxydable 316 offre de meilleures performances face à une plus large gamme d'expositions et de concentrations chimiques.
Fissuration par corrosion: Les deux nuances peuvent subir une fissuration par corrosion sous contrainte dans des solutions chlorées chaudes à plus de 50-60 °C. Bien que l'acier inoxydable 316 offre une résistance légèrement supérieure, aucune des deux nuances n'est à l'abri de ce mode de défaillance.
L'acier inoxydable 316 coûte environ 20 à 50 % de plus que l'acier inoxydable 304, la prime se situant généralement autour de 40 %. Cet écart de prix s'explique par deux facteurs :
Le nickel et le molybdène sont deux éléments d'alliage coûteux dont les prix fluctuent en fonction des marchés des matières premières. C'est pourquoi la prime de prix de l'acier inoxydable 316 est variable, mais toujours significative.
Pour les projets à budget limité où la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable 304 est suffisante, le surcoût de l'acier inoxydable 316 n'est pas justifié. Cependant, lorsque la corrosion risque d'entraîner des réparations coûteuses ou des risques pour la sécurité, le coût initial plus élevé de l'acier inoxydable 316 est souvent amorti par la réduction des coûts de maintenance et l'allongement de sa durée de vie.
Le choix entre l'acier inoxydable 304 et 316 dépend souvent de l'environnement spécifique et des considérations de coût.
Applications en acier inoxydable 304 :
Applications en acier inoxydable 316 :
Cela dépend de votre situation géographique. L'acier inoxydable 304 convient parfaitement aux zones intérieures non exposées au sel, tandis que l'acier inoxydable 316 est indispensable pour les régions côtières ou tout endroit exposé aux sels de déneigement.
Oui, vous pouvez les souder ensemble en utilisant des matériaux d'apport appropriés, bien que la zone de soudure présente des propriétés mixtes entre les deux nuances.
Non, les aciers 304 et 316 sont tous deux non magnétiques à l'état recuit, mais peuvent devenir légèrement magnétiques lorsqu'ils sont écrouis à froid.
Le « L » signifie faible teneur en carbone (≤0.03 %), ce qui améliore la soudabilité en empêchant la précipitation de carbures aux joints de grains.
Sans analyse chimique, ils sont visuellement identiques. Un test de détection du molybdène permet de les distinguer : l’acier 316 réagira positivement, contrairement à l’acier 304.
En milieu chloré ou chimique, l'acier inoxydable 316 a une durée de vie nettement supérieure. Dans des conditions intérieures normales, les deux qualités peuvent durer des décennies sans différence notable.
