Acier inoxydable martensitique
Usinage de l'acier

Les aciers inoxydables martensitiques sont une famille d'aciers alliés au chrome (généralement 11–18% Cr) pouvant être durcis par traitement thermique — trempe et revenu — pour atteindre des valeurs de dureté élevées jusqu'à HRC 60. Contrairement aux grades austenitiques (304, 316) qui ne peuvent pas être durcis et sont appréciés pour leur résistance à la corrosion, les grades martensitiques sacrifient une partie de cette résistance pour la capacité d'atteindre une dureté élevée, une résistance à l'usure et une tenue du tranchant. Ils sont la seule famille d'aciers inoxydables pouvant être trempés en profondeur comme l'acier à outils, ce qui les rend adaptés pour les couteaux, les roulements, les composants de vannes et les pièces de précision soumises à une usure critique.

Les trois grades diffèrent principalement par la teneur en carbone, qui détermine la dureté maximale atteignable et la résistance à l'usure. Le 410 a la teneur en carbone la plus faible (0,08–0,15%), ce qui le rend le plus soudable et le plus résistant des trois — utilisé pour des pièces structurelles générales, des corps de soupapes et des composants de pompes où une dureté modérée suffit. Le 420 a une teneur en carbone plus élevée (0,15–0,40%) permettant d'atteindre une dureté HRC 50–52, avec une meilleure résistance à l'usure — courant pour la coutellerie, les instruments chirurgicaux et les outils dentaires. Le 440C a la teneur en carbone la plus élevée (0,95–1,20%) de tous les aciers inoxydables standards, atteignant HRC 58–60 après traitement thermique — l'acier inoxydable le plus dur disponible, utilisé pour les roulements à billes, les couteaux de haute qualité, les sièges de soupapes et les surfaces de frottement de précision.

Les aciers inoxydables martensitiques peuvent être soudés mais nécessitent un préchauffage et un traitement thermique après soudure pour éviter la fissuration à froid et les zones affectées par la chaleur durcies. Le 410 offre la meilleure soudabilité parmi les trois grades. Le 420 demande plus de précautions. Le 440C est généralement considéré comme difficile à souder et est rarement spécifié pour des assemblages soudés — sa forte teneur en carbone rend le risque de fissuration dans la zone affectée par la chaleur important. Si votre pièce nécessite une soudure et des propriétés inoxydables, envisagez plutôt l'acier austénitique 304L ou 316L.

Après traitement thermique de trempe et de revenu : le 410 atteint une dureté HRC de 35 à 42 selon la température de revenu. Le 420 atteint une dureté HRC de 50 à 52. Le 440C atteint une dureté HRC de 58 à 60 — la dureté la plus élevée de tous les grades d'acier inoxydable standard. Ces valeurs de dureté sont réalisables après un austenitisation, une trempe et un revenu appropriés. Nous coordonnons le traitement thermique dans le cadre de la commande d'usinage, avec une vérification de la dureté fournie.

Les pièces sont généralement usinées grossièrement dans l'état recuit ou pré-durci, puis traitées thermiquement pour atteindre la dureté finale, puis rectifiées ou tournées de précision sur les surfaces critiques pour récupérer la tolérance finale après la déformation due au traitement thermique. L'usinage à l'état durci (notamment 440C à HRC 58–60) nécessite un outil CBN ou un meulage et est nettement plus coûteux. Notre séquence standard est : usinage grossier → traitement thermique → rectification de finition des dimensions critiques → vérification par CMM. Cette séquence est coordonnée et gérée par nos soins en tant que processus à source unique.

Contrairement aux grades austenitiques, l'acier inoxydable martensitique ne peut pas être passivé aussi efficacement en raison de sa teneur en chrome plus faible et de la présence de carbures. Les traitements de surface courants incluent : la passivation (améliore modestement la résistance à la corrosion — ASTM A967), l'oxyde noir (protection contre la lumière, changement dimensionnel minimal), le revêtement PVD (pour les outils de coupe 440C et les surfaces d'usure — ajoute une couche d'usure TiN ou CrN), ainsi que le polissage ou la superfinition (pour les surfaces de roulement et les faces d'étanchéité). La chromation dure est également utilisée sur les tiges de soupape 410 et les arbres de pompe.

Le 440C est principalement utilisé dans des applications nécessitant la dureté la plus élevée possible dans un acier inoxydable, associé à une résistance à la corrosion modérée. Les applications d'usinage CNC incluent : roulements à billes de précision et pistes de roulements, lames de couteaux de haute qualité et outils de coupe, sièges de soupapes et billes de soupapes nécessitant une résistance à la corrosion ainsi qu'une résistance à l'usure, anneaux d'usure de turbines de pompes, matrices de précision et outils de formage, instruments dentaires et chirurgicaux nécessitant une rétention du tranchant, et sièges de buses dans les systèmes de contrôle de fluides.

Oui. Contrairement aux aciers inoxydables austenitiques (304, 316) qui sont non magnétiques à l'état annealed, les aciers inoxydables martensitiques (410, 420, 440C) sont ferromagnétiques — fortement magnétiques à la fois à l'état annealed et durci. Cela est dû à leur structure cristalline cubique centrée (BCC) ou tetragonale centrée (BCT en état durci). Si des propriétés non magnétiques sont requises pour votre application, spécifiez plutôt une nuance austenitique.