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métallographiques

Nomenclature

La série AISI 4xx désigne les aciers inoxydables ferritiques et martensitiques. Le AISI 410 est l’acier inoxydable martensitique d’entrée de gamme (basic grade). Cet acier répond à la norme ASTM A276 selon certains états métallurgiques. Les désignations équivalentes sont X12Cr13 (1.4006), SUS410 et 12.5Cr (410).

Méthode d’élaboration

La barre a été soumise à un recuit de sphéroïdisation (paramètres inconnus) caractérisé par une succession de refroidissements très lents et de remontées au-dessus de la température eutectoïde. Une finition à froid a été appliquée par le passage de la barre à travers une matrice d’étirage (cold drawn). Cet étirage à froid permet de livrer le produit sous forme de barre droite ayant des propriétés mécaniques supérieures, une usinabilité supérieure et des tolérances dimensionnelles et géométriques plus serrées.

État métallurgique

Lors de la dernière étape du recuit de sphéroïdisation, le refroidissement final permet de suivre étroitement le diagramme d’équilibre fer‑carbone. Il en résulte de la perlite sphéroïdisée, aussi appelée « carbures de cémentite globulaires », ainsi que des carbures de chrome finement disséminés.

L’état fini à froid est un état de livraison courant et signifie qu’un écrouissage (étirage à froid à travers une filière) a été appliqué sur cet acier lors de la mise en forme des barres pour augmenter ses propriétés mécaniques et améliorer la qualité de son fini de surface (< 25 RMS). Les tolérances dimensionnelles peuvent être plus serrées dans le cas d’un acier fini à froid.

Remarques sur la composition chimique

L’acier AISI 410 possède une teneur en carbone maximale de 0,15 %. L’alliage contient une teneur en chrome de 11,6 %, ce qui représente une teneur minimale pour maintenir le caractère inoxydable.

Remarques sur la microstructure

Avec l’attaque au Fry modifié, la matrice est entièrement ferritique, et la taille et la forme des carbures sphéroïdisés (refermés) peuvent être distinguées. Ces carbures sont constitués de cémentite (Fe₃C) et de chrome.

Remarques sur les propriétés mécaniques

L’état « recuit sphéroïdisé et fini à froid » est particulièrement adapté pour l’usinage ou encore pour la mise en forme à froid. Dans cet état métallurgique, les propriétés mécaniques sont dans la médiane des aciers inoxydables. C’est lors du traitement thermique de « trempe suivie d’un revenu » que l’acier inoxydable AISI 410 développe des propriétés mécaniques le situant dans la gamme supérieure de sa catégorie (fiche Ac-48).

Préparation métallographique

1. Meulage sur papier 220 grains (2 min.), 320 grains (2 min.), 500 grains (1 min.), 800 grains (1 min.);
2. Polissage avec particules diamantées : MD-Largo 6 µm (5 min.), MD-DAC 3 µm (6 min.), MD-CHEM avec OP-U Non-Dry ou OP-S Non-Dry (1 min.) (finition optionnelle).

Fiches d’alliages associés

• Ac-48 Acier inoxydable AISI 410
• Ac-51 Acier inoxydable AISI 410 Trempé à l’air forcé

Applications possibles

Les aciers inoxydables martensitiques qui contiennent moins de carbone, comme le AISI 410, sont principalement destinés à des applications structurales où les principales caractéristiques recherchées sont la résistance mécanique, la soudabilité, la résistance à la corrosion et la formabilité.

L’acier inoxydable martensitique AISI 410 est sensible à la corrosion intergranulaire et doit être soudé avec soin afin d’éviter la précipitation du chrome avec le carbone aux joints de grains. Il possède une bonne résistance à la corrosion atmosphérique sèche, à l’eau douce et à tout autre environnement peu agressif. Ses caractéristiques mécaniques ainsi que sa résistance à la corrosion peuvent être améliorées par la trempe suivie d’un revenu.

Le AISI 410 est souvent utilisé de préférence au AISI 420 et au AISI 416, car sa soudabilité et sa résistance à la corrosion sont supérieures. Cependant, le AISI 420 possède des propriétés mécaniques supérieures en raison de sa teneur plus élevée en carbone. L’usinabilité du AISI 416 est supérieure à celle du AISI 410.

L’acier inoxydable AISI 410 peut être utilisé pour des applications jusqu’à 650 °C où la résistance à l’oxydation et à l’écaillage sont requises.

Applications typiques : composants de turbines à vapeur et de pompes, essieux, arbres, composants pour les industries chimiques, pétrochimiques et pétrolières, composants pour l’industrie des pâtes et papiers, pièces de four fonctionnant sous 400 °C, ailettes de compression de turbine à gaz, valves, éléments de fixation (boulons, vis autotaraudeuse), canons de fusils.

Provenance/Fabrication

L’acier de la barre de 1 pouce de diamètre a été produit par Acciaierie Valbruna, Italie, et manufacturé par Valbruna Stainless, Indiana, États-Unis.

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