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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 à l’état « recuit et fini à froid » a été soumise à un cycle de trempe et revenu selon les paramètres suivants :

1. Montée à 930 °C et maintien pendant 1 heure;
2. Refroidissement à l’air forcé (soufflé) jusqu’à 75 °C;
3. Premier revenu : montée à 320 °C, maintien pendant 2 heures et refroidissement à l’air calme jusqu’à 60 °C;
4. Deuxième revenu : montée à 320 °C, maintien pendant 2 heures et refroidissement à l’air calme jusqu’à 20 °C.

État métallurgique

L’état « trempé et revenu » est un état terminal pour l’utilisation d’une pièce en acier inoxydable AISI 410. L’application du double revenu est courante dans les aciers inoxydables martensitiques et les aciers outils.

Remarques sur la composition chimique

Le AISI 410 possède une teneur en carbone maximale de 0,15 %, ce qui permet la transformation martensitique lors de la trempe (à l’air ou à l’huile). L’alliage contient une teneur en chrome de 11,6 %, ce qui représente une teneur minimale pour maintenir l’inoxydabilité.

Remarques sur la microstructure

L’attaque au Fry modifié dévoile une zone en bordure de pièce présentant de la calamine (50 µm) et une zone décarburée d’une épaisseur d’environ 100 µm. L’attaque au HNO₃ révèle une microstructure constituée de martensite revenue. Les joints de grains (anciennement austénitiques) sont visibles et apparaissent en noir.

La martensite revenue apparaît plus sombre ou foncée par rapport à la martensite obtenue directement après la trempe. Cela est causé par la précipitation qui se produit après le revenu d’adoucissement entre 300 °C et 600 °C.

Remarques sur les propriétés mécaniques

Après l’application d’un traitement de thermique de « trempe suivi d’un revenu », l’acier inoxydable AISI 410 développe une des propriétés mécaniques le situant dans la gamme supérieure de sa catégorie, soit une résistance mécanique de 1410 MPa et une limite élastique de 1185 MPa. Il est à noter qu’un allongement à la rupture de 15 % permet de conserver une bonne ténacité, et qu’une déformation à froid de faible amplitude serait tolérée (sans rupture).

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-24 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, se destinent principalement 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 (air sec), 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 est requise.

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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