Quelles sont les différences entre l’acier au carbone et l’acier inoxydable ?

Quelles sont les différences entre l’acier au carbone et l’acier inoxydable ?

Les propriétés de l'acier au carbone

L'acier au carbone est un alliage de fer et de carbone, avec une teneur en carbone qui se situe généralement entre {{0}},05 % et 2,0 %. Il possède une résistance élevée à la traction, ce qui le rend résistant à la déformation et capable de supporter des niveaux de contraintes élevés sans se briser ni se fissurer. La quantité de carbone dans l’acier peut varier, mais se répartit généralement en trois catégories :

L'acier à plus forte teneur en carbone a une résistance à la corrosion plus élevée que les aciers à faible teneur en carbone.

Les points de fusion varient également en fonction de facteurs tels que les impuretés, d'autres éléments d'alliage et la vitesse de chauffage et de refroidissement utilisée lors des tests. Cependant, en général, le point de fusion peut varier entre 1425-1540 degrés pour les aciers au carbone.

L’acier au carbone est ductile et peut facilement être façonné en différentes formes et tailles. Il est également facilement soudé et usiné. En raison de leur teneur élevée en fer, les aciers au carbone sont magnétiques, ce qui les rend particulièrement adaptés aux applications telles que les moteurs, les transformateurs, les générateurs, les véhicules de construction et les applications automobiles. Il conduit bien l’électricité, ce qui le rend idéal pour les applications incluant le câblage électrique.

Qu’est-ce qui rend l’acier au carbone si résistant ?

C’est la teneur en carbone qui donne à l’acier sa résistance. Plus l’acier contient de carbone, plus il devient dur et résistant lorsqu’il est traité thermiquement. Cela le rend également moins ductile, perdant de sa résistance lorsqu'il est déformé. D'autres matériaux sont ajoutés en petites quantités pour améliorer certaines caractéristiques – comme le chrome pour la résistance à la corrosion – sans affecter la résistance de l'acier.

Pour évaluer la résistance de l'acier au carbone, nous examinons les résistances à la traction et les limites d'élasticité. La résistance à la traction est une mesure de la force d’étirement ou de traction qu’il peut supporter avant de se rompre. La limite d'élasticité mesure la force que l'acier peut supporter avant de se plier ou de se bosseler. Il n'y a pas de mesures de coupe et de séchage pour l'acier au carbone car, encore une fois, cela dépend de la composition, de la qualité et de la norme de l'acier spécifique.

Mais pour vous donner une idée de la plage d'élasticité et de résistance à la traction de l'acier au carbone, utilisons les normes AISI (American Iron and Steel Institute).

L'acier à haute teneur en carbone rouille-t-il ?

Oui. Comme déjà mentionné, les aciers à haute teneur en carbone sont plus résistants à la corrosion que les aciers à faible teneur en carbone. Cependant, même les aciers à haute teneur en carbone rouilleront s’ils sont exposés à l’humidité au fil du temps. Comme les aciers au carbone ont une teneur en fer plus élevée que les autres aciers, ils seront toujours menacés d’oxydation et de corrosion.

Les propriétés de l'acier inoxydable

L'acier inoxydable appartient à une famille d'alliages à base de fer connus pour leur résistance à la chaleur et à la corrosion. Les alliages d'acier inoxydable contiennent au moins 10,5 % de chrome. C'est le chrome qui confère à cet acier une résistance exceptionnelle à la corrosion. Le nickel est un alliage important dans l'acier inoxydable, car il améliore la résistance à l'oxydation et permet la formabilité, la soudabilité et la ductilité.

Il est également très durable et est utilisé dans l'automobile, les outils chirurgicaux, les équipements et implants médicaux, la construction et l'industrie alimentaire et de la restauration.

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Idéal pour une utilisation sur les armoires et boîtiers électriques. L'indice IP65 le rend adapté aux applications extérieures.

Nous avons mentionné l'industrie médicale, où l'acier inoxydable joue un rôle essentiel. Vous pouvez en savoir plus dans notre guide, Qu'est-ce que l'acier chirurgical ? Le rôle de l’inox dans les soins de santé.

Cependant, tous les aciers inoxydables ne sont pas identiques. Il est fabriqué en différentes qualités et classé par famille, qui est au nombre de cinq. La famille à laquelle ils appartiennent reflète leur structure métallurgique. Pour en savoir plus, lisez notre Guide des nuances d’acier inoxydable.

Pour l'instant, nous allons vous donner un aperçu des cinq familles, qui présentent des proportions différentes de fer, de carbone et de chrome. Ils comprennent également des alliages légèrement différents. Notez que les plages de températures de fonctionnement dépendent de la composition et des qualités spécifiques. Utilisez ces plages de température comme idée générale de la capacité de l’acier à gérer la chaleur.

L'acier inoxydable est-il résistant à la rouille ?

Oui, l’acier inoxydable est environ 200 fois plus résistant à la corrosion que les aciers sans chrome. La teneur élevée en chrome de l'acier inoxydable réagit avec l'oxygène, créant une couche protectrice passive contre la corrosion. Il ne s'agit pas d'un revêtement ou d'un placage. Son intérieur est en acier inoxydable, offrant plus qu'une simple protection de surface contre l'oxydation.

C'est pourquoi, lorsque l'acier inoxydable est rayé, la couche de passivation continue de fonctionner et résiste à l'oxydation. Une différence majeure entre l’acier au carbone et l’acier inoxydable réside dans la résistance à la corrosion.

L'acier inoxydable contient-il du carbone ?

La teneur en carbone de l'acier inoxydable est inférieure à 1,2 %. L'ajout de carbone à l'acier inoxydable en petites quantités peut améliorer la résistance de l'acier, mais peut également diminuer la résistance à la corrosion. Pour équilibrer ces propriétés, l’acier inoxydable est généralement produit avec des niveaux de carbone faibles à modérés.

Qu'est-ce que l'acier inoxydable à haute teneur en carbone ?

L'acier inoxydable à haute teneur en carbone appartient à la famille des martensitiques et tend à être un matériau de niche. Bien qu'il présente des niveaux élevés de dureté et de résistance, il est également plus fragile que les autres types d'acier inoxydable et peut être sujet à la fissuration dans certaines conditions. La teneur élevée en carbone de l'acier inoxydable est généralement utilisée pour les outils de coupe et d'autres applications où le tranchant et la durabilité sont importants et où le tranchant doit être conservé plus longtemps.

En plus du carbone, l'acier inoxydable contient généralement du nickel et d'autres éléments d'alliage, tels que le titane, qui peuvent améliorer encore la résistance de l'acier.

L'acier au carbone est-il plus résistant que l'acier inoxydable ?

Acier inoxydable contre acier au carbone. La force des deux dépend de la teneur en carbone. Par exemple, l’acier inoxydable a tendance à être beaucoup plus résistant que l’acier à faible teneur en carbone, en plus d’être plus dur. Les aciers à haute teneur en carbone, en revanche, offrent une résistance identique, voire supérieure, à celle des aciers inoxydables.

Selon la résistance dont vous avez besoin, l'acier au carbone ou l'acier inoxydable peuvent convenir à votre application. Mais si la résistance à la corrosion est importante, choisissez l’acier inoxydable.

Pouvez-vous souder de l’acier inoxydable à de l’acier au carbone ?

Oui, mais souder de l’acier inoxydable à de l’acier au carbone n’est pas une bonne idée. En raison de la différence de conductivité électrique entre les deux métaux (l'acier inoxydable est plus résistant électriquement), il est extrêmement difficile d'atteindre la bonne température de soudage. Il y a ensuite le problème de la dilatation thermique, qui affecte différemment les deux métaux et peut entraîner une défaillance structurelle du joint. Le soudage des deux matériaux est possible, mais non sans de nombreux essais et erreurs, et donc des coûts.

Acier inoxydable vs acier au carbone

Voici une référence rapide sur la comparaison entre le carbone et l’acier inoxydable.