Cours technologie : Soudage des aciers inoxydables ferritiques- Acier inox ferritique

1) Les aciers inoxydables ferritiques
Par exemple :X6CrTi12, X8CrTi17,etc.

Ils contiennent entre 11 à 30% de Chrome et jusqu'à 0,8% de Carbone, certains types jusqu’à 4,5% de Mo et 1,6% de Nickel et du Titane et Niobium pour stabilisation.

La structure de ces aciers est delta ferritique, lors du cycle de soudage, ils ne subissent aucune transformation structurale.
Le grossissement des grains dans la ZAT est possible vers 950°C ce qui diminue la ductilité.
Le traitement thermique n’est pas possible. La structure de ces aciers est peu tenace (la tenacité est la valeur critique conduisant à la rupture ), mais offre à température ambiante une bonne résilience, une grande ductilité, et présente une bonne résistance à la fissuration.

On déconseille l’emploi de ces aciers à chaud car ils sont sensibles à la formation de diverses phases (phase Sigma). Le Chrome entre 800 et 900°C se précipite en carbure de Chrome et se loge au joints des grains.

2) La structure ferritique :

Les aciers à 13% de Chrome présentent une teneur en carbone de 0,05% maximum. Leur aptitude au soudage est bonne car elle peut se comparer à celle des aciers au carbone "soudables". On les soude de préférence à l’arc électrique avec soit des électrodes déposant un acier de même composition chimique ou soit pour une utilisation à une température inférieure à 500°C, des électrodes au nickel-chrome-molybdène 18-12-3, pour l’assemblage de pièces de fortes masses ou particulièrement bridées.

Pour les aciers dont la composition chimique est de 16 à 30% de Chrome, il y a un fort grossissement des grains de ferrite dans la ZAT (Zone affectée thermiquement). Leur soudabilité est médiocre. Ils ne subissent pas de transformation de leur structure et ne peuvent pas être régénéré par un quelconque traitement thermique. Le préchauffage est à proscrire, ainsi que les procédés de soudage à forte énergie.

On emploi alors pour les souder, une méthode de soudage par multi-passe, des électrodes de petit diamètre et une faible énergie de soudage.
Le choix d’une électrode ferritique ou austénitique est délicat, car pour l’emploi d’une électrode ferritique (sans nickel), quand la température de service est supérieure à 700°C, que l’atmosphère est réductrice (la quantité d’air réellement utilisée est inférieure à celle théoriquement nécessaire.) et chargée en souffre, il y a un risque de corrosion.
L’emploi d’une électrode ferritique coté corrosion et d’une électrode austénitique pour le remplissage peut s’envisager.
On peut utiliser des fils d’apport de même nuance pour le soudage TIG et MIG.

3) Nuances d'aciers inoxydables ferritiques:

Désignation européenne selon NF EN 10088-2	Désignation numérique	Aptitude à la conformation à froid (pliage, emboutissage, profilage)	Soudabilité	Résitance à la corrosion	Particularités	Exemples d'applications
X2CrTi12	1.4512	Facile à mettre en oeuvre par conformation	Bonne soudabilité	Résistance à la corrosion moyenne	Bonne résistance à l’oxydation à chaud	- Système d’échappements automobiles
X6CrNiTi12	1.4516	Mise en oeuvre par conformation moyenne	Bonne soudabilité	Résistance à la corrosion moyenne	Nuance pour construction soudée	- Conteneurs - Matériels ferroviaires - Trémies - Equipements industriels.
X6Cr17	1.4016	Mise en oeuvre par conformation moyenne	Soudabilité moyenne	Résistance à la corrosion moyenne	- En recuit brillant pour pièces d’aspect - Flans monétaires	- Articles ménagers - Pièces décoratives - Electroménager - Platerie
X3CrTi17	1.4510	Facile à mettre en oeuvre par conformation	Bonne soudabilité	Bonne résistance à la corrosion	- Le Titane améliore la soudabilité et la déformation à froid	- Electroménager - Eviers - Tubes - Bruleurs
X6CrNi17-1	1.4017	Mise en oeuvre par conformation difficile	Soudabilité difficile	Résistance à la corrosion moyenne	- Caractéristiques mécaniques élevées après trempe et écrouissage	-Chaines transporteuses
X2CrMoTi18-2	1.4512	Facile à mettre en oeuvre par conformation	Bonne soudabilité	Très bonne résistance à la corrosion	- Résistance à la corrosion par piqures identiques à celles du 18-11 ML (316L)	- Ballons d’eau chaude - Chaudières de fumées - Echangeurs divers.