Soudage des aciers inoxydables martensitiques

Les aciers inoxydables martensitiques

Par exemple X40Cr13, X70Cr15, X60CrMoNi13-4…
Ils contiennent de 13 à 17% de Chrome, de 0,1 à 1% de Carbone et éventuellement de 1 à 4% de Nickel. On peut augmenter les caractéristiques mécaniques avec une addition d’éléments d’alliages tels que le cuivre, titane, niobium, aluminium, molybdène, ce qui provoque des précipitations durcissant l’alliage. On les recommande pour leur excellente résistance à l’oxydation à chaud et ils sont parfaitement inoxydables après trempe.

La structure martensitique

Ces aciers prennent la trempe par refroidissement rapide. Leur soudage implique des précautions particulières.
A l’échauffement et au refroidissement, les aciers subissent des transformations :
Etat Ferritique==>Austénitique==>Ferrite==>Austénique==>Ferritique

Cette transformation peut se comparer aux aciers soudables d’usage général avec :
– risques de ségrégation importante à la solidification
– précipitation de carbure de chrome dans la ferrite.

Le risque de fissuration à froid croit avec la teneur en carbone. Si la teneur en carbone est supérieure à 0,1%, un préchauffage de 250°C est nécessaire. Au-delà de 0,2% et pour un soudage de pièces de forte épaisseur, un préchauffage de 400°C est nécessaire. Celui-ci est complété par un post-chauffage et un traitement thermique de revenu.

Dans le cas ou un traitement thermique après soudage s’avère impossible, on peut employer des électrodes austénitiques au Chrome et Nickel. On utilisera alors des électrodes de faible diamètre, avec une faible intensité pour réduire l’échauffement du métal de base.
La structure martensitique est sensible à la fissuration en dessous de 400°C d’où :
– préchauffage nécessaire (200 – 300°C)
– choix des produits d’apport à faible teneur en hydrogène
– postchauffage à 300°C
–traitement thermique après soudage recommandé (~750 °C)

Exemples de nuances d'aciers inoxydables martensitiques

Désignation européenne selon NF EN 10088-2	Désignation numérique	Aptitude à la conformation à froid (pliage, emboutissage, profilage)	Soudabilité	Résistance à la corrosion	Particularités		Exemples d’applications
X20Cr13 [AISI 420]	1.4021	Mise en oeuvre par conformation difficile	Soudabilité difficile	Résistance à la corrosion moyenne	Bonne aptitude à la trempe	Livraison possible à l’état trempé	– Outils tranchants – Coutellerie – Pièces mécaniques – Outils de batiment
X30Cr13 [AISI 420B] [AISI 420C]	1.4028	Mise en oeuvre par conformation difficile	Soudabilité difficile	Résistance à la corrosion moyenne			– Feuillards de rechargement – Coutellerie – Outils tranchants – Pièces d’usure
X46Cr13 [AISI 420C]	1.4034	Mise en oeuvre par conformation difficile	Soudabilité difficile	Résistance à la corrosion moyenne			– Coutellerie – Instruments de chirurgie

Choix des métaux d'apport pour le soudage des aciers martensitiques

Afin de choisir le métal d’apport le mieux adapté a votre acier, je vous conseille de consulter les pages sur le sommaire des métaux d’apport. Cet inventaire présente les métaux d’apport SAF, mais aussi dans les différentes marques habituelles (Selectarc, Oerlikon, Voaestalpine Böhler, Lincoln, etc.)

Pour consulter ces métaux d’apport, cliquez sur le bouton ci-dessous: