Soudage des aciers inoxydables martensitiques

1) 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.

2) 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)

3)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

Résitance à la corrosion

Particularités

 

Exemples d’applications

X20Cr13

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

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

1.4034

Mise en oeuvre par conformation difficile

Soudabilité difficile

Résistance à la corrosion moyenne

– Coutellerie
– Instruments de chirurgie