Quel est le meilleur acier inoxydable, 316 ou 304 ?

Dans l'environnement concurrentiel actuel, le choix de la bonne qualité d'acier inoxydable est essentiel pour la réussite de votre entreprise. D'après les dernières analyses de marché de McKinsey, le marché mondial de l'acier inoxydable devrait atteindre $157,4 milliards d'euros d'ici 2030, les aciers inoxydables 304 et 316 étant les deux qualités les plus importantes, chacune présentant des avantages uniques, en fonction de l'environnement et des exigences.

La différence entre l'acier inoxydable 304 et l'acier inoxydable 316

Les aciers inoxydables 316 et 304 appartiennent à la famille des aciers inoxydables austénitiques ; ce sont les deux qualités les plus utilisées dans le monde, qui offrent une excellente résistance à la corrosion.

Acier inoxydable 304

Contenant de 16 à 24 % de chrome et de petites quantités de carbone et de manganèse, l'acier inoxydable 304 est le plus courant des aciers inoxydables 18-8, qui contiennent 18 % de chrome et 8 % de nickel.

Acier inoxydable 316

La qualité 316 a pratiquement les mêmes propriétés physiques et mécaniques que l'acier inoxydable 304, la principale différence étant que l'acier inoxydable 316 contient 2% à 3% de molybdène, ce qui améliore la résistance à la corrosion, en particulier contre les chlorures et d'autres solvants industriels.

Dans le 304, avec environ 8% de nickel, et le 316, avec environ 10%, il stabilise la structure austénitique, garantissant la ductilité et la ténacité nécessaires à la fabrication et aux applications soumises à de fortes contraintes.

L'acier inoxydable 316 contient également 2 à 3% de molybdène par rapport à l'acier inoxydable 304, ce qui le rend résistant à la corrosion par les chlorures, tels que l'eau de mer et les sels de glace, surpassant ainsi le 304 dans les environnements salins et chimiques difficiles.

Le nickel joue un rôle essentiel dans les aciers inoxydables 304 et 316, mais les différences de teneur en nickel et l'ajout de molybdène dans l'acier 316 influencent directement leurs performances dans des conditions extrêmes.

Alors que les deux qualités présentent des résistances à la traction similaires et une excellente rigidité (module d'élasticité : 193-200 GPa pour 304), les teneurs plus élevées en nickel (10-14%) et en molybdène (2%) améliorent considérablement la résistance de l'acier 316 à la fissuration, à la piqûre et à la corrosion, en particulier dans les environnements à haute pression ou riches en chlorure.

Du point de vue thermique, le nickel améliore la stabilité ; la composition du 316 le rend plus fiable à des températures élevées pendant des périodes prolongées, comme dans les échangeurs de chaleur ou les réacteurs chimiques. Le 316 conserve sa solidité et sa résistance à la corrosion à des températures élevées, ce qui le rend idéal pour les applications thermiques.

Bien que le 304 soit performant et plus économique, son manque de molybdène le rend moins adapté aux conditions difficiles ou fluctuantes.

Le 316 brille dans les environnements extrêmes, tandis que le 304 est plus efficace dans les applications moins exigeantes.

Résistance à la corrosion

316 est mieux :
Le molybdène le rend plus résistant à la corrosion dans les environnements chlorés (eau de mer, saumure), les milieux acides et les environnements à haute température, et sa résistance à la corrosion par piqûres et à la corrosion intergranulaire est meilleure que celle du 304.

304 convient à l'environnement général :
Bonne résistance à la corrosion dans l'environnement quotidien, mais le chlore élevé ou l'environnement acide sont faciles à corroder.

La différence de résistance à la corrosion entre l'acier inoxydable 316 et 304 est principalement due à leurs éléments d'alliage. L'acier inoxydable 316 contient un minimum de 2,0% de molybdène, ce qui améliore considérablement sa résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements riches en chlorure, tels que ceux que l'on trouve dans les applications marines.

Cet ajout permet à l'acier 316 de résister à l'exposition au sel et à d'autres agents corrosifs bien mieux que l'acier inoxydable 304, qui ne contient pas de molybdène et est donc plus sensible à la corrosion par piqûres et par crevasses dans les environnements salins.

Lorsqu'il s'agit d'environnements plus difficiles, en particulier ceux qui impliquent des chlorures ou des acides, 316 est le meilleur choix, car il offre une durabilité et une longévité accrues.

Propriétés mécaniques

Les aciers inoxydables 304 et 316 sont des alliages austénitiques résistants et ductiles. Dans la pratique, l'acier 316 présente souvent une résistance à la traction et une limite d'élasticité légèrement plus élevées en raison de sa teneur en alliage. Par exemple, les données typiques montrent une résistance à la traction de 316 ≈79,8 ksi contre 73,2 ksi pour 304, et une limite d'élasticité ≈34,8 ksi contre 31,2 ksi.

L'allongement est similaire (environ 60-70%). Les deux qualités conservent leur résistance à haute température, bien que le 316 résiste généralement un peu mieux à des températures élevées.

L'acier inoxydable 316 est généralement reconnu pour sa résistance mécanique supérieure à celle de l'acier 304, ce qui le rend plus adapté aux applications nécessitant une résistance à la traction et une dureté élevées. Cependant, l'acier inoxydable 304 présente une plus grande flexibilité en raison de son module d'élasticité inférieur, ce qui peut être avantageux dans des processus de fabrication spécifiques

En termes d'usinabilité, l'acier inoxydable 304 est plus facile à usiner que le 316, principalement en raison de sa plus faible dureté. Cette facilité d'usinage peut réduire l'usure des outils et les temps d'arrêt des opérations.

Lorsqu'il est exposé à des températures élevées, l'acier inoxydable 304 peut bien résister, mais une utilisation continue à des températures comprises entre 425 et 860 °C (797 et 1580 °F) peut entraîner de la corrosion.En revanche, l'acier inoxydable 316 conserve sa solidité et sa résistance à la corrosion même à des températures élevées, ce qui en fait un choix privilégié pour les applications thermiques.

Coût

La nuance 316 est toujours plus chère que la nuance 304. Sur les marchés actuels, la nuance 316 coûte généralement 20 à 30% de plus que la nuance 304 (selon le pays et la forme du produit).

• Acier inoxydable 304 : Convient aux applications générales avec un excellent rapport prix/performance. Plus abordable, idéal pour les projets à budget limité.

• Acier inoxydable 316 : Convient aux environnements difficiles et offre une excellente résistance à la corrosion. Le prix est plus élevé en raison du molybdène, mais la durabilité en vaut la peine.

Application

Acier inoxydable 316

L'acier inoxydable 316 est souvent recommandé pour les environnements difficiles en raison de sa résistance supérieure à la corrosion, en particulier contre les chlorures et les acides. Il est donc idéal pour les applications marines, le traitement chimique et les environnements à forte salinité, tels que les zones côtières et les piscines.
L'ajout d'un minimum de 2,0% de molybdène au 316 améliore sa durabilité, lui permettant de conserver sa solidité et sa résistance à la corrosion à des températures élevées.

Acier inoxydable 304

L'acier inoxydable 304 est une option plus économique qui convient aux applications générales, telles que les éviers de cuisine, les casseroles et les panneaux architecturaux, où l'exposition aux éléments corrosifs est minimale.
Il offre une excellente résistance à la corrosion dans divers environnements, mais ne possède pas les propriétés spécifiques requises pour les applications plus exigeantes.

Le choix entre l'acier inoxydable 316 et 304 doit être déterminé par les exigences spécifiques de l'application et les conditions environnementales auxquelles elle sera exposée.

Quand choisir l'acier inoxydable 304

Choisissez le grade 304 si vous l'utilisez pour les éléments suivants :

• Environnements intérieurs ou légèrement corrosifs.
• Contraintes budgétaires sans compromis sur la qualité.
• Les applications telles que l'industrie alimentaire ou les équipements médicaux ne nécessitent pas une résistance extrême à la corrosion.
• Utilisations architecturales ou décoratives générales

Quand choisir l'acier inoxydable 316

Choisissez le grade 316 si vous l'utilisez pour les projets suivants :

• Exposition à l'eau de mer ou à des environnements marins.
• Traitement chimique ou conditions acides.
• Applications à haute température (telles que les échangeurs de chaleur).
• Scénarios nécessitant une durabilité accrue et une longue durée de vie.

Principaux enseignements de l'analyse de McKinsey

Les études de marché de McKinsey montrent que si les deux qualités sont polyvalentes, leurs applications sur le marché diffèrent :

• Le 316 domine dans des secteurs tels que la marine, les produits chimiques et l'énergie en raison de sa grande durabilité.
• 304 est leader dans des secteurs tels que la construction, l'industrie alimentaire et les soins de santé, où la priorité est donnée aux coûts et à la performance générale.

Quel est le meilleur acier inoxydable, 316 ou 304 ?

En fonction de l'environnement du projet et du budget :

• Pour les conditions extrêmes, 316 vaut l'investissement.
• Pour un usage général, le 304 offre un excellent rapport qualité-prix.

Résistance à la corrosion

• Risque élevé de corrosion : Choisissez 316 pour garantir une longue durée de vie et de bonnes performances dans les environnements difficiles à forte teneur en chlorures, tels que les usines marines ou chimiques.
• Corrosions légères : Choisissez le 304 pour réduire les coûts et maintenir la polyvalence, mais il ne donne pas de bons résultats en cas de corrosion extrême.

Idées reçues

L'idée que "316 est toujours mieux" n'est pas tout à fait vraie. La résistance supplémentaire à la corrosion du 316 n'a de sens que dans les environnements difficiles. Dans les environnements intérieurs ou doux, la "mise à niveau" vers le 316 offre peu d'avantages et entraîne une augmentation significative des coûts. L'utilisation de 316 lorsque 304 est suffisant peut augmenter les coûts des matériaux et de fabrication sans prolonger la durée de vie. En général : si le matériau n'est pas exposé à l'eau salée, aux sels de déglaçage ou aux acides forts, le 304 est généralement suffisant.

Conclusion

En résumé, les aciers inoxydables 304 et 316 ont chacun leurs caractéristiques. La qualité 316 offre une résistance supérieure à la corrosion (en particulier aux chlorures) et une plus grande solidité, mais à un prix nettement plus élevé. La nuance 304 est plus économique pour un usage général et reste très résistante à la corrosion dans des environnements non agressifs. Le meilleur choix dépend des conditions d'application.