La différence entre le 304 et le 316 commence par le molybdène et devient nette en milieu chloruré. Composition, PREN, valeurs mécaniques et tableau par environnement : quelle nuance choisir pour quelle application ?
La question « 304 ou 316 ? » démarre souvent du mauvais côté : on regarde d'abord le matériau, puis l'environnement. C'est l'inverse qui est juste : si l'endroit où la pièce restera des années contient des chlorures, la moitié du choix de nuance est déjà faite. Les chlorures se trouvent dans l'eau de mer, le sel de déneigement, l'eau de piscine, l'eau de Javel et les nettoyants à base d'hypochlorite, certaines saumures alimentaires et de nombreux procédés chimiques.
Sans chlorures, on ne constate pas de différence de corrosion visible à l'œil entre le 304 et le 316 en usage normal. En présence de chlorures, des piqûres de la taille d'une pointe d'aiguille (pitting) et des taches dans les interstices des assemblages (corrosion caverneuse) peuvent apparaître avec le temps sur le 304. La phrase la plus honnête pour décrire l'écart entre les deux nuances est donc la suivante : le 316 laisse une marge de sécurité plus large face à la corrosion localisée provoquée par les chlorures.
Les deux nuances sont des aciers austénitiques à base de chrome et de nickel. Dans la famille 304, le chrome se situe entre 17,5 % et 19,5 % environ. Dans la famille 316, le chrome baisse légèrement, le nickel augmente et du molybdène est ajouté à la composition. Les plages du tableau sont les pourcentages en masse de la norme EN 10088-2 ; l'analyse réelle d'un lot se situe quelque part dans cette plage et figure sur le certificat d'analyse de coulée.
| Nuance (AISI / EN) | C max. | Cr | Ni | Mo |
|---|---|---|---|---|
| 304 / 1.4301 | 0,07 | 17,5 - 19,5 | 8,0 - 10,5 | aucun |
| 304L / 1.4307 | 0,030 | 17,5 - 19,5 | 8,0 - 10,5 | aucun |
| 316 / 1.4401 | 0,07 | 16,5 - 18,5 | 10,0 - 13,0 | 2,0 - 2,5 |
| 316L / 1.4404 | 0,030 | 16,5 - 18,5 | 10,0 - 13,0 | 2,0 - 2,5 |
| 316Ti / 1.4571 | 0,08 | 16,5 - 18,5 | 10,5 - 13,5 | 2,0 - 2,5 |
La formule utilisée pour comparer grossièrement la résistance au pitting est PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 16 x %N. Le coefficient de 3,3 du molybdène montre pourquoi un élément ajouté en petite quantité change autant les choses. Nous avons tiré les valeurs ci-dessous des plages EN 10088-2 du tableau, sans tenir compte de l'azote ; si l'on ajoute l'azote, la valeur monte légèrement.
| Nuance | Plage de Cr | Plage de Mo | PREN calculé |
|---|---|---|---|
| 430 / 1.4016 | 16,0 - 18,0 | aucun | environ 16,0 - 18,0 |
| 304 / 1.4301 | 17,5 - 19,5 | aucun | environ 17,5 - 19,5 |
| 316 / 1.4401, 316L / 1.4404 | 16,5 - 18,5 | 2,0 - 2,5 | environ 23,1 - 26,8 |
Choisir le 316 n'apporte rien en matière de résistance mécanique. Dans l'ASTM A240, les limites inférieures de limite d'élasticité et de résistance à la traction sont les mêmes pour le 304 et le 316 ; seule la limite supérieure de dureté diffère. Pour les nuances L à bas carbone, les limites inférieures de résistance sont un peu plus basses. Sur une pièce porteuse fortement chargée, il serait faux d'attendre un gain de résistance d'un changement de nuance : ce sont l'épaisseur et la section qui comptent.
| Nuance | Limite d'élasticité (MPa) | Résistance à la traction (MPa) | Allongement (%) | Dureté max. |
|---|---|---|---|---|
| 304 | 205 | 515 | 40 | 92 HRB |
| 304L | 170 | 485 | 40 | 92 HRB |
| 316 | 205 | 515 | 40 | 95 HRB |
| 316L | 170 | 485 | 40 | 95 HRB |
Le tableau ci-dessous donne une orientation générale. Chaque projet est évalué séparément ; la température, la concentration en chlorures, le régime de nettoyage et l'état de surface peuvent modifier le résultat. Si vous n'êtes pas sûr des conditions réelles de l'environnement, il vaut mieux discuter de la nuance à partir de celles-ci, car changer de nuance après le montage signifie démontage et refabrication.
| Environnement | Application type | Tendance générale |
|---|---|---|
| Intérieur, sec ou humide, sans chlorures | Plan de travail de cuisine, mobilier, cabine d'ascenseur, façade intérieure | 304 |
| Transformation alimentaire, sans chlorures | Cuve, plan de travail, châssis de tapis roulant | 304 / 304L |
| Transformation alimentaire, saumure salée ou nettoyage chloré | Cuve de saumure, ligne de lavage | 316 / 316L |
| Littoral et influence marine | Façade extérieure, garde-corps, équipements de navire et de port | 316 |
| Chimie, pharmacie, médical | Équipements de process, corps de réacteur, carter d'appareil | 316L |
| Milieu fermé à forte teneur en chlorures (par exemple l'atmosphère d'une salle de piscine) | Suspente, fixation, élément de ventilation | Le 316 peut ne pas suffire, à examiner séparément |
Pendant le soudage, si le matériau reste un certain temps entre 450 et 850 °C environ, les carbures de chrome peuvent précipiter aux joints de grains d'un acier austénitique, et la zone voisine s'appauvrit en chrome. C'est ce qu'on appelle la sensibilisation, qui diminue la résistance à la corrosion. Les nuances 304L et 316L limitent le carbone à 0,030 %, ce qui réduit ce risque. Le 316Ti, lui, est stabilisé au titane et se préfère pour les pièces soudées qui travaillent à haute température.
Si vous travaillez de la tôle fine et ne ferez pas de recuit après soudage, les nuances L constituent une couche de sécurité supplémentaire. Pour une fabrication à fortes sections et très soudée, la nuance à inscrire relève du cahier des charges. Pour la logique des codes, vous pouvez consulter l'article sur la lecture des codes de nuances.
On ne peut pas les distinguer à l'œil nu. L'aimant ne les distingue pas non plus, car tous deux sont austénitiques et normalement amagnétiques ; seules les zones formées à froid peuvent se montrer légèrement magnétiques. L'aimant ne sépare que les nuances ferritiques comme le 430 : s'il adhère fortement, la tôle n'est ni du 304 ni du 316.
La vérification passe par le document. Le certificat matière EN 10204 3.1 donne le numéro de coulée et l'analyse chimique de cette coulée ; on le rapproche de l'étiquette et du marquage portés sur la tôle. Sur site, on peut aussi contrôler avec des liquides de test sensibles au molybdène et un spectromètre portable (PMI). Le moyen le plus sûr d'écarter le risque de lot mélangé est de prendre le matériau avec son certificat et de conserver la trace de l'étiquette sur les pièces après la coupe.
Dans une demande de devis, écrire simplement 304 ou 316 peut ne pas suffire. À mesure que l'on précise s'il s'agit d'une nuance à bas carbone (L), quelle finition (2B, BA, No.4), quelle épaisseur et quelles dimensions, quelle quantité et avec quel document, le devis est préparé plus vite et plus justement. Sur les pages produits de Güven Paslanmaz, le groupe tôle liste les nuances 304/304L, 316/316L, 321 et 430, et le groupe bobine les nuances 304/304L, 316/316L, 430 et 409 ; des opérations comme la coupe à la dimension, le refendage, la découpe laser et le pliage sont réalisées dans le même centre de service.
Le prix varie selon la nuance, les dimensions, la quantité et le marché ; contactez-nous via le formulaire de devis. La décision se prend d'abord selon l'environnement, puis selon la finition et le mode de transformation.
Les plages de composition reposent sur l'EN 10088-2 (acier inoxydable, conditions techniques de livraison pour tôles et bandes), et les limites mécaniques inférieures sur l'ASTM A240 (plaques, tôles et bandes en chrome et chrome-nickel pour appareils à pression et usage général). Les définitions de finition relèvent de l'EN 10088-2 et de l'ASTM A480, le document matière de l'EN 10204. Le PREN n'est pas une propriété de produit garantie par la norme mais un outil de comparaison d'ingénierie, et il ne détermine pas à lui seul le comportement réel en milieu. Ce qui est donné ici est de l'information générale ; pour votre projet, ce qui fait foi, ce sont votre plan et votre cahier des charges.
Le 316 contient entre 2 % et 2,5 % de molybdène et davantage de nickel, alors que le 304 ne contient pas de molybdène. Cette différence augmente la résistance au pitting en milieu chloruré. Pour les autres propriétés, les deux nuances sont très proches.
Non. Il n'a pas de supériorité marquée en résistance mécanique, en usinabilité ni en résistance à la corrosion en milieu sans chlorures. Le 316 apporte seulement une marge de sécurité plus large face aux chlorures et à certains produits chimiques.
En l'absence de nettoyant chloré, de saumure salée ou de contact salin continu et élevé, le 304 est un choix courant et suffisant. Si l'on utilise des nettoyants à base d'eau de Javel ou si l'on traite des produits salés, on envisage le 316 ou le 316L.
Non. Les deux sont austénitiques et normalement amagnétiques. L'aimant ne sert qu'à écarter les nuances ferritiques comme le 430. Pour le 304 et le 316, la voie sûre est le certificat 3.1 et, si nécessaire, l'analyse au spectromètre.
En fabrication soudée, et si aucun traitement thermique n'est prévu après soudage. Le carbone étant limité à 0,030 %, le risque de précipitation de carbures autour de la soudure diminue. Pour de la tôle pliée et cintrée sans soudure, la nuance L n'est pas obligatoire.
Il est largement utilisé en milieu urbain éloigné du littoral. En présence d'influence marine, de sel de déneigement ou d'une atmosphère industrielle dense, le 316 est un choix plus sûr. Un lavage régulier de la surface influe aussi sur la durée de vie.
Très proche, mais pas identique. Selon l'EN 10088-1, la masse volumique est de 7,90 g/cm³ pour le 304 et de 8,00 g/cm³ pour le 316. À dimensions et épaisseur égales, le 316 est environ 1,3 % plus lourd. Pour le calcul, consultez le guide du poids et des dimensions.
