Aciers durs et inoxydables : une contradiction ?

Pour les entreprises de transformation métallique, le défi consiste souvent à trouver le matériau approprié à l'application souhaitée. Les aciers inoxydables en sont un exemple parfait ; l'absence de carbone diminue leur aptitude à la trempe. Cela engendre de nombreux problèmes, par exemple pour une pompe, dont les pièces doivent se composer de matériaux résistants à la corrosion ou pour un couteau chirurgical, qui doit idéalement être à la fois très résistant à la corrosion et à l'usure. Combiner ces deux propriétés est très compliqué, explique Paul Gümpel, professeur de sciences des matériaux à la haute école spécialisée de Constance et responsable scientifique de l'Institut für Werkstoffsystemtechnik (WITg) de Tägerwiler. De nouveaux procédés de trempe superficielle permettent d'y remédier. Sur les aciers inoxydables, purement austénitiques, il est possible d'atteindre une dureté superficielle de 1200 HV sans diminuer la résistance à la corrosion. Cela correspond tout de même à la dureté d'un foret HSS !
Durée de vie et rentabilité accrues
Les procédés de trempe actuels permettent d'ajuster les paramètres de performances des pièces en acier inoxydable, notamment la résistance à l'usure et à la corrosion, afin d'adapter les composants à l'utilisation visée. Cela ouvre la voie à de nouvelles possibilités en termes de durée de vie et de rentabilité de ces composants, explique Paul Gümpel.
Des composants de pompe en acier inoxydable austénitique trempé ont été utilisés pour un cas pratique. Il en est ressorti que leur durée de vie a pu être grandement augmentée, une durée d'exploitation de plus de six ans ayant été constatée. Un autre exemple d'application a concerné l'industrie alimentaire. Sur des lignes de remplissage de bouteilles, des poussoirs actionnés par une came étaient autrefois réalisés en acier chromé martensitique. Ce dernier résistant mal à la corrosion, il a été attaqué par les agents de nettoyage et de désinfection.
WITg comme centre de
compétences
Outre des problèmes d'hygiène, des dépôts de corrosion sont apparus. Au final, ces dépôts ont nui au fonctionnement mécanique du poussoir, entraînant des pertes de production. Le problème de corrosion a été résolu en fabriquant des poussoirs dans un matériau traité en surface. En outre, l'acier inoxydable austénitique désormais utilisé est suffisamment résistant à l'usure. Ce tout nouveau matériau a permis des expériences remarquables et une hausse considérable de la rentabilité du processus.
Les procédés aujourd'hui disponibles sont prisés dans de nombreuses applications industrielles pour lesquelles une résistance spécifique à l'usure et à la corrosion est requise. Comme l'explique notre expert en matériaux, les applications sont nombreuses : biens de consommation, mécanutention, vannes, pompes, appareils médico-techniques, composants de véhicules ou encore appareils électroménagers.
Le besoin de conseils en matière d'aciers inoxydables est très grand. À cet égard, le WITg se considère comme un centre de compétences. Il met des connaissances spécifiques à disposition des entreprises, du développement de produits au traitement des dommages, en passant par l'assurance qualité. Paul Gümpel souligne : « Les nombreuses années de collaboration avec des entreprises de transformation métallique ont débouché sur beaucoup de savoir-faire. C'est cela qui fait notre force et nous permet de nous démarquer. »