Alliages de nickeletacier inoxydablesont tous deux des matériaux métalliques-résistants à la corrosion et à haute résistance-largement utilisés dans les applications industrielles. Lors de la sélection des matériaux industriels, les ingénieurs et les équipes d’achats sont souvent confrontés à une question cruciale : faut-il choisir des alliages de nickel ou de l’acier inoxydable ? Cependant, les deux diffèrent considérablement en termes de composition, de propriétés principales et de scénarios applicables. Cet article détaillera les différences entre les alliages de nickel et l'acier inoxydable sous cinq aspects : la température de fonctionnement, la composition chimique, la résistance à la corrosion, les applications et le prix.
Différences de composition chimique
Premièrement, du point de vue de la composition chimique, l’acier inoxydable est avant tout un ferroalliage ; Le Monel, le ferrochrome-nickel et l'Hastelloy sont des alliages de nickel.
Le composant principal de l'acier inoxydable est le fer, avec une teneur en fer supérieure à 65 %, et certains aciers inoxydables ferritiques et martensitiques pouvant même atteindre plus de 80 %. En revanche, les alliages de nickel ont généralement une teneur en fer inférieure à 50 %. Certains alliages de nickel, comme l'Hastelloy C-2000, ont une teneur en fer même inférieure à 3 %.
Concernant la teneur en nickel, les alliages de nickel ont souvent une teneur en nickel supérieure à 30 %, certains dépassant même 70 %. L’acier inoxydable, quant à lui, a une teneur en nickel inférieure à 30 %, et certains aciers inoxydables ferritiques et martensitiques ne contiennent aucun nickel.
L'acier inoxydable et les alliages de nickel contiennent environ 20 % de chrome. Le chrome est un inhibiteur de corrosion très efficace et constitue la principale source de résistance à la corrosion de l'acier inoxydable et des alliages de nickel.
Différence de température de fonctionnement
La température de fonctionnement constitue la plus grande différence entre l’acier inoxydable et les alliages de nickel. En règle générale, l'acier inoxydable est généralement utilisé dans des applications à température ambiante, tandis que les alliages de nickel sont principalement utilisés dans des environnements à haute -température. L’un des facteurs les plus importants déterminant cette caractéristique est la teneur en nickel. Étant donné que le fer ne peut pas maintenir une structure stable à des températures élevées, il est difficile de garantir les performances à haute température de l'acier inoxydable, qui est principalement composé de fer.
Le nickel, quant à lui, maintient parfaitement la structure austénitique de l'alliage à haute température ; seuls les alliages à base de nickel-fonctionnent bien à haute température. Bien que le nickel soit également présent dans certains aciers inoxydables austénitiques, leur teneur en nickel reste très faible.
En outre,Alliages de monelsont souvent utilisés à température ambiante car la résistance à la corrosion du cuivre diminue à haute température.
Différence de résistance à la corrosion
Le nickel, le chrome et le molybdène sont les principaux éléments déterminant la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable et des alliages de nickel.
Le nickel et le molybdène constituent les véritables différences entre les alliages de nickel et l’acier inoxydable. Le nickel lui-même est un excellent élément résistant à la corrosion- ; contrairement au fer, qui se corrode facilement dans l’air, les alliages de nickel ont naturellement une meilleure résistance à la corrosion que l’acier inoxydable.
Le chrome forme un film d'oxyde sur la surface métallique lorsqu'il entre en contact avec l'oxygène. Ce film d'oxyde empêche efficacement une oxydation ultérieure de l'alliage. La différence de teneur en chrome entre les alliages de nickel et l'acier inoxydable n'est pas significative ; les deux présentent une excellente résistance à l’oxydation.
Le molybdène est un élément métallique offrant une bonne résistance à la corrosion. Par rapport à l’acier inoxydable, les alliages de nickel ont souvent une teneur en molybdène plus élevée. Un alliage typique avec une teneur élevée en molybdène est l'Hastelloy B-3, qui a une teneur en molybdène pouvant atteindre 30 %. En résumé, les alliages de nickel sont supérieurs à l’acier inoxydable en termes de résistance globale à la corrosion.
Différences dans les domaines d'application
Les alliages de nickel et l'acier inoxydable ont de nombreuses applications qui se chevauchent, car ce sont tous deux des alliages-résistants à la corrosion. Cependant, il existe trois différences principales dans leurs applications :
1. L'acier inoxydable ne convient pas aux applications à haute-température, tandis que la plupart des applications à haute-température nécessitent des alliages de nickel, tels que les moteurs, les réacteurs de centrales nucléaires et les puits de pétrole profonds.
2. L'acier inoxydable a de nombreuses applications dans les domaines civils, tels que la vaisselle, les fournitures médicales et la construction. Les alliages de nickel sont principalement utilisés dans des applications industrielles et militaires.
3. La résistance à la corrosion de l’acier inoxydable est limitée aux environnements oxydants. Si l’environnement corrosif devient spécialisé et complexe, la plupart des aciers inoxydables ne peuvent pas résister à une telle corrosion.
Différence de coût
Premièrement, les alliages de nickel sont nettement plus chers que l’acier inoxydable en raison de la différence de prix substantielle entre le nickel et le fer.
Deuxièmement, les alliages de nickel ont généralement une teneur en molybdène plus élevée, et le molybdène est plusieurs fois plus cher que le nickel. Dans des conditions normales, les alliages de nickel sont plus résistants que l’acier inoxydable, ce qui augmente la difficulté de leur usinage. Cette difficulté accrue d’usinage est un autre facteur important contribuant à leur prix plus élevé.
Enfin, la composition plus complexe des alliages de nickel, le contrôle plus strict des oligo-éléments et les exigences plus élevées en matières premières augmentent indirectement leur prix.
conclusion
L'acier inoxydable et les alliages de nickel sont des matériaux-résistants à la corrosion. Dans la plupart des cas,alliages de nickelsurpassent l’acier inoxydable. Une différence clé réside dans leur environnement d'exploitation : l'acier inoxydable est généralement utilisé à température ambiante, tandis que les alliages de nickel sont souvent utilisés à des températures élevées. Naturellement, les performances supérieures des alliages de nickel ont un prix plus élevé. Les clients peuvent choisir le matériau le plus adapté en fonction de leur budget et de leurs besoins.