Nouvelles nuances en visserie inoxydable : avancées et applications

Incontournable dans les modes d’assemblage et en particulier la visserie, l’acier inoxydable est un matériau durable, pourvu d’une grande résistance à la corrosion et de tenue aux températures extrêmes. Autant d’atouts qui en font un choix idéal pour des usages où la fiabilité est le maître-mot. Zoom sur les applications et avancées notables des nouvelles nuances en visserie inoxydable.

Acier inoxydable : l’importance de la visserie

La visserie en acier inoxydable joue un rôle important dans l'assemblage et la sécurisation de composants dans divers secteurs, notamment l'aéronautique, la construction, le nautisme, l'automobile et l'équipement médical. Particulièrement appréciée pour sa résistance à la corrosion, elle est indispensable dans les environnements humides ou corrosifs. De plus, sa robustesse mécanique assure la longévité et la solidité des assemblages, même soumis à des contraintes élevées.

Ces vis sont exemptes de revêtements particuliers (peinture, anodisation, phosphatation…), même utilisées en milieu corrosif. Le choix de la bonne  nuance est le seul à intervenir dans la balance économique : pas de problème de pollution avec les bains de traitement, pas d’interrogation sur le renouvellement de la protection anti corrosion, pas de désordre par le contact avec le métal déprotégé. 

L’évolution des matériaux

Depuis ses débuts, l'acier inoxydable a évolué vers l’amélioration de ses performances, en réponse aux exigences spécifiques de ses diverses applications. Initialement, les nuances d'acier inoxydable les plus répandues pour la visserie étaient les nuances 304 et 316, désignées respectivement par A2 et A4. Cependant, face aux progrès technologiques et à l'émergence de besoins spécifiques, l'industrie a vu l'arrivée de nouvelles nuances. Ces dernières offrent plus de solidité, une meilleure résistance à la chaleur et une endurance à la corrosion dans des environnements agressifs.

Un aperçu des nuances traditionnelles

Dans le domaine de la visserie en acier inoxydable, les nuances telles que le type 304 et le type 316 ont longtemps été les standards de l'industrie. Ces aciers et leurs propriétés distinctives ont servi de base à de nombreuses applications.

La norme ISO 3506 définit la désignation des vis pour chaque nuance en utilisant une lettre C, F, A relative à la structure du métal :

• A pour austénitique

• F pour ferritique

• C pour martensitique.

Dans chaque famille, les nuances spécifiées par leur composition chimique sont désignées par un chiffre. Les fourchettes analytiques de ces nuances s’approchent de certaines nuances définies dans la norme générale des aciers inoxydables : 1.4301 ou 304 par exemple. Elles ont tendance à être moins restrictives.

Les propriétés et utilisations des nuances traditionnelles

• la nuance C1 : famille des nuances inoxydables martensitiques

Avec un niveau de propriétés mécaniques presque similaire aux vis en acier standard, cette nuance martensitique est une concurrente non négligeable avec une meilleure résistance à la corrosion généralisée dans un environnement humide.

• la nuance F1 : famille des nuances inoxydables ferritiques

Pour un environnement standard, cette vis admet une résistance à la corrosion avec un minimum de résistance mécanique. On peut la rencontrer dans des assemblages basiques : visserie de mobilier de cuisine ou fixation de terrasse intérieure ou abritée.

• La nuance  A2 : famille des nuances inoxydables austénitiques

Fréquemment utilisée dans la visserie, cette nuance est reconnue pour sa résistance à la corrosion et sa facilité de formage. L’acier inoxydable de type 304 est couramment employé pour les équipements de cuisine, pour le batiment  et pour la construction générale. Un exemple d’utilisation fréquent est l’assemblage des lames de terrasse extérieure.

• La nuance  A4 : 

Avec sa bonne résistance à la corrosion, notamment contre les chlorures, l’acier inoxydable type 316 est souvent plébiscité pour des environnements plus exigeants. Avec l’exemple précédent, il faut situer ici les vis A4 sur des terrasses de piscine, c’est-à-dire à proximité d’une eau chlorée.

Les limites et défis des nuances traditionnelles

Les aciers inoxydables traditionnels sont reconnus pour leur polyvalence, mais ils rencontrent aussi certaines limites. Ils peuvent ainsi se montrer vulnérables dans des conditions extrêmement corrosives. De plus, leur résistance mécanique peut être insuffisante sous certaines contraintes mécaniques ou thermiques, et nécessiter le recours à des nuances plus spécialisées.

Corrosion des têtes de vis en acier inoxydable martensitique

L’évolution de la norme ISO 3506 (2020)

La révision de la norme ISO 3506 en 2020 a pris en compte les avancées technologiques et les retours d'expérience des utilisateurs. Cette révision vise à améliorer les spécifications pour la résistance à la corrosion, la résistance mécanique et la classification des différents types d'aciers inoxydables dans certaines utilisations. Elle garantit ainsi que les normes restent pertinentes et adaptées aux défis actuels de l'industrie.

Les innovations en nuances de visserie inoxydable

L'industrie de la visserie inoxydable connaît une constante évolution, avec l'introduction de nouvelles nuances et alliages. Ces derniers sont conçus pour répondre à des besoins spécifiques et améliorer les performances dans diverses applications industrielles.

Les nouvelles nuances et alliages de visserie inoxydable

Les nouvelles nuances d'acier inoxydable ont été développées pour surmonter les limitations des options traditionnelles. Ces innovations incluent des alliages aux teneurs modifiées en chrome, nickel, molybdène, éléments stabilisants et autres éléments d’addition, offrant des caractéristiques améliorées. 

Certaines nuances d'acier inoxydable, comme le type 317L (A5-80), ont été développées pour accroître la résistance aux environnements corrosifs. D'autres alliages ont été créés pour améliorer la résistance et la durabilité sous de lourdes charges mécaniques. Dans ces nouvelles nuances, on peut citer pour les aciers inoxydables austénitiques, la désignation A8, nuance très chargée en molybdène (6 à 7%) et nickel (17.5 à 26%). Cette désignation permet d’avoir une visserie d’un équivalent “super austénitique” pour des milieux sévères.

La désignation D pour les aciers austéno-ferritiques ou Duplex a également été répertoriée. Elle concrétise la normalisation de cette famille d’aciers inoxydables de plus en plus utilisée. Elle apporte la possibilité d’utilisation en milieu chloré par sa bonne résistance à la corrosion par piqûres. Les quatre nouvelles désignations D proposent ainsi des compositions de vis issues des “lean Duplex” au “super Duplex”. (Cf l’article EASY INOX sur les Duplex).

En plus de ces nouvelles définitions de compositions chimiques, la norme EN ISO 3506 complète des désignations existantes d’un niveau supplémentaire en termes de propriétés mécaniques. La classe 100 a été ajoutée, ce qui permet d’avoir en plus d’une résistance à la corrosion, une résistance mécanique plus importante.

La partie 6 de la norme EN ISO 3506 traite des systèmes de fixation spéciale pour utilisation en température. On y retrouve des nuances d’aciers inoxydables martensitiques et à durcissement structural ainsi que des alliages de nickel.,

Applications et avantages des nouvelles nuances

L'introduction de nouvelles nuances d'acier inoxydable apporte des avantages considérables par rapport aux nuances traditionnelles, et ce dans divers secteurs industriels.

Avantages des nouvelles nuances

• Une résistance accrue à la corrosion : les nouvelles nuances d’acier offrent une meilleure protection dans des conditions agressives. Cela réduit le risque de défaillance prématurée et prolonge la durée de vie des assemblages.

• Une meilleure durabilité : ces nuances résistent mieux mécaniquement, et également à l'usure et à la fatigue.

• Une facilité d'usinage : certaines de ces nouvelles nuances sont conçues pour être plus faciles à usiner. Cela réduit en effet leur coût de production, tout en maintenant des standards de qualité élevés.

• Une étendue plus large des plages d’utilisation en température par l’arrivée des nouvelles nuances.

Application dans les industries spécifiques

Les nouvelles nuances sont utiles à des industries spécifiques, telles que la construction navale, la chimie, l'énergie, le médical... Appliquées au secteur maritime par exemple, leur résistance à la corrosion par l'eau de mer prolonge la durée de vie des composants et réduit les coûts de maintenance.

Comparaison avec les anciennes nuances

Les nouvelles générations d'acier inoxydable se distinguent des nuances traditionnelles de plusieurs manières :

• Une meilleure performance : 

Elles proposent une résistance supérieure à la corrosion, surtout dans des conditions extrêmes, et ont une meilleure robustesse mécanique.

• Un meilleur ratio coût/efficacité : 

Bien que plus onéreuses à l'achat, les nouvelles nuances permettent des économies sur le long terme, en réduisant les remplacements et les dépenses d'entretien.

• Une solution sur mesure : 

Conçues pour répondre à des besoins spécifiques, ces nuances offrent des solutions sur mesure, souvent plus performantes et en adéquation avec les autres matériaux de l’assemblage.

Défis et enjeux de la visserie en nouvelles nuances

L'adoption de nouvelles nuances d'acier inoxydable pour la visserie apporte malgré tout son lot de défis et d’enjeux.

Les enjeux de production

La fabrication de nouvelles nuances d'acier inoxydable peut présenter des défis spécifiques. Ainsi, elles peuvent exiger l'utilisation d'équipements spéciaux, ou l'application de techniques d'usinage avancées. Leurs propriétés uniques impliquent aussi une maîtrise des processus pour garantir la qualité de la visserie.

Les enjeux de coût

L'utilisation de nouvelles nuances d'acier inoxydable peut influencer le coût global de la visserie, car elles sont plus coûteuses à produire. Les enjeux de coûts doivent donc être soigneusement évalués.

D’ailleurs, ces nouvelles nuances permettent aussi d’avoir une homogénéité des matériaux sur les assemblages. Les problèmes de corrosion liés à l’incompatibilité des matériaux entre eux ou avec le milieu sont ainsi diminués.

Les dégradations en visserie inox :

Comme toutes les pièces, les systèmes vissés peuvent être plus sensibles à certaines dégradations. Corrosion ou rupture peuvent être rencontrés avec des spécificités liées à la visserie. Ces désordres seront en lien avec le métal, ses propriétés mécaniques ou ses traitements (thermiques ou de surface). 

• La corrosion galvanique et caverneuse : la visserie en nouvelles nuances peut être sujette à une corrosion galvanique une fois en contact avec d'autres métaux, ou subir une corrosion caverneuse dans des environnements spécifiques.

La corrosion par piqûre peut aussi apparaître en lien avec des contaminations ferreuses à l’installation.

• La protection anticorrosion : l'application de peintures protectrices ou l'isolation des vis sont des mesures nécessaires pour prévenir de certaines  corrosions comme la corrosion galvanique. Sur l’acier inoxydable, les revêtements s’ils sont obligatoires pour des questions sécuritaires (bouche incendie par exemple) peuvent être la source de corrosion, si leur qualité est insuffisante (microfissurations)

• Les ruptures de vis en acier inoxydable peuvent être en lien avec des problématiques de serrage ou de fabrication. On peut citer par exemple la rupture différée des vis en acier inoxydable martensitique.  Un traitement thermique inadéquat peut les  rendre vulnérables à la rupture sous des charges prolongées, ou une fois soumises à des conditions environnementales spécifiques. 

Le serrage et desserrage des vis

Le serrage et le desserrage des vis en nouvelles nuances d'acier inoxydable requièrent une attention particulière :

• Couple de serrage : il faut déterminer le couple de serrage adéquat pour garantir une fixation solide de l'assemblage, tout en évitant un endommagement par excès de force.

• Coefficient de frottement : une connaissance approfondie du coefficient de frottement permet d’ajuster correctement le couple de serrage et d’assurer la bonne fixation de l'assemblage.

• Contrôle du serrage des vis : des contrôles non-destructifs et des innovations techniques sont essentiels pour s'assurer du serrage et éviter les défaillances mécaniques.

• Grippage des vis en acier inoxydable : le phénomène est plus marqué sur les vis en acier inoxydable austénitique, du fait de leur structure propre qui leur donne des possibilités de déformation non propice aux montages-démontages.

Une gestion attentive de ces défis et enjeux est indispensable pour exploiter au mieux les nouvelles nuances d'acier inoxydable en visserie.

Les perspectives futures : quelles innovations en nuance de visserie ?

L'industrie de la visserie en acier inoxydable est caractérisée par une dynamique de recherche et de développement continue. 

À l'heure actuelle, les efforts sont portés sur la résistance des aciers inoxydables à la corrosion. Simultanément, les recherches visent à améliorer les propriétés mécaniques des vis, tout en augmentant leur facilité d'usinage. 

La durabilité et l'éco-conception sont aussi des axes majeurs d'innovation. Une attention particulière est portée au développement de nuances respectueuses de l'environnement. 

La résolution du problème de grippage passe par la recherche de traitements superficiels pouvant apporter un durcissement. 

Le développement de nouveaux alliages est un domaine de recherche prioritaire, mais l’avenir de l’industrie s'oriente aussi vers une plus grande intégration des technologies intelligentes… En somme, le potentiel d'innovation pour la visserie inoxydable est considérable et ouvre la voie à des avancées prometteuses. 

Conclusion

L’évolution remarquable des nouvelles nuances par rapport aux nuances traditionnelles marque un progrès significatif pour la visserie inoxydable.

En dépit des défis de production et des enjeux de coûts, ces innovations répondent efficacement aux besoins spécifiques de divers secteurs industriels.

Le futur de la visserie inoxydable se dessine autour de l'amélioration continue, de l'éco-conception, et de l'application de technologies intelligentes. Ce secteur se dirige ainsi vers un horizon prometteur, riche en découvertes et innovations.

Ressources complémentaires pour aller plus loin

Formations, conseils d’experts, liste de fournisseurs et de fabricants… Ces ressources complémentaires vous permettent d’aller plus loin dans votre exploration des nouvelles nuances en visserie inoxydable.

Formations et conseils

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• Les mécanismes et la prévention de la corrosion des aciers inoxydables.

• La compréhension des normes, certifications et réglementations propres à l'acier inoxydable et à la visserie

• L'identification des différentes familles d'aciers inoxydables.

• Les techniques et processus spécifiques à l'élaboration et la mise en œuvre de l'acier inoxydable.

• L’appréhension des dégradations courantes des vis et en lien avec l'acier inoxydable .

• Les principes fondamentaux liés à la conception de l'acier inoxydable.

• Le serrage des vis et son contrôle. 

Ces modules de formations intègrent une approche équilibrée entre théorie et pratique, pour une maîtrise complète des connaissances acquises.

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