Acier inoxydable 316 / 316L : normes, composition et propriétés
316, 316L, 316H, 316Ti, 316LN et 316LVM · UNS S31600, S31603, S31609, S31635, S31653 · F316L, CF8M, CF3M, 1.4404
Le 316 est l'inox austénitique Cr-Ni à 2 à 3 % de molybdène, qui lui confère une résistance aux chlorures et aux acides réducteurs très supérieure à celle du 304. La même composition porte des noms différents selon la forme du produit : TP316L pour les tubes, F316L pour les pièces forgées, WP316L pour les raccords, CF3M en moulage et 1.4404 dans la norme européenne. Les variantes L, H, Ti, N/LN et LVM modifient le carbone, l'azote, le titane ou la propreté pour s'adapter au soudage, à la haute température, à la résistance mécanique ou aux implants chirurgicaux.
Une composition, plusieurs normes
La désignation change selon la forme du produit. Lors de la spécification, citez la norme, la nuance et la classe.
| Forme | ASTM/ASME | Nuance/classe | EN | ABNT/autres |
|---|---|---|---|---|
| Tôle, bobine, feuillard | A240 / SA-240 | 316, 316L, 316H, 316Ti, 316N, 316LN | EN 10088-2 ; EN 10028-7 (sous pression) : 1.4401, 1.4404, 1.4571, 1.4435, 1.4429 | NBR 5601 (316, 316L, 316Ti*) ; AMS 5524 (316), AMS 5507 (316L) ; JIS G4304/G4305 SUS316/316L |
| Barre et profilé | A276 (usage général), A479 / SA-479 (appareils à pression) | 316, 316L, 316H, 316Ti, 316N, 316LN | EN 10088-3 ; EN 10272 (sous pression) | AMS 5648 (316), AMS 5653 (316L) ; JIS G4303 SUS316/316L |
| Pièce forgée et bride | A182 / SA-182 ; A336 (grosses pièces forgées) ; A965 (haute température) | F316, F316L, F316H, F316Ti, F316N, F316LN | EN 10222-5 : 1.4401, 1.4404, 1.4571, 1.4429 | Brides ASME B16.5 : groupe 2.2 (316, 316H, CF8M, CF3M) et 2.3 (316L) |
| Tube sans soudure et soudé | A312 / SA-312 ; A358 (soudé, grand diamètre) ; A376 (haute température) | TP316, TP316L, TP316H, TP316Ti, TP316N, TP316LN | EN 10216-5 (sans soudure), EN 10217-7 (soudé) | AMS 5573 (tube 316 sans soudure) ; JIS G3459 SUS316TP |
| Tube d'échangeur de chaleur et de chaudière | A213 / SA-213 (sans soudure), A249 / SA-249 (soudé), A269 (usage général), A270 (sanitaire) | TP316, TP316L, TP316H, TP316Ti | EN 10216-5, EN 10217-7 | JIS G3463 SUS316TB |
| Raccords à souder | A403 / SA-403 (à souder bout à bout), A182 (forgés à emboîtement/filetés) | WP316, WP316L, WP316H, WP316LN | EN 10253-4 | MSS SP-43 (légers) |
| Moulage | A351 / SA-351 (sous pression), A743 (usage général), A744 (corrosion) | CF8M (≈316), CF3M (≈316L), CF3MN (≈316LN) | EN 10213: 1.4408 (GX5CrNiMo19-11-2), 1.4409 (GX2CrNiMo19-11-2) | JIS G5121 SCS14A / SCS16A |
| Implant chirurgical | ASTM F138 (barre, fil), F139 (tôle, feuillard) | 316LVM (UNS S31673) | ISO 5832-1; 1.4441 (X2CrNiMo18-15-3) | ABNT NBR ISO 5832-1 |
| Consommable de soudage | AWS A5.9 (fil), A5.4 (électrode enrobée) | ER316L, ER316LSi, ER316H, E316L-16, ER318* | EN ISO 14343: 19 12 3 L (Si) | — |
Les EN 1.4401/1.4404 exigent Mo 2,00–2,50 % (l'ASTM accepte 2,00–3,00 %) ; pour garantir Mo ≥ 2,5 % selon la norme européenne, spécifier 1.4435 ou 1.4436.
Tolérances et codes SH
- Barres forgées (rondes et carrées) : surépaisseur d'usinage de 2 mm (Ø 6–16 mm) à 24 mm (Ø 400–500 mm) sur le diamètre. Ex. : Ø 100–125 mm fini : +7 mm, tolérance +6 / −0 (longueur jusqu'à 3.500 mm).
- Disques forgés : surépaisseur de 4 à 9 mm sur le diamètre et de 3 à 11 mm sur la hauteur, tolérance en plus uniquement.
- Découpe et usinage : scie à ruban −0 / +5 à +15 mm en longueur ; jet d'eau +10 % de l'épaisseur sur le diamètre (min. 2 mm) ; pièces usinées −0 / +2 à +5 mm sur le diamètre. Voir les tableaux complets (INF 002 et INF 003, identiques pour tous les alliages).
| Forme | NCM (Brésil, 8 chiffres) | SH (international, 6 chiffres) | HTS (États-Unis, 10 chiffres)* | NC (Union européenne, 8 chiffres)* |
|---|---|---|---|---|
| Barre forgée | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| Barre laminée à chaud | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| Tôle (> 10 mm, largeur ≥ 600 mm) | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| Tube sans soudure | 7304.41.90 | 7304.41 | 7304.41.6045 | 7304 41 00 |
| Tube soudé | 7306.40.00 | 7306.40 | 7306.40.5085 | 7306 40 80 |
| Bride et raccord | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
Classe tarifaire : acier inoxydable (selon la composition chimique, conformément aux Notes du Chapitre 72 et à la Note 5 de la Section XV).
* : codes américains et européens à titre indicatif. NCM selon la législation en vigueur (Règles générales pour l'interprétation, Notes des Chapitres 72, 74 et 75 et Note 5 de la Section XV). Confirmez le code définitif auprès de votre transitaire en douane selon la taille et la finition de l'article. SH = 6 premiers chiffres de la NCM.
Composition chimique par norme (%)
Les plages de chaque norme côte à côte, pour voir où elles diffèrent.
| Norme / nuance | C | Mn | P max | S max | Si max | Cr | Ni | Mo | N | Autres |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A240 316 (S31600) | 0,08 max | 2,00 max | 0,045 | 0,030 | 0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | 2,00–3,00 | 0,10 max | — |
| ASTM A240 316L (S31603) | 0,030 max | 2,00 max | 0,045 | 0,030 | 0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | 2,00–3,00 | 0,10 max | — |
| ASTM A240 316H (S31609) | 0,04–0,10 | 2,00 max | 0,045 | 0,030 | 0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | 2,00–3,00 | — | Grosseur de grain ASTM n° 7 ou plus grossier |
| ASTM A240 316Ti (S31635) | 0,08 max | 2,00 max | 0,045 | 0,030 | 0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | 2,00–3,00 | 0,10 max | Ti 5×(C+N) min, 0,70 max |
| ASTM A240 316LN (S31653) | 0,030 max | 2,00 max | 0,045 | 0,030 | 0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | 2,00–3,00 | 0,10–0,16 | 316N (S31651) : même N avec C 0,08 max |
| EN 10088-2 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2) | 0,030 max | 2,00 max | 0,045 | 0,015 | 1,00 | 16,5–18,5 | 10,0–13,0 | 2,00–2,50 | 0,10 max | 1.4401 : C 0,07 max ; 1.4571 : C 0,08, Ni 10,5–13,5, Ti 5×C à 0,70 |
| EN 10088-2 1.4435 (X2CrNiMo18-14-3) | 0,030 max | 2,00 max | 0,045 | 0,015 | 1,00 | 17,0–19,0 | 12,5–15,0 | 2,50–3,00 | 0,10 max | 1.4429 (316LN) : N 0,12–0,22, Ni 11,0–14,0 |
| ASTM A351 CF8M (J92900) | 0,08 max | 1,50 max | 0,040 | 0,040 | 1,50 | 18,0–21,0 | 9,0–12,0 | 2,00–3,00 | — | CF3M (J92800) : C 0,03 max, Cr 17,0–21,0, Ni 9,0–13,0 |
| ASTM F138 316LVM (S31673) | 0,030 max | 2,00 max | 0,025 | 0,010 | 0,75 | 17,00–19,00 | 13,00–15,00 | 2,25–3,00 | 0,10 max | Cu 0,50 max ; Cr + 3,3 Mo ≥ 26,0 |
Calculer le PREN de Inox 316 / 316L dans le calculateur de PREN →
Propriétés mécaniques par norme
Valeurs minimales à température ambiante, dans l'état de livraison indiqué.
| Norme et état | Rp0,2 min | Rm | Allong. | Striction | Dureté |
|---|---|---|---|---|---|
| PIÈCES FORGÉES | |||||
| A182 F316 / F316H / F316Ti, hypertrempé | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa min (75 ksi) | 30 % | 50 % (F316Ti : 40 %) | non spécifiée |
| A182 F316L, hypertrempé | 170 MPa (25 ksi) | 485 MPa min (70 ksi) | 30 % | 50 % | non spécifiée |
| A182 F316LN, hypertrempé | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa min (75 ksi) | 30 % | 50 % | non spécifiée |
| A182 F316N, hypertrempé | 240 MPa (35 ksi) | 550 MPa min (80 ksi) | 30 % | 50 % | non spécifiée |
| LAMINÉS (TÔLE ET BARRE) | |||||
| A240 316 / 316H / 316Ti / 316LN, hypertrempé | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa min (75 ksi) | 40 % | — | 217 HBW / 95 HRB max |
| A240 316L, hypertrempé | 170 MPa (25 ksi) | 485 MPa min (70 ksi) | 40 % | — | 217 HBW / 95 HRB max |
| A240 316N, hypertrempé | 240 MPa (35 ksi) | 550 MPa min (80 ksi) | 35 % | — | 217 HBW / 95 HRB max |
| A276 / A479 316, recuit | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa min (75 ksi) | 30 % (A479) ; 40 % (A276 laminé à chaud)* | 40 % (A479) ; 50 % (A276)* | — |
| EN 10088-2 1.4404, tôle (P ≤ 75 mm) | 220 MPa | 520–670 MPa | 45 % | — | — |
| EN 10088-3 1.4404 / 1.4401, barre ≤ 160 mm | 200 MPa | 500–700 MPa | 40 % | — | — |
| ASTM F138 316LVM, recuit | 190 MPa | 490 MPa min | 40 % | — | — |
| ASTM F138 316LVM, écroui | 690 MPa* | 860 MPa min* | 12 %* | — | — |
| TUBES, RACCORDS ET PIÈCES MOULÉES | |||||
| A312 TP316 / TP316H, hypertrempé | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa min (75 ksi) | 35 % sens long / 25 % sens transv. | — | — |
| A312 TP316L, hypertrempé | 170 MPa (25 ksi) | 485 MPa min (70 ksi) | 35 % sens long / 25 % sens transv. | — | — |
| A213 TP316 / TP316H / TP316Ti | 205 MPa (30 ksi) | 515 MPa min (75 ksi) | 35 % | — | 192 HBW / 90 HRB max |
| A213 TP316L | 170 MPa (25 ksi) | 485 MPa min (70 ksi) | 35 % | — | 192 HBW / 90 HRB max |
| A403 WP316 / WP316L | 205 / 170 MPa | 515 / 485 MPa min | 28 % sens long* | — | — |
| A351 CF8M et CF3M, hypertrempé | 205 MPa (30 ksi) | 485 MPa min (70 ksi) | 30 % | — | non spécifiée |
Calculer le poids de la barre, de la tôle ou du tube en Inox 316 / 316L →
316, 316L, 316H et 316Ti : ce qui change, c'est le carbone
Le 316 a un C jusqu'à 0,08 % ; soudé ou chauffé entre ~425 et 815 °C, il précipite des carbures de chrome aux joints de grains (sensibilisation) et perd sa résistance à la corrosion intergranulaire. Le 316L (C ≤ 0,030 %) évite cela et constitue la référence pour les pièces soudées, mais son Rp0,2 minimal est plus bas (170 contre 205 MPa). C'est pourquoi les aciéries vendent tôles et tubes à double certification 316/316L : chimie L avec la résistance du 316. Le 316H (C 0,04–0,10 % et gros grain) est l'inverse : carbone élevé pour la résistance au fluage au-dessus de ~540 °C. Le 316Ti fixe le carbone avec du titane et reste l'équivalent européen privilégié (1.4571), tandis que le 316LN ajoute de l'azote pour récupérer la résistance perdue avec le faible carbone.
Traitements thermiques exigés par les normes
| Norme | État de livraison | Température |
|---|---|---|
| ASTM A240, A479, A312, A213, A182 (316, 316L, 316N, 316LN) | Hypertrempé et refroidi rapidement (eau ou autre milieu rapide) | ≥ 1040 °C (1900 °F) |
| ASTM A213 / A312 / A240 316H | Hypertrempé, grosseur de grain ASTM n° 7 ou plus grossier | ≥ 1040 °C (1900 °F) |
| ASTM 316Ti / EN 1.4571 | Hypertrempé ; traitement de stabilisation facultatif par accord | ≥ 1040 °C ; stabilisation ≈ 870–900 °C* |
| EN 10088-2/-3 (1.4401, 1.4404, 1.4435, 1.4571) | Hypertrempé (+AT), refroidi à l'eau ou à l'air rapide | 1020–1120 °C* |
| ASTM A351 CF8M / CF3M | Hypertrempé et trempé à l'eau | ≥ 1040 °C (1900 °F)* |
| ASTM F138 / ISO 5832-1 (316LVM) | Recuit, écroui ou extra-dur (selon l'état) | selon le fabricant |
Planifier un forgeage libre en Inox 316 / 316L : réduction, élancement et quantité de matière à fournir →Simuler le plan de découpe du lingot ou de la barre →
Variantes de la famille
| Variante | Normes | Différence | Rp0,2 / Rm |
|---|---|---|---|
| 316L (S31603, 1.4404) | A240, A182 F316L, A312 TP316L, A403 WP316L, CF3M | C ≤ 0,030 % : insensible à la sensibilisation en soudage normal | 170 / 485 MPa (double certification : 205 / 515) |
| 316H (S31609) | A240, A182 F316H, A312/A213 TP316H, A376 | C 0,04–0,10 % et gros grain : fluage au-dessus de ~540 °C | 205 / 515 MPa |
| 316Ti (S31635, 1.4571) | A240, A182 F316Ti, A312 TP316Ti, EN 10088 | Ti 5×(C+N) à 0,70 % stabilise le carbone | 205 / 515 MPa |
| 316N / 316LN (S31651 / S31653, 1.4429) | A240, A182 F316N/F316LN, A312 TP316LN, CF3MN | N 0,10–0,16 % (EN jusqu'à 0,22 %) : plus de résistance et de stabilité de l'austénite, usage cryogénique | 316LN 205 / 515 ; 316N 240 / 550 MPa |
| 1.4435 (316L à Mo/Ni élevés) | EN 10088, BN2 / 316L UG (urée)* | Mo 2,5–3,0 %, Ni 12,5–15 %, ferrite minimale : pharmacie et urée | 220 / 520 MPa (tôle) |
| 316LVM (S31673, 1.4441) | ASTM F138, F139, ISO 5832-1 | Refondu sous vide, Cr + 3,3 Mo ≥ 26, S ≤ 0,010, propreté inclusionnaire contrôlée | 190 / 490 MPa recuit |
Corrosion, PREN et température
- PREN (Cr + 3,3 Mo + 16 N): ≈ 22,6 au minimum ASTM et ≈ 25 typique pour le 316/316L ; ≈ 26 pour le 1.4435 et le 316LVM. Ne résiste à l'eau de mer stagnante qu'à basse température ; pour les fortes teneurs en chlorures, utiliser 904L, duplex ou superausténitiques.
- Corrosion sous contrainte par chlorures: risque important au-dessus de ~60 °C en présence de chlorures et de contrainte de traction, comme pour tout austénitique Cr-Ni.
- Sensibilisation: la plage de ~425 à 815 °C fait précipiter des carbures de Cr ; préférer le 316L ou le 316Ti pour les pièces soudées et vérifier par l'ASTM A262 (pratiques A/E) ou l'ISO 3651-2.
- Phase sigma: une exposition prolongée entre ~550 et 900 °C forme de la phase sigma et réduit la ténacité ; plus critique dans le 316 avec ferrite (soudures, CF8M).
- Température: oxydation acceptable jusqu'à ~870 °C en intermittent et ~925 °C en continu* ; au-dessus de ~540 °C, utiliser le 316H (l'ASME n'autorise les contraintes du 316 dans cette plage qu'avec C ≥ 0,04 %*). Bonne ténacité en service cryogénique.
- NACE MR0175/ISO 15156-3 et MR0103: accepté à l'état hypertrempé, sans écrouissage pour augmenter la résistance, dureté ≤ 22 HRC (237 HBW), dans les limites d'environnement du tableau A.2 (≈ 60 °C et pH2S ≤ 100 kPa*).
Comparer les alliages selon le milieu corrosif, la concentration et la température →
Nuance implant 316LVM (ASTM F138 / ISO 5832-1)
- Fusion primaire suivie d'une refusion à l'arc sous vide (VAR) ou ESR pour la propreté inclusionnaire, vérifiée selon l'ASTM E45*.
- Chimie plus étroite que le 316L : Cr 17–19, Ni 13–15, Mo 2,25–3,00, P ≤ 0,025, S ≤ 0,010, Cu ≤ 0,50 et Cr + 3,3 Mo ≥ 26,0.
- Microstructure entièrement austénitique, sans ferrite delta, amagnétique même après mise en forme.
- Livré recuit, écroui ou extra-dur ; la résistance passe de ~490 MPa (recuit) à plus de 1000 MPa en fil/petite barre écroui.
- Utilisé en plaques, vis osseuses, clous centromédullaires, fils de cerclage, stents et instruments ; au Brésil, ABNT NBR ISO 5832-1.
Soudage
| Élément | Pratique usuelle |
|---|---|
| Consommable 316 / 316L | ER316L ou ER316LSi (AWS A5.9), E316L-16 (A5.4) ; EN ISO 14343 19 12 3 L (Si) |
| Consommable 316H | ER316H / E316H-16 (C 0,04–0,08 %) pour conserver la résistance au fluage |
| Consommable 316Ti | ER316L ou ER318 (stabilisé au Nb)* ; le Ti passe mal à travers l'arc |
| Moulé CF8M / CF3M | ER316 / ER316L ; la réparation des pièces moulées suit l'A351/A488 |
| Préchauffage | Non requis |
| Interpasse | ≤ 150 °C (pratique courante ; certaines spécifications acceptent 175 °C) |
| Ferrite dans le métal déposé | FN 3–10 pour éviter la fissuration à chaud ; faible ou nulle en service cryogénique ou urée |
| TTAS | Non requis ; hypertrempe seulement si exigée pour la corrosion. Assemblage hétérogène avec acier au carbone : ER309LMo |
Métal d'apport pour le soudage
La composition du fil n'est généralement pas identique à celle du matériau : chaque page explique pourquoi.
Équivalences internationales
| Système | Désignation |
|---|---|
| AISI / SAE | 316, 316L, 316H, 316Ti, 316N, 316LN ; SAE 30316 / 30316L |
| UNS | S31600, S31603, S31609, S31635, S31651, S31653, S31673 ; moulages J92900 (CF8M), J92800 (CF3M) |
| EN / W.Nr. | 1.4401 X5CrNiMo17-12-2 ; 1.4404 X2CrNiMo17-12-2 ; 1.4436 X3CrNiMo17-13-3 ; 1.4435 X2CrNiMo18-14-3 ; 1.4571 X6CrNiMoTi17-12-2 ; 1.4429 X2CrNiMoN17-13-3 ; 1.4441 X2CrNiMo18-15-3 ; moulages 1.4408 / 1.4409 |
| ABNT | NBR 5601 : 316, 316L, 316N, 316Ti* ; NBR ISO 5832-1 (implant) |
| JIS | SUS316, SUS316L, SUS316H*, SUS316Ti, SUS316N, SUS316LN ; moulés SCS14A (CF8M), SCS16A (CF3M) |
| GB (Chine) | 06Cr17Ni12Mo2 (316), 022Cr17Ni12Mo2 (316L), 07Cr17Ni12Mo2 (316H), 06Cr17Ni12Mo2Ti (316Ti), 022Cr17Ni12Mo2N (316LN)* |
| ISO / autres | ISO 15510 X2CrNiMo17-12-2* ; ancienne AFNOR Z2CND17-12 ; BS 316S11 / 316S31* |
L'équivalence est approximative : l'EN limite Mo à 2,00–2,50 % dans les 1.4401/1.4404 et S à 0,015 %, et les minimums mécaniques diffèrent ; vérifier la norme de la commande avant toute substitution.
Applications typiques
| Forme ou secteur | Applications |
|---|---|
| Chimie et pétrochimie | Tuyauteries, récipients, échangeurs et cuves pour acides organiques, acide sulfurique dilué et milieux à chlorures modérés |
| Pétrole et gaz et offshore | Tubes d'instrumentation, raccords, brides F316L, robinets CF8M/CF3M, atmosphère marine |
| Agroalimentaire, boissons et pharmacie | Tubes sanitaires A270, cuves, réacteurs ; 1.4435 à faible teneur en ferrite dans les lignes d'eau purifiée |
| Pâtes et papiers, traitement de l'eau | Blanchiment, pompes, tamis, tuyauteries d'effluents |
| Haute température et énergie | 316H dans les surchauffeurs, collecteurs et tuyauteries vapeur ; 316Ti dans les échappements et échangeurs |
| Cryogénie | 316LN dans les cuves et composants pour gaz liquéfiés et aimants supraconducteurs |
| Médical | 316LVM dans les implants orthopédiques, vis, stents et instruments chirurgicaux |
Questions fréquentes
Puis-je utiliser du 316L à la place du 316 ?
Oui pour la corrosion, et il est préféré pour le soudage. Mais le Rp0,2 minimal du 316L est de 170 MPa contre 205 MPa ; si le dimensionnement a été calculé avec le 316, commander une matière à double certification 316/316L.
Quelle est la différence entre F316L, TP316L, WP316L et CF3M ?
C'est le même alliage sous différentes formes : F = pièce forgée (A182), TP = tube (A312/A213), WP = raccord à souder (A403) et CF3M = moulage (A351). La composition est presque la même ; la pièce moulée contient plus de Cr et de Si et renferme de la ferrite.
316Ti ou 316L ?
Les deux résistent à la sensibilisation. Le 316L domine le marché ASTM ; le 316Ti (1.4571) est traditionnel en Europe et conserve un peu plus de résistance en température, mais il est plus difficile à polir et à souder sans perte de Ti.
Le 316 est-il magnétique ?
À l'état hypertrempé, il est pratiquement amagnétique. L'écrouissage peut former de la martensite et laisser un léger magnétisme ; les soudures et les moulages CF8M attirent un peu à cause de la ferrite. Le 316LVM est spécifié pour rester amagnétique.
