Publié le: 17 juin 2025
Quelle est la résistance à la chaleur de l’inox ?
Dans les fours industriels, les systèmes d’échappement et les turbines, tout tourne autour de la résistance à la chaleur. À ce titre, l’inox occupe un rôle spécial. Dans ce blog, nous vous en disons plus à ce propos et nous abordons les points suivants :
- Que signifie la résistance à la chaleur de l’inox ?
- Décoloration, écaillage et propriétés mécaniques
- Quelle est la résistance à la chaleur des différents types d’inox ?
- Quelles sont les influences sur la résistance à la chaleur ?
- Inox et soudage, qu’en est-il ?
1. Que signifie la résistance à la chaleur de l’inox ?
Nous entendons par là le point auquel se produit l’oxydation HT (oxydation à haute température) de l’acier inoxydable. Ceci a pour conséquence la décoloration, « l’écaillage » et une chute des propriétés mécaniques. Ce phénomène peut débuter dès les premières centaines de degrés Celsius ; mais en général, cela ne devient problématique qu’à partir de 400 à 500 ºC.
Nous ne parlons donc pas du point auquel l’inox va se mettre à fondre. Le point de fusion se situe d’ailleurs au-dessus des 1 400 ºC (entre 1 400 et 1 450 ºC pour un type 304), mais le point précis diffère encore toujours en fonction du type d’inox et il dépend de la composition exacte de l’inox.
2. Décoloration, écaillage et propriétés mécaniques
Grâce à la composition de l’inox, la surface de ce métal peut former une peau d’oxyde de chrome. Cette couche à la surface apparaît lorsque le chrome entre en contact avec l’oxygène. La couche protège l’inox contre la rouille, ainsi que d’autres formes de corrosion. À de très hautes températures, cette peau d’oxyde va devenir cependant plus épaisse. En outre, d’autres composés oxydes se forment à côté des oxydes de chrome et vont entraîner une décoloration.
À partir de quelques centaines de degrés, l’inox va prendre une couleur jaunâtre. À mesure que la température augmente, cette couleur peut également devenir brune, bleue et violette.
Chaque couleur correspond en fait à une peau d’oxyde. La peau d’oxyde jaune n’est pas si problématique. On la retrouve souvent par exemple sur les casseroles, qui résistent jusqu’à des températures de 400 à 500 ºC. Mais si l’inox atteint des températures supérieures à celles-ci, des peaux d’oxyde brunes, bleues et violettes vont finir par se former.
Ces peaux d’oxyde sont épaisses, dures et fragiles. Du fait de la dilatation et la contraction continues durant les variations de températures, des oxydes épais se détachent de la peau. Ceux-ci se désagrègent sous forme d’écailles ; c’est la raison pour laquelle ceci est également appelé « écaillage ».
L’écaillage pose de sérieux problèmes. Chaque fois que des écailles d’oxyde se détachent, l’épaisseur de l’inox diminue. À un certain moment, l’inox devient trop fin pour pouvoir exécuter sa tâche. Et non seulement la résistance diminue, mais le risque de corrosion augmente également. Du fait de la désagrégation des oxydes épais, des fissures peuvent se former entre les couches d’oxydes, ce qui facilite la pénétration de particules corrosives et la formation de corrosion.
Il n’y a rien à faire contre la décoloration de l’inox. Par contre, il existe plusieurs alliages d’inox qui résistent mieux aux effets de l’écaillage que les types standard d’inox.
3. Quelle est la résistance à la chaleur des différents types d’inox ?
Le tableau ci-dessous montre approximativement jusqu’à quelle température chaque type d’inox résiste à l'oxydation et à l’écaillage.
| Type | Température changeante (°C) | Température continue °C |
| 304 | 870 | 925 |
| 309 | 980 | 1095 |
| 310 | 1035 | 1150 |
| 316 | 870 | 925 |
| 321 | 870 | 925 |
| 410 | 815 | 705 |
| 416 | 760 | 675 |
| 420 | 735 | 620 |
| 430 | 870 | 815 |
Bron: Azom.com
Attention : les températures ci-dessus sont approximatives et correspondent à des conditions idéales telles qu’un air pur. Un air vicié, des contraintes mécaniques et des températures changeantes peuvent entraîner un abaissement de ces limites.
Ce qui frappe, c’est que les types d’inox 309 et 310 se distinguent dans ce tableau. Ces types ont des pourcentages relativement élevés de chrome, nickel et carbone. Ces éléments stabilisent la peau d’oxyde et offrent ainsi une résistance à l’écaillage jusqu’à des températures de 1 000 à 1 100 ºC.
Il n’est pas surprenant donc que l’inox 309 soit souvent utilisé pour les systèmes d’échappement, les fours industriels et les échangeurs de chaleur. L’inox 310 est utilisé à des fins similaires, mais avec des températures encore plus élevées.
Il subsiste encore un inconvénient : au-dessus de 400 à 500 ºC, la résistance diminue très rapidement. Ceci ne s’applique d’ailleurs pas uniquement aux types 309 et 310, mais à toutes les qualités d’inox. Ainsi à 1 000 - 1 100 ºC, il ne reste pratiquement plus aucune résistance. À titre d’illustration : une tôle d’inox de 1 000 ºC va s’affaisser sous son propre poids.
Afin d’utiliser néanmoins les propriétés de résistance à la chaleur et à la corrosion de l’inox, celui-ci est souvent utilisé en tant qu’élément d’un système à double paroi. L’inox capture la chaleur, tandis qu’un autre métal (plus froid) offre une résistance par l’extérieur.
4. Quelles sont les influences sur la résistance à la chaleur de l’inox ?
Différents facteurs ont une influence sur la résistance à la chaleur de l’inox. Nous abordons ici les principaux :
- Le milieu atmosphérique : est-ce que l’air est pur ? Dans ce cas, la résistance à la chaleur est plus haute que lorsque l’air est vicié. En effet, la pollution attaque plus rapidement la peau d’oxyde de chrome.
- La continuité de la température : celle-ci est constamment haute ou justement tour à tour basse et haute ? Des variations nombreuses au niveau de la température entraînent souvent une oxydation HT, avec pour conséquence le fait que des oxydes épais peuvent se désagréger plus souvent. C’est pourquoi la résistance à la chaleur est plus faible en cas de nombreuses variations de températures.
- Tension et contrainte : si l’inox est soumis à de fortes contraintes, un fluage (= déformation lente) interviendra également plus rapidement à de hautes températures. De même, une dilatation thermique peut se produire au niveau d’éléments chauffés de manière irrégulière. Si votre inox doit répondre à des exigences de résistance spécifiques, vous êtes donc automatiquement limité(e) par la hauteur des températures.
- Le risque de formation de phase sigma. En phase sigma, de petites particules apparaissent dans la structure cristalline du matériau du fait que des atomes de chrome et de fer se lient pour former ces particules. Cela se produit à des températures qui se situent autour de 450 et 850 ºC. Les phases sigma sont des composés intermétalliques durs et fragiles qui diminuent la ténacité et la résistance à la corrosion de l’inox.
La phase sigma intervient principalement au niveau de constructions soudées et d’éléments soumis à des contraintes prolongées. Les types d’inox possédant beaucoup de chrome, comme le 309, 310 et également le 316, y sont sensibles (en raison des forts pourcentages de chrome). Si vous travaillez dans cette zone de températures, vous avez tout intérêt à prendre également en compte cette forme d’affaiblissement structurel.
5. Quelle est l’influence du soudage sur l’inox ?
Lors du soudage, l’inox est également chauffé bien entendu. Cependant, cela se produit une seule fois et brièvement. Qu’est-il raisonnable de faire donc ? Cela dépend de l’application exacte de l’inox, mais en règle générale, les solutions suivantes sont souvent retenues.
Dans des conditions normales, un inox 304 standard résiste à la corrosion et à une haute température (autour de 850 ºC). Cependant, dès que vous allez souder ce matériau, il existe un risque de corrosion intercristalline. Cette forme de corrosion intervient alors juste à côté de la soudure. Cette zone est également appelée la zone influencée par la chaleur. Dans un tel cas, le type 304L (Low Carbon ou bas carbone) constitue une meilleure alternative. Mais la résistance à la chaleur de ce type est à son tour plus faible (400-450 ºC).
Pour une alternative qui offre une résistance à la corrosion et à la chaleur comparable à l’inox 304 standard et qui est également facile à souder, nous en arrivons à l’inox 304 stabilisé au titane. Ce type est également appelé 304Ti ou 321. Cela s’applique également à l’inox 316, 316L et 316Ti.
Vous avez besoin d’une résistance à la chaleur supérieure et vous devez également souder ? Dans ce cas, vous n’échappez souvent pas aux types d’inox 309 et 310. Vous devez alors souder en revanche avec des paramètres ajustés et des métaux d’apport de soudage adaptés (tels que l’ER309 et l’ER310).
Vous avez des questions sur la résistance à la chaleur de l’inox ?
Dans ce blog, nous avons abordé la résistance à la chaleur de l’inox. Vous avez pu lire ce que l’on entend par résistance à la chaleur, quelles sont les influences, quelles conséquences de (trop) hautes températures peuvent avoir et jusqu’à quelles températures les types d’inox fréquemment utilisés résistent réellement à la chaleur.
Cela reste cependant un sujet vaste et complexe. Nous avons tenté de tout formuler le plus clairement possible, mais il se peut que certaines nuances aient été perdues. Utilisez par conséquent cet article uniquement à titre indicatif. Faites toujours appel à un ou une métallurgiste, afin de vous assurer que vous choisissez le bon inox.
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Vous avez encore des questions à ce sujet ? Dans ce cas, n’hésitez pas à prendre contact avec nous.
