L’acier inoxydable est-il magnétique? OUI ou NON – Connaissez la réponse !

L’acier inoxydable est un matériau populaire en raison de ses propriétés spécifiques. Parmi celles-ci, sa légèreté et sa résistance à la rouille sont des atouts majeurs. Cependant, de nombreuses applications requièrent que ce matériau soit magnétique. Cela soulève la question suivante : l’acier inoxydable est-il magnétique ? Il est intéressant de noter que cette question est très complexe et qu’il n’existe pas de réponse unique.

 

La raison est qu’il existe plusieurs types d’acier inoxydable, dont les microstructures varient. Composé à 70 % de fer, il est souvent considéré comme magnétique, car il l’est lui-même. Cependant, la réalité pourrait être différente. Dans cet article, nous allons démystifier le comportement magnétique de l’acier inoxydable. Alors, commençons !

 

Aperçu des matériaux en acier inoxydable et du magnétisme

Avant d’aborder le magnétisme, découvrons brièvement l’acier inoxydable.

 

L’acier inoxydable est un alliage composé de nombreux éléments, dont le fer, le chrome, le nickel, le carbone et le manganèse. Cependant, le fer et le chrome constituent 80 à 85 % de la composition de la plupart des nuances d’acier inoxydable. Ce matériau est particulièrement apprécié pour sa résistance à la corrosion.

 

Voici la composition chimique de l’acier inoxydable :

 

Élément	Composition typique (%)
Fer (Fe)	65–75 %
Chrome (Cr)	10,5–20 %
Nickel (Ni)	0–14 %
Carbone (C)	≤ 1,2 %
Manganèse (Mn)	0–2 %
Molybdène (Mo)	0–3 %
Silicium (Si)	0–1 %

La proportion de chaque élément d’alliage varie d’une nuance d’acier inoxydable à l’autre. Cependant, sa teneur en chrome (10,5 %) le distingue. Ce matériau forme une couche d’oxyde de chrome au contact de l’air ou de l’humidité. Cette couche d’oxyde est très bénéfique pour sa résistance à la corrosion.

 

Connaissez-vous les bases de l’acier inoxydable ? Parlons du comportement magnétique des matériaux.

 

Le magnétisme est le comportement d’un matériau par lequel il repousse ou attire le magnétisme. En termes simples, il s’agit de la force d’attraction. Ce comportement est dû au spin des électrons, qui créent des moments magnétiques. Chaque moment d’un électron s’ajoute pour créer un champ magnétique. Le matériau présente ainsi un comportement magnétique.

 

Par exemple, le cuivre est amagnétique, et la fonte est magnétique à l’état pur. Les matériaux magnétiques adhèrent aux aimants. En revanche, les non-magiciens n’aiment pas les aimants. Concernant l’acier inoxydable, certains types sont magnétiques, tandis que d’autres le sont. Nous aborderons le comportement de l’acier inoxydable dans la section suivante.

 

L’acier inoxydable est-il magnétique ?

Il n’y a pas de réponse par oui ou par non. L’acier inoxydable se décline en différents types dont la microstructure varie. Certains sont magnétiques, d’autres non. L’acier austénitique est non magnétique, tandis que le ferritique et le martensitique sont magnétiques.

 

Abordons le mécanisme du magnétisme. Comme vous le savez, l’atome possède des électrons dans ses orbitales. Ces électrons peuvent être appariés ou non, selon les matériaux. Ces électrons ont leur spin, qui produit des moments magnétiques. Dans une orbitale, si deux électrons sont présents, leurs spins sont opposés.

 

Le spin d’un électron peut être ascendant, tandis que celui du second électron est descendant. Si une orbitale comporte des électrons appariés, leurs spins s’annulent en raison de leur direction opposée. Ainsi, le spin net devient nul et aucun moment magnétique n’est produit. De l’autre côté, l’orbitale possède un électron non apparié ; son spin ne s’annule pas.

 

En conséquence, le moment magnétique est produit. Cependant, ce moment magnétique doit s’aligner dans la même direction pour induire un magnétisme dans le matériau. Certains aciers inoxydables ont une structure cubique à faces centrées (FCC) et leurs atomes sont étroitement liés. Il n’existe aucun espace ni domaine magnétique où les moments magnétiques pourraient s’aligner.

 

Ce type d’acier inoxydable n’est pas magnétique. À l’inverse, certains aciers inoxydables ne possèdent pas d’atomes étroitement liés. Des espaces subsistent entre les atomes. Ces espaces sont appelés domaines magnétiques, où les moments magnétiques s’alignent. L’alignement des moments magnétiques induit un magnétisme dans le matériau.

 

Types d’acier inoxydable et leur comportement magnétique

 

Comme indiqué précédemment, il existe plusieurs types d’acier inoxydable. Chacun d’eux diffère par sa microstructure. La microstructure indique la force ou la faiblesse des liaisons atomiques. Examinons ces types et leur comportement magnétique :

 

1- Acier inoxydable austénitique

Ce type d’acier inoxydable est très populaire et considéré comme haut de gamme. Il constitue 70 % de tous les types et nuances d’acier inoxydable. Sa géométrie atomique est cubique à faces centrées (FCC), ce qui signifie que ses atomes sont étroitement liés. Autrement dit, ils sont regroupés dans le grenier.

Il n’y a aucun espace entre ces atomes. Comme il n’y a pas d’espace, aucun domaine magnétique n’est produit. N’oubliez pas que cet acier inoxydable possède également des électrons non appariés. Cependant, leur moment magnétique ne s’aligne pas dans la même direction que les domaines magnétiques. Par conséquent, aucun magnétisme n’est induit dans ces types d’acier inoxydable.

 

2- Acier inoxydable ferritique

Les nuances d’acier inoxydable 409 et 430 appartiennent à la catégorie ferritique. Ces aciers inoxydables présentent une structure cubique à faces centrées (BCC). Cette disposition atomique est forte, mais les espaces entre les atomes restent les mêmes.

Ces espaces donnent naissance au domaine magnétique. N’oubliez pas que ce type d’acier inoxydable possède des électrons non appariés. Le spin de ces électrons non appariés produit des moments magnétiques. Ce moment magnétique s’aligne avec le domaine magnétique dans une direction. De ce fait, le magnétisme est induit dans ces aciers inoxydables ferritiques.

 

3- Acier inoxydable martensitique

Ce type d’acier inoxydable contient du chrome, ce qui lui confère une excellente résistance à la corrosion. Sa microstructure est de type BCT (Body-Centered Tetragonal). La position globale des atomes est similaire en BCT et en BCC. Cela signifie que les espaces entre les atomes sont maintenus, ce qui crée des domaines magnétiques.

N’oubliez pas que l’acier inoxydable martensitique possède des électrons non appariés qui produisent des moments magnétiques. Cette production de moments magnétiques est similaire dans les aciers inoxydables ferritiques et martensitiques. Le faible moment magnétique produit par chaque électron non apparié s’aligne dans une direction dans le domaine magnétique, ce qui entraîne le magnétisme dans ces matériaux.

 

4- Acier inoxydable duplex

Le comportement magnétique de l’acier inoxydable peut être très déroutant, surtout pour les novices. Il présente des caractéristiques ferritiques à 50 % et austénitiques à 50 %. Il présente à la fois des géométries FCC (Cubique à Faces Centrées) et BCC (Cubique à Corps Centrées). Certaines parties de ces aciers inoxydables présentent des domaines magnétiques.

Ce domaine est dû à de faibles espaces entre les atomes. À l’inverse, certaines parties présentent des atomes très serrés et ne possèdent pas de domaine magnétique. Cette partie ne permet pas aux moments magnétiques de s’aligner et de produire du magnétisme. Son comportement magnétique se situe entre l’acier inoxydable ferritique et l’acier inoxydable austénitique.

 

L’acier inoxydable adhère-t-il à un aimant ?

 

Oui et non ! Comme indiqué précédemment, il existe plusieurs types d’acier inoxydable. Chacun présente un comportement magnétique différent. L’acier inoxydable magnétique adhère à un aimant, tandis que l’acier inoxydable non magnétique ne le fait pas.

 

Comme indiqué précédemment, l’acier inoxydable se divise en quatre types principaux : l’acier inoxydable austénitique, l’acier inoxydable ferritique, l’acier inoxydable martensitique et l’acier inoxydable duplex. Cet acier inoxydable austénitique est amagnétique et n’adhère pas à l’aimant. Cela s’explique par son arrangement atomique FCC (Cubique à Faces Centrées). Les atomes sont étroitement regroupés.

 

Par conséquent, il ne possède aucun domaine magnétique permettant l’alignement du moment magnétique d’un électron. Il reste donc amagnétique et n’adhère pas à l’aimant lorsqu’il s’en approche. Les aciers ferritiques et martensitiques présentent tous deux des propriétés magnétiques. Cela est dû à leur arrangement atomique lâche.

 

Il existe des espaces entre les atomes. Par conséquent, des domaines magnétiques sont présents dans ces matériaux. Ces domaines permettent l’alignement des moments magnétiques. Ces matériaux sont donc magnétiques et adhèrent à l’aimant. L’acier inoxydable duplex peut adhérer à l’aimant grâce à ses propriétés magnétiques et amagnétiques.

 

Magnétisme de l’acier inoxydable 304 et 316

 

Il est intéressant de noter que les nuances d’acier inoxydable 304 et 316 sont amagnétiques. Elles sont austénitiques et présentent une disposition atomique cubique à faces centrées (FCC). Les atomes sont très serrés et aucun domaine magnétique n’est présent. De ce fait, elles sont amagnétiques. Cependant, l’acier inoxydable 316 présente une proportion légèrement plus élevée de molybdène (Mo).

 

Lorsque les deux nuances sont soumises à une contrainte ou à un écrouissage, leurs structures atomiques changent. Il se produit une transition de l’austénite aux phases martensitique ou ferritique. Ainsi, l’acier 304, contenant peu ou pas de molybdène, devient temporairement magnétique. Il est très faiblement magnétique et ne présente qu’une faible attraction pour l’aimant.

 

En revanche, l’acier 316, soumis à un écrouissage, ne présente aucun magnétisme, en raison de sa proportion plus élevée de molybdène. N’oubliez pas que la nuance 304 est également très faiblement magnétique, mais qu’elle le devient tout de même. C’est pourquoi ces deux nuances d’acier inoxydable diffèrent.

 

Foire aux questions

 

L’acier inoxydable 100 % est-il magnétique ?

Non, il n’existe pas d’acier inoxydable 100 %. Il s’agit d’un alliage composé de nombreux éléments. De plus, l’acier inoxydable peut être magnétique ou non, selon le type utilisé.

 

Le magnétisme affecte-t-il l’usinage CNC de l’acier inoxydable ?

Non, le comportement magnétique de l’acier inoxydable n’a aucun rapport avec son usinage CNC. N’oubliez pas que la machine CNC découpe et perce les matériaux. Elle peut donc usiner l’acier inoxydable, qu’il soit magnétique ou non.

 

Quels facteurs influencent le magnétisme de l’acier inoxydable ?

Le magnétisme de l’acier inoxydable dépend de nombreux facteurs. En voici quelques-uns :

• Traitement thermique
• Structure cristalline
• Composition de l’alliage
• Contraintes mécaniques dues au travail à froid

 

Conclusion

 

L’acier inoxydable est un matériau pratique utilisé dans de nombreux secteurs. Sa résistance à la corrosion et son faible prix en font une option idéale pour l’industrie manufacturière. Cependant, son magnétisme est souvent mal compris.

 

La principale raison de cette confusion réside dans la multiplicité des types d’acier inoxydable. Leur comportement magnétique varie d’un type à l’autre. Dans cet article, j’ai abordé tous les aspects du magnétisme de l’acier inoxydable. En résumé, l’acier inoxydable austénitique est amagnétique. Tous les autres types présentent un comportement amagnétique.