Pourquoi les produits en acier inoxydable non magnétiques présentent-ils parfois du magnétisme ? Explication d'un expert

Les produits en acier inoxydable sont omniprésents dans notre environnement, qu'il s'agisse d'appareils de cuisine, de dispositifs médicaux ou de composants industriels. "Cela a donné lieu à une idée fausse selon laquelle le véritable acier inoxydable n'est jamais magnétique, ce qui ne pourrait pas être plus éloigné de la vérité. De nombreux consommateurs testent le magnétisme des articles en acier inoxydable pour déterminer leur authenticité et leur qualité, pensant que l'attraction magnétique signifie que le produit est de qualité inférieure, contrefait ou mal étiqueté.

Mais cette idée reçue, comme le sait toute personne versée dans la métallurgie et la fabrication de l'acier inoxydable, est une simplification excessive et très trompeuse. Cela nous amène à la complication de l'inox magnétique dans la vie de tous les jours : En réalité, de nombreux matériaux authentiques en acier inoxydable, même antimagnétiques, créent un magnétisme minimal dans les environnements appropriés.

Dans ce guide complet, nous expliquerons exactement pourquoi les aciers inoxydables non magnétiques - en particulier les nuances 201 et 304 - présentent du magnétisme, tout en donnant des conseils généraux pour aider les consommateurs et les professionnels à interpréter et à évaluer avec précision leurs produits en acier inoxydable.

Propriétés magnétiques de différents types d'acier inoxydable

Cela dit, la première chose à prendre en compte dans le choix de l'acier inoxydable est qu'il ne s'agit pas d'un seul et même matériau, mais plutôt d'une famille d'alliages regroupés en fonction de leur structure cristalline. Selon la classification métallurgique, les aciers inoxydables peuvent être classés en trois grandes catégories.

Acier inoxydable austénitique

Les propriétés ferromagnétiques de ces aciers sont plus proches de celles que l'on trouve dans les types courants (ex : 201, 202, 301, 304 et 316) qui ne sont normalement pas magnétisés au sens général du terme, de sorte qu'ils présentent un comportement non magnétique ou très faiblement magnétique à température ambiante. Ils ont une structure cristalline cubique à faces centrées (FCC) et sont faiblement non magnétiques.

Bien que les consommateurs rencontrent toutes sortes de produits en acier inoxydable austénitique en abondance (les articles de cuisine de qualité 304 abondent dans le monde entier), les distinctions sont là pour être comprises, et elles expliquent pourquoi le magnétisme peut varier si fortement d'un article à l'autre, même de la même qualité.

• Structure cristalline: Cubique à faces centrées (FCC)
• Magnétisme normal: Non magnétique à très faiblement magnétique
• Courant dans les ustensiles de cuisine, les appareils électroménagers et les outils de transformation des aliments
• Bien qu'ils soient considérés comme "non magnétiques", ils peuvent présenter un léger magnétisme dans certaines conditions.

Aciers inoxydables ferritiques (par exemple, 430)

• Structure cristalline: Cubique centré sur le corps (BCC)
• Magnétisme: Naturellement magnétique
• Moins résistantes à la corrosion que les nuances austénitiques, mais plus abordables.

Aciers inoxydables martensitiques (par exemple, 410, 420)

• Structure cristalline: Tétragone centré sur le corps (BCT)
• Magnétisme: Fortement magnétique
• Souvent utilisé dans les couteaux et les outils de coupe en raison de sa dureté.

La raison pour laquelle l'acier inoxydable austénitique (tel que le 304) peut devenir magnétique

Effet des éléments d'alliage et des variations métallurgiques

La phase austénitique de l'acier inoxydable 304, ou "18-8", qui est un alliage d'environ 18% de chrome et 8% de nickel, est stable à température ambiante. Cependant, même une légère libération de nickel et/ou de chrome au cours de la production peut entraîner la formation imprévue de petites quantités de phases ferritiques ou martensitiques dans l'alliage. Les phases ferritiques et martensitiques sont toutes deux magnétiques et sont donc responsables du comportement faiblement magnétique de l'acier.

Par exemple, dans l'environnement de production pratique, il est presque impossible de garantir une homogénéité 100% de l'alliage. De petites différences dans le processus de fusion et de refroidissement entraînent ce que les métallurgistes appellent la "ségrégation chimique". Plusieurs phases riches en fer et sensibles au magnétisme se liquéfient dans les zones visuellement améliorées. Bien que ces zones ne représentent qu'un faible pourcentage de l'alliage, leur réponse magnétique peut être détectée par des aimants domestiques à haute résistance et amener les consommateurs à douter indûment de l'authenticité du produit.

Effets du travail à froid et du traitement mécanique

L'usinage a un effet sur tout, et pas seulement sur les aciers inoxydables, mais la raison la plus fréquente pour laquelle un acier inoxydable non magnétique devient magnétique est le travail à froid, également connu sous le nom de déformation mécanique. La déformation à froid est la déformation physique du métal en dessous de sa température de recristallisation, typique des processus de fabrication tels que le laminage, le cintrage, l'étirage ou l'emboutissage.

Les aciers inoxydables austénitiques, quelle que soit leur qualité, comme le 304, ne sont pas magnétiques dans leur phase de mise en solution ; cependant, lorsqu'ils sont travaillés à froid, ces aciers subissent une transformation partielle de leur structure cristalline, passant de l'austénite non magnétique à la martensite magnétique. Plus la déformation est importante, plus la phase martensitique locale tend à se développer, ce qui se traduit par une réponse magnétique plus élevée du produit. Par exemple :

• Un tuyau en acier inoxydable typique de Φ76 mm ne sera pas attiré magnétiquement car la déformation pendant le processus de formation est très faible.
• Par exemple, une déformation importante se produit et, par conséquent, une meilleure attraction magnétique augmente considérablement lorsque le même lot d'acier est étiré en une fraction, telle qu'un tube de Φ9,5 mm.
• Les tubes rectangulaires ou carrés subissent une déformation encore plus importante - surtout dans les coins - et montrent donc plus de magnétisme.

Ce phénomène, scientifiquement connu sous le nom de transformation martensitique induite par la déformationest bien connu dans le monde de la métallurgie mais peut être mal compris ou méconnu du grand public.

Des idées fausses qui prêtent manifestement à confusion et les moyens d'y remédier

Disons que les consommateurs font des expériences avec leurs ustensiles de cuisine en utilisant de puissants aimants au néodyme. Ils seront même convaincus que leurs produits en acier inoxydable ne sont ni authentiques ni sûrs, même s'ils présentent une faible attraction magnétique. Mais l'expérience métallurgique pratique montre que c'est le contraire qui est vrai.

Afin d'aborder les questions relatives aux clients d'une manière pratique :

• Effectuez un test d'attraction magnétique sur des articles en acier au carbone (comme des clous ou des vis) pour déterminer l'intensité du magnétisme de votre produit par rapport à celui de l'acier inoxydable. Même lorsque l'acier inoxydable 304 est travaillé à froid, il est beaucoup moins magnétique que les aciers au carbone ou les aciers inoxydables ferritiques tels que le grade 430.
• Montrer que le magnétisme résultant de l'écrouissage diminue avec le temps, surtout si le produit subit des traitements thermiques ou est utilisé pendant une longue période à haute température (comme c'est le cas des ustensiles de cuisine). Ce comportement monotone et décroissant prouve que même la déformation mécanique est la source du magnétisme qui permet de différencier l'acier inoxydable austénitique authentique des alliages magnétiques spécifiques.

Étude de cas : Ustensiles de cuisine décoratifs en déformation mécanique

Des batteries de cuisine en acier inoxydable 304 ont été estampillées avec des forces mécaniques appliquées dans le cadre d'opérations de formage dans un environnement pratique. Le premier test de l'aimant a révélé une légère attraction magnétique, choquant les consommateurs habitués aux connaissances métallurgiques.

Cependant, une utilisation prolongée à des températures de cuisson et des cycles thermiques de routine dans les cuisines ont montré que les nouveaux tests présentaient un magnétisme nettement réduit, confirmant que tout magnétisme induit par la contrainte serait transitoire, avec peu de risque supplémentaire en termes de qualité ou de sécurité du produit. Cette expérience pratique plaide en faveur d'une sensibilisation des consommateurs à tous les produits commercialisés en tant qu'acier inoxydable, ce qui n'est pas lié à leur magnétisme.

Conseils aux consommateurs et aux industries

Comme le conseilleraient des métallurgistes experts et des fabricants chevronnés :

• Tests de l'aimant pour se rafraîchir: Le magnétisme seul n'est pas une évaluation fiable de la qualité ou de l'authenticité de l'acier inoxydable, affirme le groupe.
• Se référer à la documentation et aux certifications du produit: Vérifier les certificats officiels des produits ou les rapports d'essai de laboratoires indépendants fournis par des fabricants réputés pour valider les spécifications des matériaux.
• Importance dans le monde réel: Un léger magnétisme dû à un traitement mécanique ou à de légères variations chimiques ne compromet pas les performances, la résistance à la corrosion ou la sécurité du produit.

Remarques finales et leçons importantes

Dans l'ensemble, un peu de magnétisme dans les produits ordinaires en acier inoxydable de qualité non magnétique, tels que les alliages 304 et 201, est scientifiquement compréhensible, n'est pas un sujet d'inquiétude et est généralement assez normal. Les conditions dans lesquelles le magnétisme se produit habituellement :

• Variation limitée de la composition chimique dans la production.
• Procédés d'usinage à froid :Déformation mécanique.
• Effets magnétiques temporaires qui s'estompent progressivement avec le temps et l'usage.

Sensibiliser les consommateurs et les acteurs de l'industrie aux réalités de notre secteur permet de dissiper ces mythes de manière à promouvoir la confiance des consommateurs et à éviter les inquiétudes injustifiées quant à la qualité des produits. Par conséquent, les tests magnétiques ne devraient être que complémentaires (et non définitifs) dans l'évaluation des produits inoxydables.

Cette connaissance globale permet aux consommateurs du monde entier de reconnaître et d'approuver la qualité et les performances authentiques des produits en acier inoxydable, indépendamment des propriétés magnétiques temporaires qui se manifestent à des intervalles inattendus.