Inox 304 ou 316, 304L ou 316L : sur un plan, une commande de tôle ou une fiche de spécification, la différence tient souvent en un chiffre ou une lettre.
Elle engage pourtant la tenue du matériau pendant des années : un 304 posé en bord de mer ou dans une eau chlorée peut se piquer là où un 316L tient.
Ces nuances austénitiques sont définies en Europe par la norme EN 10088 (1.4301, 1.4307, 1.4404) et ne diffèrent que par quelques éléments : le molybdène et le carbone.
Ce guide décode les désignations, compare les compositions et les propriétés sur les valeurs des normes et des fiches producteurs, puis indique quelle nuance choisir selon l'usage industriel.
1. Lire les désignations : AISI 304, EN 1.4301, X5CrNi18-10
Une même nuance porte plusieurs noms selon le système de référence. Les appellations 304 et 316 viennent de la numérotation américaine historique (AISI, reprise dans les normes ASTM et le système UNS).
En Europe, la référence est la norme EN 10088 : la partie 1 liste les nuances, les parties 2 et 3 fixent les conditions de livraison des tôles et bandes, puis des barres et profilés.
Chaque nuance y reçoit deux désignations. Le numéro (1.4301) est compact : « 1 » désigne un acier, « 43 » le groupe des inox au chrome-nickel sans molybdène, « 44 » celui des inox au chrome-nickel-molybdène.
La désignation symbolique (X5CrNi18-10) se lit comme une formule : « X » signale un acier fortement allié, le chiffre qui suit donne la teneur repère en carbone (en centièmes de %), puis viennent les éléments principaux et leurs teneurs nominales. X2CrNiMo17-12-2 se lit donc : très bas carbone, environ 17 % de chrome, 12 % de nickel et 2 % de molybdène.
| Usage courant | EN (numéro) | EN (symbolique) | UNS |
|---|---|---|---|
| 304 | 1.4301 | X5CrNi18-10 | S30400 |
| 304L | 1.4307 | X2CrNi18-9 | S30403 |
| 316 | 1.4401 | X5CrNiMo17-12-2 | S31600 |
| 316L | 1.4404 | X2CrNiMo17-12-2 | S31603 |
| 316L à Mo relevé | 1.4432 | X2CrNiMo17-12-3 | — |
Ces désignations posées, reste à voir ce qu'elles recouvrent réellement dans la composition de l'acier.
2. Composition chimique : ce qui sépare vraiment le 304 du 316L
Les quatre nuances appartiennent à la même famille : des aciers austénitiques au chrome-nickel. Le chrome forme la couche passive qui protège la surface, le nickel stabilise la structure austénitique, ductile et tenace.
Deux éléments font la différence. Le molybdène (2,00 à 2,50 % en EN) distingue la famille 316 de la famille 304, qui n'en contient pas. Le carbone distingue les versions « L » (≤ 0,030 %) des versions standard (≤ 0,07 %).
| Nuance | C max | Cr | Ni | Mo |
|---|---|---|---|---|
| 1.4301 (304) | 0,07 (0,04) | 17,5 – 19,5 (18,1) | 8,0 – 10,5 (8,1) | — |
| 1.4307 (304L) | 0,030 (0,02) | 17,5 – 19,5 (18,1) | 8,0 – 10,5 (8,1) | — |
| 1.4401 (316) | 0,07 (0,04) | 16,5 – 18,5 (17,2) | 10,0 – 13,0 (10,1) | 2,00 – 2,50 (2,1) |
| 1.4404 (316L) | 0,030 (0,02) | 16,5 – 18,5 (17,2) | 10,0 – 13,0 (10,1) | 2,00 – 2,50 (2,1) |
| 1.4432 (316L) | 0,030 | 16,5 – 18,5 (16,9) | 10,5 – 13,0 (10,7) | 2,50 – 3,00 (2,6) |
Contrairement à une idée répandue, le 316L n'a pas plus de chrome que le 304 : sa fourchette est même légèrement plus basse. Sa meilleure tenue vient du molybdène, et le nickel est relevé pour conserver une structure entièrement austénitique malgré cet ajout.
L'appellation commerciale « 18/10 », fréquente en arts de la table, renvoie à la famille 304 (environ 18 % de chrome et 10 % de nickel, d'où la désignation X5CrNi18-10). Elle ne désigne pas une nuance normalisée à elle seule.
Le molybdène agit sur la corrosion localisée (section 4). Le carbone, lui, joue surtout au moment du soudage : c'est tout le sens de la lettre « L ».
3. Le « L » : bas carbone, soudage et corrosion intergranulaire
Le « L » signifie low carbon : 0,030 % de carbone au maximum, contre 0,07 % pour le 304 et le 316 standard. Cet écart minuscule vise un phénomène précis, la sensibilisation.
Lorsqu'un inox austénitique séjourne dans l'intervalle critique de 550 à 850 °C, le carbone se combine au chrome et précipite en carbures aux joints de grains. Les zones voisines s'appauvrissent en chrome et perdent leur passivité.
En milieu agressif, l'acier se corrode alors le long des joints de grains : c'est la corrosion intergranulaire, souvent localisée dans la zone affectée thermiquement d'une soudure.
Les fiches producteurs citent trois situations à risque : le soudage de fortes épaisseurs, un traitement thermique dans l'intervalle critique et un refroidissement lent après traitement ou formage à chaud. Un carbone inférieur à 0,03 % allonge nettement le temps nécessaire à la sensibilisation.
Version « L » conseillée
- Ensembles soudés, surtout en épaisseur
- Pièces soudées non remises en solution après soudage
- Milieux où la corrosion intergranulaire est un risque connu
- Tuyauteries et cuves de procédé soudées
Version standard envisageable
- Pièces non soudées (usinage, emboutissage)
- Faibles épaisseurs, apport de chaleur réduit
- Recherche d'une limite d'élasticité un peu plus élevée
En pratique, une large part des tôles du commerce est aujourd'hui produite avec un carbone bas, et l'on rencontre souvent des certificats de double conformité (304/304L, 316/316L) : la composition satisfait la version L tout en atteignant les caractéristiques mécaniques de la version standard. Seul le certificat matière permet de le vérifier.
Le bas carbone ne suffit pas à rendre une soudure inoxydable. Les oxydes et la zone colorée laissés par le soudage doivent être éliminés, ce qu'expliquent en détail les pratiques de décapage et passivation de l'inox après soudure.
Reste la question qui motive le plus souvent le passage au 316L : la tenue face aux chlorures.
4. Résistance à la corrosion : PREN, chlorures et corrosion sous contrainte
L'inox ne rouille pas grâce à un film passif de quelques nanomètres, riche en chrome, qui se reforme spontanément à l'air. Les chlorures (sel, eau de mer, eau de javel, certains détergents) sont capables de le percer localement.
Deux formes de corrosion en découlent : la piqûre, sur une surface libre, et la corrosion caverneuse, dans un interstice (joint, recouvrement, dépôt).
Pour comparer les nuances, on utilise l'indice PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) : PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N. Le coefficient du molybdène explique à lui seul l'écart entre les deux familles.
PREN typique des nuances austénitiques courantes
Valeurs typiques calculées par le producteur sur sa composition courante (Outokumpu, fiches Core et Supra). Sur les minima EN 10088, le PREN du 1.4404 descend à environ 23.
Le PREN n'est qu'un indicateur de classement. Il ne donne ni une durée de vie ni une température limite : l'état de surface, la propreté, la géométrie, la température et la concentration en chlorures pèsent autant que la nuance.
La corrosion sous contrainte, point faible commun
Le molybdène ne protège pas de tout. Le 304 comme le 316L restent sensibles à la corrosion sous contrainte induite par les chlorures. Les fiches producteurs situent les conditions critiques dans la combinaison de contraintes de traction, d'une température supérieure à 50 °C environ et de solutions chlorurées.
Pour ces services, les producteurs orientent plutôt vers les inox ferritiques ou duplex. Les aciers inoxydables duplex associent une meilleure tenue à la corrosion sous contrainte à une résistance mécanique supérieure, au prix d'un soudage plus exigeant.
La corrosion n'est qu'un critère parmi d'autres. La résistance, la masse et la dilatation entrent aussi dans le dimensionnement.
5. Propriétés mécaniques et physiques : densité, dilatation, résistance
Sur le plan mécanique, les quatre nuances sont très proches. Les minima de l'EN 10088-2 pour la bande laminée à froid placent la limite d'élasticité autour de 220 à 240 MPa, avec un allongement élevé, caractéristique des austénitiques.
Les versions L affichent des minima un peu plus bas que les versions standard : le carbone contribue à la résistance. C'est l'une des raisons des certificats en double conformité évoqués plus haut.
| Propriété | 304 (1.4301) | 304L (1.4307) | 316L (1.4404) |
|---|---|---|---|
| Limite d'élasticité Rp0,2 min. | 230 MPa | 220 MPa | 240 MPa |
| Résistance à la traction Rm | 540 – 750 MPa | 520 – 700 MPa | 530 – 680 MPa |
| Allongement A80 min. | 45 % | 45 % | 40 % |
| Masse volumique | 7,9 kg/dm³ | 7,9 kg/dm³ | 8,0 kg/dm³ |
| Module d'élasticité | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
| Dilatation 20 – 100 °C | 16 × 10⁻⁶ /K | 16 × 10⁻⁶ /K | 16 × 10⁻⁶ /K |
| Conductivité thermique | 15 W/(m·K) | 15 W/(m·K) | 15 W/(m·K) |
Densité de l'inox 304L et du 316L : l'écart en pratique
La masse volumique du 304 et du 304L est de 7,9 kg/dm³ (7 900 kg/m³), celle du 316L de 8,0 kg/dm³, selon les fiches producteurs. L'écart vient surtout du nickel et du molybdène, plus denses que le fer.
Exemple : une tôle de 2 000 × 1 000 × 2 mm représente 4 dm³, soit 31,6 kg en 304L et 32,0 kg en 316L. Beaucoup de tableaux arrondissent les deux nuances à 8,0 : l'erreur reste d'environ 1 %, négligeable pour un devis mais pas pour un bilan de masse précis.
Pour une tôle, un tube ou une barre : calculateur de poids de l'inox, de l'acier et de l'aluminium.
À propriétés mécaniques voisines, le choix se fait donc d'abord sur l'environnement de service.
6. Usages industriels : quelle nuance pour quel environnement ?
Le 304 et le 304L sont les inox les plus utilisés. Ils conviennent aux milieux peu agressifs : atmosphères rurales et urbaines, eau potable froide, équipements intérieurs, mobilier, habillages, nombreux équipements agroalimentaires.
Le 316L devient la référence dès que les chlorures ou les acides entrent en jeu. Ses applications types, selon les fiches producteurs : chimie et pétrochimie, papeterie, textile, agroalimentaire et boissons, pharmacie, dispositifs médicaux, brides et robinetterie.
| Environnement | Orientation courante | Point de vigilance |
|---|---|---|
| Intérieur sec, atmosphère rurale ou urbaine | 304 / 304L | Propreté de surface, absence de contamination ferreuse |
| Ensemble soudé, milieu neutre | 304L | Décapage des soudures |
| Agroalimentaire sans sel ni nettoyage chloré intensif | 304L | Compatibilité des produits de nettoyage |
| Saumures, produits salés, nettoyage chloré, eau de piscine | 316L | Rinçage, zones de rétention, interstices |
| Zone côtière, atmosphère industrielle polluée | 316L | Lavage régulier, état de surface lisse |
| Chlorures chauds + contraintes de traction | Étudier un duplex ou un ferritique | Corrosion sous contrainte |
« Inox alimentaire » : ce que dit la réglementation
Il n'existe pas de nuance officiellement nommée « inox alimentaire ». Au niveau européen, le règlement (CE) n° 1935/2004 pose une obligation de résultat : un matériau au contact des denrées ne doit pas leur transférer de constituants en quantité susceptible de présenter un danger pour la santé ou d'altérer leur composition, leur goût ou leur odeur.
En France, l'arrêté du 13 janvier 1976 fixe en complément des critères de composition pour l'acier inoxydable au contact des aliments, dont une teneur minimale de 13 % de chrome. Le 304, le 304L et le 316L y satisfont.
Le choix entre eux relève donc de l'analyse du procédé : sel, acidité, température, produits de nettoyage et de désinfection. Les contraintes propres aux ateliers sont détaillées dans l'article sur la maintenance en agroalimentaire face à la corrosion.
Orientation rapide : 304L ou 316L ?
Sélectionnez la situation la plus proche de votre application. L'indication reprend les critères des fiches producteurs ; elle ne remplace pas une étude de corrosion.
Dans tous les cas, la tenue réelle dépend autant de la mise en œuvre que de la nuance : un 316L mal décapé, contaminé par des particules d'acier au carbone ou laissé sous des dépôts peut se corroder plus vite qu'un 304L bien entretenu.
Conclusion : le milieu décide, la lettre « L » protège la soudure
Entre 304 et 316, la différence tient au molybdène, qui porte le PREN typique d'environ 18 à 24 et améliore la tenue aux piqûres en présence de chlorures. Entre version standard et version « L », elle tient au carbone, qui conditionne la tenue des zones soudées à la corrosion intergranulaire.
Aucune de ces nuances n'est universelle : face aux chlorures chauds sous contrainte, 304L et 316L atteignent leurs limites, et d'autres familles d'inox prennent le relais. Les bonnes pratiques convergent vers une même démarche : caractériser le milieu, exiger la norme et le certificat matière, puis soigner la mise en œuvre et le décapage.
