Présentation de l'acier inoxydable duplex
L'acier inoxydable super duplex se différencie des nuances duplex standard par ses propriétés de résistance à la corrosion considérablement améliorées. Il s'agit d'un matériau hautement allié avec des concentrations élevées d'éléments anticorrosifs tels que le chrome (Cr) et le molybdène (Mo). La nuance primaire d'acier inoxydable super duplex, S32750, comprend jusqu'à 28,0 % de chrome, 3,5 % de molybdène et 8,0 % de nickel (Ni). Ces composants confèrent une résistance exceptionnelle aux agents corrosifs, notamment les acides, les chlorures et les solutions caustiques.
Généralement, les aciers inoxydables super duplex s'appuient sur les avantages reconnus des nuances duplex avec une stabilité chimique améliorée. Cela en fait une qualité idéale pour la fabrication de composants critiques dans le secteur pétrochimique, tels que les échangeurs de chaleur, les chaudières et les équipements de récipients sous pression.
Propriétés mécaniques de l'acier inoxydable duplex
Notes | ASTM A789 Grade S32520 traité thermiquement | ASTM A790 Grade S31803 traité thermiquement | ASTM A790 Grade S32304 traité thermiquement | ASTM A815 Grade S32550 traité thermiquement | ASTM A815 Grade S32205 traité thermiquement |
Module élastique | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa | 200 GPa |
Élongation | 25 % | 25 % | 25 % | 15 % | 20 % |
Résistance à la traction | 770 MPa | 620 MPa | 600 MPa | 800 MPa | 655 MPa |
Dureté Brinell | 310 | 290 | 290 | 302 | 290 |
Limite d'élasticité | 550 MPa | 450 MPa | 400 MPa | 550 MPa | 450 MPa |
Coefficient de dilatation thermique | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K | 1E-5 1/K |
Capacité thermique spécifique | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) | 440 – 502 J/(kg·K) |
Conductivité thermique | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) | 13 – 30 W/(m·K) |
Classification de l'acier inoxydable duplex
l Le premier type est un type faiblement allié, avec la nuance représentative de UNS S32304 (23Cr-4Ni-0.1N). L'acier ne contient pas de molybdène et la valeur PREN est de 24-25. Il peut être utilisé à la place de l'AISI304 ou 316 pour la résistance à la corrosion sous contrainte.
l Le deuxième type appartient au type d'alliage moyen, la marque représentative est UNS S31803 (22Cr-5Ni-3Mo-0,15N), la valeur PREN est de 32-33 et sa résistance à la corrosion est comprise entre AISI 316L et 6 % Mo+N austénitique acier inoxydable.
l Le troisième type est du type fortement allié, qui contient généralement 25 % de Cr, de molybdène et d'azote, et certains contiennent également du cuivre et du tungstène. La nuance standard UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N), la valeur PREN est de 38-39 et la résistance à la corrosion de ce type d'acier est supérieure à celle de l'acier inoxydable duplex à 22 % de Cr.
l Le quatrième type est l'acier inoxydable super duplex, qui contient une teneur élevée en molybdène et en azote. La qualité standard est UNS S32750 (25Cr-7Ni-3,7Mo-0,3N), et certaines contiennent également du tungstène et du cuivre. La valeur PREN est supérieure à 40, ce qui peut être appliqué à des conditions moyennes difficiles. Il présente une bonne résistance à la corrosion et des propriétés mécaniques complètes, comparables à celles de l'acier inoxydable super austénitique.
Avantages de l'acier inoxydable duplex
Comme indiqué ci-dessus, le Duplex est normalement plus performant que les types d'acier individuels trouvés dans sa microstructure. Mieux dit, la combinaison des caractéristiques positives provenant des éléments austénite et ferrite offre une meilleure solution globale pour un grand nombre de situations de production différentes.
l Propriétés anticorrosives – L'effet du molybdène, du chrome et de l'azote sur la résistance à la corrosion des alliages Duplex est immense. Plusieurs alliages Duplex peuvent égaler et dépasser les performances anticorrosives des nuances austénitiques populaires, notamment 304 et 316. Ils sont particulièrement efficaces contre la corrosion par crevasses et par piqûres.
l Fissuration par corrosion sous contrainte – la SSC résulte de plusieurs facteurs atmosphériques, la température et l'humidité étant les plus évidents. La contrainte de traction ne fait qu'ajouter au problème. Les nuances austénitiques normales sont très sensibles à la fissuration par corrosion sous contrainte – l’acier inoxydable duplex ne l’est pas.
l Robustesse – Le duplex est plus résistant que les aciers ferritiques – même à des températures plus basses, alors qu'il n'égale pas réellement les performances des nuances austénitiques dans cet aspect.
l Résistance – Les alliages duplex peuvent être jusqu'à 2 fois plus résistants que les structures austénitiques et ferritiques. Une résistance plus élevée signifie que le métal reste ferme même avec une épaisseur réduite, ce qui est particulièrement important pour réduire le poids.