Aperçu de l'acier inoxydable duplex
L'acier inoxydable super duplex se distingue des nuances duplex standard par ses propriétés de résistance à la corrosion nettement améliorées. C'est un matériau fortement allié, riche en éléments anticorrosifs tels que le chrome (Cr) et le molybdène (Mo). La nuance principale d'acier inoxydable super duplex, le S32750, contient jusqu'à 28,0 % de chrome, 3,5 % de molybdène et 8,0 % de nickel (Ni). Ces composants lui confèrent une résistance exceptionnelle aux agents corrosifs, notamment les acides, les chlorures et les solutions caustiques.
En général, les aciers inoxydables super duplex s'appuient sur les avantages reconnus des nuances duplex, avec une stabilité chimique accrue. Cela en fait une nuance idéale pour la fabrication de composants critiques dans le secteur pétrochimique, tels que les échangeurs de chaleur, les chaudières et les équipements 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 d'élasticité | 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
Le premier type est un acier faiblement allié, de nuance UNS S32304 (23Cr-4Ni-0,1N). Cet acier ne contient pas de molybdène et présente un indice PREN de 24-25. Il peut être utilisé à la place de l'AISI 304 ou 316 pour sa 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 en acier inoxydable austénitique.
Le troisième type est un acier fortement allié, contenant généralement 25 % de chrome, du molybdène et de l'azote, et parfois également du cuivre et du tungstène. La nuance standard UNSS32550 (25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0,2N) présente un indice PREN de 38-39, et sa résistance à la corrosion est supérieure à celle de l'acier inoxydable duplex à 22 % de chrome.
Le quatrième type est l'acier inoxydable super duplex, riche en molybdène et en azote. La nuance standard est UNS S32750 (25Cr-7Ni-3,7Mo-0,3N), et certaines contiennent également du tungstène et du cuivre. Son indice PREN supérieur à 40 permet une utilisation dans des conditions 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 précédemment, le Duplex offre généralement de meilleures performances que les différents types d'acier présents dans sa microstructure. En d'autres termes, la combinaison des caractéristiques positives des éléments austénite et ferrite offre une meilleure solution globale pour un grand nombre de situations de production différentes.
Propriétés anticorrosion – L'effet du molybdène, du chrome et de l'azote sur la résistance à la corrosion des alliages Duplex est considérable. Plusieurs alliages Duplex peuvent égaler, voire surpasser, les performances anticorrosion des nuances austénitiques courantes, notamment les 304 et 316. Ils sont particulièrement efficaces contre la corrosion caverneuse et par piqûres.
La fissuration par corrosion sous contrainte (SSC) est due à plusieurs facteurs atmosphériques, la température et l'humidité étant les plus évidents. La contrainte de traction ne fait qu'aggraver le problème. Les nuances austénitiques classiques sont très sensibles à la fissuration par corrosion sous contrainte, contrairement à l'acier inoxydable duplex.
l Ténacité – Le duplex est plus résistant que les aciers ferritiques, même à des températures plus basses, bien qu’il n’atteigne pas réellement les performances des nuances austénitiques à cet égard.
Résistance – Les alliages duplex peuvent être jusqu'à deux fois plus résistants que les structures austénitiques et ferritiques. Une résistance supérieure signifie que le métal reste stable même avec une épaisseur réduite, ce qui est particulièrement important pour réduire le poids.
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