Dossier d'application duplex en acier inoxydable
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Dossier d'application duplex en acier inoxydable
Acier inoxydable duplex de première et deuxième génération
L'application de la première génération d'acier inoxydable duplex a commencé dans les années 1930 et ses représentants typiques sont le type 329 (S32900) et l'Uranus 50 (S32404). En raison de la teneur élevée en Cr et Mo dans l’alliage, ce type de matériau présente une excellente résistance aux piqûres. La soudabilité de l’acier inoxydable duplex de première génération est médiocre. Après le soudage, la paire austro-fer au niveau du joint et dans la zone affectée par la chaleur s'écartera sérieusement du rapport biphasé d'origine du matériau de base, ce qui entraînera une réduction de la ténacité et de la résistance à la corrosion. Bien que les propriétés puissent être récupérées par traitement thermique après soudage, l'application de l'acier inoxydable duplex de première génération est limitée par sa mauvaise soudabilité.
Dans les années 1970, les performances de soudage de l'acier inoxydable duplex ont été grandement améliorées grâce à l'ajout quantitatif de N au système d'alliage. Cela est principalement dû à l’application du procédé de décarbonisation argon-oxygène (AOD), qui permet d’ajouter du N de manière plus économique et dont le contrôle de la teneur est plus précis. Bien que N ait été initialement ajouté parce qu'il s'agissait d'un élément de formage austénitique moins cher que le Ni, les ingénieurs ont rapidement découvert d'autres avantages du N, tels qu'une résistance accrue du matériau, un rapport auro-fer amélioré requis pour une récupération rapide après le soudage et une résistance accrue à la corrosion locale. Avec l'augmentation de la teneur en N, la température de transition de la ferrite à l'austénite augmente et l'équilibre biphasé idéal de l'austénite peut être obtenu dans la zone affectée thermiquement (ZAT) même après plusieurs cycles thermiques. L'effet bénéfique du N permet d'utiliser l'acier inoxydable duplex directement à l'état post-soudage, ce qui favorise grandement le développement de la deuxième génération d'acier inoxydable duplex. L'ajout et le contrôle précis de la teneur en azote dans le système composite sont devenus la caractéristique la plus importante de l'acier inoxydable duplex de deuxième génération, et la teneur en azote typique est de l'ordre de 0,15-0,40 %.
Classification de l'acier inoxydable duplex
En 1969, afin d'évaluer la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable duplex dans des milieux contenant du chlore, les métallurgistes ont introduit le concept d'indice équivalent de résistance aux piqûres de chrome (PREN). La formule la plus courante pour calculer le PREN est :
PREN=%Cr + 3.3[%Mo + 0.5(%W)] + 16[%N]
La relation empirique est dérivée de la régression statistique d'un grand nombre de résultats d'essais de corrosion. La teneur en Cr, Mo, W et N de l'alliage a été utilisée pour caractériser la capacité relative de l'acier inoxydable à résister à la corrosion par piqûres et fissures. L'acier inoxydable duplex peut être divisé en quatre catégories selon le degré d'alliage (voir ISO17781 pour plus de détails).
Économie d'acier inoxydable duplex Lean DSS (24 Inférieur ou égal à PREN Inférieur ou égal à 30)
Acier inoxydable duplex Standard DSS (30<>
Super Duplex Acier inoxydable Super DSS (40 Inférieur ou égal à PREN<48)
Super Super Duplex Acier inoxydable Hyper DSS (48 Inférieur ou égal à PREN Inférieur ou égal à 55)
L'acier inoxydable duplex économe se caractérise par une faible teneur en Ni et/ou Mo. Afin de compenser le faible rapport de phase austénitique provoqué par une faible teneur en Ni, il est nécessaire d'augmenter la teneur en N et Mn dans le système d'alliage. Le DSS économique présente une très bonne résistance mécanique et à la corrosion et convient aux matériaux de roulement structurels, aux matériaux de réservoirs et aux environnements de service où une résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure est requise.
Le DSS standard contient généralement 22-25 % de Cr et 2-3 % de Mo et est de loin l'acier inoxydable duplex le plus largement utilisé. Parmi eux, l'alliage 2205 (S32205) est le cheval de bataille de l'acier inoxydable duplex standard et est de loin le plus largement utilisé de tous les aciers inoxydables duplex de deuxième génération. Les formes de produits couvrent presque toutes les formes de matériaux métalliques.
L'acier inoxydable super duplex a généralement une teneur élevée en Cr, Mo et N (ou W) pour garantir un PREN supérieur à 40. Ce type d'acier inoxydable duplex est à peu près équivalent à l'acier inoxydable super austénitique à 6 % de Mo en termes de résistance au chlorure. piquage, et est largement utilisé dans l'industrie chimique, le contrôle de la pollution, l'environnement marin, l'exploitation minière par lixiviation acide et d'autres zones avec des environnements corrosifs difficiles.
Les aciers inoxydables super duplex représentés par S32707 et S33207 sont conçus pour les environnements corrosifs acides et contenant des chlorures. Bien que l'augmentation de la teneur en Cr et Mo améliore encore la résistance à la corrosion de l'alliage, elle donne également à l'acier inoxydable super duplex une plus forte tendance à la précipitation de la deuxième phase, ce qui signifie également qu'un contrôle plus strict est requis pendant le traitement. À l'heure actuelle, ce type d'acier inoxydable duplex n'est disponible que pour les tuyaux et tubes sans soudure.
