Acier inoxydable duplex

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Définition de l’acier inoxydable duplex

Les aciers inoxydables duplex sont une famille d'aciers inoxydables. Celles-ci sont appelées nuances duplex (ou austénitiques-ferritiques) car leur structure métallurgique se compose de deux phases, l'austénite (réseau cubique à faces centrées) et la ferrite (réseau cubique centré sur le corps) dans des proportions à peu près égales. Cela donne à l’acier inoxydable duplex de nombreux avantages des familles d’aciers austénitiques et ferritiques tout en minimisant les faiblesses.

Quels sont les avantages de l’acier inoxydable duplex ?

Résistance améliorée
De nombreuses nuances duplex sont jusqu'à deux fois plus résistantes que les nuances d'acier inoxydable austénitique et ferritique.

Haute ténacité et ductilité
L'acier inoxydable duplex est souvent plus malléable sous pression que les nuances ferritiques et offre une plus grande ténacité. Bien qu’ils offrent souvent des valeurs inférieures à celles des aciers austénitiques, la structure et les caractéristiques uniques de l’acier duplex l’emportent souvent sur toutes les préoccupations.

Haute résistance à la corrosion
Selon la nuance en question, les aciers inoxydables duplex offrent une résistance à la corrosion comparable (ou meilleure) à celle des nuances austénitiques courantes. Pour les alliages contenant davantage d’azote, de molybdène et de chrome, les aciers présentent une résistance élevée à la fois à la corrosion caverneuse et aux piqûres de chlorure.

Rentabilité
L'acier inoxydable duplex offre tous les avantages ci-dessus tout en nécessitant des niveaux inférieurs de molybdène et de nickel. Cela signifie qu'il s'agit d'une option moins coûteuse que de nombreuses nuances d'acier inoxydable austénitiques traditionnelles. Le prix des alliages duplex est souvent moins volatil que celui des autres nuances d'acier, ce qui facilite l'estimation des coûts -- à la fois au niveau initial et à vie. La solidité et la résistance à la corrosion plus élevées signifient également que de nombreuses pièces fabriquées en acier inoxydable duplex peuvent être plus fines que leurs homologues austénitiques, ce qui réduit les coûts.

Quelles sont les caractéristiques de l’acier inoxydable duplex ?

Résistance à la corrosion

Les nuances d'acier inoxydable duplex ont des propriétés de résistance à la corrosion équivalentes voire supérieures à celles des nuances austénitiques. Une teneur plus élevée en chrome associée au molybdène lui confère une plus grande résistance aux piqûres et à la corrosion caverneuse. Le nombre équivalent de résistance aux piqûres (PREN) est utilisé pour classer les qualités en fonction de leur résistance aux piqûres. Plus l’indice PREN est élevé, plus sa résistance à la corrosion par piqûre sera élevée.

Résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC)

Les qualités austénitiques sont sensibles au SCC tandis que les qualités ferritiques y présentent une plus grande résistance. Les aciers inoxydables duplex ont une meilleure résistance au SCC que les nuances austénitiques mais inférieure aux nuances d'acier inoxydable ferritique. Dans les nuances d'acier inoxydable duplex, le SCC s'initie dans la région austénitique mais est arrêté au niveau de la structure cristalline ferritique présente à la limite, empêchant ainsi la propagation des fissures et augmentant la durée de fonctionnement.

Force mécanique

Les aciers inoxydables duplex ont une résistance mécanique supérieure à celle des nuances austénitiques et ferritiques. Il permet d'utiliser des sections plus fines et contribue à la réduction de poids. L'usinage de l'acier inoxydable duplex est difficile et plus lent que celui de l'austénite, en raison de sa résistance mécanique plus élevée.

Soudage

Le soudage est difficile par rapport à l'austénite. Un contrôle étroit de l’apport de chaleur et de la vitesse de refroidissement est nécessaire afin d’éviter la formation de phases intermétalliques indésirables.

Types courants d’acier inoxydable duplex

Aciers inoxydables duplex maigres
Les qualités duplex maigres telles que LDX 2101® (S32101), UR 2202 (S32202), ATI 2102® (S82011) et 2304 (S32304) se caractérisent par des niveaux relativement faibles de nickel et/ou de molybdène. Pour compenser la teneur réduite en nickel, qui est un puissant formateur d'austénite, ces qualités ont des niveaux accrus d'azote et de manganèse, qui fournissent un équilibre de phase austénite/ferrite acceptable. En tant que groupe, les nuances pauvres ont une résistance élevée, en particulier une limite d'élasticité, et présentent une résistance à la corrosion par piqûres et fissures qui est similaire, ou juste en dessous, à celle de la nuance austénitique de type 316L. En raison de leur limite d'élasticité relativement élevée, les DSS maigres sont bien adaptés à la construction de réservoirs et aux applications structurelles.

Aciers inoxydables duplex standards
Les qualités duplex standard contiennent généralement {{0}} % de chrome, 2-3 % de molybdène et 0,15 % d'azote. Les qualités de cette catégorie sont largement utilisées dans tous les secteurs industriels et le 2205 (S32205) est devenu de loin la qualité duplex la plus utilisée. La nuance 2205 a une limite d'élasticité qui est plus de deux fois supérieure à celle du type 316 et une résistance à la corrosion par piqûres et fissures similaire à celle de l'acier inoxydable austénitique de type 904L. Les applications des qualités duplex standard comprennent les réservoirs, la tuyauterie, les cuves de traitement et les applications structurelles.

Aciers inoxydables super duplex
Les aciers inoxydables super duplex contiennent généralement 25 % de chrome, 3,5-4,0 % de molybdène et 0,25-0,27 % d'azote. La résistance à la corrosion par piqûres et fissures des nuances super duplex est essentiellement équivalente à celle des aciers inoxydables super austénitiques à 6 % de Mo. Les nuances d'acier inoxydable super duplex les plus largement utilisées sont les nuances 2507 (S32750) et Z100 (S32760). Les applications courantes incluent la tuyauterie, les échangeurs de chaleur, les réservoirs et les cuves de traitement utilisés pour le traitement chimique et les applications marines.

Aciers inoxydables hyper duplex
Les aciers inoxydables hyper duplex, S33207 et SAF S32707 sont les plus fortement alliés de la famille duplex et contiennent 26-30 % de chrome, 3.5-5.0 % de molybdène et 0,30-0,50 % d'azote. Les qualités hyper duplex sont conçues pour les environnements plus agressifs contenant des acides et des chlorures. Ils sont produits en quantités limitées et ne sont actuellement disponibles que sous forme de tubes sans soudure.

Applications de l'acier inoxydable duplex

Production de papier
Les aciers inoxydables duplex sont préférés aux aciers inoxydables austénitiques et ferritiques pour la fabrication de récipients contenant de l'eau de Javel et d'autres liquides corrosifs lors du traitement du papier.

Dessalement
Le dessalement de l'eau de mer, un processus qui présente du chlore hautement corrosif dans un environnement à haute température, constitue un test solide pour un matériau résistant à la corrosion. Les aciers inoxydables duplex sont devenus le matériau de choix pour la fabrication des évaporateurs. Ils peuvent également être fabriqués avec des sections transversales plus minces en raison de la résistance supérieure et de la résistance à la corrosion des aciers inoxydables duplex.

Pétrole et Gaz

Le développement d'aciers inoxydables duplex avec des numéros PRE supérieurs à 40 a permis de fabriquer des composants tels que des pompes, des canalisations et des collecteurs qui nécessitent une résistance élevée à la corrosion par piqûre et caverneuse, qui sont cruciaux dans l'industrie pétrolière et gazière.

Construction

Les aciers inoxydables duplex sont utilisés dans la construction d'éléments porteurs qui nécessitent également une résistance à la corrosion. Les applications typiques incluent la construction de ponts sur l’eau de mer ou de structures situées à proximité de la mer.

Stockage de nourriture et de boissons

Les aciers duplex maigres sont prometteurs pour le stockage commercial des aliments et des boissons pendant la transformation en raison de leur coût relativement faible tout en conservant une excellente résistance à la corrosion et une excellente résistance.

Processus d'acier inoxydable duplex

Laminé à chaud
Le laminage à chaud est une méthode de traitement utilisée pour former l'acier duplex sous diverses formes, telles que : des plaques, des tôles et des barres. Le matériau est chauffé et passé à travers des rouleaux pour obtenir la forme et les dimensions souhaitées. L'acier duplex laminé à chaud se caractérise par des propriétés mécaniques améliorées.

Recuit
Le recuit est un processus de traitement thermique qui consiste à chauffer l'acier duplex à une température spécifique, puis à le refroidir lentement pour soulager les contraintes et améliorer sa ductilité. L'acier duplex recuit est plus malléable et convient au formage et à l'usinage.

Étiré à froid
L'étirage à froid est un processus de travail à froid qui consiste à tirer l'acier duplex à travers une matrice pour réduire son diamètre ou obtenir une forme spécifique. L'acier duplex étiré à froid est connu pour sa finition de surface améliorée et sa précision dimensionnelle, ce qui le rend adapté aux applications de précision.

Comment entretenir l’acier inoxydable duplex ?

Nettoyage et entretien appropriés
L’étape la plus importante pour maintenir la qualité de l’acier est d’assurer son bon nettoyage. Cela implique d’éliminer toute saleté, débris ou corrosion présents sur la surface. Le nettoyage doit être effectué avec un détergent doux, de l'eau tiède et un chiffon doux ou une brosse. Après le nettoyage, il est important de bien sécher la surface.

Évitez les nettoyants abrasifs
L'utilisation de nettoyants abrasifs doit être évitée car ils peuvent provoquer des rayures et d'autres dommages à la surface de l'acier duplex, entraînant une détérioration au fil du temps.

Prévenir la rouille
La rouille peut être un problème majeur pour l’acier inoxydable duplex. Pour éviter cela, gardez l'acier sec et propre. De plus, utilisez un revêtement protecteur tel qu'une peinture ou une huile spéciale pour protéger le métal de l'humidité et d'autres éléments corrosifs.

Reste cool
La chaleur peut être dommageable, il est donc essentiel de garder l’acier duplex à l’abri des températures extrêmes. Si nécessaire, utilisez des matériaux isolants pour garantir que le métal reste froid.

Utilisez les bons outils
Lors de la manipulation de l'acier duplex, veillez à utiliser des outils spécialement conçus pour l'acier inoxydable afin d'éviter tout dommage.

Conserver soigneusement
Un stockage approprié est crucial pour protéger la qualité du métal. Conservez-le dans un environnement sec et propre, à l'abri des températures extrêmes. De plus, évitez tout contact avec d'autres métaux ou substances corrosives qui pourraient endommager la surface de l'acier.

Inspection régulière
Inspectez régulièrement l’acier pour détecter tout signe d’usure. Recherchez toute indication de rouille ou d’autres dommages qui pourraient affecter sa qualité. Réparez tout dommage ou remplacez l’acier, si nécessaire.

Notre certificat

Sa technologie de production de tubes en acier inoxydable a atteint le niveau technique moyen mondial. Elle a été reconnue par des dizaines de sociétés de projets et est devenue une entreprise star en Asie.

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Notre service

Le Groupe adhère au principe du « one-stop service, facilitant les choix ». Continuer à répondre aux différents besoins des clients mondiaux dans le domaine de la chaîne d'approvisionnement mondiale en acier. Une équipe commerciale professionnelle fournit aux clients des services de première classe. Une équipe rigoureuse d’approvisionnement et d’inspection de la qualité sélectionne des matières premières de haute qualité. Une équipe expédition et logistique qui assure la protection du transport des produits.

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Questions fréquemment posées

Q : Quelles sont les utilisations de l’acier inoxydable duplex ?

A: En raison de leur excellente résistance à la corrosion, de leur résistance accrue et de leur prix abordable, les aciers inoxydables duplex sont populaires dans une variété d’industries et de marchés, notamment :

Opérations offshore et proche des côtes telles que le forage pétrolier, le dessalement, le traitement de l'eau et d'autres opérations industrielles.

Traitement chimique et liquide.

Pièces et composants navals.

Équipement de contrôle de la pollution.

Production de pâtes et papiers.

Construction.

Réservoirs d'eau chaude et de brassage.

Q : Qu’est-ce que l’acier inoxydable duplex ?

R : Les aciers inoxydables duplex sont des alliages extrêmement résistants à la corrosion et écrouissables. Les tôles d'acier inoxydable duplex contiennent des niveaux relativement élevés de chrome (entre 18 % et 28 %) et des quantités faibles à modérées de nickel (entre 1,5 % et 8 %). La haute résistance à la corrosion et les excellentes propriétés mécaniques des aciers inoxydables duplex peuvent être attribuées à leur composition chimique et à leur microstructure équilibrée (duplex) composée de pourcentages volumiques à peu près égaux de ferrite et d'austénite. En raison de cette nature duplex, il présentera les propriétés caractéristiques des aciers inoxydables austénitiques et ferritiques. Les aciers inoxydables duplex sont dans la plupart des cas plus résistants que les aciers inoxydables ferritiques. Les résistances des aciers inoxydables duplex peuvent dans certains cas être le double de celles des aciers inoxydables austénitiques.

Q : À quoi devez-vous faire attention avec l’acier inoxydable duplex ?

A: Les aciers inoxydables duplex peuvent également former un certain nombre de phases indésirables si l'acier n'est pas traité correctement, notamment lors du traitement thermique. Des phases comme la phase sigma conduisent à une fragilisation, ce qui signifie une perte de résistance aux chocs, mais la phase sigma réduit également la résistance à la corrosion.

La formation d’une phase sigma est plus susceptible de se produire lorsque la vitesse de refroidissement pendant la fabrication ou le soudage n’est pas assez rapide. Plus l’acier est fortement allié, plus la probabilité de formation de phase sigma est élevée. Par conséquent, les aciers inoxydables super duplex sont les plus sujets à ce problème. Une autre forme de fragilisation se produit au-dessus de 475 degrés et peut encore se former à des températures aussi basses que 300 degrés. Cela conduit aux limitations de conception concernant la température de service maximale pour les aciers inoxydables duplex.

Q : Quelles sont les propriétés de l’acier inoxydable duplex ?

A: Bonne soudabilité

Les nuances d'acier inoxydable duplex ont généralement une bonne soudabilité et peuvent être soudées en utilisant la plupart des méthodes de soudage utilisées pour les aciers inoxydables austénitiques :

Soudage à l'arc métallique sous protection (SMAW).

Soudage à l'arc sous gaz tungstène TIG (GTAW).

Soudage à l'arc sous gaz métallique MIG (GMAW).

Soudage à l'arc fourré (FCW).

Soudage à l'arc plasma (PAW).

Soudage à l'arc submergé (SAW).

La soudure au laser.

Soudage par résistance.

Soudage haute fréquence.

Résistance supérieure à la corrosion.

Les nuances d'acier inoxydable duplex sont supérieures aux austénitiques standards en ce qui concerne la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte. Ils conviennent également à de nombreux environnements acides et alcalins.

L'offre duplex d'Outokumpu est unique : pour une nuance d'acier inoxydable austénitique donnée, il existe une contrepartie duplex qui offre non seulement une résistance à la corrosion similaire, mais également une résistance deux fois supérieure.

Q : Quelle est la différence entre l’acier inoxydable et l’acier inoxydable duplex ?

R : Les aciers inoxydables englobent plusieurs classes d'alliages sur la base de leur microstructure cristalline. L’une de ces classifications est la variété duplex. Les quatre principales classes d'acier inoxydable comprennent l'austénitique, le ferritique, le martensitique ainsi que le duplex. Alors que les aciers inoxydables austénitiques ont une microstructure FCC, les classes ferritiques ont une structure BCC, les aciers martensitiques ont une microstructure cristalline de forme tétragonale centrée sur le corps. D'autre part, la microstructure d'un alliage d'acier inoxydable duplex comprend à la fois de l'austénite et de la ferrite dans une proportion de 50 %, ce qui confère à ces aciers leurs propriétés mécaniques et de résistance à la corrosion uniques.

Corrosion galvanique entre l'acier inoxydable et l'acier inoxydable duplex

La corrosion bimétallique, ou autrement connue sous le nom de corrosion galvanique, est un processus électrochimique qui se produit lorsque deux métaux différents sont immergés dans une solution conductrice et que les métaux sont connectés électriquement. Dans ce processus, tandis qu’un métal est protégé, l’autre est corrodé. Il est possible de prévenir la corrosion galvanique en appliquant plusieurs règles. Il faut choisir des matériaux présentant des potentiels de corrosion similaires, rompre la connexion électrique au moyen d'isolants et enfin appliquer un revêtement sur les deux matériaux. L'application d'un revêtement approprié empêche le décapage des métaux de la cathode ou de l'anode, améliorant ainsi leur résistance à la corrosion et protégeant efficacement les deux métaux.

Décapage et passivation des aciers duplex et inoxydables

La passivation est un phénomène qui se produit dans les aciers inoxydables qui contiennent des teneurs plus élevées en chrome dans leur alliage. Les aciers duplex contiennent du chrome entre 19 % et environ 32 % dans leurs alliages. Étant donné que les aciers inoxydables duplex contiennent des niveaux élevés de chrome dans leur alliage, il est possible que la surface de ces composants forme une couche d'oxyde passivée sur la surface de l'acier. Cependant, certains alliages d'acier inoxydable possèdent une teneur en chrome insuffisante pour former cette couche d'oxyde de passivation auto-réparatrice, ce qui entraîne la corrosion du matériau par oxydation. L'oxydation est un problème courant associé à l'acier inoxydable à faible teneur en chrome. Il est possible d'améliorer les propriétés de résistance à la corrosion de ces alliages d'aciers inoxydables en les soumettant à un traitement de passivation.

Le décapage est l'élimination du tartre provoqué par l'exposition du matériau à des températures élevées. Les calamines qui étaient également causées par une couche de chrome adjacente du métal pourraient être éliminées par décapage au moyen de traitements chimiques du corps externe des alliages d'acier inoxydable. L'utilisation de procédés mécaniques endommage ou endommage souvent la surface du métal. Pour éviter de tels défauts préjudiciables, il est plus facile d’éliminer les métaux en excès via l’utilisation de lavages chimiques, car ils éliminent efficacement la couche supplémentaire de la surface de l’acier inoxydable. Ce processus utilise des solutions acides, notamment les acides nitrique (HNO3) et fluorhydrique (HF).

Avantages et inconvénients du duplex et de l'acier inoxydable

Puisqu'il existe plusieurs nuances d'acier duplex et d'acier inoxydable, les avantages et les inconvénients associés à chaque nuance dépendent de l'application pour laquelle elle doit être utilisée ainsi que de la composition chimique de la nuance. Par exemple, les nuances d'acier inoxydable austénitique appartenant à la série 300 présentent une excellente ductilité, une résistance améliorée à la corrosion et une bonne résistance mécanique. Leur chimie pourrait être modifiée en réduisant ou en augmentant la teneur en carbone à des fins spécifiques telles que le soudage ou l'utilisation à des températures élevées. Les aciers inoxydables appartenant aux classes martensitiques et ferritiques ont une meilleure dureté et les propriétés de résistance à la corrosion sont inférieures à celles des aciers inoxydables austénitiques et duplex. Les aciers inoxydables duplex étant fortement alliés, le coût d’utilisation de ces métaux peut être élevé. Cependant, le coût de nuances comme le 904L est plus élevé que celui de certains aciers inoxydables duplex standard. Outre le facteur coût, il existe très peu d'alliages d'acier inoxydable qui pourraient être utilisés à des températures élevées, contrairement aux alliages de nickel tels que le Monel, l'Inconel, etc. Un autre inconvénient de ces alliages est leur résistance aux chocs, qui n'est pas très bonne aux températures car aussi bas que -50 degrés.

Q : Comment l’acier duplex est-il fabriqué ?

A: La production d’acier inoxydable duplex est un processus en plusieurs étapes de fabrication et de formage de l’acier. Cela commence par la combinaison de matières premières contenant : du nickel, du minerai de fer, du chrome, du molybdène et d'autres éléments d'alliage dans un four à arc électrique, dans lequel ils sont fondus et mélangés. Cet acier fondu est déplacé vers un convertisseur de décarburation argon-oxygène (AOD), dans lequel se déroulent des processus métallurgiques critiques. Dans le convertisseur AOD, les gaz sont éliminés de l'acier en fusion et la composition finale est ajustée en ajoutant des éléments d'alliage. Ensuite, l'acier est transféré dans un four-poche, afin que des modifications puissent être apportées à ses inclusions.

Une fois l’acier fondu préparé, il peut être coulé en blooms coulés en continu ou en lingots solides. Le mélange fondu d'acier duplex se solidifie initialement sous la forme d'un solide complètement ferritique. Cependant, en refroidissant à température ambiante, environ la moitié du matériau subit une transformation de phase de ferritique à austénitique.

Ces blooms ou lingots sont ensuite traités davantage, généralement par réchauffage et forgeage ou laminage pour atteindre le diamètre requis. Ensuite, un recuit de mise en solution, un processus de traitement thermique, est appliqué pour garantir la cohérence de la structure interne de la barre. Après le recuit, les barres sont trempées pour obtenir les propriétés souhaitées. Enfin, pour fournir une finition de surface uniforme, les barres subissent un pelage mécanique pour éliminer la surface irrégulière, ce qui donne lieu au produit fini en acier inoxydable duplex.

Q : Quelle est la teneur en carbone de l’acier duplex ?

R : La teneur en carbone de l'acier duplex est généralement inférieure à 0,04 %. La teneur en chrome (Cr) et en nickel (Ni) peut être ajustée respectivement dans des plages de 20 % à 30 % et inférieures à 9,5 %. L'acier inoxydable duplex contient également des éléments d'alliage mineurs tels que : le molybdène, l'azote, le tungstène et le cuivre.

Q : Quelles sont les formes courantes de matériaux en acier duplex ?

R : L'acier duplex est disponible sous diverses formes pour répondre à divers besoins industriels et techniques, notamment :

Raccords et brides

Les raccords et brides en acier duplex sont des composants essentiels des systèmes de tuyauterie, fournissant des connexions robustes capables de résister aux environnements difficiles. Leur résistance à la corrosion et leur solidité les rendent adaptés aux applications dans des secteurs tels que : le pétrole et le gaz, le traitement chimique et l'ingénierie maritime.

Tuyau

Les tubes en acier duplex sont largement utilisés pour le transport de fluides et de gaz dans des environnements exigeants. Ils offrent une résistance supérieure à la corrosion, ce qui les rend idéaux pour le transport de substances corrosives dans des industries telles que : la pétrochimie, les pâtes et papiers et le dessalement.

Plaque

Les plaques d'acier duplex sont des feuilles de matériau plates et larges qui trouvent des applications dans les projets structurels et industriels. Leur haute résistance et leur résistance à la corrosion les rendent précieux pour la construction d’appareils sous pression, de réservoirs de stockage et de divers composants structurels.

Feuille

Les tôles d'acier duplex sont plus fines que les plaques et sont souvent utilisées dans des applications nécessitant des matériaux légers mais durables. Ils sont couramment utilisés dans les revêtements architecturaux, les équipements de cuisine et les panneaux décoratifs.

Tube

Les tubes en acier duplex sont utilisés pour le transport de liquides ou de gaz, notamment dans les situations où la résistance à la corrosion est primordiale. Ils font partie intégrante d’industries telles que : le traitement chimique, le forage offshore et la fabrication d’échangeurs de chaleur.

Bar

Les barres d'acier duplex se présentent sous différentes formes, notamment rondes, carrées et hexagonales, et sont utilisées dans des applications telles que : les arbres, les fixations et les vannes. Leur combinaison de solidité et de résistance à la corrosion les rend polyvalents dans des contextes mécaniques et industriels.

Q : Quels sont les avantages de l’utilisation de l’acier duplex ?

A: L'acier inoxydable duplex offre de nombreux avantages par rapport aux nuances traditionnelles d'acier inoxydable austénitique et ferritique. Ceux-ci sont:

Présentent souvent jusqu'à deux fois la résistance des nuances d'acier inoxydable austénitique et ferritique.

Une formabilité impressionnante sous pression, dépassant celle des nuances ferritiques, et offre une ténacité supérieure.

Selon la nuance spécifique, les aciers inoxydables duplex offrent une résistance à la corrosion comparable, voire supérieure, par rapport aux nuances austénitiques courantes. Les alliages avec des niveaux élevés d'azote, de molybdène et de chrome présentent une résistance remarquable à la corrosion caverneuse et aux piqûres de chlorure.

Offre des propriétés mécaniques supérieures à celles de l'acier inoxydable ferritique, notamment en termes de ténacité plastique.

Présente des capacités de travail à froid et de formage à froid considérablement améliorées par rapport à l’acier inoxydable ferritique.

Généralement, aucun préchauffage ou traitement thermique après soudage n'est requis, ce qui simplifie le processus de soudage.

La polyvalence de l’acier inoxydable duplex s’étend à une gamme d’applications plus large que celle de l’acier inoxydable ferritique.

Q : Quelle est la différence entre l'acier duplex et l'acier inoxydable 304 ?

A: L'acier inoxydable duplex, en particulier l'acier inoxydable duplex 2205, se distingue de l'acier inoxydable austénitique 304 principalement par trois aspects clés. Premièrement, sa limite d’élasticité est nettement plus élevée : plus du double de celle de l’acier inoxydable austénitique ordinaire. Cette résistance élevée permet la construction de réservoirs de stockage et de récipients sous pression avec des parois plus minces, réduisant ainsi les coûts des matériaux. Deuxièmement, il présente une résistance exceptionnelle à la fissuration par corrosion sous contrainte, dépassant les capacités de l’acier inoxydable austénitique à cet égard. Enfin, ses propriétés mécaniques sont supérieures, avec la capacité d'absorber plus d'énergie dans des conditions de charge dynamiques ou statiques, ce qui le rend plus résilient dans des scénarios impliquant des accidents soudains comme des collisions ou des explosions.

Cependant, il est essentiel de prendre en compte certains inconvénients lorsque l'on compare l'acier inoxydable duplex à l'acier inoxydable austénitique. L'acier duplex a une polyvalence limitée dans les applications, nécessitant un contrôle de la température inférieur à 250 degrés. Sa ténacité plastique est inférieure, ce qui entraîne des performances de traitement et de formage à froid et à chaud inférieures à celles de l'acier inoxydable austénitique. De plus, il possède une zone fragile à température moyenne, nécessitant un contrôle strict des processus de traitement thermique et de soudage pour éviter la formation de phases nocives et la détérioration des performances.

Q : Quelle est la différence entre l'acier duplex et l'acier inoxydable 316 ?

A: La principale différence entre le duplex et l’acier inoxydable 316 réside dans leur composition. L'acier inoxydable duplex contient plus de chrome, de molybdène et d'azote, ce qui le rend plus solide et résistant à la corrosion à des températures plus élevées. Alors que l'acier inoxydable 316 présente une excellente résistance aux environnements corrosifs au sein de la famille 300, l'acier inoxydable duplex offre une résistance nettement supérieure aux piqûres corrosives, notamment en présence de chlorure. L'acier duplex est également plus ductile, permettant une mise en forme complexe.

En termes de résistance et de durabilité, l'acier duplex surpasse le 316, en raison de sa résistance à divers environnements corrosifs. Il est idéal pour les applications à fortes contraintes telles que les vannes et les pompes qui ont besoin de longévité.

Q : Quelle est la différence entre l'acier duplex et l'acier inoxydable 201 ?

A: L'acier duplex et l'acier inoxydable 201 présentent des différences distinctes en termes de composition, de propriétés et d'applications. L'acier inoxydable duplex se caractérise par sa microstructure à deux phases, comprenant à la fois des phases austénitique et ferritique, généralement dans un rapport 50-50. Il contient des niveaux plus élevés de chrome, de nickel, de molybdène et d'azote, offrant une résistance exceptionnelle à la corrosion, en particulier dans les environnements riches en chlorure, et des propriétés mécaniques supérieures, notamment la résistance et la ténacité. Par conséquent, l'acier duplex trouve sa place dans des applications exigeantes telles que : le traitement chimique, les environnements marins et les composants structurels dans lesquels la résistance à la corrosion et la résistance sont essentielles.

En revanche, l’acier inoxydable 201 est un acier inoxydable austénitique avec une composition d’alliage plus simple, principalement composée de fer, de chrome et de nickel. Bien qu'il offre une bonne résistance générale à la corrosion, il n'égale pas la résistance à la corrosion et les propriétés mécaniques de l'acier inoxydable duplex. En conséquence, l'acier inoxydable 201 est couramment utilisé dans des applications moins exigeantes, notamment : les appareils de cuisine, les ustensiles de cuisine, les ustensiles et les garnitures décoratives, pour lesquels les exigences de résistance à la corrosion et de résistance mécanique sont moins strictes.

Q : Pourquoi de l'azote est-il ajouté à l'acier inoxydable duplex ?

A: Stabilisation de l'austénite : L'azote est un élément d'alliage qui aide à stabiliser la phase austénite dans les aciers inoxydables duplex. Par rapport à la ferrite seule, cette phase améliore la résistance, la ténacité et la résistance à la corrosion.

Résistance à la corrosion : L’azote améliore la résistance des aciers inoxydables duplex à diverses formes de corrosion, telles que la corrosion par piqûres et caverneuse. L'azote favorise la formation du célèbre film protecteur passif de l'acier inoxydable sur la surface, qui aide à résister aux attaques des environnements corrosifs.

Résistance et ténacité : L'azote renforce la matrice de l'alliage par un renforcement en solution solide, ce qui améliore les propriétés mécaniques des aciers inoxydables duplex. Il améliore la limite d'élasticité, la résistance à la traction et la résistance aux chocs du matériau, le rendant ainsi adapté aux applications structurelles exigeantes.

Ajouts rentables : l'alliage à l'azote offre une alternative rentable pour augmenter les performances de l'alliage par rapport à d'autres éléments d'alliage comme le nickel ou le molybdène. Il permet aux fonderies de créer des alliages dotés de propriétés souhaitables sans augmenter de manière significative le coût des matériaux.

Q : Quelles qualités d’acier inoxydable duplex existe-t-il et où sont-ils généralement utilisés ?

R : 2205 (UNS S32205/S31803)

Cette nuance est connue pour sa bonne résistance générale à la corrosion, offrant des performances supérieures au 316L dans la plupart des environnements.

Sa teneur élevée en chrome, molybdène et azote résiste aux piqûres, aux crevasses et à la corrosion générale.

Cependant, il ne convient pas aux applications nécessitant une exposition prolongée à des températures supérieures à 300 degrés en raison de la précipitation de microstructures fragiles.

Les applications typiques incluent :

Traitement, transport et stockage des produits chimiques : le grade 2205 est utilisé dans les récipients sous pression, les réservoirs, les tuyauteries et les échangeurs de chaleur de l'industrie chimique.

Exploration et traitement du pétrole et du gaz : il convient aux plates-formes offshore, aux pipelines et aux équipements exposés aux environnements corrosifs de l'industrie pétrolière et gazière.

Usines de dessalement : le grade 2205 est utilisé dans les usines de dessalement d'eau de mer en raison de sa résistance à la corrosion des chlorures.

Applications marines : il est utilisé dans la construction navale, les structures offshore et les équipements marins. Il est utilisé dans la construction navale, les structures offshore et les équipements marins.

Industrie des pâtes et papiers : Le grade 2205 est utilisé dans les équipements de production de pâtes et papiers, où la résistance à la corrosion est cruciale.

2507 (UNS S32750)

Cette nuance super duplex présente une très haute résistance à la corrosion par piqûres et fissures grâce à sa teneur élevée en molybdène et en chrome.

Il offre une résistance élevée mais peut également se fragiliser s'il est exposé à des températures élevées pendant une période prolongée.

L'acier inoxydable duplex de nuance 2507 est fréquemment utilisé dans des environnements extrêmes comme les usines de dessalement, les systèmes d'eau de mer et les industries pétrochimiques.

Les applications typiques incluent :

Équipement de traitement chimique : la qualité 2507 convient aux équipements utilisés dans la production et la manipulation de produits chimiques, d'acides et de solvants.

Industrie pétrolière et gazière : il est utilisé dans les plates-formes offshore, les équipements sous-marins et les pipelines en raison de sa résistance à la corrosion dans l'eau de mer et dans les environnements difficiles.

Usines de dessalement : la résistance à la corrosion de l'alliage le rend adapté à une utilisation dans les usines de dessalement où il entre en contact avec de l'eau de mer riche en chlorures.

Industrie des pâtes et papiers : Le grade 2507 est utilisé dans des équipements tels que les digesteurs, les laveuses à eau de Javel et les évaporateurs en raison de sa résistance aux produits chimiques corrosifs utilisés dans le processus de fabrication du papier.

LDX 2101 (UNS S32101)

En tant qu'acier inoxydable duplex maigre, le LDX 2101 offre une bonne résistance générale à la corrosion, supérieure au 304 mais pas aussi bonne que le 316.

Il se caractérise par une résistance élevée et une bonne résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte.

Il est moins cher car il utilise moins de nickel et de molybdène, mais peut être plus difficile à obtenir en fonction des conditions du marché.

Les applications courantes incluent :

Traitement chimique : la résistance à la corrosion du LDX 2101 le rend adapté aux équipements et composants utilisés dans les usines de traitement chimique.

Industrie pétrolière et gazière : le LDX 2101 peut être utilisé dans les plates-formes offshore, les pipelines et autres équipements exposés aux environnements corrosifs de l'industrie pétrolière et gazière.

Usines de dessalement : la résistance du LDX 2101 à la corrosion et à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure le rend adapté aux usines de dessalement où l'eau de mer est traitée.

Transformation alimentaire : la résistance à la corrosion et la bonne usinabilité du LDX 2101 le rendent adapté aux équipements de transformation et de stockage des aliments.

Construction : LDX 2101 peut être utilisé dans des applications structurelles nécessitant une résistance à la corrosion, telles que les ponts et les bâtiments.

2304 (UNS S32304)

Un autre duplex allégé, le 2304 offre une résistance à la corrosion similaire à celle du 316L mais avec une résistance plus élevée.

Cependant, il est sensible à la corrosion par piqûres dans les environnements riches en chlorures.

Il est souvent utilisé dans la construction, l’architecture et dans l’industrie des pâtes et papiers.

Certaines applications spécifiques idéales incluent :

Traitement chimique : construction de pétroliers pour produits chimiques, de citernes à cargaison et de réservoirs de stockage en raison des propriétés de résistance à la corrosion du grade 2304.

Industrie pétrolière et gazière : plates-formes offshore, pipelines et équipements sous-marins dans l'industrie pétrolière et gazière.

Industrie des pâtes et papiers : échangeurs de chaleur, digesteurs et tours de blanchiment, chaudières de récupération, systèmes de tuyauterie et autres équipements.

Construction : structures et composants architecturaux, y compris façades, poutres, colonnes, fermes, mains courantes, éléments décoratifs, toiture et revêtement.

ZÉRON 100 (UNS S32760)

Comme le 2507 (UNS S32750), ce grade super duplex offre une résistance élevée à la corrosion par piqûres et fissures. Il offre également une bonne résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte de sulfure.

Cependant, comme les autres qualités super duplex, il est sensible à la fragilisation à haute température.

Les applications typiques incluent :

Industrie pétrolière et gazière : Zeron 100 est couramment utilisé dans la production pétrolière et gazière offshore, offrant une résistance fiable à la corrosion dans les environnements d’eau de mer et de gaz acide.

Traitement chimique : il est utilisé dans les usines de traitement chimique dans les systèmes de tuyauterie, les échangeurs de chaleur, les vannes et raccords, les récipients sous pression et les réservoirs de stockage de produits chimiques.

Usines de dessalement : elles peuvent résister aux effets corrosifs de l'eau de mer, ce qui la rend idéale pour une utilisation dans les équipements d'osmose inverse (RO), les cuves de remplissage, les unités d'élimination des sulfates et les équipements de désulfuration des gaz de combustion (FGD).

Industries pétrochimiques, du papier et de la pâte à papier et industrielles maritimes : cette qualité se trouve souvent dans les échangeurs de chaleur, les récipients sous pression et les systèmes de tuyauterie.

Q : Quelles sont les méthodes de soudage de l’acier inoxydable duplex ?

R : Les soudeurs qualifiés peuvent souder des tôles d'acier inoxydable duplex ou des profilés en acier inoxydable duplex en utilisant les méthodes de soudage courantes pour les aciers fortement alliés. On y trouve : le soudage immergé, le soudage au gaz inerte au tungstène, le soudage au plasma, le soudage à l'arc sous gaz actif, le soudage au laser et le soudage par faisceau électrique. Le processus de refroidissement après le soudage a une influence significative sur le rapport austénite-ferrite du matériau à température ambiante. Ainsi, un refroidissement retardé entraîne une teneur en austénite plus élevée et, en général, une trempe jusqu'à une teneur en austénite plus faible. Le choix du procédé de soudage approprié, ainsi que la géométrie correcte des joints, garantissent un réglage facile et assez précis du rapport austénite-ferrite. Il est donc important de garantir un refroidissement lent entre des températures de 1 100 degrés Celsius et 1 000 degrés Celsius. La température de la soudure doit passer de 950 à 700 degrés Celsius en deux minutes, afin d'éviter des précipitations indésirables. Une vitesse de refroidissement rapide doit être maintenue jusqu'à une température de 300 degrés Celsius. Super Duplex est également soudable comme un acier fortement allié, donc avec de bons résultats.

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