Acier inoxydable duplex
Les aciers inoxydables duplex contiennent une combinaison de deux phases, la ferrite et l'austénite, dans des proportions à peu près égales. Cela leur permet de bénéficier des avantages des aciers inoxydables austénitiques et ferritiques, conduisant à une résistance accrue, une soudabilité améliorée, une ténacité plus élevée et une résistance à plusieurs types de corrosion. Commercialement, ils sont également moins chers que les aciers inoxydables austénitiques en raison de leur plus faible teneur en nickel.
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.
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Le concept des alliages inoxydables duplex a été discuté dès les années 1920. Cependant, la production des premiers alliages duplex n’a commencé que dans les années 1930.
Ces premiers alliages duplex étaient pour la plupart limités à la production de pièces moulées et à des utilisations spécifiques, car ils contenaient une quantité relativement élevée de carbone.
Cependant, à la fin des années 1960, la décarburation a permis aux fonderies de métaux de créer des aciers à faible teneur en carbone à haute teneur en chrome et en nickel tout en équilibrant davantage la structure de ferrite et d'austénite.
Cela a conduit à une nouvelle génération d’alliages duplex offrant de meilleures performances et moins d’inconvénients.
Ces aciers inoxydables duplex partagent de nombreuses similitudes avec les alliages modernes produits aujourd'hui --, en particulier le Duplex 2205 (UNS S21803/32205).
Développé au milieu des années -1970, cet alliage est toujours populaire aujourd'hui, offrant une résistance à la corrosion supérieure aux nuances d'acier inoxydable austénitique courantes, telles que 304 (UNS S30400), 316 (UNS S31600) et 317 (UNS S31700).
Bien que les normes les plus récentes utilisent différentes gammes de chrome, de molybdène et de nickel, les industries peuvent remercier les nuances originales lancées dans les années 1970 pour la gamme d'aciers inoxydables duplex utilisées aujourd'hui.
Principe des aciers inoxydables duplex
L'idée des aciers inoxydables duplex remonte aux années 1920, la première pièce moulée ayant été réalisée à Avesta en Suède en 1930. Cependant, ce n'est qu'au cours des 30 dernières années que les aciers duplex ont commencé à « décoller » de manière significative. Cela est principalement dû aux progrès des techniques de fabrication de l'acier, notamment en ce qui concerne le contrôle de la teneur en azote.
Les aciers austénitiques standards comme le 304 (1.4301) et les aciers ferritiques comme le 430 sont relativement faciles à fabriquer et à fabriquer. Comme leur nom l’indique, ils sont principalement constitués d’une seule phase, austénite ou ferrite. Bien que ces types conviennent à un large éventail d’applications, ils présentent des faiblesses techniques importantes :
Austénitique –Faible résistance (200 MPa 0,2 % PS en état de recuit en solution), faible résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte.
Ferritique –Faible résistance (un peu supérieure à l'austénitique, 250 MPa 0,2% PS), mauvaise soudabilité dans les sections épaisses, mauvaise ténacité à basse température.
En outre, la teneur élevée en nickel des types austénitiques entraîne une volatilité des prix qui n'est pas la bienvenue pour de nombreux utilisateurs finaux.
L’idée de base du duplex est de produire une composition chimique conduisant à un mélange à peu près égal de ferrite et d’austénite. Cet équilibre de phases fournit les éléments suivants :
Résistance supérieure –La plage de 0,2 % PS pour les qualités duplex actuelles est comprise entre 400 et 550 MPa. Cela peut conduire à des épaisseurs de section réduites et donc à une réduction du poids.
Cet avantage est particulièrement significatif pour des applications telles que :
●Récipients sous pression et réservoirs de stockage
●Applications structurelles, par exemple ponts
Bonne soudabilité en sections épaisses –Pas aussi simple que les austénitiques, mais bien meilleurs que les ferritiques.
Bonne ténacité –Bien meilleur que les ferritiques, en particulier à basse température, généralement jusqu'à moins 50 degrés. C, s'étendant jusqu'à moins 80 degrés. C.
Résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte –Les aciers austénitiques standards sont particulièrement sujets à ce type de corrosion. Les types d'applications pour lesquelles cet avantage est important comprennent :
●Réservoirs d'eau chaude
●Cuves de brassage
●Usine de transformation
●Structures de piscine
Voici quelques compositions typiques des aciers inoxydables duplex
| Grade | EN No/UNS | Taper | Environ. Composition | ||
| Cr | Ni | Lu | |||
| 2101 LDX | 1.4162/ | Maigre | 21.5 | 1.5 | 0.3 |
| S32101 | |||||
| Réf. DX2202 | 1.4062/ S32202 | Maigre | 23 | 2.5 | 0.3 |
| RDN903 | 1.4482/ | Maigre | 20 | 1.8 | 0.2 |
| S32001 | |||||
| 2304 | 1.4362/ | Maigre | 23 | 4.8 | 0.3 |
| S32304 | |||||
| 2205 | 1.4462/ | Standard | 22 | 5.7 | 3.1 |
| S31803/ | |||||
| S32205 | |||||
| 2507 | 1.4410/ | Super | 25 | 7 | 4 |
| S32750 | |||||
| Zéron 100 | 1.4501/ | Super | 25 | 7 | 3.2 |
| S32760 | |||||
| Ferrinox | 1.4507/ | Super | 25 | 6.5 | 3.5 |
| 255/ | S32520/ | ||||
| Uranus 2507Cu | S32550 | ||||
Applications duplex en acier inoxydable
En raison des limites des aciers inoxydables duplex telles qu'une mauvaise formabilité et usinabilité, en plus de leur processus de production métallurgique très compliqué par rapport aux aciers inoxydables ferritiques, austénitiques et martensitiques, les aciers duplex sont principalement utilisés pour des applications de niche.
Les applications des aciers inoxydables duplex tiennent compte de leurs limites et de leurs avantages, mais les principales applications nécessitent une résistance à la corrosion, telle que la résistance à la corrosion par piqûres et fissures, la résistance à la corrosion sous contrainte, la corrosion par fatigue, la corrosion par abrasion ou la résistance aux environnements corrosifs acides ou caustiques. Certaines des applications industrielles courantes sont décrites ci-dessous.
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.
Tendances futures de l'acier inoxydable duplex
De nouvelles qualités d'aciers inoxydables duplex sont encore en cours de développement à ce jour. Le principal objectif de cet effort est d’augmenter encore la résistance à la corrosion par piqûre, ce qui est réalisé principalement en augmentant les éléments d’alliage clés tels que le chrome, le molybdène et l’azote. Les avantages de ces éléments d’alliage accrus s’accompagnent également d’inconvénients, principalement la déstabilisation de la phase ferrite, conduisant à des précipités indésirables. Le défi consiste à trouver un équilibre entre les propriétés souhaitables, principalement induites par une résistance accrue à la corrosion par piqûre, tout en limitant la production de phases intermétalliques indésirables telles que le Cr2N par un traitement thermique très précis. Une nuance d'acier duplex, SAF 2707 HD, un 27Cr-7Ni-5Mo-0.4N avec un numéro PRE de près de 50 a été développée, ce qui est prometteur pour l'avenir des aciers duplex. en général .
Quelle est la différence entre l'acier inoxydable et l'acier inoxydable duplex
Les aciers inoxydables regroupent plusieurs classes d'alliages en fonction 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 du duplex et de l'acier inoxydable
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).
Quel acier inoxydable duplex est le plus populaire
Pour les raisons susmentionnées, l’acier inoxydable duplex reste un segment relativement restreint du marché global de l’acier inoxydable. Les alliages sont généralement classés en quatre types. Le premier d’entre eux est appelé lean duplex.
Les aciers inoxydables duplex maigres contiennent peu ou pas de molybdène et moins de nickel. Le type 2304 est un bon exemple de qualité couramment utilisée dans les réservoirs de stockage et les applications similaires.
Les niveaux de nickel et de molybdène dans le duplex ordinaire sont généralement de 3-6 % et 2-3 %, respectivement. L’acier inoxydable duplex 2205 le plus utilisé entre dans cette catégorie et est largement utilisé dans l’industrie pharmaceutique.
Les aciers inoxydables super duplex se distinguent par leur teneur élevée en molybdène (3,5-4 %) et en chrome (25 %). Cela les rend particulièrement solides et résistants à la corrosion, et leurs performances supérieures justifient l’investissement dans les industries pétrolière, gazière et chimique.
Enfin, les aciers inoxydables hyper duplex contiennent encore plus de molybdène et de chrome, respectivement à 4,8 % et 27 %. Le grade S32707 en est un bon exemple, que l'on retrouve dans les industries de l'énergie et du pétrole, en particulier dans les applications en eaux profondes.
Notre usine
Jiangsu XuRui Metal Group Co., LTD est situé dans la province de Jiangsu, dans la ville de Wuxi, les grands marchés de l'acier inoxydable du sud en Chine, est également l'une des entreprises puissantes dans le secteur de l'acier allié au nickel et de l'acier inoxydable à grande échelle et longue histoire. Nous disposons de 2 000 mètres carrés de centre de stockage et de traitement qui couvrent les équipements utilisés pour le refendage, la découpe horizontale, la découpe laser, la rectifieuse au plasma et la machine de gaufrage. Nous vendons principalement des tôles, des barres, des bobines, des fils, des tuyaux, des bandes, etc. en acier allié au nickel, qui sont appliqués dans la décoration, l'industrie médicale, l'industrie alimentaire, l'industrie de la construction, etc., et avons obtenu de bons commentaires et établissons une confiance mutuelle avec nos clients. Selon vos besoins, nous pouvons traiter un film brossé, un miroir 6k, 8k, un polissage, du titane jaune, du titane noir, de l'or rose, aucune empreinte digitale et toutes sortes d'exigences de surface.
Notre certificat
FAQ
Q : Qu’est-ce que l’acier inoxydable duplex ?
Q : Quels sont les avantages de l’utilisation de l’acier inoxydable duplex ?
Q : Quelle est la composition chimique de l’acier inoxydable duplex ?
Q : Quelles industries utilisent l’acier inoxydable duplex ?
Q : Comment l’acier inoxydable duplex résiste-t-il à la corrosion ?
Q : Quelle est la différence entre l’acier inoxydable duplex et l’acier inoxydable traditionnel ?
Q : Pourquoi l’acier inoxydable duplex est-il utilisé dans l’industrie pétrolière et gazière ?
Q : Quelles sont les qualités d’acier inoxydable duplex les plus courantes ?
Q : En quoi le soudage de l’acier inoxydable duplex diffère-t-il des autres types d’acier inoxydable ?
Q : L’acier inoxydable duplex peut-il être utilisé dans l’industrie alimentaire ?
Q : L’acier inoxydable duplex nécessite-t-il un traitement spécial lors de la fabrication ?
Q : Quelle est la différence entre l’acier inoxydable duplex et super duplex ?
Q : Quels sont les avantages de l’utilisation de l’acier inoxydable duplex dans les applications marines ?
Q : L’acier inoxydable duplex est-il plus cher que l’acier inoxydable traditionnel ?
Q : Comment la fabrication de l’acier inoxydable duplex affecte-t-elle ses propriétés ?
Q : Comment l’acier inoxydable duplex est-il affecté par l’acide sulfurique ?
Q : Quelle est la température maximale à laquelle l’acier inoxydable duplex peut résister ?
Q : En quoi l’acier inoxydable duplex diffère-t-il de l’acier au carbone ?
Q : Quelles sont les applications courantes de l’acier inoxydable duplex SAF 2205 ?
Q : L’acier inoxydable duplex rouille-t-il ?