Acier inoxydable duplex 2205

 

Description des produits

L’alliage 2205 (UNS S32305 / S31803) est une plaque d’acier inoxydable duplex qui offre une combinaison d’une excellente résistance à la corrosion, d’une haute résistance et d’une bonne ténacité aux chocs. Voici quelques points clés sur la plaque d’acier inoxydable duplex en alliage 2205 : L’alliage 2205 se compose de 22 % de chrome, 3 % de molybdène, 5 à 6 % de nickel et d’azote comme éléments d’alliage. La microstructure duplex de l’alliage, avec une combinaison équilibrée de phases de ferrite et d’austénite, contribue à ses propriétés uniques. L’alliage 2205 offre une résistance supérieure à la corrosion par piqûres et crevasses par rapport aux aciers inoxydables austénitiques tels que 316L ou 317L dans une large gamme de milieux corrosifs. Il présente une excellente résistance à la corrosion générale et à la corrosion localisée, ce qui le rend adapté aux applications dans des environnements agressifs. L’alliage 2205 offre une résistance élevée, ce qui lui permet de résister à de lourdes charges et pressions. Il présente une excellente résistance aux chocs, ce qui le rend résistant à la rupture fragile, même à basse température. L’alliage possède des propriétés élevées de fatigue à la corrosion et à l’érosion, ce qui le rend adapté aux applications soumises à des charges cycliques et à des environnements corrosifs. L’alliage 2205 a une dilatation thermique inférieure à celle des aciers inoxydables austénitiques, ce qui peut être bénéfique dans certaines applications. Il présente également une conductivité thermique plus élevée, ce qui facilite un transfert de chaleur efficace. La plaque d’acier inoxydable duplex en alliage 2205 trouve des applications dans diverses industries, notamment le traitement chimique, le pétrole et le gaz, les pâtes et papiers et les environnements marins. Il est couramment utilisé dans des équipements tels que les récipients sous pression, les échangeurs de chaleur, les tuyaux et les composants structurels. Comme toujours, il est important de prendre en compte les conditions de fonctionnement spécifiques et de consulter des ingénieurs en matériaux ou des fabricants d’alliages pour obtenir des conseils précis sur l’utilisation, la fabrication et la compatibilité de l’alliage 2205 dans des applications et des environnements particuliers.

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 
 

Applications

  • Récipients sous pression, réservoirs, tuyauteries et échangeurs de chaleur dans l’industrie chimique
  • Tuyauterie, tubes et échangeurs de chaleur pour la manutention du gaz et du mazout
  • Systèmes d’épuration des effluents
  • Digesteurs, équipements de blanchiment et systèmes de manutention des pâtes et papiers pour l’industrie des pâtes et papiers
  • Rotors, ventilateurs, arbres et rouleaux de presse nécessitant une résistance et une résistance à la corrosion combinées
  • Citernes à cargaison pour navires et camions
  • Équipement de transformation des aliments
  • Usines de biocarburants

Normes

ASTM/ASME........... A240 UNS S32205/S31803
EURONORM........... 1.4462 X2CrNiMoN 22.5.3
AFNOR................... Z3 CrNi 22.05 AZ
VACARME......................... W. Nr 1.4462

Propriétés générales

 La plaque d’acier inoxydable duplex en alliage 2205 offre une gamme de propriétés avantageuses. Voici quelques détails supplémentaires :Composition :L’alliage 2205 est composé de 22 % de chrome, 3 % de molybdène, 5 à 6 % de nickel et d’azote comme éléments d’alliage. La microstructure duplex, composée à la fois de phases de ferrite et d’austénite, contribue à ses propriétés uniques.

Résistance à la corrosion :

L’alliage 2205 offre une résistance supérieure à la corrosion par piqûres et crevasses par rapport aux aciers inoxydables austénitiques comme le 316L ou le 317L dans la plupart des environnements corrosifs.

Il présente une excellente résistance à la corrosion générale et à la corrosion localisée, ce qui le rend adapté à une large gamme d’applications.

Propriétés mécaniques :

La limite d’élasticité de l’alliage 2205 est environ deux fois supérieure à celle des aciers inoxydables austénitiques, ce qui permet de réduire le poids et de réduire les coûts.

L’alliage possède une résistance élevée et une excellente résistance aux chocs, ce qui le rend adapté aux applications exigeantes.

Propriétés de fatigue :

L’alliage 2205 offre des propriétés élevées de fatigue par corrosion et érosion, ce qui le rend adapté aux applications soumises à des charges cycliques et à des environnements corrosifs.

Propriétés thermiques :

L’alliage 2205 a une dilatation thermique plus faible et une conductivité thermique plus élevée par rapport aux aciers inoxydables austénitiques, ce qui peut être avantageux dans certaines applications.

Plage de température :

L’alliage 2205 est particulièrement adapté aux applications dans la plage de température de -46 °C à +316 °C (-50 °F à +600 °F). Bien que l’alliage puisse être envisagé pour des températures en dehors de cette plage, certaines restrictions peuvent s’appliquer, en particulier pour les structures soudées.

La plaque d’acier inoxydable duplex en alliage 2205 trouve des applications dans diverses industries, notamment le traitement chimique, le pétrole et le gaz, les pâtes et papiers et les environnements marins. Il est couramment utilisé dans des équipements tels que les récipients sous pression, les échangeurs de chaleur, les tuyaux et les composants structurels.

Résistance à la corrosion

Corrosion générale
En raison de sa teneur élevée en chrome (22 %), en molybdène (3 %) et en azote (0,18 %), les propriétés de résistance à la corrosion de la plaque d’acier inoxydable duplex 2205 sont supérieures à celles de 316L ou 317L dans la plupart des environnements.
Résistance à la corrosion localisée
Le chrome, le molybdène et l’azote contenus dans la plaque d’acier inoxydable duplex 2205 offrent également une excellente résistance à la corrosion par piqûres et crevasses, même dans des solutions très oxydantes et acides.

Duplex Stainless Alloy 2205

Courbes d’isocorrosion 4 mpy (0,1 mm/an), dans une solution d’acide sulfurique contenant 2000 ppm
Résistance à la corrosion sous contrainte
La microstructure duplex est connue pour améliorer la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte des aciers inoxydables.
La fissuration par corrosion sous contrainte des chlorures des aciers inoxydables austénitiques peut se produire lorsque les conditions nécessaires de température, de contrainte de traction, d’oxygène et de chlorures sont présentes. Étant donné que ces conditions ne sont pas faciles à contrôler, la fissuration par corrosion sous contrainte a souvent été un obstacle à l’utilisation de 304L, 316L ou 317L.
Résistance à la fatigue due à la corrosion
La plaque d’acier inoxydable duplex en alliage 2205 combine une résistance élevée et une résistance élevée à la corrosion pour produire une résistance élevée à la fatigue due à la corrosion. Les applications dans lesquelles l’équipement de traitement est soumis à la fois à un environnement corrosif agressif et à une charge cyclique peuvent bénéficier des propriétés de la plaque d’acier inoxydable duplex 2205.
Duplex Stainless Alloy 2205
 
Température critique de piqûre dans 1M NaCl mesurée à l’aide de la cellule de piqûre Outokumpu Stainless, Inc
Duplex Stainless Alloy 2205
Température critique de corrosion caverneuse (CCT) à 10 % FeCl3•6H2O

Corrosion générale dans les acides phosphoriques par voie humide

Taux de corrosion, ipy

Grade

Solution A, 1401/4F

Solution B, 1201/4F

2205

3.1

3.9

316L

200 >

200 >

904L

47

6.3

Composition, % en poids

P2O5

Hcl

HF

H2SO4

Fe2O3

Réf. Al203

Le SiO2

CaO

MgO

Sol A 54.0

0.06

1.1

4.1

0.27

0.17

0.10

0.20

0.70

Sol B 27.5

0.34

1.3

1.72

0.4

0.001

0.3

0.02

Résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte

 

Bouillant

Mèche

Bouillant

Grade

42 % de MgCl2

Test

25% de NaCl

2205

F

P

P

254 SMO®

F

P

P

Modèle 316L

F

F

F

Modèle 317L

F

F

F

Alliage 904L

F

P ou F

P ou F

Alliage 20

F

P

P

 (P = Réussite, F = Échec)

Analyse chimique

Valeurs typiques (% de poids)

Carbone

Chrome

Nickel

Molybdène

Azote

Autrui

0.020

22.1

5.6

3.1

0.18

S=0,001

PREN = [Cr%] = 3,3 [Mo%] = 16 [N%] ≥ 34

Propriétés physiques

Température °F

 

68

212

392

77p

Densité

lb/po3

0.278

Module d’élasticité

psi x 106

27.6

26.1

25.4

24.9

Expansion linéaire (68 °F-V)

10-6/°F

7.5

7.8

8.1

Conductivité thermique

Btu/h ft°F

8.7

9.2

9.8

10.4

Capacité thermique

Btu/lb pi°F

0.112

0.119

0.127

0.134

Résistivité électrique

Ωin x 10-6

33.5

35.4

37.4

39.4

Propriétés mécaniques

Propriétés mécaniques à température ambiante

 

ASTM A 240

Typique

Limite d’élasticité 0,2 %, ksi

Durée : 65 min.

74

Résistance à la traction, ksi

Durée : 90 min.

105

Allongement, %

Durée : 25 min.

30

Dureté RC

32 max.

19

Propriétés de traction à des températures élevées

Température °F

122

212

392

77p

Limite d’élasticité 0,2 %, ksi

60

52

45

41

Résistance à la traction, ksi

96

90

83

81

Structure 

L’analyse chimique de la plaque d’acier inoxydable duplex 2205 est optimisée pour obtenir une microstructure typique de 50 a/50 g après traitement de recuit de mise en solution à 1900°/1922°F (1040°/1080°C).
Résistance aux piqûres de chlorure
La résistance aux piqûres d’un acier inoxydable austénitique peut être directement liée à la composition de l’alliage, où le chrome, le molybdène et l’azote sont un % en poids. Le nombre équivalent de résistance aux piqûres (PREN) utilise la formule suivante pour mesurer la résistance relative aux piqûres d’un alliage - plus le nombre est élevé, meilleure est la résistance aux piqûres.

Traitement

Formage à chaud

Il est recommandé de former des températures inférieures à 600 °F dans la mesure du possible. Lorsque le formage à chaud est nécessaire, la pièce doit être chauffée uniformément et travaillée dans la plage de 1750 à 2250 ° F. La plaque d’acier inoxydable duplex en alliage 2205 est assez douce à ces températures et se forme facilement. Au-dessus de cette plage, 2205 est sujet à des déchirures à chaud. Immédiatement en dessous de cette plage, l’austénite devient beaucoup plus résistante que la ferrite et peut provoquer des fissures, un danger particulier pour les bords « froids ». En dessous de 1700 ° F, il peut y avoir une formation rapide de phases intermétalliques en raison de la combinaison de la température et de la déformation. Chaque fois que le formage à chaud est effectué, il doit être suivi d’un recuit de mise en solution complète à 1900 ° F minimum et d’une trempe rapide pour rétablir l’équilibre des phases, la ténacité et la résistance à la corrosion. Le soulagement du stress n’est ni requis ni recommandé ; cependant, si cela doit être effectué, le matériau doit recevoir un recuit de mise en solution complète à 1900 ° F minimum, suivi d’un refroidissement rapide ou d’une trempe à l’eau.

Formage à froid

La plaque d’acier inoxydable duplex en alliage 2205 est facilement cisaillée et formée à froid sur des équipements adaptés au travail des aciers inoxydables. Cependant, en raison de la résistance élevée et de l’écrouissage rapide de la tôle d’acier inoxydable duplex 2205, des forces nettement supérieures à celles des aciers austénitiques sont nécessaires pour la former à froid. De plus, en raison de la résistance élevée, une allocation un peu plus importante doit être faite pour le retour élastique.

Traitement thermique

La plaque d’acier inoxydable duplex en alliage 2205 doit être recuite à 1900 ° F minimum, suivie d’un refroidissement rapide, idéalement par trempe à l’eau. Ce traitement s’applique à la fois au recuit de mise en solution et au détensionnement. Les traitements de soulagement des contraintes à n’importe quelle température plus basse comportent un risque de précipitation de phases intermétalliques ou non métalliques nuisibles.

Usinabilité

Avec l’outillage en acier rapide, la plaque d’acier inoxydable duplex 2205 peut être usinée aux mêmes avances et vitesses que l’alliage 316L. Lorsque l’outillage en carbure est utilisé, les vitesses de coupe doivent être réduites d’environ 20 % par rapport aux vitesses de l’alliage 316L. Des machines puissantes et un montage rigide des outils et des pièces sont essentiels.

Soudure

La plaque d’acier inoxydable duplex en alliage 2205 possède une bonne soudabilité. L’objectif du soudage 2205 est que le métal fondu et la zone affectée thermiquement (ZAT) conservent la résistance à la corrosion, la résistance et la ténacité du métal de base. Le soudage du 2205 n’est pas difficile, mais il est nécessaire de concevoir des procédures de soudage qui conduisent à un équilibre de phase favorable après le soudage et éviteront la précipitation de phases intermétalliques ou non métalliques nuisibles.
La plaque d’acier inoxydable duplex en alliage 2205 peut être soudée par : GTAW (TIG) ; GMAW (MIG) ; SMAW (électrode « bâton ») ; SCIE; FCW ; et PAW.