Le LDX 2101 (UNS S32101) est un acier inoxydable duplex maigre à 21,5 % de chrome, 5 % de manganèse, 1,5 % de nickel et 0,45 % de molybdène, avec une résistance à la corrosion supérieure à celle du 304L et comparable à celle du 316L. Le LDX 2101 possède à la fois une résistance supérieure et une plus grande résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure que les aciers inoxydables conventionnels de la série 300.
La résistance mécanique améliorée du LDX 2101 lui permet d’être utilisé dans des sections transversales plus fines, ce qui peut permettre à l’utilisateur final de réaliser des économies significatives. Le LDX 2101 a été conçu pour être un substitut à usage général à faible teneur en nickel pour le 304 et le 304L.
Applications
- Contrôle de la pollution de l’air
- Renforts externes de l’absorbeur et des conduits de sortie
- Biocarburants
- Usines et réservoirs de biodiesel et d’éthanol
- Équipement de traitement chimique
- Appareils sous pression, échangeurs de chaleur, réservoirs, systèmes de tuyauterie et camions-citernes
- Équipement de traitement des aliments et des boissons
- Cuves de stockage d’huile de palme et de vin
- Infrastructure
- Ponts, vannes anti-inondation, vannes
- Pâtes et papiers
- Réacteurs de blanchiment au peroxyde d’hydrogène, réservoirs de stockage de liqueur blanche, digesteurs, laveurs, pièces de machines à papier
- Traitement de l’eau de mer
- Chambres et évaporateurs du système de dessalement
- Traitement de l’eau et des eaux usées
- Traitement du minerai
Normes
ASTM.................. A 240ASME.................. SA 240
Propriétés générales
Le LDX 2101 est un acier inoxydable duplex pauvre à faible teneur en nickel et enrichi en azote, développé pour un usage général. La structure austénitique-ferritique (duplex) de l’alliage est équilibrée à des quantités approximativement égales de ferrite et d’austénite à l’état recuit en solution.
La teneur élevée en chrome et en azote du LDX 2101, associée à un ajout de molybdène, offre une très bonne résistance à la corrosion localisée et uniforme. La microstructure duplex contribue à la haute résistance des alliages et à leur résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure. Le LDX 2101 possède à la fois une résistance supérieure et une plus grande résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte par chlorure que les aciers inoxydables conventionnels de la série 300.
La résistance à la corrosion du LDX 2101 est généralement bonne, ce qui le rend adapté à une utilisation dans une grande variété d’applications. Dans la plupart des environnements, il est supérieur à l’acier inoxydable 304L et comparable au molybdène contenant de l’acier inoxydable 316L.
La résistance mécanique améliorée du LDX 2101 est bien supérieure à celle des aciers inoxydables conventionnels de la série 300, ce qui lui permet d’être utilisé dans des sections transversales plus fines, ce qui peut permettre à l’utilisateur final de réaliser des économies significatives.
Le LDX 2101 présente une bonne résistance à l’abrasion et à l’érosion et peut être fabriqué en utilisant les pratiques d’atelier standard développées pour les aciers inoxydables duplex.
Analyse chimique
Valeurs typiques ( % en poids)
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Chrome |
21,0 min. - 22,0 max. |
Nickel |
1,35 min. - 1,70 max. |
|
Manganèse |
4.00 min. - 6.00 max. |
Molybdène |
0,10 min. - 0,80 max. |
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Azote |
0,20 min. - 0,25 max. |
Chrome |
0,040 max. |
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Silicium |
1,00 max. |
Phosphore |
0,040 max. |
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Cuivre |
0,10 min. - 0,80 max. |
Azote |
0,030 max. |
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Fer |
Balance* |
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Propriétés physiques
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|
Température, °F |
||||
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|
68 |
200 |
400 |
600 |
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Densité |
lb/po3 |
0.28 |
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|
Modules d’élasticité |
x 10sup>6 psi |
29 |
28 |
27 |
26 |
|
Coefficient de Poissons |
|
0.3 |
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|
|
Expansion linéaire |
x 10-6 po/po/°F |
— |
7.2 |
7.5 |
7.5 |
|
Conductivité thermique |
Btu/pi/h °F |
8.7 |
9.3 |
9.8 |
10.4 |
|
Capacité thermique |
J/kg °F |
500 |
530 |
560 |
590 |
|
Résistivité électrique |
micro-ohms•mètre |
0.80 |
0.85 |
0.90 |
1.00 |
Propriétés mécaniques
Propriétés de traction (valeurs minimales)
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Valeurs minimales |
Valeurs typiques |
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|
Limite d’élasticité de 0,2 % de décalage |
Ksi |
65 |
69 |
|
Traction |
Ksi |
94 |
101 |
|
Élongation |
% |
30 |
38 |
|
Dureté (Brinell) |
HB |
290 (max.) |
225 |
Tolérance aux contraintes de conception
L’un des avantages des aciers inoxydables duplex enrichis en azote est leur résistance plus élevée par rapport aux aciers inoxydables austénitiques conventionnels. Cela permet de construire des unités avec des sections transversales plus fines. Cette économie de poids peut réduire considérablement le coût des matériaux et de la fabrication d’un navire.
ASME Boiler & Pressure Vessel Code, Section VIII, Division 1, Valeurs de contrainte admissibles, ksi
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Alliage |
200 °F |
300 °F |
400 °F |
500 °F |
600 °F |
|
LDX 2101 |
26.9 |
25.6 |
24.7 |
24.7 |
24.7 |
|
304L |
20.0 |
18.9 |
18.3 |
17.5 |
16.6 |
|
316L |
20.0 |
20.0 |
19.3 |
18.0 |
17.0 |
|
2205 |
25.7 |
24.8 |
23.9 |
23.3 |
23.1 |
|
2304 |
24.0 |
22.5 |
21.7 |
21.3 |
21.0 |
Propriétés de corrosion
Les aciers inoxydables de la série 300 sont largement utilisés dans de nombreuses industries de transformation en raison de leur résistance générale à la corrosion. La résistance à la corrosion du LDX 2101 est généralement meilleure que celle du 304L et comparable à celle du 316L, ce qui le rend adapté à une utilisation dans une grande variété d’industries et d’applications.
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 représentent un % en poids. L’indice 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.
PREN = %Cr + 3,3 Mo + 30N
Le tableau suivant compare le PREN pour LDX 2101 avec d’autres aciers inoxydables courants.
Résistance aux piqûres équivalente PREN = %Cr + 3.3Mo + 30N
Résistance à la corrosion caverneuse
Le test de température critique de corrosion caverneuse (CCCT) est souvent utilisé pour comparer la résistance à la corrosion caverneuse de divers alliages.
Température critique typique de corrosion caverneuse selon la méthode F de la norme ASTM G48
Résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte
La fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) est l’une des formes les plus graves de corrosion localisée. Des températures plus élevées et un pH réduit augmenteront la probabilité de CSC. L’apparition d’un CSC est l’une des raisons les plus courantes de défaillance d’un équipement en acier inoxydable. Grâce à sa structure duplex, le LDX 2101 offre une excellente résistance au SCC.
Résultats d’un test de courbure en U dans une solution bouillante de CaCl2 à 40 % (100 °C) pendant 500 heures
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Longitudinal/transversal |
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LDX 2101 |
Pas de SSC |
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304L |
Fissuration SSC (<150 heures) |
Corrosion générale
La corrosion générale se caractérise par une attaque uniforme sur une surface en contact avec un milieu corrosif. La résistance à la corrosion uniforme de l’acide sulfurique est illustrée ci-dessous. Le LDX 2101 est supérieur au 304L et dans certains cas comparable au 316L.
Courbes d’isocorosion, 0,1 mm/an, dans l’acide sulfurique
