Description des produits
L’alliage 400, également connu sous le nom d’UNS N04400 ou Monel 400, est un alliage nickel-cuivre ductile qui offre une excellente résistance à diverses conditions corrosives. Il est couramment utilisé dans des environnements qui vont de légèrement oxydants à neutres, ainsi que dans des conditions modérément réductrices. L’une des caractéristiques notables de l’alliage 400 est sa résistance à la corrosion par une large gamme de substances, notamment l’eau de mer, la vapeur, le sel et les solutions caustiques. Cela le rend particulièrement bien adapté aux applications dans les environnements marins et à d’autres solutions de chlorure non oxydantes. L’alliage présente de bonnes propriétés mécaniques sur une large plage de températures et est souvent utilisé dans des applications telles que le traitement chimique, l’ingénierie maritime, le traitement des hydrocarbures et de la pétrochimie, ainsi que les équipements de production d’essence, d’eau douce et de vapeur. Il convient de noter que l’alliage 400 a un taux de corrosion relativement faible dans l’eau de mer qui s’écoule, mais peut être sensible à la fissuration par corrosion sous contrainte dans certaines conditions. Par conséquent, il est essentiel de prendre en compte les conditions de fonctionnement spécifiques et de consulter le fabricant de l’alliage ou un ingénieur en matériaux pour obtenir des conseils sur son adéquation à une application particulière.
Applications
- Équipement de traitement chimique - dans le fluor, l’acide fluorhydrique, le fluorure d’hydrogène, l’acide chlorhydrique, l’acide sulfurique, les solutions salines neutres et alcalines, les alcalis caustiques, les halogénures non oxydants et le service de chlore sec.
- Composants marins – construction navale, vannes, pompes, arbres et dans l’eau de mer et saumâtre
- Production de pétrole et de gaz – zones d’éclaboussures pour les structures offshore et les applications de gaz sulfureux
- Traitement du minerai – raffinage et séparation de l’uranium dans la production de combustibles nucléaires
- Raffinage du pétrole – unités d’alkylation, alambics de pétrole brut, tuyauteries et réservoirs de stockage
- Production d’électricité – chauffe-eau d’alimentation et générateurs de vapeur
- Traitement de l’eau – réchauffeurs de saumure et évaporateurs dans les usines de dessalement d’eau de mer
Normes
ASTM.................. B 127ASME.................. SB 127
AMS................... 4544
Fédéral............... QQ-N-281
Propriétés générales
L’alliage 400 (UNS N04400) est un alliage nickel-cuivre avec une excellente résistance à une large gamme d’environnements corrosifs. Il est résistant à la fissuration par corrosion sous contrainte par chlorure et présente une résistance et une ténacité élevées sur une large gamme de températures.
L’alliage est largement utilisé dans de nombreuses applications corrosives, en particulier dans les industries marines et de traitement chimique. L’alliage 400 est facilement fabriqué par des opérations de traitement conventionnelles.
L’alliage 400AR est produit à l’état brut pour répondre à des exigences de résistance plus élevées
Analyse chimique
% de poids (toutes les valeurs sont maximales, sauf indication contraire d’une plage)
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|
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|
Nickel (plus Cobalt) |
63,0 min.-70,0 max. |
Fer |
2.50 |
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Cuivre |
28,0 min.-34,0 max. |
Soufre |
0.024 |
|
Carbone |
0.3 |
Silicium |
0.5 |
|
Manganèse |
2.0 |
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Propriétés physiques
Densité
0,318 livre/po38,80 g/cm3
Chaleur spécifique
0,102 BTU/lb-°F (68 °F)427 J/kg-°K (20°C)
Module d’élasticité
26,4 x 103 ksi (68 °F)182 GPa (20 °C)
Conductivité thermique 200 °F (100 °C)
150 BTU/h/pi2/pi/°F (68 °F)22,0 W/m-°K (20 °C)
Plage de fusion
2370 à 2460°F1300 à 1350°C
Résistivité électrique
307 microhm-in à 70°C0,511 Microhm-cm à 21°C
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Température |
Expansion linéaire moyennea |
||
|
°F |
°C |
po/po/°F x 10-6 |
um/m•°C |
|
-320 |
-200 |
— |
— |
|
-300 |
-180 |
6.1 |
11.1 |
|
-200 |
-130 |
6.4 |
11.4 |
|
-100 |
-70 |
6.7 |
12.1 |
|
70 |
21 |
— |
— |
|
200 |
100 |
7.7 |
14.2 |
|
400 |
200 |
8.6 |
15.2 |
|
600 |
300 |
8.8 |
15.7 |
|
800 |
400 |
8.9 |
16.1 |
|
1000 |
500 |
9.1 |
16.3 |
|
1200 |
600 |
9.3 |
16.6 |
|
1400 |
700 |
9.6 |
17.0 |
|
1600 |
800 |
9.8 |
17.4 |
|
1800 |
900 |
10,0Mds |
17.7 |
|
2000 |
1000 |
10,3Mds |
18,1 milliards |
a) matériaux recuits, b) extrapolés
Propriétés mécaniques
Propriétés mécaniques nominales à température ambiante des alliages 400 et 400AR
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FORME ET CONDITION |
Élasticité |
Traction |
Allongement, % |
Dureté |
|||
|
Ksi |
Mpa |
Ksi |
Mpa |
Brinell (en anglais seulement) |
Rockwell |
||
|
Assiette |
|
|
|
|
|
|
|
|
Laminé à chaud, tel que roulé |
40-75 |
276-517 |
75-95 |
517-655 |
45-30 |
125-215 |
70-96 |
|
laminé à chaud, recuit |
28-50 |
193-345 |
70-85 |
482-586 |
50-35 |
110-140 |
60-76 |
|
MATÉRIEL |
Taux de corrosion, mpy (mm/a) |
|
Alliage 400 |
22 (0.56) |
|
Nickel 200 |
>200 (>5,08)b |
|
Alliage 600 |
150 (3.81) |
|
Acier inoxydable AISI 304 |
>210 (>5,33)b |
|
Acier inoxydable AISI 316 |
>190 (>4,83)b |
|
Acier doux |
170 > (4,32) |
(a) L’acide contient 1,5 à 2,5 % d’acide fluosilicique, 0,3 à 1,25 % d’acide sulfurique et 0,01 à 0,03 % de fer. Éprouvettes immergées dans une solution dans un réservoir de stockage. Température, 60-80 °F (15-27 °C) ; Durée du test, 28 jours.
b) Éprouvette complètement détruite au cours de l’essai.
Résistance des alliages de nickel à l’attaque d’impact par l’eau de mer à 150 pi/s (45,7 m/s)
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ALLIAGE |
Taux de corrosion/érosion |
|
|
|
mpy |
mm/a |
|
Alliage 625 |
Nul |
Nul |
|
Alliage 825 |
0.3 |
0.008 |
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Alliage K-500 |
0.4 |
0.01 |
|
Alliage 400 |
0.4 |
0.001 |
|
Alliage 200 |
40 |
1.0 |
Données de fabrication
L’alliage 400 est facilement fabriqué par des opérations de traitement conventionnelles.
Travail à chaud
L’alliage 400 est un matériau relativement mou qui est réceptif au formage à chaud dans presque toutes les formes. La plage de températures de formage à chaud est de 1200 à 2150 °F (649 à 1177 °C). Pour les réductions importantes, la plage de température recommandée est de 1700 à 2150 °F (927 à 1177 °C). Des réductions de lumière sont possibles à des températures aussi basses que 1200 °F (649 °C). Travailler à des températures plus basses se traduira par des propriétés mécaniques plus élevées et une taille de grain plus petite.
Travail à froid
L’alliage 400 est facilement travaillé à froid par pratiquement toutes les méthodes de fabrication à froid. Le travail à froid doit être effectué sur un matériau recuit. L’alliage a un taux d’écrouissage un peu plus élevé que l’acier au carbone, mais pas aussi élevé que l’acier inoxydable 304.
Usinage
L’alliage 400 peut être usiné à des cadences standard avec des machines-outils conventionnelles. Les vitesses de coupe de surface doivent être faibles par rapport à celles utilisées pour l’acier au carbone en raison du taux d’écrouissage élevé de l’alliage.
Soudure
L’alliage 400 peut être soudé à lui-même ou à des métaux différents en utilisant des procédés de soudage conventionnels. Il s’agit notamment du GTAW conventionnel ou à fil chaud (TIG), de l’arc plasma, du GMAW (MIG/MAG) et du SMAW (MMA). Le choix du produit de soudage dépend des matériaux à souder et de l’environnement dans lequel il se produit.