304/304H (UNS S30400/S30409) est une modification de l’acier inoxydable couramment utilisé connu sous le nom d’acier inoxydable austénitique au chrome-nickel « 18-8 ». Il offre une résistance accrue à des températures supérieures à 427 °C (800 °F) en contrôlant la teneur en carbone dans la plage de 0,04 à 0,10 %. Cet alliage est connu pour sa polyvalence, son prix abordable et sa résistance à la corrosion, ce qui le rend adapté à un large éventail d’applications à usage général. Il est courant que le 304H soit doublement certifié en tant que 304 et 304H. La teneur élevée en carbone du 304H lui permet de répondre aux exigences en matière de propriétés mécaniques et de granulométrie du 304H, garantissant ainsi qu’il possède les caractéristiques souhaitées. L’alliage 304/304H présente une résistance générale à la corrosion similaire à celle de l’acier inoxydable 304/304L. Il peut résister à la corrosion atmosphérique et aux environnements modérément oxydants et réducteurs. Cependant, en raison de sa teneur élevée en carbone, une précipitation de carbure peut se produire dans la zone affectée par la chaleur des soudures. À l’état recuit, l’alliage 304/304H est non magnétique. Cependant, il peut devenir légèrement magnétique à la suite d’un travail à froid ou d’un soudage. Il peut être facilement soudé et traité en utilisant les pratiques de fabrication standard de l’atelier.
Applications
- Chimie et pétrochimie Traitement - récipients sous pression, réservoirs, échangeurs de chaleur, systèmes de tuyauterie, brides, raccords, vannes et pompes Raffinage du pétrole
Normes
ASTM.......................... A 240ASME.......................... SA 240
AMS........................... 5513
QQ-S .......................... 766
Résistance à la corrosion
L’acier inoxydable 304/304H offre une bonne résistance à la corrosion atmosphérique, ainsi qu’à divers produits chimiques organiques et inorganiques dans des environnements modérément oxydants à modérément réducteurs. Sa teneur élevée en chrome offre une résistance aux solutions oxydantes, y compris l’acide nitrique jusqu’à 55 % en poids à des températures allant jusqu’à 176 °F (80 °C). L’alliage résiste également aux acides organiques modérément agressifs tels que l’acide acétique. La présence de nickel dans l’alliage contribue à sa résistance aux solutions modérément réductrices, telles que l’acide phosphorique pur, quelle que soit la concentration, dans les solutions froides et chaudes diluées. Il peut également bien fonctionner dans des solutions caustiques sans chlorures ni fluorures à des températures modérées. Cependant, l’alliage 304/304H ne fonctionne pas bien dans les environnements fortement réducteurs contenant des chlorures et de l’acide sulfurique. Dans le service d’eau douce avec de faibles niveaux de chlorure (moins de 100 ppm).
Les 304/304H sont performants. Cependant, à des niveaux de chlorure plus élevés, il devient sensible à la corrosion caverneuse et aux piqûres. Dans des conditions aussi sévères, un alliage avec une teneur en molybdène plus élevée, tel que 316/316L, est recommandé. L’utilisation dans les environnements marins n’est pas recommandée pour les modèles 304/304H. Dans la plupart des cas, la résistance à la corrosion des alliages 304, 304L et 304H sera à peu près égale dans divers environnements corrosifs. Cependant, dans les environnements qui peuvent provoquer une corrosion intergranulaire des soudures et des zones affectées par la chaleur, l’alliage 304L doit être utilisé en raison de sa faible teneur en carbone, ce qui aide à atténuer cette corrosion.
Température la plus basse (°F) à laquelle le taux de corrosion dépasse 5mpyCORROSION ENVIRONNEMENT |
Type 304/304H |
Type 316L |
2205 (UNS S32205) |
Référence 2507 |
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Acide chlorhydrique à 0,2 % | >Ébullition | >Ébullition | >Ébullition | >Ébullition |
Acide chlorhydrique à 1 % | 86p | 86 | 185 | >Ébullition |
10 % d’acide sulfurique | — | 122 | 140 | 167 |
60 % d’acide sulfurique | — | <54 | <59 | <57 |
Acide sulfurique à 96 % | — | 113 | 77 | 86 |
Acide phosphorique à 85 % | 176 | 203 | 194 | 203 |
10 % d’acide nitrique | >Ébullition | >Ébullition | >Ébullition | >Ébullition |
65 % d’acide nitrique | 212 | 212 | 221 | 230 |
80 % d’acide acétique | 212p | >Ébullition | >Ébullition | >Ébullition |
50 % d’acide formique | ≤50 | 104 | 194 | 194 |
50 % d’hydroxyde de sodium | 185 | 194 | 194 | 230 |
83 % d’acide phosphorique + |
113 | 149 | 122 | 140 |
60 % d’acide nitrique + 2 % d’acide chlororique |
>140 | >140 | >140 | >140 |
50 % d’acide acétique + 50 % anhydride acétique |
>Ébullition | 248 | 212 | 230 |
Acide chlorhydrique à 1 % + 0,3 % de chlorure ferrique |
68p | 77p | 113 ch | 203 ch |
10 % d’acide sulfurique + 2000ppm Cl- + N2 |
— | 77 | 95 | 122 |
10 % d’acide sulfurique + 2000ppm Cl- + SO2 |
— | <<59p | <59 | 104 |
WPA1, teneur élevée en Cl | <<50 | ≤50 | 113 | 203 |
WPA2, teneur élevée en F | <<50 | ≤50 | 140 | 167 |
PS = Des piqûres peuvent se produire
PS = Corrosion caverneuse
WPA | P2O5 | CL-F-H | 2SO4 | Fe2O3 | Al2O3 | SiO2 | CaO | MgO | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 54 | 0.20 | 0.50 | 4.0 | 0.30 | 0.20 | 0.10 | 0.20 | 0.70 |
2 | 54 | 0.02 | 2.0 | 4.0 | 0.30 | 0.20 | 0.10 | 0.20 | 0.70 |
Analyse chimique
% de poids (toutes les valeurs sont maximales, sauf indication contraire)
Élément | 304 | 304H |
---|---|---|
Chrome | 18,0 min.-20,0 max. | 18,0 min.-20,0 max. |
Nickel | 8,0 min.-10,5 max. | 8,0 min.-10,5 max. |
Carbone | 0.08 | 0,04 min à 0,10 max. |
Manganèse | 2.00 | 2.00 |
Phosphore | 0.045 | 0.045 |
Sulfer | 0.030 | 0.030 |
Silicium | 0.75 | 0.75 |
Azote | 0.10 | 0.10 |
Fer | Balance | Balance |
Propriétés physiques
Densité
0,285 lb/pouce37,90 g/cm3
Chaleur spécifique
0,12 BTU/lb-°F (32 à 212 °F)502 J/kg-°K (0 à 100 °C)
Module d’élasticité
29,0 x 106200 GPa
Conductivité thermique 212 °F (100 °C)
9,4 BTU/h/pi2/pi/°F16,3 W/m-°K
Gamme de fusion
2550 à 2590 °F1398 à 1421 °C
Résistivité électrique
29,1 microhm-in à 68°C73 Microhm-cm à 20°C
Plage de | température | ||
---|---|---|---|
°F | °C | po/po °F | cm/cm °C |
68-212 | 20-100 | 9,2 x 10-6 | 16,6 x 10-6 |
68-932 | 20-500 | 10,0 x 10-6 | 18,0 x 10-6 |
68-1600 | 20-870 | 11,0 x 10-6 | 19,8 x 10-6 |
Propriétés mécaniques
ASTM | |||
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Typique* | Type 304 | Type 304H | |
Limite d’élasticité de décalage de 0,2 %, ksi | 43 | Durée 30 min. | Durée 30 min. |
Résistance à la traction ultime, ksi | 91 | Durée : 75 minutes | Durée : 70 min. |
Allongement en 2 pouces, % | 58 | Durée : 40 min. | Durée : 40 min. |
Réduction de la superficie, % | 68 | — | — |
Dureté, Rockwell B | 83 | 92 max. | 92 max. |
Données de fabrication
Les 304/304H peuvent être facilement soudés et traités selon les pratiques de fabrication standard de l’atelier.
Formage à froid
L’alliage est assez ductile et se forme facilement. Les opérations de travail à froid augmenteront la résistance et la dureté de l’alliage et pourraient le laisser légèrement magnétique.
Formage à chaud
Des températures de travail de 1652 à 2102 °F (750 à 1150 °C) sont recommandées pour la plupart des processus de travail à chaud. Pour une résistance maximale à la corrosion, le matériau doit être recuit à 1900 °F (1038 °C) minimum et trempé à l’eau ou rapidement refroidi par d’autres moyens après le travail à chaud.
Usinage
Les modèles 304/304H sont soumis à l’écrouissage lors de la déformation et à la rupture des copeaux. Les meilleurs résultats d’usinage sont obtenus avec des vitesses plus lentes, des avances plus lourdes, une excellente lubrification, un outillage affûté et des équipements rigides puissants.
Fonctionnement | Lubrification de l’outil | CONDITIONS | ||||||
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Profondeur-mm | Profondeur d’entrée | Alimentation-mm/t | Alimentation/t | Vitesse-m/min | Vitesse-ft/min | |||
Tournant | Acier rapide | Huile de coupe | 6 | .23 | 0.5 | .019 | 13-18 | 42.6-59 |
Tournant | Acier rapide | Huile de coupe | 3 | .11 | 0.4 | .016 | 20-25 | 65.6-82 |
Tournant | Acier rapide | Huile de coupe | 1 | .04 | 0.2 | .008 | 26-31 | 85.3-101.7 |
Tournant | Carbure | Huile sèche ou de coupe | 6 | .23 | 0.5 | .019 | 75-85 | 246-278.9 |
Tournant | Carbure | Huile sèche ou de coupe | 3 | .11 | 0.4 | .016 | 90-100 | 295.3-328.1 |
Tournant | Carbure | Huile sèche ou de coupe | 1 | .04 | 0.2 | .008 | 110-120 | 360.8-393.7 |
Profondeur de coupe-mm | Profondeur d’enclenchement | Avance-mm/t | Alimentation/t | Vitesse-m/min | Vitesse-ft/min | |||
Découpage | Acier rapide | Huile de coupe | 1.5 | .06 | 0.03-0.05 | .0012-.0020 | 18-23 | 59-75.5 |
Découpage | Acier rapide | Huile de coupe | 3 | .11 | 0.04-0.06 | .0016-.0024 | 19-24 | 62.3-78.7 |
Découpage | Acier rapide | Huile de coupe | 6 | .23 | 0.05-0.07 | .0020-.0027 | 20-25 | 65.6-82 |
Foret ø mm | Foret ø en | Avance-mm/t | Alimentation/t | Vitesse-m/min | Vitesse-ft/min | |||
Forage | Acier rapide | Huile de coupe | 1.5 | .06 | 0.02-0.03 | .0007-.0012 | 10-14 | 32.8-45.9 |
Forage | Acier rapide | Huile de coupe | 3 | .11 | 0.05-0.06 | .0020-.0024 | 12-16 | 39.3-52.5 |
Forage | Acier rapide | Huile de coupe | 6 | .23 | 0.08-0.09 | .0031-.0035 | 12-16 | 39.3-52.5 |
Forage | Acier rapide | Huile de coupe | 12 | .48 | 0.09-0.10 | .0035-.0039 | 12-16 | 39.3-52.5 |
Alimentation-mm/t | Alimentation/t | Vitesse-m/min | Vitesse-ft/min | |||||
Profilage de fraisage | Acier rapide | Huile de coupe | 1.05-0.10 | .002-.004 | 12-22 | 39.4-72.2 |
Soudure
Les 304/304H peuvent être facilement soudés par la plupart des procédés standard. Après le soudage de l’alliage 304/304H, il peut être nécessaire de recuire la plaque pour restaurer la résistance à la corrosion perdue par sensibilisation à la corrosion intergranulaire lorsque les carbures de chrome précipitent dans les joints de grains dans la zone affectée par la chaleur de la soudure.