L’alliage 316/316L (UNS S31600/S31603) est un acier inoxydable austénitique au chrome-nickelmolybdène développé pour offrir une meilleure résistance à la corrosion que l’alliage 304/304L dans des environnements modérément corrosifs. Il est souvent utilisé dans les flux de traitement contenant des chlorures ou des halogénures. L’ajout de molybdène améliore la résistance générale à la corrosion et aux piqûres de chlorure. Il offre également une résistance au fluage, à la rupture et à la traction plus élevée à des températures élevées. Il est courant que le 316L soit doublement certifié 316 et 316L. La chimie à faible teneur en carbone du 316L combinée à un ajout d’azote permet au 316L de répondre aux propriétés mécaniques du 316.L’alliage 316/316L résiste à la corrosion atmosphérique, ainsi qu’aux environnements modérément oxydants et réducteurs. Il résiste également à la corrosion dans les atmosphères marines polluées. L’alliage a une excellente résistance à la corrosion intergranulaire à l’état brut de soudage. L’alliage 316/316L a une excellente résistance et ténacité à des températures cryogéniques. L’alliage 316/316L est amagnétique à l’état recuit, mais peut devenir légèrement magnétique à la suite d’un travail à froid ou d’un soudage. Il peut être facilement soudé et traité par des pratiques de fabrication d’atelier standard.
Applications
- Traitement chimique et pétrochimique — récipients sous pression, réservoirs, échangeurs de chaleur, systèmes de tuyauterie, brides, raccords, vannes et pompes
Transformation des aliments et des boissons
Marin
Médical
Raffinage du pétrole
Traitement pharmaceutique
Production d’électricité — nucléaire
Pâtes et papiers
Textiles
Traitement de l’eau
Normes
ASTM........ Un 240ASME........ SA 240
AMS.......... 5524/5507
QQ-S........ 766
Propriétés générales
L’alliage 316/316L (UNS S31600/S31603) est un acier inoxydable austénitique au chrome-nickelmolybdène développé pour offrir une meilleure résistance à la corrosion que l’alliage 304/304L dans des environnements modérément corrosifs. Il est souvent utilisé dans les flux de traitement contenant des chlorures ou des halogénures. L’ajout de molybdène améliore la résistance générale à la corrosion et aux piqûres de chlorure. Il offre également une résistance au fluage, à la rupture et à la traction plus élevée à des températures élevées.
Il est courant que le 316L soit doublement certifié 316 et 316L. La chimie à faible teneur en carbone du 316L combinée à un ajout d’azote permet au 316L de répondre aux propriétés mécaniques du 316.
L’alliage 316/316L résiste à la corrosion atmosphérique, ainsi qu’aux environnements modérément oxydants et réducteurs. Il résiste également à la corrosion dans les atmosphères marines polluées. L’alliage a une excellente résistance à la corrosion intergranulaire à l’état brut de soudage. L’alliage 316/316L a une excellente résistance et ténacité à des températures cryogéniques.
L’alliage 316/316L est amagnétique à l’état recuit, mais peut devenir légèrement magnétique à la suite d’un travail à froid ou d’un soudage. Il peut être facilement soudé et traité par des pratiques de fabrication d’atelier standard.
Résistance à la corrosion
Dans la plupart des applications, l’alliage 316/316L a une résistance à la corrosion supérieure à celle de l’alliage 304/304L. Les environnements de traitement qui ne corrodent pas l’alliage 304/304L n’attaqueront pas cette nuance. Une exception, cependant, est dans les acides hautement oxydants tels que l’acide nitrique où les aciers inoxydables contenant du molybdène sont moins résistants. L’alliage 316/316L fonctionne bien dans les services contenant du soufre tels que ceux rencontrés dans l’industrie des pâtes et papiers. L’alliage peut être utilisé à des concentrations élevées à des températures allant jusqu’à 38 °C (120 °F). L’alliage 316/316L a également une bonne résistance aux piqûres dans l’acide phosphorique et acétique. Il fonctionne bien dans l’ébullition de l’acide phosphorique à 20%. L’alliage peut également être utilisé dans les industries de transformation alimentaire et pharmaceutique où il est utilisé pour manipuler des acides organiques et gras chauds dans le but de minimiser la contamination du produit.
L’alliage 316/316L fonctionne bien dans le service d’eau douce, même avec des niveaux élevés de chlorures. L’alliage a une excellente résistance à la corrosion dans les environnements marins dans des conditions atmosphériques.
La teneur plus élevée en molybdène de l’alliage 316/316L garantit une résistance supérieure aux piqûres par piqûres par rapport à l’alliage 304/304L dans les applications impliquant des solutions de chlorure, en particulier dans un environnement oxydant. Dans la plupart des cas, la résistance à la corrosion des alliages 316 et 316L sera à peu près égale dans la plupart des environnements corrosifs. Cependant, dans les environnements suffisamment corrosifs pour provoquer une corrosion intergranulaire des soudures et des zones affectées par la chaleur, l’alliage 316L doit être utilisé en raison de sa faible teneur en carbone.
|
Composition (pourcentage de poids) |
|
Le CCT2 |
CPT3 (en anglais seulement) |
||
ALLIAGE |
Cr |
Lu |
N |
PREN1 |
°F (°C) |
°F (°C) |
Modèle 304 |
18.0 |
— |
0.06 |
19.0 |
27,5 < (< à 2,5) |
— — |
Modèle 316 |
16.5 |
2.1 |
0.05 |
24.2 |
27.5 (-2.5) |
59 (15.0) |
Modèle 317 |
18.5 |
3.1 |
0.06 |
29.7 |
35.0 (1.7) |
66 (18.9) |
SSC-6MO |
20.5 |
6.2 |
0.22 |
44.5 |
110 (43.0) |
149 (65) |
CORROSION ENVIRONNEMENT |
Type 316L |
Type 304 |
2205 (UNS S32205) |
2507 |
0,2 % d’acide chlorhydrique |
> Ébullition |
> Ébullition |
> Ébullition |
> Ébullition |
Acide chlorhydrique à 1 % |
86 |
86p |
185 |
> Ébullition |
10% d’acide sulfurique |
122 |
— |
140 |
167 |
60% d’acide sulfurique |
<54 |
— |
<59 |
<57 |
96% d’acide sulfurique |
113 |
— |
77 |
86 |
85% d’acide phosphorique |
203 |
176 |
194 |
203 |
10% d’acide nitrique |
> Ébullition |
> Ébullition |
> Ébullition |
> Ébullition |
65% d’acide niitrique, |
212 |
212 |
221 |
230 |
80% d’acide acétique |
> Ébullition |
212p |
> Ébullition |
> Ébullition |
50% d’acide formique |
104 |
≤50 |
194 |
194 |
50% d’hydroxyde de sodium |
194 |
185 |
194 |
230 |
83% d’acide phosphorique + 2% d’acide fluorhydrique |
149 |
113 |
122 |
140 |
60% d’acide nitrique + 2% d’acide hydrolyrique |
140 > |
140 > |
140 > |
140 > |
50% d’acide acétique + 50% anhydride acétique |
248 |
> Ébullition |
212 |
230 |
1% d’acide chlorhydrique + 0,3 % de chlorure ferrique |
77p |
68p |
113ps |
203ps |
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 par piqûres/crevasses peut se produire
WPA |
P2O5 |
CL- |
F- |
H2SO4 |
Fe2O3 |
Al2O3 |
Le 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 d’une plage)
Élément |
316 |
316L |
Chrome |
16,0 min.-18,0 max. |
16,0 min.-18,0 max. |
Nickel |
10,0 min.-14,0 max. |
10,0 min.-14,0 max. |
Molybdène |
2.00 min.-3.00 max. |
2.00 min.-3.00 max. |
Carbone |
0.08 |
0.030 |
Manganèse |
2.00 |
2.00 |
Phosphore |
0.045 |
0.045 |
Sulfer |
0.03 |
0.03 |
Silicium |
0.75 |
0.75 |
Azote |
0.1 |
0.1 |
Fer |
Balance |
Balance |
Propriétés physiques
Densité
0,285 livre/po37,90 g/cm3
Chaleur spécifique
0,11 BTU/lb-°F (32 à 212 °F)450 J/kg-°K (0 – 100°C)
Module d’élasticité
29,0 x 106 lb/po²200 GPa
Conductivité thermique 212 °F (100 °C)
10,1 BTU/h/pi2/pi/°F14,6 W/m-°K
Plage de fusion
2450 à 2630°F1390 à 1440°C
Résistivité électrique
29,1 microhm-in à 68°C74 Microhm-cm à 20°C
Plage de température |
|
||
°F |
°C |
po/po °F |
cm/cm °C |
68-212 |
20-100 |
9,2 × 10-6 |
16,6 × 10-6 |
68-932 |
20-500 |
10,6 × 10-6 |
18,2 × 10-6 |
68-1832 |
20-1000 |
10,8 × 10-6 |
19,4 × 10-6 |
Propriétés mécaniques
|
ASTM |
||
|
Typique* |
Modèle 316 |
Modèle 316L |
Limite d’élasticité décalée de 0,2 %, ksi |
44 |
Durée : 30 min. |
Durée : 25 min. |
Résistance à la traction ultime, ksi |
85 |
Durée : 75 min. |
Durée : 70 min. |
Allongement en 2 pouces, % |
56 |
Durée : 40 min. |
Durée : 40 min. |
Réduction de la superficie, % |
69 |
— |
— |
Dureté, Rockwell B |
81 |
95 max. |
95 max. |
Données de fabrication
L’alliage 316/316L peut être facilement soudé et traité par des pratiques de fabrication d’atelier standard.
Formage à chaud
Des températures de fonctionnement de 1700 à 2200 °F (927 à 1204 °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 refroidi rapidement par d’autres moyens après le travail à chaud.
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.
Usinage
L’alliage 316/316L est sujet 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 tranchant et un équipement rigide puissant.
Opération |
Outil |
Lubrification |
CONDITIONS |
|||||
|
|
|
Profondeur-mm |
Profondeur d’entrée |
Avance-mm/t |
Injection entrante/t |
Vitesse-m/min |
Vitesse-pi/min |
Tournant |
Acier rapide |
Huile de coupe |
6 |
.23 |
0.5 |
.019 |
11-16 |
36.1-52.5 |
Tournant |
Acier rapide |
Huile de coupe |
3 |
.11 |
0.4 |
.016 |
18-23 |
59.1-75.5 |
Tournant |
Acier rapide |
Huile de coupe |
1 |
.04 |
0.2 |
.008 |
25-30 |
82-98.4 |
Tournant |
Carbure |
Huile sèche ou de coupe |
6 |
.23 |
0.5 |
.019 |
70-80 |
229.7-262.5 |
Tournant |
Carbure |
Huile sèche ou de coupe |
3 |
.11 |
0.4 |
.016 |
85-95 |
278.9-312.7 |
Tournant |
Carbure |
Huile sèche ou de coupe |
1 |
.04 |
0.2 |
.008 |
100-110 |
328.1-360.9 |
|
|
|
Profondeur de coupe-mm |
Profondeur d’encastrement |
Avance-mm/t |
Injection entrante/t |
Vitesse-m/min |
Vitesse-pi/min |
Découpage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
1.5 |
.06 |
0.03-0.05 |
.0012-.0020 |
16-21 |
52.5-68.9 |
Découpage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
3 |
.11 |
0.04-0.06 |
.0016-.0024 |
17-22 |
55.8-72.2 |
Découpage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
6 |
.23 |
0.05-0.07 |
.0020-.0027 |
18-23 |
59-75.45 |
|
|
|
Perçage ø mm |
Percer ø |
Avance-mm/t |
Injection entrante/t |
Vitesse-m/min |
Vitesse-pi/min |
Forage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
1.5 |
.06 |
0.02-0.03 |
.0008-.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 |
|
|
|
|
|
Avance-mm/t |
Injection entrante/t |
Vitesse-m/min |
Vitesse-pi/min |
Profilage de fraisage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
|
|
0.05-0.10 |
.002-.004 |
10-20 |
32.8-65.6 |
Soudure
L’alliage 316/316L peut être facilement soudé par la plupart des procédés standard. Un post
Le traitement thermique des soudures n’est pas nécessaire.