Description des produits
L’alliage 321 (UNS S32100) est une plaque d’acier inoxydable stabilisée qui offre une excellente résistance à la corrosion intergranulaire lorsqu’elle est exposée à des températures dans la plage de précipitation du carbure de chrome de 800 à 1500 °F (427 à 816 °C). C’est son principal avantage par rapport aux autres nuances d’acier inoxydable. La résistance à la corrosion intergranulaire est obtenue par l’ajout de titane, qui stabilise l’alliage et empêche la formation de carbures de chrome aux joints de grains. Cette propriété rend l’alliage 321 particulièrement adapté aux applications où l’exposition à des températures élevées est impliquée, car il maintient sa résistance à la corrosion et son intégrité structurelle même dans des conditions difficiles.
En plus de sa résistance à la corrosion, la plaque d’acier inoxydable en alliage 321 offre également de bonnes propriétés mécaniques, ce qui la rend avantageuse pour un service à haute température. Il présente des propriétés de fluage et de rupture sous contrainte plus élevées que l’alliage 304 et l’alliage 304L. Cela en fait un choix privilégié dans les situations où la sensibilisation et la corrosion intergranulaire sont des préoccupations, car l’alliage 321 offre de meilleures performances dans ces domaines.
Applications
- Aérospatiale – collecteurs de moteurs à pistons
- Traitement chimique
- Joints de dilatation
- Transformation des aliments – équipement et entreposage
- Raffinage du pétrole – service d’acide polythionique
- Traitement des déchets – oxydateurs thermiques
- Production pharmaceutique
Normes
ASTM........ A 240ASME........ SA 240
AMS........... 5510
Propriétés générales
L’alliage 321 (UNS S32100) est une plaque d’acier inoxydable austénitique stabilisée au titane avec une bonne résistance générale à la corrosion. Il a une excellente résistance à la corrosion intergranulaire après une exposition à des températures dans la plage de précipitation du carbure de chrome de 800 à 1500 °F (427 à 816 °C). L’alliage résiste à l’oxydation jusqu’à 1500 °F (816 °C) et possède des propriétés de fluage et de rupture sous contrainte plus élevées que les alliages 304 et 304L. Il possède également une bonne ténacité à basse température.
La plaque en acier inoxydable de l’alliage 321H (UNS S32109) est la version à plus haute teneur en carbone (0,04 - 0,10) de l’alliage. Il a été développé pour une meilleure résistance au fluage et pour une résistance plus élevée à des températures supérieures à 1000 °F (537 °C). Dans la plupart des cas, la teneur en carbone de la plaque permet une double certification.
La plaque d’acier inoxydable en alliage 321 ne peut pas être durcie par traitement thermique, mais uniquement par travail à froid. Il peut être facilement soudé et traité selon les pratiques de fabrication standard de l’atelier.
Résistance à la corrosion
La plaque d’acier inoxydable en alliage 321 présente une bonne résistance générale à la corrosion comparable à celle de l’acier inoxydable en alliage 304. Il a été spécialement développé pour être utilisé dans la plage de précipitation du carbure de chrome de 1800 à 1500 °F (427 à 816 °C), où les alliages non stabilisés comme l’alliage 304 sont sensibles à l’attaque intergranulaire. L’alliage 321 a une bonne résistance à la corrosion dans la plupart des acides organiques dilués à des températures modérées et dans l’acide phosphorique pur à des températures plus basses. Il peut également résister à des solutions diluées allant jusqu’à 10 % à des températures élevées. L’alliage est résistant à la fissuration par corrosion sous contrainte de l’acide polythionique dans le service des hydrocarbures. De plus, il peut être utilisé dans des solutions caustiques sans chlorure ou sans fluorure à des températures modérées.
Cependant, la plaque d’acier inoxydable en alliage 321 ne fonctionne pas bien dans les solutions de chlorure, même à de petites concentrations. Il n’est pas non plus recommandé pour une utilisation dans le service de l’acide sulfurique. Dans ces environnements, d’autres nuances d’acier inoxydable plus résistantes à la corrosion, telles que l’alliage 316 ou l’alliage 317, peuvent être plus adaptées.
Analyse chimique
% de poids (toutes les valeurs sont maximales, sauf indication contraire)
Élément |
321 |
321H |
Chrome |
17.00 min.-19.00 max. |
17.00 min.-19.00 max. |
Nickel |
9.00 min.-12.00 max. |
9.00 min.-12.00 max. |
Carbone |
0.08 |
0,04 min à 0,14 max. |
Manganèse |
2.00 |
2.00 |
Phosphore |
0.045 |
0.045 |
Soufre |
0.03 |
0.03 |
Silicium |
0.75 |
0.75 |
Titane |
5 x (C + N) min.-0,70 max. |
4 x (C + N) min.-0,70 max. |
Azote |
0.10 |
0.10 |
Fer |
Balance |
Balance |
Propriétés physiques
Densité
0,286 lb/po37.920 g/cm3
Chaleur spécifique
0,12 BTU/lb-°F (32 à 212 °F)444 J/kg-°K (0 à 100 °C)
Module d’élasticité
28,0 x 106 psi193 GPa
Conductivité thermique 212 °F (100 °C)
9,3 BTU/h/pi2/pi/°F16,0 W/m-°K
Gamme de fusion
2550 à 2635 °F1398 à 1446 °C
Résistivité électrique
72 Microhm-cm à 20°F
Plage de température |
|
||
°F |
°C |
po/po °F |
cm/cm °C |
68-212 |
20-100 |
9,2 x 10-6 |
16,0 x 10-6 |
68-1112 |
20-600 |
10,5 x 10-6 |
18,9 x 10-6 |
68-1832 |
20-1000 |
11,4 x 10-6 |
20,5 x 10-6 |
Propriétés mécaniques
Valeurs typiques à 68 °F (20 °C)
Élasticité |
Traction ultime |
Élongation |
Dureté |
||
psi (min.) |
(MPa) |
psi (min.) |
(MPa) |
% (min.) |
(max.) |
30,000 |
205 |
75,000 |
515 |
40 |
217, rue Brinell |
Données de fabrication
La plaque d’acier inoxydable en alliage 321 peut être facilement soudée et traitée selon les pratiques de fabrication standard de l’atelier.
Formage à froid
L’alliage est assez ductile et se forme facilement.
Formage à chaud
La teneur élevée en soufre de l’alliage 303 a également un impact néfaste sur l’usinabilité à chaud. Si un formage à chaud est nécessaire, une fois de plus, le 304 doit être considéré comme une sélection alternative.
Usinage
Le taux d’écrouissage à froid de la plaque d’acier inoxydable 321 la rend moins usinable que l’acier inoxydable 410, mais similaire à l’acier inoxydable 304. Le tableau ci-dessous fournit des données d’usinage pertinentes.
Opération |
Outil |
Lubrification |
CONDITIONS |
|||||
|
|
|
Profondeur-mm |
Profondeur |
Avance-mm/t |
Alimentation/t |
Vitesse-m/min |
Vitesse-ft/min |
Tournant |
Acier rapide |
Huile de coupe |
6 |
.23 |
0.5 |
.019 |
12-16 |
39-52 |
Tournant |
Acier rapide |
Huile de coupe |
3 |
.11 |
0.4 |
.016 |
18-23 |
59-75 |
Tournant |
Acier rapide |
Huile de coupe |
1 |
.04 |
0.2 |
.008 |
23-28 |
75-92 |
Tournant |
Carbure |
Huile sèche ou de coupe |
6 |
.23 |
0.5 |
.019 |
67-76 |
220-249 |
Tournant |
Carbure |
Huile sèche ou de coupe |
3 |
.11 |
0.4 |
.016 |
81-90 |
226-295 |
Tournant |
Carbure |
Huile sèche ou de coupe |
1 |
.04 |
0.2 |
.008 |
99-108 |
325-354 |
|
|
|
Profondeur de coupe-mm |
Profondeur de découpe |
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 |
16-21 |
52-69 |
Découpage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
3 |
.11 |
0.04-0.06 |
.0016-.0024 |
17-22 |
56-72 |
Découpage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
6 |
.23 |
0.05-0.07 |
.0020-.0027 |
18-23 |
59-75 |
|
|
|
Foret ø mm |
Percer ø in |
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 |
9-13 |
29-42 |
Forage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
3 |
.11 |
0.05-0.06 |
.0020-.0024 |
11-15 |
36-49 |
Forage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
6 |
.23 |
0.08-0.09 |
.0031-.0035 |
11-15 |
36-49 |
Forage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
12 |
.48 |
0.09-0.10 |
.0035-.0039 |
11-15 |
36-49 |
|
|
|
|
|
Avance-mm/t |
Alimentation/t |
Vitesse-m/min |
Vitesse-ft/min |
Profilage de fraisage |
Acier rapide |
Huile de coupe |
|
|
0.05-0.10 |
.002-.004 |
11-21 |
36-69 |
Soudure
La plaque d’acier inoxydable en alliage 321 peut être facilement soudée par la plupart des processus standard. Un traitement thermique post-soudage n’est pas nécessaire.