Description des produits
L’alliage 316H (UNS S31609) est une modification à haute teneur en carbone de l’alliage 316, spécialement développée pour un service à haute température. Il offre une résistance plus élevée à des températures élevées et est couramment utilisé dans les applications structurelles et de récipients sous pression où les températures dépassent 932 °F (500 °C). La teneur en carbone plus élevée de l’alliage 316H contribue à augmenter la résistance à la traction et à la limite d’élasticité par rapport à l’alliage 316/316L. De plus, sa structure austénitique offre une excellente ténacité même à des températures cryogéniques. En termes de résistance à la corrosion, l’alliage 316H est comparable à l’alliage 316/316L et supérieur à l’alliage 304/304L dans les environnements modérément corrosifs. Il est fréquemment utilisé dans les flux de traitement contenant des chlorures ou des halogénures. L’alliage présente une résistance à la corrosion atmosphérique, ainsi qu’à des environnements modérément oxydants et réducteurs. Il est également résistant à la corrosion dans des conditions marines polluées. À l’état recuit, l’alliage 316H est non magnétique. Il ne peut pas être durci par traitement thermique, mais il peut subir un durcissement par travail à froid. L’alliage est facilement soudable et peut être traité à l’aide de pratiques de fabrication standard en atelier.
Dans l’ensemble, l’alliage 316H est un choix approprié pour les applications nécessitant une résistance et une résistance à la corrosion élevées à des températures élevées. Sa combinaison de propriétés mécaniques, de résistance à la corrosion et de fabricabilité en fait une option polyvalente pour une gamme d’industries et d’environnements.
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
Résistance à la corrosion
L’alliage 316H est comparable à l’alliage 316/316L et supérieur à l’alliage 304/304L. Il présentera une résistance à la corrosion similaire à celle de l’alliage 304/304L dans les environnements de traitement qui n’attaquent pas ce dernier. Cependant, il existe quelques exceptions à cette règle générale. Dans les acides fortement oxydants tels que l’acide nitrique, les aciers inoxydables contenant du molybdène sont généralement moins résistants, y compris l’alliage 316H. Par conséquent, il peut ne pas fonctionner aussi bien que d’autres alliages dans de tels environnements. L’alliage 316H fonctionne bien dans le service contenant du soufre, ce qui le rend adapté aux applications rencontrées dans l’industrie des pâtes et papiers. Il peut être utilisé à des concentrations élevées de soufre à des températures allant jusqu’à 38 °C (120 °F). L’alliage présente également une bonne résistance aux piqûres dans les acides phosphorique et acétique. Il fonctionne bien dans l’ébullition de l’acide phosphorique à 20%. De plus, l’alliage 316H convient à une utilisation dans les industries de transformation alimentaire et pharmaceutique, où il peut traiter les acides organiques et gras chauds sans problèmes importants de contamination du produit. L’alliage 316H présente une bonne résistance à la corrosion dans le service d’eau douce, même avec des niveaux élevés de chlorures. Il offre également une excellente résistance à la corrosion dans les environnements marins dans des conditions atmosphériques. La teneur plus élevée en molybdène de l’alliage 316H assure une résistance supérieure aux piqûres par rapport à l’alliage 304/304L, en particulier dans les solutions de chlorure et les environnements oxydants.
Analyse chimique
% de poids (toutes les valeurs sont maximales, sauf indication contraire d’une plage)
Élément |
316H |
316 |
316L |
Chrome |
16,0 min.-18,0 max. |
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. |
10,0 min.-14,0 max. |
Molybdène |
2.00 min.-3.00 max. |
2.00 min.-3.00 max. |
2.00 min.-3.00 max. |
Carbone |
0.04 – 0.10 |
0.08 |
0.030 |
Manganèse |
2.00 |
2.00 |
2.00 |
Phosphore |
0.045 |
0.045 |
0.045 |
Soufre |
0.030 |
0.030 |
0.030 |
Silicium |
0.75 |
0.75 |
0.75 |
Azote |
– |
0.10 |
0.10 |
Fer |
Balance |
Balance |
Balance |
Propriétés physiques
Densité
0,285 livre/po38,00 g/cm3
Résistivité électrique
74 Microhm-cm à 20°C29,1 microhm-in à 68 °F
Plage de fusion
2507 à 2552°F1375 à 1400°C
Chaleur spécifique
0,11 BTU/lb-°F (32 à 212 °F)500 J/kg-°K (0 – 100°C)
Module d’élasticité
29,0 x 106 lb/po²200 GPa
Conductivité thermique 212 °F (100 °C)
8,7 BTU/h/pi2/pi/°F15 W/m-°K
Coefficient moyen de dilatation thermique
Plage de température |
|
||
°F |
°C |
po/po °F |
cm/cm °C |
68-212 |
20-100 |
8,9 × 10-6 |
16,0 × 10-6 |
Propriétés mécaniques
Valeurs à 20 °C (68 °F) (valeurs minimales, sauf indication contraire)
Élasticité Compensation de 0,2 % |
Résistance à la traction ultime Force |
Élongation en 2 po. |
Dureté |
||
psi (min.) |
(MPa) |
psi (min.) |
(MPa) |
% |
|
30,000 |
205 |
75,000 |
515 |
40 |
95, rue Rockwell B |
316H exige également une granulométrie ASTM n° 7 ou plus grossière.
Résistance à la corrosion
Dans la plupart des cas, la résistance à la corrosion de l’alliage 316H sera comparable à celle de l’alliage 316/316 L et aura une résistance à la corrosion supérieure à celle de l’alliage 304/304L. Les environnements de traitement qui n’attaquent 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 316H 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 316H a également une bonne résistance aux piqûres dans les acides phosphorique et acétique. Il fonctionne bien dans l’ébullition de l’acide phosphorique à 20%. L’alliage peut également être utilisé dans les industries alimentaires et pharmaceutiques où il est utilisé pour manipuler des acides organiques et gras chauds où la contamination du produit est une préoccupation.
L’alliage 316H 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 316H garantit une résistance aux piqûres supérieure à celle de l’alliage 304/304L dans les applications impliquant des solutions de chlorure, en particulier dans les environnements oxydants.
Résistance à la corrosion par piqûres |
Résistance à la corrosion caverneuse |
||
PRÉ |
CPT |
Le CCT |
|
24 |
20±2 |
<0 |
Température de piqûres de corrosion (CPT) mesurée dans la cellule Avesta (ASTM G 150), dans une solution de NaCl de 1 M (35 000 ppm ou ions chlorure mg/I).
La température critique de corrosion caverneuse (CCT) est obtenue par des tests en laboratoire selon la méthode F de la norme ASTM G 48.
Données de fabrication
L’alliage 316H peut être facilement soudé et traité par des pratiques de fabrication d’atelier standard.
Des températures de travail 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, l’alliage doit être recuit à 1900 °F (1038 °C) minimum et trempé à l’eau ou refroidi rapidement par d’autres moyens. 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. L’alliage de soudage 316H peut être facilement soudé par la plupart des procédés standard. Un traitement thermique post-soudage n’est pas nécessaire. L’alliage d’usinage 316H est 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 tranchant et un équipement rigide puissant.
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, l’alliage doit être recuit à 1900 °F (1038 °C) minimum et trempé à l’eau ou refroidi rapidement par d’autres moyens.
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 316H 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 |