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Acier inoxydable 321/321H

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 comprises entre 800 et 1500 °F (427 et 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 conserve 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 Alloy 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.

bar-rod
Pipe/Tube
PlateSheet
 
 

Applications

  • Aéronautique – 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 – oxydants thermiques
  • Production pharmaceutique

Normes

ASTM........ Un 240
ASME........ 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 présente une excellente résistance à la corrosion intergranulaire après exposition à des températures comprises entre 800 et 1500 °F (427 et 816 °C). L’alliage résiste à l’oxydation jusqu’à 816 °C (1500 °F) et possède des propriétés de fluage et de rupture sous contrainte supérieures à celles des alliages 304 et 304L. Il possède également une bonne ténacité à basse température.

La plaque d’acier inoxydable en alliage 321H (UNS S32109) est la version à plus forte 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 par des pratiques de fabrication d’atelier standard.

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 aux attaques intergranulaires. 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 jusqu’à 10 % à des températures élevées. L’alliage est résistant à la fissuration par corrosion sous contrainte à l’acide polythionique dans le service des hydrocarbures. De plus, il peut être utilisé dans des solutions caustiques sans chlorure ou fluorure à des températures modérées.

Cependant, la plaque d’acier inoxydable Alloy 321 ne fonctionne pas bien dans les solutions de chlorure, même à de faibles concentrations. Il n’est pas non plus recommandé de l’utiliser dans le service d’acide sulfurique. Dans ces environnements, d’autres nuances d’acier inoxydable avec une résistance à la corrosion plus élevée, telles que l’alliage 316 ou l’alliage 317, peuvent être plus appropriées.

Analyse chimique

% de poids (toutes les valeurs sont maximales, sauf indication contraire d’une plage)

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.-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 livre/po3
7.920 g/cm3

Chaleur spécifique

0,12 BTU/lb-°F (32 à 212 °F)
444 J/kg-°K (0 – 100°C)

Module d’élasticité

28,0 x 106 lb/po²
193 GPa

 

Conductivité thermique 212 °F (100 °C)

9,3 BTU/h/pi2/pi/°F
16,0 W/m-°K

Plage de fusion

2550 à 2635°F
1398 à 1446°C

Résistivité électrique

72 Microhm-cm à 20°F
Coefficient moyen de dilatation thermique

Plage de température

 

°F

°C

po/po °F

cm/cm °C

68-212

20-100

9,2 × 10-6

16,0 × 10-6

68-1112

20-600

10,5 x 10-6

18,9 × 10-6

68-1832

20-1000

11,4 x 10-6

20,5 x 10-6


Propriétés mécaniques

Valeurs typiques à 20 °C (68 °F)

Élasticité
0,2 % Décalage

Résistance à la traction ultime
Force

Élongation
en 2 po.

Dureté

psi (min.)

(MPa)

psi (min.)

(MPa)

% (min.)

(max.)

30,000

205

75,000

515

40

217 Brinell

 

Données de fabrication

La plaque d’acier inoxydable en alliage 321 peut être facilement soudée et traitée par des pratiques de fabrication d’atelier standard.

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 la maniabilité à chaud. Si le formage à chaud est nécessaire, encore une fois, le 304 doit être considéré comme une autre sélection.

Usinage

Le taux de durcissement à froid de la plaque d’acier inoxydable 321 la rend moins usinable que l’acier inoxydable 410, mais similaire à l’acier 304. Le tableau ci-dessous fournit des données d’usinage pertinentes.

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

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 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

52-69

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

 

 

 

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

.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

Injection entrante/t

Vitesse-m/min

Vitesse-pi/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 procédés standard. Un traitement thermique post-soudage n’est pas nécessaire.