Acier inoxydable austénitique le plus largement utilisé, modifié avec une chimie du carbone contrôlée pour une résistance accrue à 1500 ° F (816 ° C).
Applications
- Chimie et pétrochimie
- Traitement : récipients sous pression, réservoirs, échangeurs de chaleur, systèmes de tuyauterie,
- brides, raccords, vannes et pompes
- Transformation des aliments et des boissons
- Médical
- Minier
- Raffinage du pétrole
- Traitement pharmaceutique
- Production d’électricité – nucléaire
- Pâtes et papiers
Normes
ASTM.......................... Un 240ASME.......................... SA 240
AMS........................... 5513
QQ-S .......................... 766
Résistance à la corrosion
L’alliage 304/304H a une bonne résistance à la corrosion atmosphérique, aux aliments et aux boissons et à de nombreux produits chimiques organiques et inorganiques dans des environnements modérément oxydants à modérément réducteurs. La teneur élevée en chrome de l’alliage offre une résistance aux solutions oxydantes telles que l’acide nitrique jusqu’à 55 % du poids et jusqu’à 176 °F (80 °C).
L’alliage 304/304H résiste également aux acides organiques modérément agressifs tels que l’acétique. Le nickel présent dans l’alliage offre une résistance aux solutions modérément réductrices telles que l’acide phosphorique pur, quelle que soit la concentration, dans les solutions froides et jusqu’à 10% de solutions chaudes diluées. L’alliage peut également fonctionner avec succès dans des solutions caustiques exemptes de chlorures ou de fluorures à des températures modérées.
L’alliage 304/304H ne fonctionne pas bien dans des environnements plus fortement réducteurs tels que ceux contenant des chlorures et de l’acide sulfurique.
L’alliage 304/304H fonctionne bien dans le service d’eau douce avec de faibles niveaux de chlorures (moins de 100 ppm). À des niveaux de chlorure plus élevés, la nuance est sensible à la corrosion caverneuse et aux piqûres. Pour des performances réussies dans ces conditions plus sévères, une teneur plus élevée en molybdène est nécessaire, telle que 316/316L. L’alliage 304/304H n’est pas recommandé pour un service dans des environnements marins.
Dans la plupart des cas, la résistance à la corrosion des alliages 304, 304L et 30H 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 304L doit être utilisé en raison de sa faible teneur en carbone.
Température la plus basse (°F) à laquelle le taux de corrosion dépasse 5mpy| CORROSION ENVIRONNEMENT |
Type 304/304H |
Type 316L |
2205 (UNS S32205) |
Réf. 2507 |
|---|---|---|---|---|
| 0,2 % d’acide chlorhydrique | > 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 |
| 96% d’acide sulfurique | — | 113 | 77 | 86 |
| 85% d’acide phosphorique | 176 | 203 | 194 | 203 |
| 10% d’acide nitrique | > Ébullition | > Ébullition | > Ébullition | > Ébullition |
| 65% d’acide niitrique, | 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 hydrolyrique |
140 > | 140 > | 140 > | 140 > |
| 50% d’acide acétique + 50% anhydride acétique |
> Ébullition | 248 | 212 | 230 |
| 1% d’acide chlorhydrique + 0,3 % de chlorure ferrique |
68p | 77p | 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 | P 2 O5 | CL-F-H | 2 | SO4 | Fe 2 O 3 Al 2 O3 | 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 | 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-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 livre/po37,90 g/cm3
Chaleur spécifique
0,12 BTU/lb-°F (32 à 212 °F)502 J/kg-°K (0 – 100°C)
Module d’élasticité
29,0 × 106200 GPa
Conductivité thermique 212 °F (100 °C)
9,4 BTU/h/pi2/pi/°F16,3 W/m-°K
Plage 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 in/in °F | cm/cm °C | |
| 68-212 | 20-100 | 9,2 × 10-6 | 16,6 × 10-6 |
| 68-932 | 20-500 | 10,0 × 10-6 | 18,0 × 10-6 |
| 68-1600 | 20-870 | 11,0 × 10-6 | 19,8 × 10-6 |
Propriétés mécaniques
| ASTM | |||
|---|---|---|---|
| Typique* | Type304 Type | 304H | |
| Limite d’élasticité décalée de 0,2 %, ksi | 43 | Durée : 30 min. | Durée : 30 min. |
| Résistance à la traction ultime, ksi | 91 | Durée : 75 min. | 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
L’alliage 304/304H peut être facilement soudé et traité par des pratiques de fabrication d’atelier standard.
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 fonctionnement 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 refroidi rapidement par d’autres moyens après le travail à chaud.
Usinage
L’alliage 304/304H 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.
| Fonctionnement | Lubrification de l’outil | CONDITIONS | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Profondeur-mm | Profondeur d’entrée | Avance-mm/tAlimentation/t | Vitesse-m/minVitesse-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/tAlimentation/t | Vitesse-m/minVitesse-pi/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 |
| Perceuse ø mm | Perceuse ø in | Avance-mm | /tAlimentation/t | Vitesse-m/minVitesse-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 |
| Avance-mm/t | Alimentation/t | Vitesse-m/minVitesse-pi | /min | |||||
| Profilage de fraisage | Acier rapide | Huile de coupe | 0.05-0.10 | .002-.004 | 12-22 | 39.4-72.2 | ||
Soudure
L’alliage 304/304L (UNS S30400/S30403) est l’acier inoxydable austénitique « 18-8 » chrome-nickel le plus largement utilisé. Il s’agit d’un alliage rentable et polyvalent résistant à la corrosion adapté à une large gamme d’applications à usage général. Il est courant que la 304L soit doublement certifiée 304 et 304L. La faible teneur en carbone du 304L, combinée à l’ajout d’azote, lui permet de répondre aux propriétés mécaniques de l’acier inoxydable 304. L’alliage 304/304L présente une résistance à la corrosion atmosphérique, ainsi qu’à des environnements modérément oxydants et réducteurs. Il présente également une excellente résistance à la corrosion intergranulaire à l’état brut de soudage. De plus, l’alliage 304/304L maintient une bonne résistance et ténacité à des températures cryogéniques. À l’état recuit, l’alliage 304/304L 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 à l’aide de pratiques de fabrication standard en atelier.
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