Dans ce cours, on va parler des aciers duplex. Ce sont des aciers inoxydables qui présentent des propriétés intéressantes pour diverses applications. Quelles sont leurs utilisations, leurs compositions, des exemples d’aciers duplex selon les normes courantes telles que les normes NF EN ISO, et leurs caractéristiques.
Utilisations des aciers duplex
Les aciers duplex sont largement utilisés dans divers secteurs en raison de leurs propriétés mécaniques et de leur résistance à la corrosion. Voici quelques-unes des applications les plus courantes :
- Industrie chimique et pétrochimique
- Industrie de la construction navale
- Industrie de l’énergie
- Construction de ponts et de structures offshore
- Tuyauterie et équipement de traitement de l’eau
Composition des aciers duplex
Les aciers duplex sont des aciers inoxydables qui combinent les structures austénitique et ferritique. Leur composition chimique est généralement caractérisée par :
- Un faible taux de carbone
- Une teneur élevée en chrome (généralement entre 18 et 28 %)
- Une teneur en molybdène allant de 1 à 5 %
- Une teneur en nickel entre 4 et 8 %
- Des additions de cuivre et/ou d’azote pour améliorer la résistance à la corrosion
Cette composition confère aux aciers duplex une résistance supérieure à la corrosion et de bonnes propriétés mécaniques selon un bon compromis.
Exemples d'aciers duplex selon les normes NF EN ISO 10027
Voici quelques exemples d’aciers duplex couramment utilisés, conformes à la norme NF EN ISO 10027 :
- 1.4462 ou X2CrNiMoN22-5-3. (également connu sous le nom de S32205 ou S31803) : un acier duplex standard avec une bonne résistance à la corrosion et une résistance mécanique élevée.
- 1.4362 ou X2CrNiN23-4 (également connu sous le nom de S32304) : un acier duplex avec une résistance à la corrosion légèrement inférieure, mais une résistance mécanique similaire à l’acier 1.4462.
- 1.4507 ou X2CrNiMoCuN25-6-3 (également connu sous le nom de S32550) : un acier duplex à haute résistance à la corrosion, particulièrement adapté aux environnements contenant des chlorures.
- 1.4410 ou X2CrNiMoN25-7-4 (également connu sous le nom de S32750) : un acier duplex superduplex offrant une excellente résistance à la corrosion et une résistance mécanique très élevée.
Caractéristiques des aciers duplex
Les aciers duplex présentent plusieurs caractéristiques intéressantes qui les rendent attrayants pour diverses applications :
- Résistance à la corrosion : Les aciers duplex offrent une excellente résistance à la corrosion, notamment dans les environnements contenant des chlorures:Par exemple:
– L’eau de mer est une source naturelle de chlorures en raison de sa teneur élevée en sel dissous (chlorure de sodium – NaCl).
– Les zônes côtières proches des océans et des mers sont souvent exposées à des niveaux élevés de chlorures en raison de l’évaporation de l’eau de mer et de la formation d’aérosols salins.
– Certaines eaux souterraines peuvent contenir des concentrations élevées de chlorures en raison de la dissolution de minéraux ou de l’infiltration d’eau de mer.
– Les eaux utilisées dans certains processus industriels, tels que la production de produits chimiques, la désalinisation ou le refroidissement, peuvent contenir des concentrations élevées de chlorures.
– Les piscines traitées au chlore contiennent des niveaux élevés de chlorures, en particulier celles qui utilisent du chlorure de sodium pour générer du chlore.
– Les zones d’épandage de sels routiers où des sels, tels que le chlorure de sodium, sont utilisés pour dégivrer les routes en hiver peuvent présenter des niveaux élevés de chlorures dans les sols, les eaux de surface et les eaux souterraines.
– Installations de traitement des eaux usées : Les eaux usées domestiques et industrielles contiennent souvent des chlorures, qui peuvent se concentrer dans les boues résiduaires et les effluents des stations d’épuration.Les chlorures peuvent provoquer la corrosion des métaux, en particulier des aciers inoxydables. C’est pourquoi des matériaux résistants à la corrosion, tels que les aciers duplex, sont souvent utilisés dans ces environnements.
- Propriétés mécaniques : Les aciers duplex ont une résistance mécanique élevée, ce qui leur permet de supporter des charges importantes et de résister à la fatigue.
- Bonne soudabilité : Les aciers duplex peuvent être soudés à l’aide de diverses méthodes, bien que certaines précautions soient nécessaires pour éviter la formation de phases fragiles.
- Coût : Bien que les aciers duplex soient généralement plus coûteux que les aciers inoxydables austénitiques standard, leur résistance à la corrosion et leurs propriétés mécaniques supérieures peuvent justifier cet investissement dans de nombreuses applications.
En conclusion, les aciers duplex sont des matériaux polyvalents offrant d’excellentes performances dans diverses applications. Leur résistance à la corrosion, leurs propriétés mécaniques et leur soudabilité en font des matériaux de choix pour de nombreux secteurs industriels.
Microstructure d’un acier duplex austéno-ferritique ( https://www.researchgate.net/figure/Microstructure-typique-des-aciers-inoxydables-duplex-etudies-UR45N_fig1_266415073 )
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