Caractéristiques des produits
Excellente résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure (avantage principal)
L'un des principaux avantages du S32205 est son excellente résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte de chlorure (SCC) provoquée par sa microstructure duplex. Les aciers inoxydables austénitiques tels que 304L et 316L sont très sensibles à la défaillance SCC dans des environnements contenant du chlorure-sous l'influence combinée de la température, des contraintes et des ions chlorure. En revanche, la structure duplex du S32205 lui confère une immunité inhérente au SCC induit par le chlorure-. Les aciers inoxydables austénitiques conventionnels sont sujets au SCC intergranulaire dans les solutions aqueuses contenant du chlorure - au-dessus de 60 degrés, tandis que le S32205 présente une résistance au SCC nettement supérieure aux aciers inoxydables austénitiques, même dans l'eau chlorée à haute température - à 80 degrés et plus. Cette caractéristique en fait un matériau idéal pour les applications où coexistent des ions chlorure et des contraintes, telles que les plates-formes offshore, les équipements de traitement du pétrole et du gaz et les usines chimiques. L'alliage est également conforme à la norme NACE MR0175/ISO 15156, ce qui le rend adapté aux environnements pétroliers et gaziers acides contenant du sulfure d'hydrogène.
Haute résistance associée à une bonne ductilité
La limite d'élasticité du S32205 (supérieure ou égale à 450 MPa) est environ le double de celle du 316L, avec une résistance à la traction supérieure ou égale à 620 MPa et un allongement supérieur ou égal à 25 %. Son niveau de résistance est comparable voire supérieur à celui de certains aciers faiblement alliés, tandis que sa ductilité est bien supérieure à celle des aciers inoxydables ferritiques. À résistance de conception équivalente, le S32205 peut atteindre une épaisseur de paroi plus fine et un allégement structurel, réduisant ainsi les coûts de matériaux et les dépenses de fabrication.
Excellente résistance à la corrosion par piqûres et fissures
La teneur élevée en chrome (22-23 %), en molybdène (3,0-3,5 %) et en azote (0,14-0,20 %) du S32205 lui confère une résistance exceptionnelle aux piqûres et à la corrosion caverneuse. Sa valeur PREN est d'environ 34-36, nettement supérieure à celle du 316L (≈25), ce qui représente une mise à niveau optimisée par rapport au S31803. Dans des environnements difficiles tels que l'eau de mer, les solutions chlorées et les milieux chlorés acides, le S32205 peut former un film passif stable pour résister à l'initiation et à la propagation des piqûres. Sa température critique de piqûre (CPT) se situe généralement entre 25 et 35 degrés, bien supérieure à celle du 316L, permettant un fonctionnement fiable sans piqûres de perforation dans l'eau de mer tempérée et les systèmes d'eau de refroidissement industriels.
Bonnes performances de soudage
Le S32205 présente d'excellentes propriétés de soudage. Par rapport aux aciers inoxydables duplex de première-génération, les aciers duplex de deuxième-génération ont une sensibilité considérablement réduite aux cycles thermiques de soudage. Diverses méthodes de soudage telles que TIG, MIG, SMAW et SAW peuvent être utilisées pour l'assemblage. Pendant le soudage, il est nécessaire de contrôler l'apport de chaleur (recommandé 0,5-2,5 kJ/mm) et la température entre passes (généralement inférieure ou égale à 150 degrés) pour éviter la précipitation de phases intermétalliques nocives (telles que la phase sigma). Un recuit de mise en solution après soudage n'est généralement pas nécessaire, mais un décapage ou une passivation est recommandé pour restaurer la résistance à la corrosion. Des métaux d'apport correspondants tels que l'ER2209 sont recommandés pour garantir que la soudure forme une microstructure de ferrite d'environ 30 à 50 %.
Bonnes propriétés de travail à chaud et à froid
Le S32205 présente d'excellentes propriétés de travail à chaud et peut être formé par forgeage à chaud, laminage à chaud, extrusion à chaud et autres processus de travail à chaud dans une plage de température de 950 à 1 250 degrés. L'intervalle optimal de température de travail à chaud est de 1 000 à 1 150 degrés. Après le travail à chaud, un traitement en solution (environ 1 020 à 1 100 degrés) est nécessaire pour obtenir les meilleures microstructures et propriétés mécaniques duplex. Les performances de travail à froid de cet alliage sont supérieures à celles des aciers inoxydables ferritiques, permettant le pliage à froid, le laminage à froid, l'emboutissage et d'autres opérations de formage. Cependant, sa tendance à l’écrouissage est supérieure à celle des aciers inoxydables austénitiques. Il est recommandé d'effectuer un recuit intermédiaire lorsque la déformation à froid dépasse 5 à 10 %.
Spécifications techniques
Composition chimique (ASTM A240/UNS S32205)
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Élément |
Exigences standards |
Remarques |
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Cr |
22.0 - 23.0% |
Éléments centraux qui forment un film de passivation dense pour offrir une résistance à la corrosion ; ferrite-éléments formant |
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Ni |
4.5 - 6.5% |
Les éléments stabilisants austénite favorisent la formation d’une microstructure duplex et améliorent la ténacité. |
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Mo |
3.0 - 3.5% |
Améliore la résistance aux piqûres et à la corrosion caverneuse d'environ trois fois celle du chrome |
|
N |
0.14 - 0.20% |
Éléments formateurs d'austénite-forts, renforcement de la solution solide, amélioration de la résistance à la corrosion par piqûre et de la limite d'élasticité |
|
Mn |
Inférieur ou égal à 2,0% |
Désoxydant, ajouté en petites quantités |
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Si |
Inférieur ou égal à 1,0% |
Désoxydant, strictement contrôlé |
|
C |
Inférieur ou égal à 0,030% |
Contrôle strict pour empêcher la précipitation des carbures de nuire à la résistance à la corrosion |
|
P |
Inférieur ou égal à 0,030% |
Éléments d'impuretés, strictement contrôlés |
|
S |
Inférieur ou égal à 0,020% |
Éléments d'impuretés, strictement contrôlés pour éviter la fragilité à chaud |
|
Fe |
Quantité restante (≈ 63,5%) |
Éléments matriciels |
Propriétés physiques
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Propriété |
Valeur/Plage |
Conditions d'essai |
|
Densité |
7,80 g/cm³ |
Température ambiante (20 degrés) |
|
Point de fusion |
1300 - 1440 diplôme |
- |
|
Conductivité thermique |
≈ 15 W/(m·K) |
Température ambiante |
|
Coefficient de dilatation thermique (20-100 degrés) |
≈ 13.0 × 10⁻⁶ /K |
Sous l'acier inoxydable austénitique |
|
Résistivité |
≈ 0.85 μΩ·m |
Température ambiante |
|
Module élastique (module de Young) |
190 - 200 GPa |
Température ambiante |
|
Coefficient de Poisson |
0.25 - 0.29 |
Température ambiante |
|
Magnétisme |
Ferromagnétisme |
La structure duplex est magnétique |
Propriétés mécaniques (état de solution recuite, valeur typique, ASTM A240)
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Propriété |
Valeur typique |
Spécification |
|
Résistance à la traction |
Supérieur ou égal à 620 MPa |
ASTMA240 |
|
Limite d'élasticité (décalage de 0,2 %) |
Supérieur ou égal à 450 MPa |
ASTMA240 |
|
Élongation |
Supérieur ou égal à 25% |
ASTMA240 |
|
Dureté (Brucell) |
293 HB (maximum) |
- |
Remarque : La limite d'élasticité du S32205 est environ deux fois supérieure à celle du 316L, ce qui peut réduire considérablement l'épaisseur de la paroi pour obtenir un allégement structurel et une optimisation des coûts. Comparé au S31803, le S32205 présente des plages de teneur en azote et en molybdène plus strictes et un meilleur contrôle de l'équilibre des phases.
Comparaison du nombre équivalent de résistance aux piqûres (PREN)
|
Qualité du matériau |
PREN(Cr+3.3Mo+16N) |
Résistance aux chlorures |
|
S32205 (2205) |
34 - 36 |
Excellent |
|
S31803 (2205) |
32 - 39 |
Excellent |
|
316L |
≈ 25 |
Général |
|
S32750 (2507) |
Supérieur ou égal à 40 |
Extrêmement bien |
Résistance à la corrosion (valeur typique)
|
Moyen |
Concentration |
Température |
Taux de corrosion |
Notation |
|
Eau de mer |
- |
Température ambiante à haute température |
Ignoré |
Excellent |
|
Solution de chlorure (eau salée) |
- |
Haute température |
Ignoré |
Excellent |
|
Acide nitrique (HNO₃) |
Inférieur ou égal à 40% |
Température ambiante |
＜0.05 |
Excellent |
|
Acide sulfurique (H₂SO₄) |
Inférieur ou égal à 40% |
Température ambiante |
＜0.1 |
Bien |
|
Acide chlorhydrique (HCl) |
Faible concentration |
Température ambiante |
＜0.1 |
Bien |
|
Hydroxyde de sodium (NaOH) |
- |
Température ambiante |
Ignoré |
Excellent |
|
Acides organiques (tels que l'acide acétique, l'acide citrique, etc.) |
- |
Température ambiante |
Ignoré |
Excellent |
|
Gaz de chlore humide |
- |
Température ambiante |
Ignoré |
Excellent |
Remarque : La résistance à la corrosion du S32205 est supérieure à celle du 316L et du 317L dans la plupart des environnements. Il présente une excellente résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) dans les environnements contenant du chlorure-, mais a une résistance à la corrosion limitée dans les milieux fortement réducteurs tels que l'acide chlorhydrique concentré à haute température-, l'acide fluorhydrique et l'acide sulfurique concentré. Dans les environnements contenant de l'hydrogène-, les aciers inoxydables duplex sont sensibles à la fragilisation par l'hydrogène et nécessitent une évaluation minutieuse.
Performances à haute-température
Le S32205 maintient une résistance élevée à des températures modérées :
|
Température |
Résistance à la traction (MPa) |
Taux de rétention des performances |
|
Température ambiante (20 degrés) |
Supérieur ou égal à 620 |
100% |
|
200 degrés |
≈ 560 |
Supérieur ou égal à 90 % |
|
300 degrés |
≈ 500 |
Supérieur ou égal à 81% |
Stabilité thermique et stabilité microstructurale à long- :
Le S32205 présente une bonne stabilité microstructurale pendant un service à long terme-à des températures inférieures ou égales à 300 degrés.
Note:
Une exposition prolongée à des températures comprises entre 300-500 degrés peut conduire à une fragilisation à 475 degrés (décomposition spinodale de la phase ferrite), entraînant une ténacité réduite. Par conséquent, une utilisation à long terme dans cette plage de température n’est pas recommandée.
Une exposition prolongée dans la plage de 600 à 900 degrés peut conduire à la précipitation de la phase σ (un composé intermétallique), ce qui réduit considérablement la résistance à la corrosion et la ténacité. Le traitement en solution doit traverser rapidement cette plage de température.
Le S32205 est moins sensible aux précipitations de phases nocives que les aciers inoxydables duplex de première-génération, mais un contrôle strict des vitesses de refroidissement pendant le traitement thermique et le soudage est toujours nécessaire pour franchir rapidement la plage de température sensible.
Performance antioxydante :
Le S32205 peut former une couche d'oxyde protectrice inférieure ou égale à 800 degrés, offrant de meilleures propriétés antioxydantes que les aciers inoxydables austénitiques. Pour un service à long-terme à des températures plus élevées, il est recommandé d'évaluer le gain de poids d'oxydation.
Système de traitement thermique
Le traitement thermique du S32205 a un impact déterminant sur la microstructure et les propriétés finales, avec des spécifications communes comme suit :
1.Traitement de solution (pour obtenir la microstructure duplex optimale et les propriétés complètes) :
Chauffer à 1020-1100 degrés et maintenir pendant un temps suffisant (environ 2 à 4 minutes par pouce d'épaisseur), puis tremper à l'eau ou refroidir rapidement à l'air. Cela se traduira par une microstructure duplex idéale d'environ 50 % de ferrite + 50 % d'austénite et une résistance à la corrosion optimale.
Traitement de soulagement du stress (après soudage/travail à froid) :
Chauffer à 650-750 degrés, maintenir pendant 1 à 2 heures, puis laisser refroidir à l'air. Utilisé pour éliminer les contraintes résiduelles.
Cependant, notez que des précipitations en phase sigma peuvent se produire dans cette plage de températures ; il est recommandé d'évaluer soigneusement son impact sur la résistance à la corrosion.
Note:
1. Le traitement thermique doit rapidement traverser la plage de température sensible de 600 à 900 degrés pour éviter la précipitation de la phase σ et de la phase χ.
2. The solution heat treatment temperature should not be too high (>1100 degrés), sinon une teneur excessive en ferrite affectera la ténacité et la résistance à la corrosion.
3. Il est recommandé d'effectuer un décapage ou une passivation après le traitement thermique pour éliminer le tartre de surface.
Performances de soudage et points clés du processus
Le 32205 possède d'excellentes propriétés de soudage, ce qui constitue une caractéristique importante des aciers inoxydables duplex de deuxième-génération :
1. Méthodes de soudage recommandées : TIG (GTAW), MIG (GMAW), SMAW, SAW, FCAW.
2. Contrôle de l'apport de chaleur : Il est recommandé que l'apport de chaleur soit de 0,5-2,5 kJ/mm et que la température entre les passes soit inférieure ou égale à 150 degrés pour éviter le grossissement des grains dans la zone affectée par la chaleur et la précipitation de phases nocives.
3. Gaz protecteur : Il est recommandé d'utiliser un gaz mélangé d'Ar + 1-2 % N₂, qui peut augmenter la teneur en austénite dans le métal soudé, améliorant ainsi la ténacité et la résistance à la corrosion de la soudure.
4. Métal d'apport : il est recommandé d'utiliser des métaux d'apport en acier inoxydable duplex tels que ER2209 ou E2209 qui sont assortis ou sur-adaptés au métal de base pour garantir que la résistance à la corrosion de la soudure n'est pas inférieure à celle du métal de base.
5. Traitement post-soudage : il est recommandé d'effectuer un décapage ou une passivation pour restaurer la résistance à la corrosion de la zone affectée par la chaleur-et éliminer la couleur d'oxydation du soudage. Le décapage est plus efficace que le nettoyage mécanique pour éliminer les couches appauvries en chrome-.
Comparaison des propriétés magnétiques et sélection des applications
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Indicateurs de performance |
S32205 (acier inoxydable duplex 2205) |
316L (Acier inoxydable austénitique) |
S32750 (Acier inoxydable super duplex 2507) |
|
Limite d'élasticité (MPa) |
Supérieur ou égal à 450 |
≈ 220 |
Supérieur ou égal à 550 |
|
Résistance à la traction (MPa) |
Supérieur ou égal à 620 |
≈ 520 |
Supérieur ou égal à 800 |
|
Allongement (%) |
Supérieur ou égal à 25 |
Supérieur ou égal à 40 |
Supérieur ou égal à 15 |
|
PREN (nombre équivalent de résistance aux piqûres) |
34 - 36 |
≈ 25 |
Supérieur ou égal à 40 |
|
Résistance au SCC (chlorures) |
Excellent |
Différence (très sensible) |
Extrêmement bien |
|
Magnétisme |
Ferromagnétisme |
Non-magnétique |
Ferromagnétisme |
|
Conductivité thermique |
Plus élevé (≈15 W/m·K) |
Inférieur (≈14 W/m·K) |
Plus haut |
|
Prix |
Moyen |
Inférieur |
Plus haut |
|
Propositions de sélection |
Principalement utilisé dans des environnements à haute résistance-résistants au chlore-et modérément corrosifs : pétrole et gaz, plates-formes offshore, dessalement de l'eau de mer, échangeurs de chaleur, pipelines à haute-pression. |
Principalement utilisé dans des environnements généraux résistants à la corrosion-avec des exigences en matière de propriétés sans chlore-, à basse-température, à faible-résistance et non-magnétiques. |
Principalement utilisé pour les applications avec des exigences plus élevées en matière de résistance et de résistance à la corrosion, telles que les environnements riches en chlorure, les températures élevées et les conditions acides fortes. |
Médias applicables
1. Solutions d’eau de mer et de chlorure : Excellente résistance à la corrosion par piqûres, à la corrosion caverneuse et à la fissuration par corrosion sous contrainte.
2. Acides oxydants : tels que l’acide nitrique (inférieur ou égal à 40 %), avec une excellente résistance à la corrosion.
3. Acides réducteurs moyennement concentrés : tels que l'acide sulfurique (inférieur ou égal à 40 %).
4. Acides organiques : Acide acétique, acide citrique, acide formique, etc.
5. Solutions alcalines : Hydroxyde de sodium, hydroxyde de potassium, etc.
6. Milieux pétroliers et gaziers contenant du chlorure {{1} : environnements de production et de traitement de pétrole et de gaz naturel, conformes à la norme NACE MR0175.
7. Vapeur d'eau à haute-température (les limitations de température doivent être notées).
Note:
Le S32205 ne résiste pas aux milieux fortement réducteurs tels que l'acide fluorhydrique et l'acide chlorhydrique concentré à haute -température. Dans les environnements contenant de l'hydrogène-, les aciers inoxydables duplex sont sensibles à la fragilisation par l'hydrogène et nécessitent une évaluation minutieuse. Les conditions d'utilisation à long-terme doivent éviter une fragilisation à 475 degrés et une précipitation en phase sigma.
Le S32205 (acier inoxydable duplex 2205) convient aux applications nécessitant une combinaison de haute résistance, de résistance au chlore et de résistance modérée à la corrosion. Son utilisation est recommandée dans les domaines suivants :
Champs d'application
-
Industrie du pétrole et du gaz naturel (applications principales)
● Systèmes de pipelines pour champs de pétrole et de gaz, pipelines de collecte et de transport, pipelines sous-marins, colonnes montantes
● Outils de fond, équipements de tête de puits, vannes, raccords de tuyauterie, brides
● Séparateurs, échangeurs de chaleur, composants de pompes et de vannes
● Modules de plateforme de forage, systèmes de protection incendie, pompes de relevage d'eau de mer
● Équipements pour environnements pétroliers et gaziers acides conformes à la norme NACE MR0175 -
Traitement chimique et génie pétrochimique
● Récipients sous pression, réservoirs-haute pression, réacteurs
● Échangeurs de chaleur, condenseurs, évaporateurs
● Système de canalisations pour le transport de fluides corrosifs (y compris les environnements chlorés)
● Colonne de distillation, tour d'absorption, séparateur
● Équipement de fabrication de chlorate -
Génie maritime et dessalement de l'eau de mer
● Pipelines d'usine de dessalement, unités d'osmose inverse (OI) à haute-pression
● Composants structurels de plates-formes offshore, échangeurs de chaleur à eau de mer
● Système d'eau de ballast de navire, système d'eau d'incendie -
Industrie des pâtes et papiers
● Récipients de cuisson à la vapeur, équipements de blanchiment, laveuses et systèmes de traitement de stockage -
Industrie de l'énergie électrique
● Système de désulfuration des gaz de combustion FGD, tour d'absorption, canalisations et conduits de fumées
● Tuyauterie du circuit d'eau de refroidissement secondaire de l'énergie nucléaire -
Protection de l'environnement et traitement des eaux usées
● Système de traitement des eaux usées, tour d'épuration des gaz d'échappement, équipement de traitement des eaux usées -
Mécanique et composants structurels
● Arbres rotatifs à haute-pression, rouleaux de pressage, pales, turbines, fixations et composants mécaniques et structurels pour des environnements à haute-résistance et à la corrosion-résistants.
● Récipients sous pression, équipements de transformation des aliments
Livraison et personnalisation
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Formulaire |
 Feuille/Plaque
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 Barre/Tige
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 Tuyau / Tube
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 Bobine de bande/feuille
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 Fil/fil machine
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Gamme Conventionnelle |
Épaisseur : 0.5 - 100 mm |
Diamètre Φ6-500mm |
Diamètre extérieur Φ10-300mm |
Épaisseur : 0,1 – 3,0 mm |
Diamètre Φ0,5-10 mm |
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Capacité de personnalisation |
Tôles laminées à chaud-ou à froid-, plaques ultra-fines (à partir de 0,1 mm), pièces embouties, longueur-découpe aux dimensions spécifiées, traitements de surface spéciaux (décapage, polissage) |
Barres forgées,-barres laminées à chaud, barres polies, barres façonnées et différentes conditions de traitement thermique (condition de traitement en solution-) |
Tubes sans soudure/tubes soudés (conformes à la norme ASTM A789/A790), coupe à longueur fixe, tubes en U- |
Matériaux en bandes de précision, bobines d'estampage, découpes laminées, largeur non-standard, film protecteur spécial |
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FAQ
Q : Quels sont les principaux avantages du S32205 (acier inoxydable duplex 2205) ?
Q : Quelle est la différence entre le S32205 et le 316L ? Comment choisir entre eux ?
Q : Quelle est la différence entre le S32205 et le S31803 ?
Q : Quelle est la température de fonctionnement maximale du S32205 ?
Q : Quelle est la performance de soudage du S32205 ?
Q : Le S32205 peut-il remplacer le 316L ?
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