Acier duplex F51 (UNS S31803) : présentation du produit
L'acier inoxydable duplex F51 (UNS S31803) est un alliage polyvalent et hautement résistant à la corrosion, connu pour son excellente combinaison de propriétés mécaniques et de résistance à divers environnements corrosifs. Cet article fournit une introduction complète à l'acier duplex F51 (UNS S31803), couvrant sa composition chimique, ses propriétés mécaniques, ses performances à différentes températures, ses applications industrielles, ses formes et ses tailles, ses normes de production, ses capacités de soudage et de traitement, ses avantages et ses inconvénients, ainsi qu'une comparaison. avec des alliages similaires.
Composition chimique
L'acier duplex F51 (UNS S31803) a une composition chimique équilibrée qui contribue à sa résistance à la corrosion et à sa résistance mécanique :
| Élément | Composition (%) |
|---|---|
| Chrome (Cr) | 21,0 – 23,0 |
| Nickel (Ni) | 4,5 – 6,5 |
| Molybdène (Mo) | 2,5 – 3,5 |
| Azote (N) | 00,08 – 0,20 |
| Carbone (C) | 00,030 maximum |
| Silicium (Si) | 1,00 maximum |
| Manganèse (Mn) | 2,00 maximum |
| Phosphore (P) | 00,030 maximum |
| Soufre (S) | 00,020 maximum |
Propriétés mécaniques
L'acier duplex F51 (UNS S31803) présente d'excellentes propriétés mécaniques adaptées à une large gamme d'applications :
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Résistance à la traction, ksi (MPa) | 65 minutes (450 minutes) |
| Limite d'élasticité (compensation de 0,2 %), ksi (MPa) | 45 minutes (310 minutes) |
| Allongement (% en 2 pouces) | 25 minutes |
| Dureté, Rockwell C (HRC) | 30 maximum |
Caractéristiques de performance
L'acier duplex F51 (UNS S31803) offre des performances supérieures dans diverses conditions :
- Résistance à la corrosion : Excellente résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC), aux piqûres et à la corrosion caverneuse dans les environnements riches en chlorures, ce qui le rend adapté aux applications marines et offshore.
- Force: Résistance supérieure à celle des aciers inoxydables austénitiques, combinée à une bonne ténacité, garantissant l'intégrité structurelle dans les environnements exigeants.
- Soudabilité : Bonne soudabilité avec des matériaux et techniques d'apport appropriés, facilitant la fabrication et la réparation.
Applications industrielles
L'acier duplex F51 (UNS S31803) est largement utilisé dans les industries nécessitant une résistance à la corrosion et une résistance mécanique robustes :
| Secteur industriel | Applications |
|---|---|
| Pétrole et Gaz | Pipelines sous-marins, plates-formes offshore et composants exposés à des environnements agressifs. |
| Traitement chimique | Échangeurs de chaleur, réservoirs de stockage et cuves de réacteur manipulant des produits chimiques corrosifs. |
| Marin | Arbres d'hélice, usines de dessalement d'eau de mer et systèmes d'échappement marins. |
Formes et tailles
L'acier duplex F51 (UNS S31803) est disponible sous différentes formes et tailles pour répondre aux besoins spécifiques des applications :
- Formes: Feuilles, plaques, barres, tubes, tuyaux et raccords.
- Tailles : Épaisseur allant de 0,5 mm à 50 mm pour les plaques, et diamètre allant de 6 mm à 300 mm pour les barres rondes.
Normes de production
Duplex Steel F51 (UNS S31803) est conforme aux normes de production internationales garantissant qualité et fiabilité :
| Formulaire de produit | Formes disponibles | Tailles disponibles | Normes de production |
|---|---|---|---|
| Plaques/Feuilles | Feuilles, plaques | Épaisseur : 0,5 mm – 50 mm | ASTM A240, EN 10088 |
| Barres/tiges | Barres rondes, barres carrées | Diamètre : 6 mm – 300 mm | ASTM A276, EN 10088 |
| Tuyaux/Tubes | Sans soudure, soudé | Diamètre extérieur : 6 mm – 300 mm | ASTM A790, ASTM A789 |
Soudage et transformation
L'acier duplex F51 (UNS S31803) offre de bonnes caractéristiques de soudabilité et de traitement :
- Soudage: Peut être soudé en utilisant des méthodes standard telles que le soudage TIG, MIG et à l'arc submergé, avec un préchauffage et un traitement thermique post-soudage appropriés pour maintenir la résistance à la corrosion.
- Usinabilité : Généralement inférieur aux aciers inoxydables austénitiques, nécessitant des vitesses plus lentes et plus de puissance pour les opérations d'usinage.
Avantages et inconvénients
| Aspect | Détails |
|---|---|
| Avantages | Excellente résistance à la corrosion, haute résistance, rentabilité par rapport aux alliages super austénitiques et à base de nickel, adaptés à une large gamme d'applications dans des environnements agressifs. |
| Désavantages | Une ténacité inférieure à celle des aciers inoxydables austénitiques peut nécessiter une manipulation spécialisée pendant le soudage et la fabrication en raison de la structure duplex. |
Comparaison avec des alliages similaires
L'acier duplex F51 (UNS S31803) est souvent comparé à d'autres aciers inoxydables duplex tels que le F60 (UNS S32205) et aux aciers inoxydables super austénitiques comme le 904L (UNS N08904). Voici une brève comparaison :
| Type/propriété de l'alliage | Acier duplex F51 (UNS S31803) | Acier duplex F60 (UNS S32205) | Acier inoxydable super austénitique (904L, UNS N08904) |
|---|---|---|---|
| Résistance à la corrosion | Excellente résistance à la corrosion induite par les chlorures, y compris la corrosion par piqûres et fissures. | Résistance améliorée à la corrosion localisée grâce à une teneur plus élevée en chrome et en molybdène. | Bonne résistance à la corrosion, inférieure aux aciers inoxydables duplex dans les environnements chlorés. |
| Force | Résistance supérieure à celle des aciers inoxydables austénitiques, bonne ténacité. | Caractéristiques de résistance similaires avec une résistance à la corrosion améliorée. | Résistance inférieure à celle des aciers inoxydables duplex, bonne formabilité. |
| Applications | Pétrole et gaz, transformation chimique, milieux marins. | Applications similaires avec une résistance améliorée à la corrosion dans des environnements chlorés agressifs. | Industries chimiques et pharmaceutiques, production de papier. |
Cet article détaillé présente l'acier duplex F51 (UNS S31803), mettant en évidence sa composition chimique, ses propriétés mécaniques, ses caractéristiques de performance, ses applications industrielles, ses formes et tailles disponibles, ses normes de production, ses capacités de soudage et de traitement, ainsi que ses avantages, ses inconvénients et une comparaison avec alliages similaires. Les ingénieurs et les professionnels à la recherche de matériaux durables pour les applications nécessitant une résistance à la corrosion et une résistance élevée trouveront ces informations utiles pour sélectionner l'alliage approprié pour répondre à des besoins opérationnels spécifiques.