Superduplex 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / ASTM A182 F61 / Type 255 / UNS S32520 / ASTM A182 F59 / SUS329J4L

L'acier 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 est un acier inoxydable super duplex à haute teneur en alliage, présentant une structure austénitique-ferritique biphasée. Il contient du chrome, du nickel et du molybdène, ainsi que du cuivre et de l'azote. Cet acier se caractérise par une résistance mécanique élevée et une excellente résistance à la corrosion par piqûres , à la corrosion caverneuse et à la fissuration par corrosion sous contrainte en milieu chloruré (UNS S32550 / ASTM A182 F61 / Type 255 et UNS S32520 / ASTM A182 F59).

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Matériaux disponibles chez Alfa-Tech : 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61

Barres 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61 – laminées à chaud, écroûtées et étirées
Barres plates 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61
Barres forgées 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61
Pièces forgées 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61 – pièces forgées à matrice ouverte, cubes et arbres forgés
Tuyaux 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61
Tôles 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 / UNS S32550 / F61 – laminées à chaud et à froid

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Composition chimique de l'acier 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 et des nuances similaires UNS S32550 / ASTM A182 F61 / Type 255, UNS S32520 / ASTM A182 F59 / SUS329J4L

La composition chimique est exprimée en pourcentage massique. Les différentes qualités diffèrent par leur composition chimique requise ; il convient donc de ne pas les considérer comme interchangeables sans vérification préalable des exigences de la norme et de l’application spécifique.

Acier 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 – Super Duplex

Stal 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3 est un type d'acier inoxydable à haute teneur en alliage Super duplex Ce matériau présente une microstructure austénitique-ferritique biphasée. Sa teneur élevée en chrome, molybdène et azote, associée à l'ajout de cuivre, lui confère une résistance mécanique élevée et une excellente résistance à la corrosion généralisée et localisée.
Le grade 1.4507 contient environ 24 à 26 % de chrome, 6 à 8 % de nickel, 3 à 4 % de molybdène, 1 à 2,5 % de cuivre et 0,20 à 0,30 % d'azoteIl s'agit donc d'un acier beaucoup plus fortement allié que les aciers austénitiques classiques et les aciers duplex standard. La combinaison de chrome, molybdène i azote, qui est responsable d'une résistance élevée à la corrosion localisée dans environnements chlorés.
Une caractéristique de 1.4507 est sa teneur relativement élevée cuivreL'ajout de cuivre améliore le comportement du matériau dans certains cas. environnements acides, par conséquent, le 1.4507 est utilisé dans les industries chimiques et pétrochimiques ainsi que dans les installations en contact, entre autres, avec l'acide sulfurique et phosphorique.

Structure de l'acier 1.4507 – une combinaison d'austénite et de ferrite

Les propriétés de l'acier 1.4507 sont largement dues à sa microstructure biphasée composée de ferrite et austéniteUne structure correctement équilibrée combine les caractéristiques des deux groupes d'aciers inoxydables : la haute résistance mécanique de la ferrite avec la bonne ductilité et la résistance à la corrosion de l'austénite.
Comparativement aux aciers inoxydables austénitiques classiques, les aciers Super Duplex présentent des limites d'élasticité nettement supérieures. Ceci permet de réduire la section transversale dans de nombreuses conceptions tout en conservant la capacité portante requise, ce qui est particulièrement important pour les équipements sous pression, les installations de process, les échangeurs de chaleur et les structures offshore.

Résistance à la corrosion de l'acier 1.4507

L'acier 1.4507 est principalement destiné aux applications dans lesquelles le matériau est simultanément exposé à des charges mécaniques et agressives élevées. environnement corrosifUne teneur élevée en Cr, Mo et N confère une très bonne résistance à corrosion par piqûres et d'autres formes de corrosion localisée.
Cette espèce est très résistante à :

• corrosion par piqûres dans les environnements contenant des chlorures,
• corrosion par crevasses,
• Fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) dans de nombreux environnements chlorés,
• corrosion intergranulaire,
• corrosion générale dans de nombreux environnements acides,
• l'action de l'eau de mer, saumures et solutions industrielles contenant des chlorures,
• environnements sélectionnés contenant de l'acide sulfurique, phosphorique et nitrique.

La résistance d'un matériau à la corrosion intergranulaire est particulièrement importante pour les composants soudés et les équipements fonctionnant dans des milieux de process agressifs. Cependant, la résistance ultime à la corrosion dépend non seulement de la nuance d'acier, mais aussi de la microstructure, de l'état de surface, de la qualité de la soudure, de la température, du pH, de la concentration en chlorures et de la présence de fissures structurales.

Acier PREN 1.4507

L'indice PREN permet de comparer approximativement la résistance des aciers inoxydables à la corrosion par piqûres . Pour les aciers sans ajout de tungstène, la relation suivante est généralement utilisée :

PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N

Pour les limites de composition chimique de 1.4507, la valeur PREN calculée peut varier considérablement. Avec une composition typique, le matériau atteint des niveaux caractéristiques des aciers duplex et super duplex fortement alliés. Cependant, la valeur PREN doit être considérée comme un paramètre comparatif ; à elle seule, elle n’indique pas la résistance complète du matériau dans une installation spécifique.

Importance des éléments d'alliage dans l'acier 1.4507

• Chrome (Cr) – est responsable de la formation d'une couche passive qui protège la surface de l'acier contre la corrosion.
• Nickel (Ni) – stabilise l’austénite et contribue à obtenir l’équilibre approprié entre les phases austénitique et ferritique.
• Molybdène (Mo) – améliore considérablement la résistance à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse dans les environnements chlorés.
• Azote (N) – augmente la résistance, stabilise l'austénite et a un effet très important sur la résistance à la corrosion par piqûres.
• Cuivre (Cu) – améliore la résistance à certains environnements acides, ce qui est l'une des caractéristiques de la nuance 1.4507.

Propriétés mécaniques de l'acier 1.4507

L'acier 1.4507 se caractérise par une limite d'élasticité et une résistance à la traction élevées. Les valeurs précises dépendent de la forme du produit, de ses dimensions, de son état de livraison et de la norme du matériau. Les valeurs suivantes sont typiques pour le matériau sursaturé :

Il convient de noter que, selon la norme et la forme du produit, les exigences peuvent être plus élevées. Pour certains produits conformes à la norme 1.4507, on observe une limite d'élasticité minimale Rp0,2 d'environ 550 MPa et une résistance à la traction minimale Rm d'environ 760 MPa.

Propriétés physiques de l'acier 1.4507

Propriétés de l'acier 1.4507 à haute température

Lorsque la température augmente, la limite d'élasticité et le module d'élasticité de l'acier diminuent. Il est impératif de tenir compte de ce phénomène lors de la conception d'équipements de process, d'échangeurs de chaleur et d'appareils sous pression.

Traitement thermique de l'acier 1.4507

Un traitement thermique approprié de l'acier super duplex est essentiel pour maintenir un équilibre de phases favorable et une haute résistance à la corrosion. Cet acier est généralement livré à l'état durci en solution.
La température du traitement thermique de mise en solution dépend de la forme du produit et des exigences de la norme applicable. Pour les produits du groupe 1.4507 / F255, les températures sont d'environ 1040 °C et plusUn refroidissement rapide est ensuite nécessaire. Les paramètres de traitement doivent toujours être sélectionnés conformément à la norme spécifique du produit.
Il convient de limiter la durée d'exposition du matériau à la plage de températures favorisant la formation de phases intermétalliques, notamment de phases sigma. Leur séparation peut entraîner une diminution de la résistance aux chocs, de la ductilité et de la résistance à la corrosion.

Transformation plastique de l'acier 1.4507

L'acier peut être forgé et laminé à chaud, mais sa forte teneur en éléments d'alliage exige un contrôle rigoureux de la température. Le travail à chaud est réalisé à haute température, en évitant un maintien prolongé du matériau dans une plage de températures favorisant la précipitation de phases indésirables.
Après un travail à chaud intensif, un traitement thermique de mise en solution et un refroidissement rapide peuvent être nécessaires pour rétablir une microstructure optimale et une résistance à la corrosion.

Soudabilité de l'acier 1.4507

L'acier 1.4507 est soudable, mais comme les autres aciers super duplex, il exige un procédé de soudage maîtrisé. L'objectif principal de la technologie de soudage est de maintenir un équilibre optimal entre la ferrite et l'austénite dans la soudure et la zone affectée thermiquement.
L'apport de chaleur, la température entre passes, la composition du métal d'apport et la vitesse de refroidissement doivent être maîtrisés. Un apport de chaleur excessif ou insuffisant peut dégrader la structure et les propriétés de l'assemblage. Dans les applications critiques, il convient d'utiliser des procédés de soudage qualifiés adaptés aux aciers duplex et super duplex.

Application de l'acier 1.4507 / X2CrNiMoCuN25-6-3

La combinaison d'une haute résistance, d'une résistance aux chlorures et d'une bonne résistance à un certain nombre de produits chimiques agressifs signifie que le 1.4507 est principalement utilisé dans les industries chimiques, pétrochimiques, énergétiques, maritimes et des équipements de traitement.
Les applications typiques comprennent :

• pipelines et installations de traitement,
• réservoirs chimiques,
• échangeurs de chaleur et refroidisseurs,
• composants de pompe et de compresseur,
• arbres, bagues et éléments soumis à des charges mécaniques,
• pièces de vannes et de raccords industriels,
• vis et fixations,
• éléments d'équipement sous pression,
• installations de l'industrie chimique et pétrochimique,
• équipements pour l'industrie des pâtes et papiers,
• installations en contact avec l'eau de mer et les saumures,
• Éléments d'installation offshore et pétrolière et gazière.

1.4507 et autres aciers Super Duplex

L'acier 1.4507 appartient à la même grande famille d'aciers ferritiques-austénitiques fortement alliés que l'acier 1.4410 / X2CrNiMoN25-7-4 et d'autres aciers super duplex. Cependant, cela ne signifie pas qu'ils soient totalement interchangeables. Les différences de teneur en nickel, molybdène, azote et, surtout, cuivre influent sur la résistance à la corrosion, les propriétés mécaniques et le comportement du matériau dans des environnements chimiques spécifiques.
Le choix entre les différentes qualités de Super Duplex doit tenir compte non seulement de la valeur PREN, mais aussi du type de milieu, de la température de fonctionnement, de la teneur en chlorures, du pH, des exigences de résistance, de la méthode de soudage et des exigences des normes relatives à la forme spécifique du produit.

Acier duplex
1.4362 – Acier duplex au chrome-nickel avec ajout de molybdène, de cuivre et d'azote X2CrNiN23-4, UNS S32304, Duplex 2304
1.4162 – acier duplex au chrome-manganèse-nickel avec ajout de Mo et Cu X2CrMnNiN21-5-1, UNS S32101, LDX 2101®, A182 F69.
1.4460 – acier duplex au chrome-nickel-molybdène avec ajout d'azote X3CrNiMoN27-5-2, AISI 329, UNS S32900, SS 2324.
1.4462 – Acier duplex au chrome-nickel-molybdène avec ajout d'azote X2CrNiMoN22-5-3, UNS S31803, S32205, Duplex 2205
Super duplex
1.4410 – Acier super duplex au chrome-nickel-molybdène avec ajout d'azote X2CrNiMoN25-7-4 – UNS S32750 – Super Duplex 2507
1.4501 – Acier super duplex au chrome-nickel-molybdène avec ajout de Cu, W et N X2CrNiMoCuWN25-7-4 – UNS S32760
1.4507 – Acier super duplex au chrome-nickel-molybdène avec ajout de Cu et N X2CrNiMoCuN25-6-3 – UNS S32550 – F61 / Alliage 255

Voir aussi les autres aciers résistants à la corrosion