CA1340030C - Acier inoxydale austeno-ferritique - Google Patents
Acier inoxydale austeno-ferritiqueInfo
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- CA1340030C CA1340030C CA000596675A CA596675A CA1340030C CA 1340030 C CA1340030 C CA 1340030C CA 000596675 A CA000596675 A CA 000596675A CA 596675 A CA596675 A CA 596675A CA 1340030 C CA1340030 C CA 1340030C
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- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
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Abstract
Un acier inoxydable austéno-ferritique ayant une bonne tenue à la corrosion et un indice d'usinabilité comportant une faible teneur en molybdène et une forte teneur en cuivre mis en solution par traitement thermique de l'alliage au-dessus de 900.degree.C, la composition étant la suivante: C < 0,06% en poids; Si < 1,2; Mn < 3; 21 < Cr < 25; 3 < Ni < 6; 0,06 < N < 0,3; Mo < 1; 1 < Cu < 3,5; le solde étant du fer. La composition est équilibrée pour obtenir entre 30 et 70% de ferrite à l'austénite.
Description
13~03~
La présente invention a pour objet un acier .inoxydable austéno-ferritique.
On connait des aciers lnoxydables austéno-ferritiques ayant de bonnes proprietés mecaniques, une bonne résistance à la corrosion et une bonne soudabi-:Lité.
De tels alliages comprennent, outre le fer qui constitue le solde, du -- chrome et du molybdène de façon à améliorer les propriétés résistance à la corrosion ;
~- nickel et azote de façon à améliorer la stabilité de la phase austénitique ;
-- carbone en faible pourcentage car il affecte la ré-sistance à la cor:rosion compte tenu de sa faible solu-bilité dans la fe:rrite ;
~- silicium ;
-- manganese.
La d~nande de brevet EP-A-0.15~.778 pubLiée le 2 octobre 1985 décrit alinsi un alliage ti acier inoxydable austéno-ferritique clont la phase auslénitique reste stable autorisant des dléformations à froid entre 10 et 30 ~/, une bonne sou-dabilité et une bonne resistance à la corrosion.
La composition d un tel alliage est la sui-~ante :
C < 0,06 en poids Si < 1,5 Mn < ~,0 21 < Cr < 24,5
La présente invention a pour objet un acier .inoxydable austéno-ferritique.
On connait des aciers lnoxydables austéno-ferritiques ayant de bonnes proprietés mecaniques, une bonne résistance à la corrosion et une bonne soudabi-:Lité.
De tels alliages comprennent, outre le fer qui constitue le solde, du -- chrome et du molybdène de façon à améliorer les propriétés résistance à la corrosion ;
~- nickel et azote de façon à améliorer la stabilité de la phase austénitique ;
-- carbone en faible pourcentage car il affecte la ré-sistance à la cor:rosion compte tenu de sa faible solu-bilité dans la fe:rrite ;
~- silicium ;
-- manganese.
La d~nande de brevet EP-A-0.15~.778 pubLiée le 2 octobre 1985 décrit alinsi un alliage ti acier inoxydable austéno-ferritique clont la phase auslénitique reste stable autorisant des dléformations à froid entre 10 et 30 ~/, une bonne sou-dabilité et une bonne resistance à la corrosion.
La composition d un tel alliage est la sui-~ante :
C < 0,06 en poids Si < 1,5 Mn < ~,0 21 < Cr < 24,5
2 < N:L < 5, 5 O, 0 1 < MO < 1, O
O, 05 < N < O, 3 0,01 < ~ < 1,0 le solde étant du Fe, le<; composes ci-dessus devant répondre par ailleurs aux conditlons suivantes :
1 3 ~ 3~
- pourcentage de ferrite ~( entre 15 et 65 - pourcentage de ferrite ~ < 0,20 (% Cr/7. N) ~ 23 - (7. Cr ~ 7 Mn!/7. N > 120.
- 22,~ ~ 7. Cr 1 30 x Z Mn ~ 22 x i! Mo ~ 26 x 7. Cu 110 x i! N > 540.
-- 7. Mo ~ % Cu > 0,15 avec 7. Cu d au moins 0,005 7..
- De tels alliages ont une phase austénitique stable qui n a pas tendance à se transformer en mar-1:ensite mais ils sont difficilement usinables et leurs 10 propriétés mécaniques restent faibles.
La présente invention a pour but la réalisa-tion d un alliage austéno-ferritique dont la tenue à
la corrosion est améliorée par rapport aux alliages existants et qU~L présente un indice élevé d'usinabi-, 15 lité.
Un tel alliage possède un faible pourcentage de molybdène mais une forte teneur en cuivre, ce der-nier étant mis en solution par traitement thermique au-dessus de 900 C, la composition de cet alliage 20 étant la suivante, exprimée en pourcentage en poids.
C < 0,06 Sl < 1,2 Mn < 3 21 < Cr < 25
O, 05 < N < O, 3 0,01 < ~ < 1,0 le solde étant du Fe, le<; composes ci-dessus devant répondre par ailleurs aux conditlons suivantes :
1 3 ~ 3~
- pourcentage de ferrite ~( entre 15 et 65 - pourcentage de ferrite ~ < 0,20 (% Cr/7. N) ~ 23 - (7. Cr ~ 7 Mn!/7. N > 120.
- 22,~ ~ 7. Cr 1 30 x Z Mn ~ 22 x i! Mo ~ 26 x 7. Cu 110 x i! N > 540.
-- 7. Mo ~ % Cu > 0,15 avec 7. Cu d au moins 0,005 7..
- De tels alliages ont une phase austénitique stable qui n a pas tendance à se transformer en mar-1:ensite mais ils sont difficilement usinables et leurs 10 propriétés mécaniques restent faibles.
La présente invention a pour but la réalisa-tion d un alliage austéno-ferritique dont la tenue à
la corrosion est améliorée par rapport aux alliages existants et qU~L présente un indice élevé d'usinabi-, 15 lité.
Un tel alliage possède un faible pourcentage de molybdène mais une forte teneur en cuivre, ce der-nier étant mis en solution par traitement thermique au-dessus de 900 C, la composition de cet alliage 20 étant la suivante, exprimée en pourcentage en poids.
C < 0,06 Sl < 1,2 Mn < 3 21 < Cr < 25
3 < Nl < 6 0,06 < N < 0,30 Mo < 1 < Cu < 3,5 le solde étant du Fe. La composition est équilibrée 30 pour obtenir entre 3~ et 70 7. de ferrite à 300 K.
D'autres avantages et caractéristiques ap-paraitront à la lecture de la descrlption qui va sui-vre de modes de realisation particullers de 1 alliage 13~003~
selon l'invention, la figure unique annexée représentant les clomaines de durcissement de l'alliage dans un diagramme temp-, température.
Deux alliages particuliers A et B sont analysés 'i comparativement à des alliages de composition connue, notamment l'UNS 32304 correspondant à l'alliage décrit dans la demande de brevet EP 0.156.778.
C Si Mn Ni. Cr Mo Cu N
1~
A 0, 020, 6 l, 9 4, 1 23, 5 0, 13 1, 60- 0, 1 1~ 0, 0 20, 5 2 3, 92 ~, 3 0, 1 1~ 2, 8 0, 0 9 AISI 30~.L 0,020,6 i,3 lO 18,2 0,03 0,02 0,05 AISI 316 0,0250,5 1,5 11,5 t 7,5 2,3 0,03 0,05 UNS 3230~ 0, 02 0, 5it a ~. 2 23 0, 13 0, 127 0, 123 UNS 31~03 0, 02 0, 51, 7 5, 7 21, 9 2, 75 0, 1:~5 0, 120 Dans le ta~bleau ci-dessus, on a récapitulé les compositions en éléments d'addition au Fe pour les alliages A et B selon l'invent:ion et les alliages connus.
Un autre objet de la présente invention est un procédé de fabrication des aciers inoxydables selon l'invention caractérLsé en ce que, après solidification, on fait subir à ces aciers un traitement thermique de mise en solution du Cu consistant en un chauffage et un maintien au-clessus de 900~C, suivi d'un refroidissement rapide.
De préférence, les alliages de l'invention sont réalisés par fusion jusqu'à 1600~C minimum et réchauffés à
1180~C envirorl aprè~ solidification. Ils subissent un laminage en tôles. Des prélèvements sont effectués afin de déterminer la stabilité structurale en fonction des traitements thermiques et plus particulièrement le durcissement, les caractéristiques mécaniques et physiques, 13~0~33 3a la résistance à la corrosion ainsi que l'aptitude à
l'usinabilité.
Au préalable, il est nécessaire d'étudier l'influence des différents éléments d'addition.
!, Le carbone est réduit à de faibles teneurs i /
~3 10~3~
Ol 0,06 7. afin de réduire les rlsques de formation de carbures au cou:rs des traitements thermiques ce qui C5erait pré~udiciable a la résistance à certaines for-mes .de corrosion.
L.e silicium est réduit à de faibles teneurs inférieu-res à 1,2 '~ afin de réduire les risques de formation cle composés intermetalliques qui fragilisent l'allia-qe.
Le manganèse permet d augmenter la mise en solution solide de l azote dans 1 alliage mais sa teneur doit etre limitée à 3 i' pour ne pas devenir préjudiciable à
la tenue à la corrosion généralisée et localisée dans c:ertalns cas.
Le chrome est cont:rolé de façon à ce que les fractions volumiques des F~hases ferritiques et austénitiques soient voisines. Une teneur trop faible ne permet pas d obtenir une fralction volumique de ferrite suffisan-te.
Une teneur trop élevée peut necessiter des additions importantes de nickel et d azote, ce qui, compte tenu du prix du nickel, doit etre évité. De plus, l alliage a une tendance accrue à la précipita-tion de phases intermétalliques fragilisantes lors des traitements thermi.ques.
Aussi de facon classique on utilise des te-neurs en chrome comprises entre 21 et 25 ~, plus exac-tement une teneur de 23,5 ~. A un tel pourcentage, r alliage a une excellente resistance à la corrosion.
Une telle teneur en ch:rome associée à une faible teneur en nickel et molybdène permet d éviter, meme pour des traitements thermiques de quelques heu-res, la formation d une phase~ , par démixtion de la phase ~ , durcissante et fragllisante. La formation d une telle phase ~ intervient Lors de traitements 13~003~
l:hermiques entre 300 et 500 C.
Ie nickel est un l~lément qui stabilise la phase austé-nitique de façon à optlmlser l equilibre austénite/
ferrlte. Compte tenu de son prix on limite son addi-1:ion entre 3 et 6 ~ plus particulièrement 4,2 Z.
I. azote intervient pour maintenir l'equllibre austéni-1:e/ferrite et de plus une telle addition permet d ac-c,roitre les caractéristiques mécaniques et la tenue à
:La corrosion par piqures. L addition de 1 azote est limitee à 0,30 et souvent voisine de 0,13 %.
Le molybdène est limité à un pourcentage de l ~ maximum de façon a réduire les couts de 1'abrication de l'alliage et à limiter la formation de phases intermeta:Lllques. Le molybdène améliore la t.enue à la corros:ion de l'alliage.
Le cuivre, contrairerment aux alliages c:onnus, est présent dans des pourcentages relativement importants entre I et 3,5 ~. Cet élément est générale-ment present en faible quantité dans les alliages connus car sa solubilité dans les alliages austéno-ferritiques lors clu refroidssement est limitée.
Par contre, selon l'invention, une mise en solution par trai.tement thermique à haute température à des températures supérieures à 950 C est possible.
Cette etape doit; etre suivie d un refroidissement rapide à 1 ambiante de façon à ce que la structure austénite/ferrite soit exempte de précipitation et reste sursaturée en cuivre~ Le cuivre : - augmente la tenue de l alliage vis-à-vis de certains milieux acides notamment ].es milieux sulfuriques.
- - améliore l aptitude à l usinabilité.
On a etudié la stabilité structurale de 1 alliage ~ en fonctlon du temps et de la température ainsi que représenté à la figure en annexe.
3 3 {3 3 Dans l intervalle 300-600-C, un durcissement important de l'alliage se produit par précipitation de particules enrichies en cuivre dans la phase ferriti-~ue de l'alliage.
Ce durcissement est proportionnel pour un traitement thermique donné à la teneur en cuivre.
Par contre il y a un retard à la précipi-tation pour les maintiens à 700--900-C du à la stabilité de la phase ferritique vls-à-vis de la phase :Lntermétallique. conférée par la très faible teneur en nnolybdène.
Les propriétés mécaniques sont récapitulées dans le tableau ci-dessous Caractérstiques de traction Dureté
HV5 Re 0,2% Re 1X Rm A Z
MPa MPa MPa X X
-Alliage A 223 449 514660 30,5 50,6 Alliage 0 270 566 639735 17,5 ~B,7 Alliage 9 durci 350 647 7B8 9001B,5 39 Ouant à, l alliage 6 durci, il s agit de l alliage 6 auquel on a fait sublr un traitement ther-mique de 5 h à 400 C.
Les alli.ages selon l lnvention possèdent des propriétés mécaniques améllorées notamment les valeurs de la llmlte d élasticité conventionnelle (Re 0.2 ~) et de la llmlte d élasticité à 1 ~~ ~Re 1 %) tout en 1~40030 conservant une valeur de la résillence sur éprouvette ~i entaille.en V (KCV) et une ductilité tAllongennent A) ;ufflsantes .
Quant ;à la dureté, elle augmente sensible-ment notamment ap:rès traitement thermique.
L indlce d usinabilité des alliages selon ] invention est amélioré de façon notable comparé aux alliages connus et notamment à l'alliage de la demande de brevet EP 0.156.776.
Les résultats sont récapitulés dans le ta-bleau suivant :
HBV 0,500 Nbr trous m/min pour 500 mm Alliage A 223 2k 72 ArSI 304L 14~ ~ 33 UNS 3t603 241 16 56 Les trois paramètres étudlés sont la dureté
Brinnel tHB), l i.ndice d usinabilité pour une vitesse de coupe de 0,5 m/mn et un essai de perçage en nombre de trous correspondant à une longueur cumulée de 500mm tO,5 m).
Les alliages connus ont des valeurs de dure-té qui encadrent la valeur de dureté de l échantillon A de l alliage selon l lnventlon et l ensemble des deux tests d usinabllité montre des performances ne-~003~
tement supérieures de l alliage A.
~ Les essais de corrosion montrent qUQ lesavantages acquis ne le sont pas au détriment de la ré-sistance à la corrosion.
Les mesures récapitulées dans le tableau ci-ciessous ont été obtenues en milleux acides ~H2S0~ à
') O ' C ) .
E corrosion I a2 I p2 E rupture mV/ecs ~A/cm ~ A~cm mV/ecs !
Alliage A -460 1270 3 ~BO
Alliage ~ -460 Z000 3, B ~iO0 Pour l obtentlon des courbes de polarisation qui ont conduit à ces résultats, le potentiel de dé-part est de -6110 mV par rapport à une électrode au calomel saturé ~ecs~ et pour une vltesse de balayage de 0,25 mV/sec. Le retour a été realisé pour un cou-rant de 100~ A jusqu à -1100 mV/ecs.
Le courant de passivation Ip est réduit tandis que le potentiel de rupture est augmenté ce qui permet d étendre le domaine d emplol de l alliage selon l lnvention en matière de potentiel d oxydo ré-duction.
Cecl est également du au cuivre ce qui est confirmé par la résistance de l alllage 6 après trai-tement thermlque dans un m~ eu acide en présence de particules abrasives de diamètre 0,5 ; 1,19 et 2,38 mm -~cf tableau ci-dessous) : -Résultat de perte de poids (mg) 8 h H2S04 (2N) ALLrAGE B
essai Statique 25 4 28 essai dynamique 8 0 8 sans particule essai dynamique particules 34 35 58 0,5 mm essai dynamique ,particules97 73 110 1,19 mm essai dynamique particules130 99 136 2,38 mm .
L alliage selon l inventlon résoud le pro-b:Lème posé, en améliorant les caractéristiques mécani-ques, l usinabilité sans que ces améliorations soient prejudiciables aux qualités de res~stance à la corro-s:ion.
Les amél.iorations des qual,ites de cet allia-ge lui sont confér~es par l augmentation du pourcenta-ge en cuivre et la solubilisation cju la précipitation partielle de ce de:rnier.
Ces résultats sont remarquables compte-tenu du fait que les alliages connus notamment UNS 32304 préconisent des ~)ourcentages Cu ~ Mo = 1 % dans un mcde de réalisatlon préferé.
1~40030 .
Néanmoins, dans l alliage selon l'invention, :La~ teneur en Cu doit etre llmitée à 3,5 ~ afin d'évi-t:er les risques ma~eurs de déchlrures de produits lors cte la mise en oeuvre.
Dans cette fourchette de 1 à 3,5 X, l homme cle l art adaptera le pourcentage en fonction de l uti-lisation de l alliLage.
De meme des additions complémentaires connues permettent d augmenter l usinabilité telles que soufre, bismu1:h.
D'autres avantages et caractéristiques ap-paraitront à la lecture de la descrlption qui va sui-vre de modes de realisation particullers de 1 alliage 13~003~
selon l'invention, la figure unique annexée représentant les clomaines de durcissement de l'alliage dans un diagramme temp-, température.
Deux alliages particuliers A et B sont analysés 'i comparativement à des alliages de composition connue, notamment l'UNS 32304 correspondant à l'alliage décrit dans la demande de brevet EP 0.156.778.
C Si Mn Ni. Cr Mo Cu N
1~
A 0, 020, 6 l, 9 4, 1 23, 5 0, 13 1, 60- 0, 1 1~ 0, 0 20, 5 2 3, 92 ~, 3 0, 1 1~ 2, 8 0, 0 9 AISI 30~.L 0,020,6 i,3 lO 18,2 0,03 0,02 0,05 AISI 316 0,0250,5 1,5 11,5 t 7,5 2,3 0,03 0,05 UNS 3230~ 0, 02 0, 5it a ~. 2 23 0, 13 0, 127 0, 123 UNS 31~03 0, 02 0, 51, 7 5, 7 21, 9 2, 75 0, 1:~5 0, 120 Dans le ta~bleau ci-dessus, on a récapitulé les compositions en éléments d'addition au Fe pour les alliages A et B selon l'invent:ion et les alliages connus.
Un autre objet de la présente invention est un procédé de fabrication des aciers inoxydables selon l'invention caractérLsé en ce que, après solidification, on fait subir à ces aciers un traitement thermique de mise en solution du Cu consistant en un chauffage et un maintien au-clessus de 900~C, suivi d'un refroidissement rapide.
De préférence, les alliages de l'invention sont réalisés par fusion jusqu'à 1600~C minimum et réchauffés à
1180~C envirorl aprè~ solidification. Ils subissent un laminage en tôles. Des prélèvements sont effectués afin de déterminer la stabilité structurale en fonction des traitements thermiques et plus particulièrement le durcissement, les caractéristiques mécaniques et physiques, 13~0~33 3a la résistance à la corrosion ainsi que l'aptitude à
l'usinabilité.
Au préalable, il est nécessaire d'étudier l'influence des différents éléments d'addition.
!, Le carbone est réduit à de faibles teneurs i /
~3 10~3~
Ol 0,06 7. afin de réduire les rlsques de formation de carbures au cou:rs des traitements thermiques ce qui C5erait pré~udiciable a la résistance à certaines for-mes .de corrosion.
L.e silicium est réduit à de faibles teneurs inférieu-res à 1,2 '~ afin de réduire les risques de formation cle composés intermetalliques qui fragilisent l'allia-qe.
Le manganèse permet d augmenter la mise en solution solide de l azote dans 1 alliage mais sa teneur doit etre limitée à 3 i' pour ne pas devenir préjudiciable à
la tenue à la corrosion généralisée et localisée dans c:ertalns cas.
Le chrome est cont:rolé de façon à ce que les fractions volumiques des F~hases ferritiques et austénitiques soient voisines. Une teneur trop faible ne permet pas d obtenir une fralction volumique de ferrite suffisan-te.
Une teneur trop élevée peut necessiter des additions importantes de nickel et d azote, ce qui, compte tenu du prix du nickel, doit etre évité. De plus, l alliage a une tendance accrue à la précipita-tion de phases intermétalliques fragilisantes lors des traitements thermi.ques.
Aussi de facon classique on utilise des te-neurs en chrome comprises entre 21 et 25 ~, plus exac-tement une teneur de 23,5 ~. A un tel pourcentage, r alliage a une excellente resistance à la corrosion.
Une telle teneur en ch:rome associée à une faible teneur en nickel et molybdène permet d éviter, meme pour des traitements thermiques de quelques heu-res, la formation d une phase~ , par démixtion de la phase ~ , durcissante et fragllisante. La formation d une telle phase ~ intervient Lors de traitements 13~003~
l:hermiques entre 300 et 500 C.
Ie nickel est un l~lément qui stabilise la phase austé-nitique de façon à optlmlser l equilibre austénite/
ferrlte. Compte tenu de son prix on limite son addi-1:ion entre 3 et 6 ~ plus particulièrement 4,2 Z.
I. azote intervient pour maintenir l'equllibre austéni-1:e/ferrite et de plus une telle addition permet d ac-c,roitre les caractéristiques mécaniques et la tenue à
:La corrosion par piqures. L addition de 1 azote est limitee à 0,30 et souvent voisine de 0,13 %.
Le molybdène est limité à un pourcentage de l ~ maximum de façon a réduire les couts de 1'abrication de l'alliage et à limiter la formation de phases intermeta:Lllques. Le molybdène améliore la t.enue à la corros:ion de l'alliage.
Le cuivre, contrairerment aux alliages c:onnus, est présent dans des pourcentages relativement importants entre I et 3,5 ~. Cet élément est générale-ment present en faible quantité dans les alliages connus car sa solubilité dans les alliages austéno-ferritiques lors clu refroidssement est limitée.
Par contre, selon l'invention, une mise en solution par trai.tement thermique à haute température à des températures supérieures à 950 C est possible.
Cette etape doit; etre suivie d un refroidissement rapide à 1 ambiante de façon à ce que la structure austénite/ferrite soit exempte de précipitation et reste sursaturée en cuivre~ Le cuivre : - augmente la tenue de l alliage vis-à-vis de certains milieux acides notamment ].es milieux sulfuriques.
- - améliore l aptitude à l usinabilité.
On a etudié la stabilité structurale de 1 alliage ~ en fonctlon du temps et de la température ainsi que représenté à la figure en annexe.
3 3 {3 3 Dans l intervalle 300-600-C, un durcissement important de l'alliage se produit par précipitation de particules enrichies en cuivre dans la phase ferriti-~ue de l'alliage.
Ce durcissement est proportionnel pour un traitement thermique donné à la teneur en cuivre.
Par contre il y a un retard à la précipi-tation pour les maintiens à 700--900-C du à la stabilité de la phase ferritique vls-à-vis de la phase :Lntermétallique. conférée par la très faible teneur en nnolybdène.
Les propriétés mécaniques sont récapitulées dans le tableau ci-dessous Caractérstiques de traction Dureté
HV5 Re 0,2% Re 1X Rm A Z
MPa MPa MPa X X
-Alliage A 223 449 514660 30,5 50,6 Alliage 0 270 566 639735 17,5 ~B,7 Alliage 9 durci 350 647 7B8 9001B,5 39 Ouant à, l alliage 6 durci, il s agit de l alliage 6 auquel on a fait sublr un traitement ther-mique de 5 h à 400 C.
Les alli.ages selon l lnvention possèdent des propriétés mécaniques améllorées notamment les valeurs de la llmlte d élasticité conventionnelle (Re 0.2 ~) et de la llmlte d élasticité à 1 ~~ ~Re 1 %) tout en 1~40030 conservant une valeur de la résillence sur éprouvette ~i entaille.en V (KCV) et une ductilité tAllongennent A) ;ufflsantes .
Quant ;à la dureté, elle augmente sensible-ment notamment ap:rès traitement thermique.
L indlce d usinabilité des alliages selon ] invention est amélioré de façon notable comparé aux alliages connus et notamment à l'alliage de la demande de brevet EP 0.156.776.
Les résultats sont récapitulés dans le ta-bleau suivant :
HBV 0,500 Nbr trous m/min pour 500 mm Alliage A 223 2k 72 ArSI 304L 14~ ~ 33 UNS 3t603 241 16 56 Les trois paramètres étudlés sont la dureté
Brinnel tHB), l i.ndice d usinabilité pour une vitesse de coupe de 0,5 m/mn et un essai de perçage en nombre de trous correspondant à une longueur cumulée de 500mm tO,5 m).
Les alliages connus ont des valeurs de dure-té qui encadrent la valeur de dureté de l échantillon A de l alliage selon l lnventlon et l ensemble des deux tests d usinabllité montre des performances ne-~003~
tement supérieures de l alliage A.
~ Les essais de corrosion montrent qUQ lesavantages acquis ne le sont pas au détriment de la ré-sistance à la corrosion.
Les mesures récapitulées dans le tableau ci-ciessous ont été obtenues en milleux acides ~H2S0~ à
') O ' C ) .
E corrosion I a2 I p2 E rupture mV/ecs ~A/cm ~ A~cm mV/ecs !
Alliage A -460 1270 3 ~BO
Alliage ~ -460 Z000 3, B ~iO0 Pour l obtentlon des courbes de polarisation qui ont conduit à ces résultats, le potentiel de dé-part est de -6110 mV par rapport à une électrode au calomel saturé ~ecs~ et pour une vltesse de balayage de 0,25 mV/sec. Le retour a été realisé pour un cou-rant de 100~ A jusqu à -1100 mV/ecs.
Le courant de passivation Ip est réduit tandis que le potentiel de rupture est augmenté ce qui permet d étendre le domaine d emplol de l alliage selon l lnvention en matière de potentiel d oxydo ré-duction.
Cecl est également du au cuivre ce qui est confirmé par la résistance de l alllage 6 après trai-tement thermlque dans un m~ eu acide en présence de particules abrasives de diamètre 0,5 ; 1,19 et 2,38 mm -~cf tableau ci-dessous) : -Résultat de perte de poids (mg) 8 h H2S04 (2N) ALLrAGE B
essai Statique 25 4 28 essai dynamique 8 0 8 sans particule essai dynamique particules 34 35 58 0,5 mm essai dynamique ,particules97 73 110 1,19 mm essai dynamique particules130 99 136 2,38 mm .
L alliage selon l inventlon résoud le pro-b:Lème posé, en améliorant les caractéristiques mécani-ques, l usinabilité sans que ces améliorations soient prejudiciables aux qualités de res~stance à la corro-s:ion.
Les amél.iorations des qual,ites de cet allia-ge lui sont confér~es par l augmentation du pourcenta-ge en cuivre et la solubilisation cju la précipitation partielle de ce de:rnier.
Ces résultats sont remarquables compte-tenu du fait que les alliages connus notamment UNS 32304 préconisent des ~)ourcentages Cu ~ Mo = 1 % dans un mcde de réalisatlon préferé.
1~40030 .
Néanmoins, dans l alliage selon l'invention, :La~ teneur en Cu doit etre llmitée à 3,5 ~ afin d'évi-t:er les risques ma~eurs de déchlrures de produits lors cte la mise en oeuvre.
Dans cette fourchette de 1 à 3,5 X, l homme cle l art adaptera le pourcentage en fonction de l uti-lisation de l alliLage.
De meme des additions complémentaires connues permettent d augmenter l usinabilité telles que soufre, bismu1:h.
Claims (6)
1. Acier inoxydable austéno-ferritique ayant une très bonne tenue à la corrosion et un bon indice d'usinabilité, caractérisé en ce que sa composition chimique pondérale comprend:
C < 0,06%
Si < 1,2%
Mn < 3%
21% < Cr < 25%
3% < Ni < 6%
0,06% < N < 0,3%
Mo < 1%
1% < Cu < 3,5%
le reste étant du fer et des impuretés liées à l'élaboration, et le Cu étant en solution.
C < 0,06%
Si < 1,2%
Mn < 3%
21% < Cr < 25%
3% < Ni < 6%
0,06% < N < 0,3%
Mo < 1%
1% < Cu < 3,5%
le reste étant du fer et des impuretés liées à l'élaboration, et le Cu étant en solution.
2. Acier inoxydable austéno-ferritique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a la composition suivante:
C = 0,02% en poids Si = 0,6 Mn = 1,9 Ni = 4,1 Cr = 23,5 Mo = 0,13 N = 0,1 Cu = 1,6.
C = 0,02% en poids Si = 0,6 Mn = 1,9 Ni = 4,1 Cr = 23,5 Mo = 0,13 N = 0,1 Cu = 1,6.
3. Acier inoxydable austéno-ferritique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il a la composition suivante:
C = 0,02 Si = 0,5 Mn = 2 Ni = 3,9 Cr = 24,3 Mo = 0,14 N = 0,09 Cu = 2,8.
C = 0,02 Si = 0,5 Mn = 2 Ni = 3,9 Cr = 24,3 Mo = 0,14 N = 0,09 Cu = 2,8.
4. Procédé de fabrication d'un acier inoxydable austéno-ferritique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, après solidification, l'acier subit un traitement thermique de mise en solution du uivre, consistant en un chauffage et un maintien au-dessus de 900°C suivi d'un refroidissement rapide.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé
en ce que l'acier subit en outre, un traitement thermique de durcissement constitué d'un maintien à une température comprise entre 300°C et 500°C.
en ce que l'acier subit en outre, un traitement thermique de durcissement constitué d'un maintien à une température comprise entre 300°C et 500°C.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé
en ce que le traitement thermique de durcissement est un maintien de 5 heures à 400°C.
en ce que le traitement thermique de durcissement est un maintien de 5 heures à 400°C.
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