Le guide du débutant sur l'acier inoxydable duplex 2205

Voici le guide du débutant sur l'acier inoxydable 2205 duplex où vous pourrez explorer le monde de l'acier inoxydable 2205 duplex. Cet acier inoxydable est un matériau incroyablement solide et résistant à la corrosion. Notre objectif est de vous permettre de comprendre le type de matériau pour votre application spécifique. Vous devez connaître l’ensemble unique et équilibré de propriétés que possède l’acier inoxydable. Grâce à cela, vous découvrirez ses capacités et les raisons de sa large utilisation dans les applications quotidiennes. Dans cet article, nous étudierons les concepts de base, les propriétés, les avantages et les inconvénients de l'acier inoxydable duplex 2205.

Qu'est-ce que l'acier inoxydable duplex 2205

L'acier inoxydable duplex 2205 est bien connu pour sa solidité, sa durabilité et sa résistance à la corrosion. Le mot « Duplex » désigne la double phase de l'alliage 2205, car sa microstructure présente deux phases, l'une est ferritique qui est une phase de chrome et de molybdène, et l'autre est austénitique qui est une phase de chrome et de nickel [2]. La raison de sa réponse exceptionnelle à la corrosion, en particulier à la corrosion par piqûres et fissures, est la présence d'éléments d'alliage tels que le chrome et le molybdène. L'acier inoxydable 2205 fonctionne bien dans des environnements difficiles et est largement utilisé dans les industries haut de gamme, notamment le pétrole et le gaz et la construction maritime. Il convient de noter que la composition du duplex 2205 ne présente pas beaucoup de teneur en alliage pour être appelée super duplex 2205 puisque le super duplex est un autre type d'aciers inoxydables duplex ayant une plus grande teneur en alliage.

Terminologie et identifiants de l'acier inoxydable 2205

L'acier inoxydable duplex 2205 également connu sous le nom de RA 2205 peut être défini par des termes et des identifiants qui indiquent sa composition et ses qualités. Sa composition est indiquée par le « 2205 » dans son nom ; normalement, il est composé d'environ 22 % de chrome, 5 à 6 % de nickel, 3 % de molybdène et environ 2.5 % d'azote. Pour l'acier inoxydable duplex 2205, les désignations suivantes sont utilisées : 

1. Dans le cadre du système de numérotation unifié, la désignation du duplex 2205 est UNS S32205.
2. Selon les normes ASTM, la désignation du duplex SS 2205 est A240 ou A240M pour le tuyau duplex 2205.
3. Selon la norme européenne, la désignation de l'alliage 2205 est EN 1.4462.

L'acier inoxydable 2205 est-il magnétique ?

Depuis 2205, l'acier inoxydable duplex est constitué d'une microstructure à deux phases ferritique et austénitique. La présence de phase ferritique est responsable de ses propriétés magnétiques car les austénitiques sont généralement non magnétiques. Par conséquent, le duplex SS 2205 est magnétique. Toutefois, ces propriétés magnétiques peuvent être modifiées en fonction des procédés de traitement thermique. Par exemple, lorsque le recuit est effectué dans le cas de l'alliage 2205, la phase ferritique atteint 50 %. Plus il y a de phase ferritique, plus la propriété magnétique sera grande.

Différentes formes d'acier duplex 2205

UNS S32205 est généralement disponible sous les formes suivantes : 

1. Sheets
2. Assiettes
3. Wire
4. les bars
5. Rods
6. Tuyaux et Tubes
7. Raccords, etc.

L’utilisation de ces formulaires disponibles dépend de votre application spécifique. Par exemple, les feuilles et plaques en alliage de type 2205 ont leurs applications dans les industries de la construction et de la fabrication. De même, les barres et tiges ont leurs applications dans les industries pétrolières et gazières. De plus, des raccords tels que des coudes et des tés sont utilisés dans les industries pour raccorder des tuyaux, etc.

Le profil de résistance de l’alliage inoxydable 2205

L'acier inoxydable duplex 2205 présente un profil de résistance exceptionnel par rapport aux autres aciers inoxydables. Il fonctionne bien dans tous les environnements, qu'ils soient difficiles ou corrosifs, ce qui rend son utilisation intensive dans un certain nombre d'applications.

Résistance à la chaleur

L'acier inoxydable 2205 duplex offre une bonne résistance à l'oxydation à des températures plus élevées. Cette propriété est connue sous le nom de résistance à l’entartrage. Cela le rend utile pour certaines applications à haute température.

L'alliage 2205 fonctionne également bien dans un environnement de fluage jusqu'à certaines plages de températures en raison de son excellente résistance et de son bon coefficient de dilatation thermique.

Généralement, les aciers inoxydables duplex 2205 sont utilisés en dessous de 300°C, car s'ils sont utilisés au-dessus de cette température, cela entraîne une fragilisation de cet acier inoxydable.

Résistance à la corrosion

On considère généralement que le SS 316L est le meilleur matériau pour les environnements corrosifs. Cependant, même ce matériau peut se corroder avec le temps. Le seul matériau qui résiste aux conditions les plus intenses est l’acier inoxydable duplex 2205, également connu sous le nom de UNS S31803/S32205. Chaque matériau possède son propre niveau de résistance à la corrosion, que l'industrie sidérurgique décrit sous la forme d'un système d'évaluation appelé Pitting Resistance Equivalency Number. Afin d'être totalement résistant à la corrosion dans un environnement marin, le matériau doit avoir au moins un indice 32 sur l'échelle PREN. Notre duplex 2205 a une note d'environ 35, ce qui est supérieur à l'exigence. Il est également appelé duplex en raison de ses excellentes propriétés de corrosion ainsi que de sa résistance, c'est pourquoi il est un matériau populaire pour de nombreuses applications.

Graphique montrant la note PREN pour différents matériaux.

La raison de sa résistance à la corrosion est la présence d’éléments d’alliage tels que le molybdène, l’azote et le chrome. La présence de molybdène est la principale raison de la résistance à l’environnement salin et de la résistance à la corrosion par piqûres et fissures qui sont considérées comme des types de corrosion dangereux. De même, la présence de chrome protège ce matériau de la corrosion atmosphérique en formant une couche protectrice d'oxyde qui s'accompagne de la présence d'azote rendant la couche protectrice plus stable dans des conditions difficiles.

En outre, la présence de deux phases confère une uniformité à l'ensemble du matériau, ce qui permet d'éviter les zones de concentration de contraintes et pour cette raison, le duplex SS 2205 présente une bonne résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte.

La vidéo suivante montre les propriétés de résistance à la corrosion de l'acier inoxydable duplex 2205,

Composition du Duplex 2205

Le 2205 duplex est un acier allié en raison de la présence de certains éléments d'alliage comme le chrome, le manganèse, le silicium, le phosphore, le molybdène et le soufre. Il est souvent traité thermiquement pour obtenir les propriétés souhaitées.

Le tableau suivant contient la composition du duplex 2205 :

Propriétés physiques de l'acier inoxydable 2205

Le tableau suivant montre les valeurs des propriétés physiques du duplex SS 2205 :

Tableau des propriétés mécaniques de l'acier inoxydable 2205

Le tableau suivant montre les valeurs des propriétés mécaniques du duplex SS 2205 :

Processus de fabrication de l'acier inoxydable 2205

Traitement thermique

Pour améliorer les propriétés de l'acier inoxydable duplex 2205, un recuit peut être effectué, suivi d'un refroidissement rapide. La plage de température pour le processus de recuit de l'alliage 2205 est d'environ 1020 1080 à 2205 XNUMX°C. Cela aboutirait à optimiser sa microstructure afin d’améliorer sa résistance et d’autres propriétés. Cependant, ce matériau a moins de ductilité que les aciers inoxydables austénitiques en raison de la présence de phase ferritique mais présente une résistance mécanique plus élevée. Une chose importante à noter est que le traitement thermique est difficile pour le duplex ss XNUMX mais peut être écroui.  

Soudage

Comparativement, l’acier inoxydable duplex 2205 présente une meilleure soudabilité que les autres aciers inoxydables. Le soudage peut être effectué par presque toutes les techniques de soudage générales, notamment SMAW, GTAW, GMAW et MIG, etc. Cependant, il est important de comprendre qu'il est recommandé que la température soit inférieure à 300°C, car au-dessus de cette température, la fragilisation commence à se produire. Alliage 2205. Assurez-vous également de suivre une règle générale lors du soudage de l'acier inoxydable duplex, notamment l'utilisation d'un matériau d'apport contenant de l'azote et du nickel comme élément d'alliage et l'utilisation de grands espaces entre les racines.

Usinage

Par rapport à l'acier inoxydable ordinaire ou à d'autres matériaux, l'usinage CNC de l'alliage 2205 peut nécessiter un réglage plus fin des paramètres et un niveau technique plus élevé.

Pour les raisons mentionnées ci-dessous :

1. En raison de sa forte résistance à la traction et de sa limite d’élasticité élevée, le duplex est généralement difficile à usiner. Cependant, un pourcentage de ferrite plus élevé (plus de 60 %) améliore l'usinabilité.  
2. Les copeaux puissants provenant de la machine peuvent entraîner un écrasement des copeaux et des forces de coupe élevées.
3. La découpe produit beaucoup de chaleur, ce qui peut provoquer une déformation plastique et une usure importante en cratère.

À cette fin, les vitesses de coupe doivent rester faibles pour éviter la casse des outils et un usinage efficace.

Le tableau suivant présente les valeurs recommandées pour certaines opérations d'usinage : 

La vidéo suivante montre l'opération de fraisage sur l'acier inoxydable 2205 duplex,

Finition standard

L’obtention d’une bonne finition de surface fait partie des touches finales du processus. Il existe différentes désignations pour les aciers inoxydables, cependant, les quelques finitions les plus courantes et associées pour le duplex SS 2205 sont :

N° 1 : Laminé à chaud, recuit et décalaminé. Cette finition est souvent utilisée dans les applications industrielles exigeant une résistance à la chaleur et à la corrosion.

N° 2B : Laminé à froid, recuit et décapé. Finition lisse et réfléchissante du duplex SS 2205, la plus courante.

Finition recuite brillante : ce traitement permet d’obtenir une surface brillante et réfléchissante grâce à un recuit réalisé dans un environnement contrôlé. Il est principalement utilisé dans les applications où l’esthétique est primordiale.

Moulage en acier inoxydable 2205

À quoi sert l’acier inoxydable 2205 ?

L'acier inoxydable duplex 2205 a des applications dans les industries suivantes :

1. Traitement chimique
2. Industrie pétrolière et gazière (équipement)
3. Fabrication de composants marins
4. Industrie des pâtes et papiers (système de tuyauterie et échangeurs de chaleur)
5. Construction (Composants du bâtiment)
6. Industrie aérospatiale (composants et fixations)
7. Industrie automobile (systèmes d'échappement)

Avantages et inconvénients du matériau SS 2205

Avantages

1. L'acier inoxydable duplex 2205 offre une résistance bien supérieure à celle des autres aciers inoxydables austénitiques.
2. Grâce à sa microstructure biphasée, il offre à la fois la résistance d’un matériau et les propriétés résistives de l’autre matériau.
3. Il offre une bonne résistance aux chocs et une bonne ténacité.
4. Il fonctionne bien sous charge cyclique.
5. Il a une dilatation thermique plus faible et évite la dilatation et la contraction dans des environnements difficiles.
6. Puisqu’il est utilisé pour des applications haut de gamme, il est rentable par rapport à d’autres matériaux.

Limites

1. En raison de la présence de phase ferritique, il présente une ductilité moindre par rapport aux aciers inoxydables austénitiques.
2. En raison de ses valeurs de résistance et de dureté plus élevées, son usinabilité est relativement difficile.
3. Étant donné que l’usinage nécessite des outils spécifiques et que le soudage nécessite un matériau d’apport spécifique, cela peut rendre l’usinage et le soudage de ce matériau relativement coûteux dans certains cas.
4. La fragilisation se produit à des températures supérieures à 300°C sur une courte période.

Conclusion

UNS S31803/S32205 possède un ensemble équilibré de propriétés, notamment la résistance à la corrosion et une résistance élevée. Il possède une microstructure à deux phases composée de phases ferritiques et austénitiques, à utiliser pour plusieurs applications. Duplex SS 2205 est une option économique pour diverses applications. Sa nature polyvalente peut être déterminée par le nombre de caractéristiques qu’il offre, notamment sa résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte, sa ténacité remarquable et sa compatibilité avec une gamme de procédés de fabrication. L'alliage 2205 est le matériau industriel le plus important, durable et efficace à de nombreuses fins.

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