1.4301 Coefficient de dilatation thermique

Quel est le coefficient de dilatation thermique de 1,4301 ?

1.4301 (désignation EN de l'AISI 304, UNS S30400) est un acier inoxydable austénitique dont la structure cubique à faces-centrées lui confère un coefficient de dilatation thermique (CTE) plus élevé que les aciers ferritiques ou au carbone. Le CTE linéaire moyen entre 20 degrés C et 100 degrés C est de 17,2 x 10-6 par K. Les ingénieurs ont besoin de cette valeur pour calculer la tolérance de dilatation des canalisations, des échangeurs de chaleur, des chaudières, des systèmes d'échappement et des assemblages de précision.

Coefficient de dilatation thermique linéaire moyen par plage de température

Plage de température	CTE (x10-6/K)
20-100 degrés Celsius	17.2
20-200 degrés Celsius	17.8
20-300 degrés Celsius	18.4
20-400 degrés Celsius	18.7
20-500 degrés Celsius	19.0
20-600 degrés Celsius	19.4

Les valeurs sont des coefficients moyens typiques pour 1.4301 publiés avec les données de propriétés physiques EN 10088-2 et les fiches techniques des usines.

Autres propriétés physiques du 1.4301

Propriété	Valeur typique
Densité	7,93 g/cm3
Module d'élasticité (20 degrés C)	193 GPa
Plage de fusion	1400-1450 degrés Celsius
Conductivité thermique (20 degrés C)	16 W/(m·K)
Capacité thermique spécifique	500 J/(kg·K)
Résistivité électrique	0,73 ohm mm2/m

1.4301 vs 316 : comparaison de dilatation thermique

Le CTE de 1,4301 est légèrement supérieur à celui de l'acier de type 316- (UNS S31600) : environ 17,2 x 10-6/K contre environ 16,0 x 10-6/K à 20-100 degrés C. Dans les assemblages de matériaux mixtes, la différence doit être prise en compte dans la conception des joints et des jeux.

Implications de conception pour la tuyauterie, les échangeurs de chaleur et les tôles

Étant donné que les nuances austénitiques se dilatent environ 50 % plus que l'acier au carbone (environ 12 x 10-6/K), les longs tuyaux nécessitent des joints de dilatation, des soufflets ou des boucles et des supports coulissants. Dans les échangeurs de chaleur, la dilatation différentielle entre les tubes et la calandre doit être prise en compte. Un chauffage inégal de la feuille 1.4301 crée des contraintes internes pouvant provoquer une déformation ; permettre la dilatation et éviter un échauffement ou un refroidissement localisé rapide.

Limites de température-élevées et sensibilisation

Le 1.4301 a une bonne résistance à l'oxydation en dessous d'environ 870-925 degrés C pour un service intermittent, mais une exposition prolongée entre 425 degrés C et 860 degrés C provoque une précipitation de carbure de chrome aux joints de grains, ce qui diminue la résistance à la corrosion. Pour un service continu dans cette gamme, utilisez le grade à faible-carbone 1.4307 (304L) ou, lorsqu'une résistance à haute température-est nécessaire, une variante à carbone contrôlé telle que le 304H (UNS S30409).

FAQ

1. Quel est le CTE de 1,4301 à 20-100 degrés C ?

17,2 x 10-6 par K (coefficient linéaire moyen).

2. Comment le 1.4301 se compare-t-il à l’acier au carbone ?

Il se dilate environ 50 % plus que l'acier au carbone, la compensation de la dilatation est donc plus critique dans les systèmes mixtes.

3. Le 1.4301 est-il adapté à un service continu à haute-température ?

Pas dans la plage de 425 à 860 degrés C où se produit la sensibilisation ; pour un tel service, sélectionnez 304L, 321 ou 310/310S en fonction de la température.

4. La dilatation thermique peut-elle déformer la feuille 1.4301 ?

Oui, une répartition inégale de la température peut générer des contraintes internes et provoquer des déformations, en particulier dans les tôles fines.

5. Comment la dilatation thermique est-elle compensée dans la tuyauterie ?

Avec joints de dilatation, soufflets, boucles de dilatation et supports coulissants, dimensionnés selon le CTE du matériau.

6. Quel est le CTE de 316 à titre de comparaison ?

Environ 16,0 x 10-6/K à 20-100 degrés C, légèrement inférieur à 1,4301.