Molybdène en acier inoxydable 316-contenant

Le 316 est un acier inoxydable austénitique classique contenant du molybdène-, une version améliorée du 304 avec une résistance améliorée à la corrosion. L'ajout de molybdène améliore considérablement sa résistance à la corrosion par piqûres et fissures dans les environnements chlorés, ce qui en fait le matériau préféré pour les scénarios de corrosion difficiles.

Composition chimique (% en poids): C Inférieur ou égal à 0,08, Cr=16.00-18.00, Ni=10.00-14.00, Mo=2.00-3.00, Si Inférieur ou égal à 1,00, Mn Inférieur ou égal à 2,00, P Inférieur ou égal à 0,045, S Inférieur ou égal à 0,030, Fe=Équilibre

Propriétés mécaniques (recuit): Résistance à la traction supérieure ou égale à 515MPa, Limite d'élasticité supérieure ou égale à 205MPa, Allongement supérieur ou égal à 40%, Dureté inférieure ou égale à 217HB

Avantages en termes de performances: Excellente résistance à la corrosion par piqûres et fissures dans les environnements chlorés (PREN≈25) ; bonne résistance à la corrosion dans l'eau de mer, les solutions salines et les environnements acides/alcalis faibles ; large plage de températures de service (-196 degrés à 870 degrés) ; excellente formabilité et soudabilité.

Applications: Quincaillerie marine, composants de pont de navire, canalisations de refroidissement d'eau de mer, canalisations de transport de fluides faiblement corrosifs dans l'industrie pétrochimique, équipements de transformation des aliments salins, pièces décoratives externes des bâtiments côtiers.

Notes équivalentes: UNS S31600, JIS SUS316, EN 1.4401, GB 06Cr17Ni12Mo2

Q&A

Q1 : Pourquoi le 316 est-il plus adapté aux zones côtières que le 304 ? A1 : 316 est plus adapté aux zones côtières que le 304, principalement en raison de l'ajout de molybdène (2,00-3,00 % en poids), qui améliore considérablement sa résistance à la corrosion des chlorures. Les environnements côtiers sont riches en ions chlorure provenant de l'eau de mer et des embruns salins, qui attaquent facilement le film d'oxyde sur les surfaces en acier inoxydable, provoquant une corrosion par piqûres et crevasses. Le film d'oxyde de . 304 est relativement instable dans les environnements riches en chlorure, conduisant à la rouille et à la corrosion en 1 à 2 ans. En revanche, le molybdène présent dans le 316 favorise la formation d'un film de passivation plus dense et plus stable, qui peut résister efficacement à la pénétration des ions chlorure. L'équivalent de résistance aux piqûres (PREN) de 316 est d'environ 25, bien supérieur au PREN de 18 du 304, ce qui indique une plus grande résistance à la corrosion par piqûres. De plus, le 316 a une teneur plus élevée en nickel, ce qui améliore la stabilité de la structure austénitique et améliore encore la résistance à la corrosion dans les environnements difficiles.

Q2 : Quelle est la différence de résistance à la corrosion entre le 316 et le 304 dans l’eau de mer ? A2 : La résistance à la corrosion du 316 et du 304 dans l’eau de mer diffère considérablement. Dans l'eau de mer statique, le taux de corrosion du 304 dépasse 0,5 mm/an et il subira une corrosion évidente par piqûres et crevasses sur une courte période, ce qui le rendra impropre aux applications d'immersion dans l'eau de mer à long terme. En revanche, le taux de corrosion du 316 dans l'eau de mer statique est inférieur à 0,1 mm/an, ce qui lui permet de maintenir des performances stables pendant une longue période. Cette différence est principalement due à la teneur en molybdène du 316 ; le molybdène peut former un film d'oxyde riche en molybdène - sur la surface, qui est plus résistant à l'érosion des ions chlorure que le film d'oxyde de chrome du 304. Dans l'eau de mer courante, la résistance à la corrosion des deux est améliorée, mais le 316 présente toujours des avantages évidents. Pour les équipements de dessalement d'eau de mer ou les composants marins qui nécessitent un service à long terme dans l'eau de mer, le 316 est le matériau préféré, tandis que le 304 ne convient qu'aux applications liées à l'eau de mer à court terme ou bien protégées.

Q3 : Quels matériaux de soudage conviennent à l’acier inoxydable 316 ? A3 : Les matériaux de soudage appropriés pour l’acier inoxydable 316 sont principalement le fil de soudage ER316L et les électrodes E316L. Le fil de soudage ER316L est préféré pour le soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW) et le soudage à l'arc sous gaz métallique (GMAW) car il a une composition chimique correspondante à celle du 316, en particulier la même teneur en molybdène, garantissant que la soudure a la même résistance à la corrosion et les mêmes propriétés mécaniques que le métal de base. Le « L » dans ER316L indique une faible teneur en carbone (inférieure ou égale à 0,03 % en poids), ce qui peut éviter la corrosion intergranulaire dans la zone affectée par la chaleur de la soudure. Lors du soudage de plaques épaisses (supérieures ou égales à 10 mm) ou de composants utilisés dans des environnements de corrosion difficiles, un recuit post-soudage à 850-900 degrés est recommandé pour éliminer les contraintes résiduelles et améliorer encore la résistance à la corrosion. Il est important d'éviter d'utiliser des matériaux de soudage conçus pour le 304 (tels que l'ER308L) pour le 316, car cela réduirait la teneur en molybdène de la soudure, entraînant une mauvaise résistance à la corrosion.

Q4 : Quelle est la plage de température de service de l’acier inoxydable 316 ? A4 : La plage de température de service continu de l'acier inoxydable 316 est de -196 degrés à 870 degrés, ce qui est similaire à celle du 304, mais il a une meilleure stabilité dans les environnements corrosifs à haute -température. À des températures ultra-basses jusqu'à -196 degrés, le 316 maintient une excellente ténacité, adapté aux réservoirs de stockage cryogéniques et aux pipelines de transport à basse-température contenant des milieux corrosifs. À des températures élevées jusqu'à 870 degrés, il peut résister à l'oxydation dans des atmosphères oxydantes ; cependant, dans les atmosphères réductrices à haute -température (telles que les gaz riches en hydrogène-), sa résistance à la corrosion est médiocre. Par rapport au 304, le 316 a une meilleure résistance à la corrosion à haute température dans les environnements contenant des ions chlorure ou du dioxyde de soufre. Il convient de noter que lorsque la température de service dépasse 870 degrés, le film d'oxyde de 316 deviendra instable et des qualités de -chrome-nickel telles que 309S doivent être sélectionnées pour un service à long terme-. De plus, la résistance au fluage à haute température du 316 est similaire à celle du 304, elle ne convient donc pas aux composants soumis à des contraintes à haute température.

Q5 : Pourquoi le 316 est-il plus cher que le 304, et cela vaut-il le coût supplémentaire ? A5 : 316 est 30-40 % plus cher que le 304, principalement en raison de sa teneur plus élevée en nickel et en molybdène. Le nickel et le molybdène sont des éléments d'alliage coûteux ; La teneur en nickel du 316 (10,00-14,00 % en poids) est supérieure à celle du 304 (8,00 à 10,50 % en poids %) et il contient également 2,00 à 3,00 % en poids de molybdène, ce que le 304 n'a pas. La valeur du coût supplémentaire dépend de l'environnement d'application. Dans des environnements peu corrosifs tels que l'eau douce, l'air sec ou la décoration intérieure, le 304 est suffisant et l'utilisation du 316 serait inutilement coûteuse. Cependant, dans les environnements à forte corrosion tels que les zones côtières, l'eau de mer, les solutions salines ou les milieux chimiques contenant des ions chlorure, la résistance supérieure à la corrosion du 316 peut prolonger considérablement la durée de vie des composants, réduire les coûts de maintenance et éviter les risques de sécurité causés par une défaillance due à la corrosion. Par exemple, dans les canalisations de refroidissement à l'eau de mer, la durée de vie du 316 est 5 à 8 fois supérieure à celle du 304, ce qui rend le coût supplémentaire intéressant dans de tels scénarios.