Acier DIN 17240 X19CrMoVNbN11-1 – Nuance Trempée et Revenue pour Applications à Haute Température

Acier X19CrMoVNbN11-1 : Alliage Martensitique Haute Performance

L'acier DIN 17240 X19CrMoVNbN11-1 est un acier martensitique allié au chrome, molybdène, vanadium, niobium et azote, conçu pour offrir une résistance mécanique élevée jusqu'à 580 °C. Sa structure trempée et revenue lui confère une excellente tenue à la fluage, une bonne résistance à l'oxydation et une stabilité dimensionnelle remarquable sous charge thermique cyclique. Il est couramment utilisé pour la fabrication de vis, écrous, boulons et éléments de fixation dans les centrales thermiques, turbines à vapeur, et équipements pétrochimiques soumis à des températures élevées.

Composition Chimique (en % masse)

Élément	Teneur
Carbone (C)	0,16 – 0,22
Chrome (Cr)	10,0 – 11,5
Molybdène (Mo)	0,5 – 1,0
Vanadium (V)	0,1 – 0,3
Niobium (Nb)	0,15 – 0,50
Azote (N)	0,05 – 0,19
Manganèse (Mn)	0,3 – 0,8
Nickel (Ni)	0,3 – 0,8
Silicium (Si)	0,1 – 0,5
Bore (B)	0,10
Phosphore (P)	≤ 0,04
Soufre (S)	≤ 0,035

Propriétés Physiques Générales

Propriété	Température	Valeur
Densité	20 °C	7,70 – 7,76 g/cm³
Point de fusion	–	1370 – 1530 °C (typique acier martensitique)
Température max. service continu	–	0 – 580 °C

Propriétés Mécaniques (État Trempé & Revenu)

Propriété	Température	Valeur
Module d'élasticité (E)	20 °C	216 – 218 GPa
	100 °C	209 – 213 GPa
	200 °C	200 – 206 GPa
	300 °C	190 – 198 GPa
	400 °C	179 – 190 GPa
	500 °C	167 – 180 GPa
	600 °C	127 – 167 GPa
Limite d'élasticité Rp0,2	20 °C	780 MPa
	200 °C	700 MPa
	250 °C	680 MPa
	300 °C	655 MPa
	350 °C	620 MPa
	400 °C	580 MPa
	450 °C	530 MPa
	500 °C	470 MPa
	550 °C	400 MPa
	600 °C	315 MPa
Résistance à la traction (Rm)	20 °C	900 – 1050 MPa
Allongement à la rupture (A)	20 °C	10 %
Rétrécissement de section (Z)	20 °C	40 %
Coefficient de Poisson (ν)	20 °C	0,28
Module de cisaillement (G)	20 °C	84,95 GPa

Propriétés Thermiques

Propriété	Température	Valeur
Conductivité thermique (λ)	20 °C	24 – 29 W/(m·K)
	100 °C	24,4 – 25,0 W/(m·K)
	200 °C	24,8 – 25,0 W/(m·K)
	300 °C	25,1 – 26,0 W/(m·K)
	400 °C	25,6 – 26,0 W/(m·K)
	500 °C	26,0 – 26,1 W/(m·K)
	600 °C	26,4 – 27,0 W/(m·K)
Diffusivité thermique (α)	20 °C	7,1 mm²/s
	100 °C	6,3 mm²/s
	200 °C	6,0 mm²/s
	300 °C	5,7 mm²/s
	400 °C	5,4 mm²/s
	500 °C	4,9 mm²/s
	600 °C	4,1 mm²/s
Capacité thermique massique (cp)	20 °C	439 – 460 J/(kg·K)
	100 °C	474 J/(kg·K)
	200 °C	498 J/(kg·K)
	300 °C	517 J/(kg·K)
	400 °C	538 J/(kg·K)
	500 °C	564 J/(kg·K)
	600 °C	598 J/(kg·K)
Coefficient de dilatation thermique (α)	20 °C	1,02 × 10⁻⁵ 1/K
	100 °C	1,05 × 10⁻⁵ 1/K
	200 °C	1,09 – 1,10 × 10⁻⁵ 1/K
	300 °C	1,13 – 1,15 × 10⁻⁵ 1/K
	400 °C	1,16 – 1,20 × 10⁻⁵ 1/K
	500 °C	1,20 – 1,23 × 10⁻⁵ 1/K
	600 °C	1,22 – 1,25 × 10⁻⁵ 1/K

Propriétés Électriques

Propriété	Température	Valeur
Résistivité électrique (ρ)	20 °C	6,00 – 6,03 × 10⁻⁷ Ω·m
	100 °C	6,68 × 10⁻⁷ Ω·m
	200 °C	7,43 × 10⁻⁷ Ω·m
	300 °C	8,17 × 10⁻⁷ Ω·m
	400 °C	8,90 × 10⁻⁷ Ω·m
	500 °C	9,62 × 10⁻⁷ Ω·m
	600 °C	1,04 × 10⁻⁶ Ω·m

Traitements Thermiques Recommandés

• Trempe : 1050 – 1100 °C, suivi d'un refroidissement à l'air ou à l'huile selon l'épaisseur.
• Revenu : 650 – 750 °C pendant 2 – 4 h, refroidissement à l'air. Double revenu recommandé pour stabiliser la microstructure.
• Dureté après traitement : 28 – 35 HRC (selon épaisseur et paramètres de revenu).

Applications Types

• Vis, écrous, goujons et boulons pour brides de turbines, corps de vannes, collecteurs vapeur.
• Pièces soumises à fluage jusqu'à 580 °C : supports de tubes, attaches de chaudière.
• Composants de centrales électriques, unités de craquage, réacteurs pétrochimiques.

Normes Équivalentes & Désignations

• DIN / EN : 1.4913 / X19CrMoVNbN11-1
• ASTM / ASME : Proche Grade 91 (F91) – mais avec teneur en Nb+N ajustée
• Autres : SEW 470, VdTÜV Werkstoffblatt 506