Acier DIN 17442 X20CrMo13 – Nuance Martensitique Trempée et Revenu pour 500 °C
Acier X20CrMo13 (1.4922) : Martensitique 13% Cr – Mo pour Turbines et Vannes
L'acier DIN 17442 X20CrMo13 (numéro de matière 1.4922) est un acier inoxydable martensitique au chrome (12 – 14 %) allié au molybdène (0,9 – 1,3 %), conçu pour offrir une bonne résistance mécanique à chaud jusqu'à 500 °C, une résistance à la corrosion modérée (vapeur, eau, atmosphères industrielles) et une bonne ténacité après trempe-revenu. Il est le choix classique pour les aubes de turbines, cônes de soupapes, sièges de soupapes vapeur et pièces forgées soumises à des contraintes centrifuges et thermiques cycliques.
Composition Chimique (en % masse)
| Élément | Teneur |
|---|
| Carbone (C) | 0,17 – 0,22 |
| Chrome (Cr) | 12,0 – 14,0 |
| Molybdène (Mo) | 0,9 – 1,3 |
| Manganèse (Mn) | 1,00 max |
| Silicium (Si) | 1,00 max |
| Nickel (Ni) | 1,00 max |
| Phosphore (P) | ≤ 0,05 |
| Soufre (S) | ≤ 0,03 |
Propriétés Physiques Générales
| Propriété | Température | Valeur |
|---|
| Densité | 20 °C | 7,76 g/cm³ |
| Point de fusion | – | 1425 – 1530 °C (typique ferritique/martensitique) |
| Température max. service continu | – | 0 – 500 °C |
Propriétés Mécaniques (État Trempé & Revenu)
| Propriété | Température | Valeur |
|---|
| Module d'élasticité (E) | 20 °C | 217,7 – 218 GPa |
| 100 °C | 213 GPa |
| 200 °C | 206 GPa |
| 300 °C | 198 GPa |
| 400 °C | 190 GPa |
| 500 °C | 180 GPa |
| 600 °C | 167 GPa |
| Limite d'élasticité Rp0,2 | 20 °C | 550 MPa |
| 50 °C | 530 MPa |
| 100 °C | 520 MPa |
| 150 °C | 510 MPa |
| 200 °C | 500 MPa |
| 250 °C | 490 MPa |
| 300 °C | 480 MPa |
| 350 °C | 450 MPa |
| 400 °C | 410 MPa |
| Résistance à la traction (Rm) | 20 °C | 750 – 900 MPa |
| Allongement (A) | 20 °C | 10 – 14 % |
| Dureté Brinell (HB) | 20 °C | 220 – 280 HB |
| 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 | 24,0 W/(m·K) |
| 100 °C | 24,4 W/(m·K) |
| 200 °C | 24,8 W/(m·K) |
| 300 °C | 25,1 W/(m·K) |
| 400 °C | 25,6 W/(m·K) |
| 500 °C | 26,1 W/(m·K) |
| 600 °C | 26,4 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 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 | 1,10 – 1,13 × 10⁻⁵ 1/K |
| 400 °C | 1,16 × 10⁻⁵ 1/K |
| 500 °C | 1,20 × 10⁻⁵ 1/K |
| 600 °C | 1,22 × 10⁻⁵ 1/K |
Propriétés Électriques
| Propriété | Température | Valeur |
|---|
| Résistivité électrique (ρ) | 20 °C | 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
- Recuit d'adoucissement : 750 – 800 °C / 2 – 4 h, refroidissement lent four (pour usinage).
- Trempe : 950 – 1000 °C, refroidissement à l'air ou huile (selon section).
- Revenu : 650 – 750 °C / 2 – 4 h, refroidissement air. Double revenu recommandé.
- Dureté finale : 22 – 28 HRC (220 – 280 HB) selon revenu.
Applications Types
- Aubes de turbines vapeur (basse/moyenne pression) – résistance centrifuges + température.
- Cônes et sièges de soupapes vapeur, eau chaude – résistance érosion/corrosion/impact.
- Arbres de pompes, boulonnerie, brides, collecteurs jusqu'à 500 °C.
- Pièces forgées pour centrales thermiques, industrie pétrochimique.
Normes Équivalentes & Désignations
- DIN / EN : 1.4922 / X20CrMo13 (ancien DIN 17442)
- ASTM / ASME : A182 F6a (proche), A479 Type 410 + Mo
- AFNOR : Z20CD13
- BS : 410S21 (modifié Mo)
- Autres : VdTÜV 434, SEW 470
