Sanicro® 70 : Alliage austénitique haute température avec résistance supérieure à la cémentation et à la fissuration sous contrainte

Présentation du Sanicro® 70

Le Sanicro® 70 est un alliage austénitique nickel-chrome-fer (NiCrFe) offrant une excellente résistance à la cémentation et à l'absorption d'azote, ainsi qu'une bonne stabilité structurale à haute température. Il présente également une bonne résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte (FCC).

Propriétés générales

Propriété	Température	Valeur
Densité	23,0 °C	8,4 g/cm³

Propriétés mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Module d'élasticité	20,0 °C	214 GPa
	100,0 °C	206 GPa
	200,0 °C	202 GPa
	300,0 °C	196 GPa
	400,0 °C	190 GPa
	500,0 °C	185 GPa
	600,0 °C	180 GPa
	700,0 °C	171 GPa
	800,0 °C	161 GPa
	900,0 °C	149 GPa
1000,0 °C	135 GPa
Allongement	23,0 °C	35 %	min.
Allongement A2	23,0 °C	35 %	min.
Dureté Vickers	23,0 °C	160
Résistance à la traction	20,0 °C	550 - 700 MPa
	100,0 °C	555 MPa
	200,0 °C	530 MPa
	300,0 °C	510 MPa
	400,0 °C	500 MPa
	500,0 °C	490 MPa
	600,0 °C	480 MPa
Limite d'élasticité Rp0,1	23,0 °C	265 MPa	min. pour fini à froid, fini à chaud ≥205 MPa
	Limite d'élasticité Rp0,2	20,0 °C	205 MPa	min. Fini à froid OD≤127 mm ≥241 MPa / Fini à froid OD>127 mm ≥205 / Fini à chaud ≥205
		100,0 °C	200 MPa	min. Fini à froid OD≤127 mm ≥241 MPa / Fini à froid OD>127 mm ≥205 / Fini à chaud ≥205
		200,0 °C	180 MPa	min. Fini à froid OD≤127 mm ≥241 MPa / Fini à froid OD>127 mm ≥205 / Fini à chaud ≥205
		300,0 °C	170 MPa	min. Fini à froid OD≤127 mm ≥241 MPa / Fini à froid OD>127 mm ≥205 / Fini à chaud ≥205
		400,0 °C	160 MPa	min. Fini à froid OD≤127 mm ≥241 MPa / Fini à froid OD>127 mm ≥205 / Fini à chaud ≥205
		500,0 °C	140 MPa	min. Fini à froid OD≤127 mm ≥241 MPa / Fini à froid OD>127 mm ≥205 / Fini à chaud ≥205
600,0 °C		100 MPa	min. Fini à froid OD≤127 mm ≥241 MPa / Fini à froid OD>127 mm ≥205 / Fini à chaud ≥205

Propriétés thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	100,0 °C	1,35E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	200,0 °C	1,4E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	300,0 °C	1,4E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	400,0 °C	1,45E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	500,0 °C	1,5E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	600,0 °C	1,55E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
Capacité thermique massique	20,0 °C	460 J/(kg·K)
	100,0 °C	480 J/(kg·K)
	200,0 °C	495 J/(kg·K)
	300,0 °C	510 J/(kg·K)
	400,0 °C	515 J/(kg·K)
	500,0 °C	525 J/(kg·K)
	600,0 °C	590 J/(kg·K)
Conductivité thermique	20,0 °C	13 W/(m·K)
	100,0 °C	14 W/(m·K)
	200,0 °C	16 W/(m·K)
	300,0 °C	17 W/(m·K)
	400,0 °C	19 W/(m·K)
	500,0 °C	21 W/(m·K)
	600,0 °C	25 W/(m·K)

Composition chimique

Élément	Valeur	Commentaire
Carbone	0,05 %	max.
Chrome	16,5 %
Cuivre	0,5 %	max.
Fer	10 %
Manganèse	0,8 %
Nickel	72,5 %
Phosphore	0,02 %	max.
Silicium	0,4 %
Soufre	0,015 %	max.

Propriétés technologiques et applications

Domaines d'application

Le Sanicro® 70 possède une bonne résistance au chlore et au chlorure d'hydrogène à haute température, ce qui permet son utilisation dans la production d'hydrocarbures chlorés, par exemple dans les réacteurs d'oxychloruration et les fours de craquage des usines de chlorure de vinyle.

Il peut également être utilisé dans des conditions de corrosion humide, où les aciers austénitiques 18Cr/8Ni seraient sensibles à la fissuration par corrosion sous contrainte.

Propriétés de corrosion

Corrosion générale : Le Sanicro® 70 offre une résistance aux acides organiques et inorganiques comparable à celle de l'acier de type AISI 304. Sa résistance à l'hydroxyde de sodium est très bonne, même à hautes concentrations et températures.

Corrosion par piqûres : La résistance aux piqûres est équivalente à celle de l'acier de type AISI 304.

Fissuration par corrosion sous contrainte : Le Sanicro® 70 présente une très bonne résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte, notamment dans les solutions contenant des chlorures.

Corrosion gazeuse : Le Sanicro® 70 offre une très bonne résistance à l'oxydation. Il peut être utilisé dans :

• Air jusqu'à 1175°C (2145°F)
• Jusqu'à 800°C (1470°F)
• Chlore sec et chlorure d'hydrogène jusqu'à environ 550°C (1020°F)
• Gaz de synthèse (synthèse d'ammoniac) jusqu'à 600°C (1110°F). La résistance à l'absorption d'azote, par exemple ammoniac craqué à haute température, est très bonne.

En raison de sa teneur élevée en nickel, le matériau ne doit pas être utilisé dans des atmosphères réductrices et sulfurées (contenant du sulfure d'hydrogène) à des températures supérieures à 550°C (1020°F).

Traitement thermique

Les tubes sont livrés dans un état traité thermiquement. Si un autre traitement thermique est nécessaire après transformation, les suivants sont recommandés :

• Décapage de contrainte : 800-875°C (1470-1920°F), 10-15 minutes, refroidissement à l'air.
• Recuit de mise en solution : 950-1050°C (1740-1920°F), 5-30 minutes, refroidissement rapide à l'air ou à l'eau.

Un traitement thermique après cintrage à froid n'est normalement pas nécessaire, mais cette décision doit tenir compte du degré de cintrage et des conditions d'exploitation. Le cas échéant, il doit prendre la forme d'un décapage de contrainte ou d'un recuit de mise en solution.

Formage à chaud

Le cintrage à chaud s'effectue à 1100-850°C (2010-1560°F) et doit être suivi d'un recuit de mise en solution.

Formes de fourniture

Les tubes et tuyaux sont normalement fournis dans l'état recuit en solution et décapé blanc. Les petits diamètres, par exemple tubes d'échangeurs de chaleur, peuvent également être fournis dans l'état recuit brillant. La gamme principale de dimensions est indiquée dans la figure correspondante.

Soudage

La soudabilité du Sanicro® 70 est bonne. Les méthodes de soudage par fusion adaptées sont le soudage à l'arc avec électrode enrobée (MMA/SMAW) et le soudage à l'arc sous gaz de protection, la méthode TIG/GTAW étant le premier choix.

Pour le Sanicro® 70, un apport de chaleur <1,0 kJ/mm et une température interpasses <100°C (210°F) sont recommandés. Une technique de soudage au cordon simple doit être utilisée.

Métaux d'apport recommandés :

• Soudage TIG/GTAW ou MIG/GMAW :
  • ISO 18274 S Ni 6082 / AWS A5.14 ERNiCr-3 (ex. Exaton Ni72HP)
• Soudage MMA/SMAW :
  • ISO 14172 E Ni 6182 / AWS A5.11 ENiCrFe-3 (ex. Exaton Ni71)
  • ISO 14172 E Ni 6152 / AWS A5.11 ENiCrFe-7 (ex. Exaton Ni69)

Soudage de revêtement :

• Fil et électrodes en bande ISO 18274 S Ni 6082 / AWS A5.14 ERNiCr-3 (ex. Exaton Ni72HP) sont recommandés pour le revêtement de tubes à tubes et de réservoirs sous haute pression lorsque une résistance à la corrosion équivalente à celle du Sanicro® 70 est requise.