Sandvik 3R64 : Acier inoxydable austénitique premium pour une résistance à la corrosion supérieure

Présentation du Sandvik 3R64

Le Sandvik 3R64 est un acier inoxydable austénitique à haute teneur en molybdène. Ce grade se caractérise par une résistance améliorée à la corrosion générale et par piqûres par rapport à l'ASTM 316L.

Propriétés générales

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Densité	23,0 °C	8 g/cm³
Contenu recyclé		82,1 %	Contenu recyclé moyen

Propriétés mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Énergie de rupture Charpy	-270,0 °C	60 J	EN 13445-2 (UFPV-2) et EN 10216-5
	-196,0 °C	60 J	EN 13445-2 (UFPV-2) et EN 10216-5
Module d'élasticité	20,0 °C	200 GPa
	100,0 °C	194 GPa
	200,0 °C	186 GPa
	300,0 °C	179 GPa
	400,0 °C	172 GPa
	500,0 °C	165 GPa
Allongement	23,0 °C	35 %	min.
Dureté Vickers	23,0 °C	155
Résistance à la traction	23,0 °C	515 - 690 MPa
Limite d'élasticité Rp0,1	20,0 °C	250 MPa	min.
	50,0 °C	221 MPa	min.
	100,0 °C	197 MPa	min.
	150,0 °C	180 MPa	min.
	200,0 °C	169 MPa	min.
	250,0 °C	161 MPa	min.
	300,0 °C	154 MPa	min.
	350,0 °C	148 MPa	min.
	400,0 °C	144 MPa	min.
	450,0 °C	140 MPa	min.
	500,0 °C	135 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	20,0 °C	220 MPa	min.
	50,0 °C	196 MPa	min.
	100,0 °C	172 MPa	min.
	150,0 °C	155 MPa	min.
	200,0 °C	144 MPa	min.
	250,0 °C	136 MPa	min.
	300,0 °C	129 MPa	min.
	350,0 °C	123 MPa	min.
	400,0 °C	119 MPa	min.
	450,0 °C	115 MPa	min.
	500,0 °C	110 MPa	min.

Propriétés thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	100,0 °C	1,65E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	200,0 °C	1,7E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	300,0 °C	1,75E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	400,0 °C	1,8E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	500,0 °C	1,8E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	600,0 °C	1,8E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
	700,0 °C	1,85E-5 1/K	de 30°C à la température indiquée
Capacité thermique massique	20,0 °C	485 J/(kg·K)
	100,0 °C	500 J/(kg·K)
	200,0 °C	515 J/(kg·K)
	300,0 °C	525 J/(kg·K)
	400,0 °C	540 J/(kg·K)
	500,0 °C	555 J/(kg·K)
	600,0 °C	575 J/(kg·K)
Conductivité thermique	20,0 °C	14 W/(m·K)
	100,0 °C	15 W/(m·K)
	200,0 °C	17 W/(m·K)
	300,0 °C	18 W/(m·K)
	400,0 °C	20 W/(m·K)
	500,0 °C	21 W/(m·K)
	600,0 °C	23 W/(m·K)

Composition chimique

Élément	Valeur	Commentaire
Carbone	0,03 %	max.
Chrome	18,5 %
Fer	Base
Manganèse	1,7 %
Molybdène	3,1 %
Nickel	14,5 %
Phosphore	0,03 %	max.
Silicium	0,4 %
Soufre	0,015 %	max.

Propriétés technologiques et applications

Domaines d'application

Le Sandvik 3R64 peut être utilisé pour une large gamme d'applications industrielles où les aciers de type ASTM 304 et 304L, voire ASTM 316L, ont une résistance à la corrosion insuffisante. Exemples typiques : échangeurs de chaleur, condenseurs, conduites, serpentins de refroidissement et de chauffage dans les industries chimique, pétrochimique, pâte à papier et agroalimentaire.

Propriétés de corrosion

Grâce à sa haute teneur en molybdène, le Sandvik 3R64 possède une résistance améliorée par rapport à l'ASTM 316/316L dans la majorité des environnements chlorurés et acides.

Corrosion générale : Le Sandvik 3R64 a une bonne résistance dans :

• Acides organiques à hautes concentrations et températures modérées
• Acides inorganiques, par exemple acides phosphorique et sulfurique à concentrations et températures modérées. L'acier peut également être utilisé dans l'acide sulfurique à concentrations supérieures à 90% à basse température
• Solutions salines, par exemple sulfates, sulfures et sulfites, environnements caustiques

Les données suivantes illustrent la résistance améliorée du Sandvik 3R64 vs ASTM 316, bien que les taux de corrosion à la majorité des températures soient inacceptablement élevés pour les deux nuances.

Tableau 1. Résistance à la corrosion générale du Sandvik 3R64 et de l'ASTM 316 dans l'acide formique bouillant.

Acide formique, % massique	Taux de corrosion, mm/an
	Sandvik 3R64	ASTM 316
5	0,12	0,18
10	0,2	0,3
25	0,35	0,6
50	0,45	0,6
80	1	1,5
90	0,8	1,8
100	0,4	0,6

Corrosion intergranulaire : Grâce à sa faible teneur en carbone, le Sandvik 3R64 présente un faible risque de corrosion intergranulaire après par exemple des opérations de soudage.

Corrosion par piqûres et par crevasses : La résistance à la corrosion par piqûres des aciers inoxydables est principalement déterminée par les teneurs en chrome, molybdène et azote. L'équivalent de résistance aux piqûres (PRE) peut être utilisé pour classer différents aciers inoxydables quant à leur résistance aux piqûres. Le nombre PRE est défini comme : PRE = % Cr + 3,3 x % Mo + 16 x % N

Tableau 2. Valeurs PRE pour le Sandvik 3R64 et quelques autres alliages. Valeurs typiques sauf indication contraire.

Alliage	3R64	ASTM 316L¹⁾	Alliage 825	904L	SAF 2205
PRE	29	24	31	34	>35
1) 2,1 % Mo

Ainsi, le Sandvik 3R64 résiste à la corrosion par piqûres à des températures plus élevées et/ou à des concentrations en chlorures plus élevées que l'ASTM 316L.

Le même classement des alliages s'applique pour la résistance à la corrosion par crevasses. Cependant, la corrosion par crevasses est à prévoir à des températures significativement plus basses que pour la corrosion par piqûres.

Fissuration par corrosion sous contrainte : Les aciers austénitiques sont sensibles à la fissuration par corrosion sous contrainte. Cela peut se produire à des températures supérieures à environ 60°C (140°F) si l'acier est soumis à des contraintes de traction et entre simultanément en contact avec certaines solutions, notamment celles contenant des chlorures. De telles conditions de service doivent donc être évitées. Les conditions lors de l'arrêt des installations doivent également être prises en compte, car les condensats qui se forment alors peuvent développer une teneur en chlorures conduisant à la fois à la fissuration par corrosion sous contrainte et à la corrosion par piqûres.

Dans les applications exigeant une haute résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte, des aciers austénitico-ferritiques tels que Sandvik SAF 2304 ou Sandvik SAF 2205 sont recommandés. Voir fiches techniques S-1871-ENG ou S-1874-ENG.

Traitement thermique

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

• Décapage de contrainte : 850–950°C (1560–1740°F), 10-15 min, refroidissement à l'air.
• Recuit de mise en solution : 1000–1100°C (1830–2010°F), 10-30 min, refroidissement à l'air ou à l'eau.

Formes de fourniture

Les tubes sans soudure en 3R64 sont fournis dans des dimensions jusqu'à 260 mm de diamètre extérieur dans l'état recuit en solution et décapé blanc ou recuit en solution par un processus de recuit brillant.

Le Sandvik 3R64 est également fourni sous forme de :

• Tubes et tuyaux soudés
• Raccords et brides

Des détails supplémentaires concernant les dimensions et finitions sont disponibles sur demande.

Soudage

La soudabilité du Sandvik 3R64 est bonne. Le soudage doit être effectué sans préchauffage et un traitement thermique ultérieur n'est normalement pas requis. 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 Sandvik 3R64, un apport de chaleur <1,5 kJ/mm et une température interpasses <100°C (210°F) sont recommandés.

Métaux d'apport recommandés :

• Soudage TIG/GTAW ou MIG/GMAW :
  • ISO 14343 S 19 13 4 L / AWS A5.9 ER317L (ex. Exaton 19.13.4.L)
• Soudage MMA/SMAW :
  • ISO 3581 E 19 13 4 L R / AWS A5.4 E317L-16 (ex. Exaton 19.13.4.LR)
• Soudage de revêtement :
  • ISO 14343 S 19 13 4 L / AWS A5.9 ER317L (ex. Exaton 19.13.4.L) fil ou électrodes en bande 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 Sandvik 3R64 est requise.