Sandvik 5R75 – Acier inoxydable austénitique premium stabilisé au titane

Le Sandvik 5R75 est un acier inoxydable austénitique, stabilisé au titane, de type chrome-nickel-molybdène.

Des informations techniques plus détaillées et des graphiques relatifs aux performances corrosion, mécaniques et physiques du matériau sont disponibles dans les figures sur la page de la nuance.

Fiche technique : Sandvik 5R75

Mise à jour : 28 août 2009 (remplace toutes les éditions précédentes)

Propriétés

Général

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

Mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Énergie de rupture Charpy	-196,0 °C	60 J	EN 13445-2 (UFPV-2) et EN 10216-5
Module d'élasticité	20,0 °C	200 GPa
Module d'élasticité	100,0 °C	194 GPa
Module d'élasticité	200,0 °C	186 GPa
Module d'élasticité	300,0 °C	179 GPa
Module d'élasticité	400,0 °C	172 GPa
Module d'élasticité	500,0 °C	165 GPa
Allongement	23,0 °C	35 %	min., NFA 49-117 avec min 45% peut être satisfait.
Dureté Vickers	23,0 °C	155 HV
Résistance à la traction	23,0 °C	510 - 710 MPa
Limite d'élasticité Rp0,1	20,0 °C	250 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	50,0 °C	234 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	100,0 °C	218 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	150,0 °C	206 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	200,0 °C	196 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	250,0 °C	186 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	300,0 °C	180 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	350,0 °C	175 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	400,0 °C	171 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	450,0 °C	167 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	500,0 °C	164 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,1	550,0 °C	157 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	20,0 °C	220 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	50,0 °C	202 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	100,0 °C	185 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	150,0 °C	177 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	200,0 °C	167 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	250,0 °C	157 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	300,0 °C	145 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	350,0 °C	140 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	400,0 °C	136 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	450,0 °C	132 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	500,0 °C	129 MPa	min.
Limite d'élasticité Rp0,2	550,0 °C	127 MPa	min.

Thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	100,0 °C	16,5 × 10⁻⁶ 1/K	pour 30 °C à la température mentionnée
Coefficient de dilatation thermique	200,0 °C	17,0 × 10⁻⁶ 1/K	pour 30 °C à la température mentionnée
Coefficient de dilatation thermique	300,0 °C	17,5 × 10⁻⁶ 1/K	pour 30 °C à la température mentionnée
Coefficient de dilatation thermique	400,0 °C	18,0 × 10⁻⁶ 1/K	pour 30 °C à la température mentionnée
Coefficient de dilatation thermique	500,0 °C	18,5 × 10⁻⁶ 1/K	pour 30 °C à la température mentionnée
Coefficient de dilatation thermique	600,0 °C	18,5 × 10⁻⁶ 1/K	pour 30 °C à la température mentionnée
Coefficient de dilatation thermique	700,0 °C	19,0 × 10⁻⁶ 1/K	pour 30 °C à la température mentionnée
Capacité thermique massique	20,0 °C	485 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	100,0 °C	500 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	200,0 °C	515 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	300,0 °C	525 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	400,0 °C	540 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	500,0 °C	555 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	600,0 °C	575 J/(kg·K)
Conductivité thermique	20,0 °C	14 W/(m·K)
Conductivité thermique	100,0 °C	15 W/(m·K)
Conductivité thermique	200,0 °C	17 W/(m·K)
Conductivité thermique	300,0 °C	18 W/(m·K)
Conductivité thermique	400,0 °C	20 W/(m·K)
Conductivité thermique	500,0 °C	21 W/(m·K)
Conductivité thermique	600,0 °C	23 W/(m·K)

Composition chimique (en % masse)

Élément	Valeur	Commentaire
Carbone	0,05 %	max.
Chrome	17 %
Fer	Base
Manganèse	1,3 %
Molybdène	2,1 %
Nickel	12 %
Phosphore	0,03 %	max.
Silicium	0,5 %
Soufre	0,03 %	max.

Propriétés technologiques

Domaines d'application

Le Sandvik 5R75 est utilisé pour une variété d'applications industrielles. Exemples typiques : échangeurs de chaleur, condenseurs, tuyauteries, serpentins de refroidissement et de chauffage dans les industries chimique, pétrochimique et pâte à papier.

Formage à froid

Un recuit après cintrage à froid n'est normalement pas nécessaire, mais ce point doit être décidé en fonction du degré de cintrage et des conditions d'exploitation. Le traitement thermique, le cas échéant, doit prendre la forme d'un revenu de contrainte ou d'un recuit de mise en solution, voir sous « Traitement thermique ».

Propriétés de corrosion

Corrosion généralisée : Le Sandvik 5R75 a une bonne résistance à :

• Acides organiques à hautes concentrations et températures ;
• Acides inorganiques, par exemple acides phosphorique et sulfurique, à concentrations et températures modérées. Les aciers peuvent également être utilisés dans l'acide sulfurique de concentration supérieure à 90 % à basse température ;
• Solutions salines, par exemple sulfates, sulfures et sulfites ;
• Milieux caustiques.

Le Sandvik 3R12 a une meilleure résistance que le type ASTM TP304 normal aux agents oxydants, tels que l'acide nitrique. La figure sur la fiche technique montre les isocorrosions dans l'acide nitrique pour le Sandvik 3R12.

Corrosion intergranulaire : Le Sandvik 5R75 a une meilleure résistance à la corrosion intergranulaire que les aciers non stabilisés. L'ajout de titane empêche la précipitation de carbures de chrome aux joints de grains après chauffage prolongé dans la plage 450-850 °C (840-1560 °F).

Corrosion par piqûres et en fissure : La résistance à ces types de corrosion s'améliore avec la teneur en molybdène et le Sandvik 5R75 avec environ 2,1 % Mo a une résistance substantiellement plus élevée que les aciers de type AISI 304/304L.

Corrosion sous contrainte : Les aciers inoxydables austénitiques sont sensibles à la corrosion sous contrainte. Celle-ci 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 d'arrêt des installations doivent également être considérées car les condensats qui se forment alors peuvent développer une teneur en chlorures conduisant à la fois à la corrosion sous contrainte et à la corrosion par piqûres.

Pour les applications exigeant une haute résistance à la corrosion sous contrainte, les aciers austéno-ferritiques, par exemple Sandvik SAF 2304 ou SAF 2205, sont recommandés. Voir fiches techniques S-1871-ENG et S-1874-ENG.

Corrosion gazeuse : Le Sandvik 5R75 peut être utilisé dans :

• Air jusqu'à 850 °C (1560 °F) ;
• Vapeur jusqu'à 750 °C (1380 °F).

Le comportement au fluage doit également être pris en compte lors de l'utilisation de l'acier dans le domaine de fluage. Dans les gaz de combustion contenant du soufre, la résistance à la corrosion est réduite. Dans de tels environnements, ces aciers peuvent être utilisés à des températures jusqu'à 600-750 °C (1110-1380 °F) selon les conditions de service. Les facteurs à considérer sont si l'atmosphère est oxydante ou réductrice, c'est-à-dire la teneur en oxygène, et si des impuretés telles que le sodium et le vanadium sont présentes.

Traitement thermique

Les tubes sont normalement livrés en état traité thermiquement. Si un traitement thermique supplémentaire est nécessaire après transformation, ce qui suit est recommandé :

Revenu de contrainte : 850-950 °C (1560-1740 °F), 10-15 minutes, refroidissement à l'air.

Recuit de mise en solution : 1000-1100 °C (1830-2010 °F), 5-20 minutes, refroidissement rapide à l'air ou à l'eau.

Formage à chaud

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

Usinage

Le Sandvik 5R75 a de bonnes propriétés d'usinage. Des recommandations détaillées pour le choix des outils et des conditions de coupe sont fournies dans les brochures S-0291-ENG et S-1492-ENG.

Formes de livraison

Formes de fourniture :

Les tubes et tuyaux sont normalement livrés en état recuit de mise en solution et décapés blancs. Les petits diamètres peuvent être recuits brillants.

La barre creuse est fournie recuite de mise en solution et décapée blanche.

Soudage

La soudabilité du Sandvik 5R75 est bonne. Le soudage doit être effectué sans préchauffage et un traitement thermique postérieur n'est normalement pas requis. Les méthodes de soudage par fusion adaptées sont le soudage à l'arc manuel (MMA/SMAW) et le soudage à l'arc sous protection gazeuse, la méthode TIG/GTAW étant le premier choix.

Pour le Sandvik 5R75, un apport de chaleur < 1,5 kJ/mm et une température interpasses < 150 °C (300 °F) sont recommandés.

Métaux d'apport recommandés :

• Soudage TIG/GTAW ou MIG/GMAW :
  • ISO 14343 S 19 12 3 Nb / AWS A5.9 ER318 (ex. Exaton 19.12.3.Nb)
• Soudage MMA/SMAW :
  • ISO 3581 E 19 12 3 Nb R / AWS A5.4 E318-17