Sandvik SAF 2304®
Sandvik SAF 2304® est un acier inoxydable maigre duplex (austénitique-ferritique) caractérisé par les propriétés suivantes :
Des informations plus techniques et des graphiques concernant la corrosion des matériaux, les performances mécaniques et physiques sont affichés dans les figures sur le côté droit de la page des matériaux.
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Sandvik SAF 2304®
Fiche technique mise à jour le 2019-12-20 09:50 (remplace toutes les éditions précédentes)
Propriétés
Général
| Propriété | Température | Valeur | Commentaire |
|---|---|---|---|
| Densité | 23.0 °C | 7,8 g/cm³ | |
| Contenu recyclé | 82,1 % | Contenu recyclé moyen |
Mécanique
| Propriété | Température | Valeur | Commentaire |
|---|---|---|---|
| Module d'élasticité | 20.0 °C | 200 GPa | |
| 100.0 °C | 194 GPa | ||
| 200.0 °C | 186 GPa | ||
| 300.0 °C | 180 GPa | ||
| Allongement | 23.0 °C | 25 % | min. |
| Allongement A2 | 23.0 °C | 25 % | min. |
| Dureté, Rockwell C | 23.0 °C | 30 [-] | max. |
| Résistance à la traction | 23.0 °C | 630 - 820 MPa | Pour tubes de diamètre extérieur max. 25,4 mm, nous garantissons une résistance à l'épreuve de 0,2 % 450 MPa et une résistance à la traction min. 690 MPa (ASTM A789). |
| Limite d'élasticité Rp0.2 | 20.0 °C | 400 MPa | min. en fonction de l'épaisseur de paroi (Pour les tubes de diamètre extérieur max. 25,4 mm, nous garantissons une résistance à l'épreuve de 0,2 % 450 MPa et une résistance à la traction min. 690 MPa (ASTM A789). |
| 50.0 °C | 370 - 420 MPa | min. en fonction de l'épaisseur de paroi (Pour les tubes de diamètre extérieur max. 25,4 mm, nous garantissons une résistance à l'épreuve de 0,2 % 450 MPa et une résistance à la traction min. 690 MPa (ASTM A789). | |
| 100.0 °C | 330 - 380 MPa | min. en fonction de l'épaisseur de paroi (Pour les tubes de diamètre extérieur max. 25,4 mm, nous garantissons une résistance à l'épreuve de 0,2 % 450 MPa et une résistance à la traction min. 690 MPa (ASTM A789). | |
| 150.0 °C | 310 - 360 MPa | min. en fonction de l'épaisseur de paroi (Pour les tubes de diamètre extérieur max. 25,4 mm, nous garantissons une résistance à l'épreuve de 0,2 % 450 MPa et une résistance à la traction min. 690 MPa (ASTM A789). | |
| 200.0 °C | 290 - 340 MPa | min. en fonction de l'épaisseur de paroi (Pour les tubes de diamètre extérieur max. 25,4 mm, nous garantissons une résistance à l'épreuve de 0,2 % 450 MPa et une résistance à la traction min. 690 MPa (ASTM A789). | |
| 250.0 °C | 280 - 330 MPa | min. en fonction de l'épaisseur de paroi (Pour les tubes de diamètre extérieur max. 25,4 mm, nous garantissons une résistance à l'épreuve de 0,2 % 450 MPa et une résistance à la traction min. 690 MPa (ASTM A789). | |
| 300.0 °C | 270 - 310 MPa | min. en fonction de l'épaisseur de paroi (Pour les tubes de diamètre extérieur max. 25,4 mm, nous garantissons une résistance à l'épreuve de 0,2 % 450 MPa et une résistance à la traction min. 690 MPa (ASTM A789). | |
Thermique
| Propriété | Température | Valeur | Commentaire |
|---|---|---|---|
| Coefficient de dilatation thermique | 100.0 °C | 1.35E-5 1/K | pour 30°C à la température mentionnée |
| 200.0 °C | 1.4E-5 1/K | pour 30°C à la température mentionnée | |
| 300.0 °C | 1.45E-5 1/K | pour 30°C à la température mentionnée | |
| 400.0 °C | 1.45E-5 1/K | pour 30°C à la température mentionnée | |
| Capacité thermique spécifique | 20.0 °C | 490 J/(kg·K) | |
| 100.0 °C | 505 J/(kg·K) | ||
| 200.0 °C | 530 J/(kg·K) | ||
| 300.0 °C | 550 J/(kg·K) | ||
| 400.0 °C | 590 J/(kg·K) | ||
| Conductivité thermique | 20.0 °C | 16 W/(m·K) | |
| 100.0 °C | 17 W/(m·K) | ||
| 200.0 °C | 18 W/(m·K) | ||
| 300.0 °C | 19 W/(m·K) | ||
| 400.0 °C | 21 W/(m·K) | ||
Propriétés chimiques
| Propriété | Valeur | Commentaire | |
|---|---|---|---|
| Carbone | 0,03 % | max. | |
| Chrome | 22,5 % | ||
| Cuivre | 0,3 % | ||
| Fer | Solde | ||
| Manganèse | 2 % | max. | |
| Molybdène | 0,3 % | ||
| Nickel | 4,5 % | ||
| Azote | 0,1 % | ||
| Phosphore | 0,04 % | max. | |
| Silicium | 1 % | max. | |
| Soufre | 0,015 % | max. | |
Propriétés technologiques
| Propriété | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Domaines d'application |
Sandvik SAF 2304® possède de bonnes propriétés mécaniques et physiques, une excellente résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte et à d'autres formes de corrosion ainsi qu'une bonne soudabilité. Ces propriétés en font une alternative à la fois techniquement et économiquement supérieure aux aciers inoxydables tels que les aciers austénitiques ASTM 304, 304L, 316, 316L, 321 et 347, les aciers ferritiques au chrome ASTM 430 et 444 et les aciers martensitiques au chrome ASTM 410 et Type 420. Sandvik SAF 2304® présente également des avantages par rapport aux aciers faiblement alliés. Des exemples où Sandvik SAF 2304® offre des avantages par rapport à d'autres matériaux sont donnés dans le tableau suivant.
Les bonnes propriétés mécaniques et de corrosion font de Sandvik SAF 2304® un choix économique dans de nombreuses applications en réduisant le coût du cycle de vie de l'équipement.
La résistance et la dureté élevées du 3RE60 font de ce matériau une alternative intéressante aux aciers austénitiques dans les structures soumises à de fortes charges ou à l'usure.
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| Certifications |
Approbations :
Si Sandvik SAF 2304® est exposé à des températures supérieures à 280 °C (540 °F), pendant des périodes prolongées, la microstructure change, ce qui entraîne une réduction de la résistance aux chocs. Cela n'affecte pas nécessairement le comportement du matériau à la température de fonctionnement. Par exemple, les tubes d'échangeur de chaleur peuvent être utilisés à des températures plus élevées sans aucun problème. Veuillez contacter Sandvik pour plus d'informations. Pour les applications de récipients sous pression, 280 °C (540 °F) est requis au maximum selon VdTÜV-Wb 496. | ||||||||||
| Formage à froid | La force de démarrage nécessaire pour la flexion est légèrement plus élevée pour Sandvik SAF 2304® que pour ASTM 304/316. Sandvik SAF 2304® peut être plié à froid jusqu'à 25 % de déformation sans nécessiter de traitement thermique ultérieur. Dans des conditions de service où le risque de fissuration par corrosion sous contrainte commence à augmenter, par exemple lorsque la température du matériau est proche de 125°C (255°F) dans un environnement neutre contenant de l'oxygène avec environ 100 ppm de Cl⁻, un traitement thermique est recommandé même après cintrage à froid modéré. Pour les applications d'appareils sous pression en Allemagne et dans les pays nordiques, un traitement thermique peut être nécessaire après déformation à froid conformément aux normes VdTÜV-Wb 496 et NGS 1607. Le traitement thermique est effectué sous la forme d'un recuit de mise en solution (voir sous Traitement thermique) ou d'un recuit par résistance. | ||||||||||
| Propriétés de corrosion |
Corrosion générale :En raison de la teneur élevée en chrome et de sa composition bien équilibrée, Sandvik SAF 2304® possède une excellente résistance à la corrosion dans les environnements acides. Le tableau ci-dessous donne le taux de corrosion dans différents acides et les figures 4 à 6 montrent des diagrammes d'isocorrosion pour Sandvik SAF 2304® dans l'acide sulfurique, formique et nitrique, respectivement.
Corrosion rates in acid-water mixtures, mm/year (mpy). Activated specimens, 1+3+3 days, average of the last two periods for two specimens.
Pitting:The pitting resistance of a steel is determined primarily by its chromium and molybdenum contents, but the nitrogen content also has an effect. La pratique de fabrication et de fabrication, par ex. welding, are also of vital importance for the actual performance in service. A parameter for comparing the pitting resistance of different steels is the PRE-number (Pitting Resistance Equivalent). Le PRE est défini comme, en poids-% PRE =% Cr + 3.3 %x Mo + 16 x % N
As the table shows, the PRE number for Sandvik SAF 2304® is considerably higher than the number for ASTM 304L and comparable to the number for ASTM 316L. Potentiostatic tests in solutions with different chloride contents (pH =6) are reported in Figure 7. Each curve is based on at least 4 measuring points, each of which is derived from a minimum of three separate measurements. Variation in the measurement results is within the range +/-5°C (+/-9°F). The test results for ASTM 316L have been compared with results obtained under practical conditions of service, and the correlation is good. As is evident from Figure 7, the critical temperature for pitting for Sandvik SAF 2304® is higher than that for ASTM 304L and comparable to that for ASTM 316L. The test results correspond with the PRE ranking.
Stress corrosion cracking:Because of its two-phase structure and its well balanced composition, Sandvik SAF 2304® possesses very good resistance to stress corrosion cracking (SCC). This is evident from the results of tests in both concentrated chloride solutions and oxygen-containing dilute chloride environments.
Figure 8 shows the results of tests carried out in 40% CaCl₂ solution at 100°C (210°F). In this environment, the stress that is required to cause fracture due to SCC (known as the threshold stress) is much higher for Sandvik SAF 2304® than for ASTM 304/304L and ASTM 316/316L. This demonstrates the superior resistance of Sandvik SAF 2304®.
Welding of Sandvik SAF 2304® does not appreciably reduce the resistance to SCC, provided that the welding recommendations are followed (see Welding). The threshold stress of material that has been TIG-welded with Sandvik 22.8.3.L or MMA-welded with Sandvik 22.9.3.LR is on a level with that of the parent metal.
The results of SCC testing of Sandvik SAF 2304 in chloride solutions at high temperatures and pressures are presented in Figure 9. The curve for Sandvik SAF 2304® is based on tests performed in various chloride contents and at different temperatures. Usually, six separate measurements were taken at each measuring point. The testing method involved spring-loaded specimens stressed to the proof strength (Rp0.2) at the testing temperature or U-bends in which the stress at the apex is at least equal to the proof strength of the solution annealed material. The oxygen content of the inlet water (refreshed autoclaves were used) was 4.6 to 10 ppm and the pH 4.5 to 7. The curve for ASTM 304/304L and ASTM 316/316L is based on published test results and on practical experience. The results in Figure 9 indicate that Sandvik SAF 2304® can be used in dilute oxygen-bearing chloride solutions up to about 125°C (260°F) without any risk of SCC. This is much higher than for ASTM 304/ 304L and ASTM 316/316L, which should not be used above 60°C (140°F) in such environments. At temperatures above 125°C (260°F), Sandvik SAF 2304® should not be used in oxygen-bearing solutions in environments with more than about 10 ppm Cl-. For such conditions, we recommend Sandvik SAF 2205™, Sandvik SAF 2507® or Sanicro® 28. At low oxygen contents, which are common in the process and power industries, considerably higher chloride contents and temperatures can be tolerated by Sandvik SAF 2304® without any risk of SCC.
Intergranular corrosion:Sandvik SAF 2304® is a member of the family of modern duplex stainless steels whose chemical manner that the reformation of austenite in the heat-affected zone adjacent to the weld takes place quickly. This results in a microstructure that gives corrosion properties and toughness similar to that of the parent metal. Welded joints in Sandvik SAF 2304® easily pass Strauss' intergranular corrosion testing according to SS-EN ISO 3651-2 Method A.
Crevice corrosion:In the same way as the resistance to pitting can be related to the chromium, molybdenum and nitrogen contents of the steel so can the resistance to crevice corrosion. Sandvik SAF 2304® possesses better resistance to crevice corrosion than steels of the ASTM 304/304L type and is comparable with ASTM 316/316L.
Erosion corrosion:Steels of the ASTM 304/304L and ASTM 316/316L type can be attacked by erosion corrosion if exposed to flowing media containing highly abrasive solid particles, e.g. sand, or media with very high flow rates. Under such conditions, Sandvik SAF 2304® displays very good resistance because of its combination of high mechanical strength and good corrosion resistance.
Corrosion fatigue:Sandvik SAF 2304® possesses higher strength and better corrosion resistance than ordinary austenitic stainless steels. Consequently, Sandvik SAF 2304® has considerably better fatigue strength under corrosive conditions than such steels. | ||||||||||
| Expanding |
Expanding In comparison with austenitic stainless steels, Sandvik SAF 2304® has a higher proof strength. This must be borne in mind when expanding tubes into tube-sheets. Normal expanding methods can be used, but the expansion requires higher initial force and should be undertaken in one operation.
Contact us for detailed recommendations on expanding duplex stainless steels. | ||||||||||
| Traitement thermique |
Les tubes sont normalement livrés dans un état traité thermiquement. Si un traitement thermique supplémentaire est nécessaire en raison d'un traitement ultérieur, ce qui suit est recommandé. Solution annealing:930 -1050°C (1710 -1920°F), rapid cooling in air or water. | ||||||||||
| Formage à chaud | Hot bending is carried out at 1100-950°C (2010-1740°F) and should be followed by solution annealing. | ||||||||||
| Usinage | Being a two-phase material (austenitic-ferritic) Sandvik SAF 2304® will present a different tool wear profile from that of single-phase steels of type ASTM 304L. The cutting speed must, therefore, be slightly lower than that recommended for ASTM 304L and as a first recommendation 25 % lower cutting speeds should be used compared to the speed for machining Sanmac 304/304L. It is, however, recommended that a tougher insert grade is used for semi-roughing operations, Sanmac® 304/304L. | ||||||||||
| Autre |
Formes d'approvisionnement : Seamless tube and pipe in Sandvik SAF 2304® is supplied in dimensions up to 260mm outside diameter. The delivery condition is solution annealed and either white pickled or bright annealed. For hydraulic tubing applications, Sandvik SAF 2304® is also marketed under the name PW 400.
Other forms of supply | ||||||||||
| Soudage |
The weldability of Sandvik SAF 2304® is good. Le soudage doit être effectué sans préchauffage et un traitement thermique ultérieur n'est normalement pas nécessaire. Les méthodes de soudage par fusion appropriées sont le soudage manuel à l'arc métallique (MMA/SMAW) et le soudage à l'arc sous protection gazeuse, avec la méthode TIG/GTAW comme premier choix.
For Sandvik SAF 2304®, heat input of 0.5-2.5 kJ/mm and interpass temperature of <150°C (300°F) are recommended.
Recommended filler metals
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Métal