Sandvik SAF 2906™ – Acier inoxydable duplex haute performance pour une résistance à la corrosion supérieure

Présentation du Sandvik SAF 2906™

Le Sandvik SAF 2906™ est un acier inoxydable duplex (austénitique-ferritique) hautement allié, offrant une résistance exceptionnelle à la corrosion dans les milieux caustiques et les environnements chlorurés. Grâce à sa microstructure équilibrée et à sa teneur élevée en chrome, azote et molybdène, ce grade surpasse les aciers austénitiques conventionnels tant sur le plan de la résistance à la corrosion que des propriétés mécaniques.

Caractéristiques principales

• Résistance excellente aux environnements caustiques, même en présence de contaminants chlorés
• Résistance excellente à la corrosion intergranulaire
• Résistance excellente à la corrosion par piqûres et par crevasses
• Haute résistance à la corrosion sous contrainte (CSC)
• Bonne soudabilité
• Résistance mécanique très élevée : la limite d'élasticité est environ trois fois supérieure à celle des aciers inoxydables austénitiques classiques

Propriétés physiques et générales

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Densité	23 °C	7,7 g/cm³
Contenu recyclé	–	82,1 %	Contenu recyclé moyen

Propriétés mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Module d'élasticité	20 °C	200 GPa
	100 °C	194 GPa
	200 °C	186 GPa
	300 °C	180 GPa
Allongement	20 °C	25 %	min.
	100 °C	25 %	min.
	200 °C	25 %	min.
	300 °C	25 %	min.
Résistance à la traction	20 °C	750 – 800 MPa	min pour épaisseur > 10 mm, max pour < 10 mm
	100 °C	730 – 750 MPa	min pour épaisseur > 10 mm, max pour < 10 mm
	200 °C	700 – 720 MPa	min pour épaisseur > 10 mm, max pour < 10 mm
	300 °C	690 – 710 MPa	min pour épaisseur > 10 mm, max pour < 10 mm
Limite d'élasticité Rp0,2	20 °C	550 – 650 MPa	min pour épaisseur > 10 mm, max pour < 10 mm
	100 °C	500 – 550 MPa	min pour épaisseur > 10 mm, max pour < 10 mm
	200 °C	430 – 470 MPa	min pour épaisseur > 10 mm, max pour < 10 mm
	300 °C	410 MPa	min pour épaisseur > 10 mm, max pour < 10 mm

Propriétés thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	100 °C	1,15 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
	200 °C	1,20 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
	300 °C	1,25 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
	400 °C	1,25 × 10⁻⁵ 1/K	de 30 °C à la température indiquée
Capacité thermique massique	20 °C	470 J/(kg·K)
	100 °C	500 J/(kg·K)
	200 °C	530 J/(kg·K)
	300 °C	560 J/(kg·K)
	400 °C	600 J/(kg·K)
Conductivité thermique	20 °C	13 W/(m·K)
	100 °C	14 W/(m·K)
	200 °C	16 W/(m·K)
	300 °C	18 W/(m·K)
	400 °C	19 W/(m·K)

Propriétés électriques

Propriété	Température	Valeur
Résistivité électrique	23 °C	8,1 × 10⁻⁷ Ω·m

Composition chimique (en % masse)

Élément	Teneur	Commentaire
Carbone	0,03	max.
Chrome	29
Cuivre	0,8	max.
Fer	Base
Manganèse	1
Molybdène	2,3
Nickel	7
Azote	0,35
Phosphore	0,03	max.
Silicium	0,3
Soufre	0,015	max.

Propriétés technologiques et applications

Domaines d'application

• Production de soude caustique : adapté aux systèmes de tuyauterie depuis les cellules jusqu'à l'usine d'évaporation. Excellent choix pour les conditions très agressives, comme les tubes d'évaporateur, dans les procédés à diaphragme et à membrane.
• Production d'alumine : tubes d'échangeurs de chaleur et tuyauterie pour la digestion de l'alumine.
• Environnements nécessitant une haute résistance à la corrosion par piqûres et par crevasses.

Certifications et approbations

• Approuvé par l'ASME (American Society of Mechanical Engineers) selon le code ASME BPVC Section VIII, div. 1 et 2.
• Directive Équipements sous Pression (DESP) 2014/68/UE et AD2000 Merkblatt W2 : Appréciation Particulière de Matériau (PMA) pour l'acier austénitico-ferritique Sandvik SAF 2906.

Formage à froid

La force requise pour le pliage du Sandvik SAF 2906™ est supérieure à celle des aciers inoxydables austénitiques standards, conséquence directe de sa limite d'élasticité plus élevée.

Propriétés de corrosion

Environnements caustiques

Grâce à sa teneur élevée en chrome, le Sandvik SAF 2906™ présente une très bonne résistance dans les milieux caustiques. Pour la soude caustique pure, les performances peuvent être observées sur le diagramme iso-corrosion (0,1 mm/an), voir Figure 1. Dans la production industrielle, des impuretés sous forme de chlorures et chlorates sont présentes. Habituellement, le Ni200 ou les alliages à haut nickel sont utilisés, notamment dans les équipements critiques tels que les évaporateurs.

Les résultats d'essais de corrosion dans l'hydroxyde de sodium (NaOH) contenant différentes quantités de chlorure de sodium (NaCl) et de chlorate de sodium (NaClO₃), similaires aux teneurs trouvées dans les usines d'évaporation des procédés à diaphragme et à membrane, sont présentés dans les Tableaux 1 et 2 et la Figure 2. Les résultats démontrent clairement les bonnes performances du Sandvik SAF 2906™ dans les milieux caustiques.

Corrosion par piqûres et par crevasses

Le Sandvik SAF 2906™ possède une composition soigneusement équilibrée avec une teneur élevée en chrome et azote et une quantité modérée de molybdène. Cela confère au matériau une haute résistance à la corrosion localisée causée par les chlorures. Un indice pour comparer la résistance à la corrosion par piqûres est le nombre PRE (Pitting Resistance Equivalent).

PRE = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N

Un essai très sévère pour la corrosion par piqûres ou crevasses est l'essai ASTM G48 (immersion dans 6 % FeCl₃). Les résultats pour l'essai de piqûres selon la méthode A modifiée, ainsi que l'essai de corrosion par crevasses selon la méthode B, sont présentés dans le Tableau 3. La température critique de piqûres (CPT) et la température critique de crevasses (CCT) sont les températures où la corrosion commence à se développer.

Corrosion sous contrainte (CSC)

Le Sandvik SAF 2906™ offre une excellente résistance à la corrosion sous contrainte induite par les chlorures. La résistance de divers alliages à la CSC, déterminée par essais sous charge constante en CaCl₂ 40 % aéré, pH 1,5, à 100 °C (méthode ASTM G36 modifiée), est illustrée à la Figure 5.

Acide nitrique

Du fait de son équilibre chrome-molybdène, le Sandvik SAF 2906™ présente une bonne résistance à l'acide nitrique. Le diagramme iso-corrosion (Figure 6) montre les performances comparées au Sandvik 2RE10, grade austénitique de haute pureté largement utilisé pour l'acide nitrique.

Étirage (expansion)

Comparé aux aciers inoxydables austénitiques, le Sandvik SAF 2906™ a une limite d'élasticité et une résistance à la traction plus élevées. Cela doit être pris en compte lors de l'étirage de tubes dans les tubesheets. Les méthodes normales peuvent être utilisées, mais l'expansion requiert une force initiale plus élevée et doit être réalisée en une seule opération. En règle générale, les joints tube-tubesheet doivent être soudés pour garantir l'étanchéité.

Traitement thermique

Les tubes sont normalement livrés dans l'état traité thermiquement. Si un traitement thermique supplémentaire est nécessaire après transformation, le suivant est recommandé :

Recuit de mise en solution : 1040–1080 °C (1900–1980 °F), refroidissement rapide à l'air ou à l'eau.

Usinage

Étant un matériau biphasé (austénitique-ferritique), le Sandvik SAF 2906™ présente un comportement d'usure différent de celui d'un matériau monophasé comme le Sandvik 2RE69. La vitesse de coupe doit donc être inférieure à celle recommandée pour les grades austénitiques. Des informations complémentaires sont disponibles sur demande.

Formes de livraison

• Tubes et tuyaux sans soudure (droits ou en U)
• Raccords et brides
• Tôles, feuilles et bandes
• Barres
• Produits forgés

Soudage

La soudabilité du Sandvik SAF 2906™ est bonne. Le soudage doit être effectué sans préchauffage et un traitement thermique post-soudage n'est normalement pas nécessaire. La méthode de soudage par fusion recommandée est le TIG/GTAW avec gaz de protection Ar + 2 % N₂. Pour le soudage tube-tubesheet, il est recommandé d'utiliser Ar + 3 % N₂ comme gaz de protection pour obtenir une structure de métal d'apport appropriée.

Pour le Sandvik SAF 2906™, un apport de chaleur de 0,2–1,5 kJ/mm et une température interpasses de < 150 °C (300 °F) sont recommandés.

Métaux d'apport recommandés :

• Soudage TIG/GTAW : fil ou électrodes en bande Exaton 29.8.2.L recommandés pour le revêtement de tubesheets et d'enveloppes sous haute pression lorsque une résistance à la corrosion équivalente à celle du Sandvik SAF 2906™ est requise.

Fiche technique mise à jour le 20 décembre 2019 (remplace toutes les éditions précédentes)