L'acier inoxydable duplex présente une microstructure biphasée, dont la fraction volumique de ferrite et d'austénite est d'environ 50 %. Grâce à cette microstructure biphasée, ces aciers combinent les meilleures propriétés des aciers inoxydables ferritiques et austénitiques. En général, la phase ferritique (réseau cubique centré) offre une résistance mécanique élevée, une bonne ténacité et une bonne résistance à la corrosion, tandis que la phase austénitique (réseau cubique à faces centrées) offre une bonne ductilité.
Grâce à la combinaison de ces propriétés, les aciers inoxydables duplex sont largement utilisés dans les industries pétrochimique, papetière, maritime et énergétique. Ils résistent aux environnements difficiles, prolongent leur durée de vie et fonctionnent dans des conditions environnementales extrêmes.
Les matériaux à haute résistance réduisent l'épaisseur et le poids de la pièce. Par exemple, l'acier inoxydable super duplex peut offrir une limite d'élasticité et une résistance à la corrosion par piqûres trois à quatre fois supérieures à celles de l'acier inoxydable 316.
Les aciers inoxydables duplex sont classés en trois nuances en fonction de la teneur en chrome gravimétrique (Cr) et de l'indice d'équivalence de résistance aux piqûres (PREN) :
L’un des aspects clés du soudage des aciers inoxydables DSS, SDSS, HDSS et alliages spéciaux est le contrôle des paramètres de soudage.
Les exigences du procédé de soudage dans l'industrie pétrochimique imposent un PREN minimal pour les métaux d'apport. Par exemple, le DSS exige un PREN de 35, tandis que le SDSS exige un PREN de 40. La figure 1 présente le DSS et son métal d'apport correspondant pour le soudage GMAW et le GTAW. En règle générale, la teneur en Cr du métal d'apport correspond à celle du métal de base. Une méthode à envisager lors de l'utilisation du GTAW pour les racines et les canaux chauds est l'utilisation de métaux d'apport en superalliage. Si le métal de soudure est hétérogène en raison d'une mauvaise technique, un métal d'apport surallié peut fournir le PREN souhaité et les autres valeurs pour l'éprouvette de soudure.
À titre d'exemple, pour illustrer cela, certains fabricants recommandent d'utiliser du fil d'apport SDSS (25 % Cr) pour les alliages à base de DSS (22 % Cr) et du fil d'apport HDSS (27 % Cr) pour les alliages à base de SDSS (25 % Cr). Le fil d'apport HDSS peut également être utilisé pour les alliages HDSS. Ce duplex austéno-ferritique contient environ 65 % de ferrite, 27 % de chrome, 6,5 % de nickel, 5 % de molybdène et est considéré comme ayant une teneur en carbone inférieure à 0,015 %.
Comparée au SDSS, la tresse HDSS présente une limite d'élasticité plus élevée et une meilleure résistance à la corrosion par piqûres et caverneuse. Elle offre également une meilleure résistance à la fissuration sous contrainte d'hydrogène et aux environnements fortement acides que le SDSS. Sa résistance élevée se traduit par des coûts de maintenance réduits pour la production de tubes, car un métal d'apport suffisamment résistant ne nécessite pas d'analyse par éléments finis et les critères d'acceptation peuvent être moins restrictifs.
Compte tenu de la vaste gamme de matériaux de base, d’exigences mécaniques et de conditions de fonctionnement, veuillez consulter un spécialiste des applications DSS et de métaux d’apport avant de procéder à votre prochain projet.
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