304 Résistance à la corrosion Propriétés
Corrosion générale
Les alliages 304, 304L et 304H austénitique L'acier inoxydable offre une résistance utile aux corrosion sur une large gamme d'environnements modérément oxydants à modérément réducteurs. Ces alliages sont largement utilisés dans les équipements et les ustensiles destinés à la transformation et à la manipulation des aliments, des boissons et des produits laitiers. Échangeurs de chaleurCes alliages sont également utilisés dans les tuyauteries, les réservoirs et d'autres équipements de traitement en contact avec l'eau douce.
Les alliages 304, 304L et 304H sont également résistants aux acides organiques modérément agressifs tels que acide acétique et des acides réducteurs tels que acide phosphorique. Les 9 à 11 % de nickel contenue dans ces alliages 18-8 permet de résister aux environnements modérément réducteurs. Les environnements plus fortement réducteurs, tels que l'ébullition de l'eau diluée, sont plus difficiles à maîtriser. acide chlorhydrique et acides sulfuriques s'avèrent trop agressifs pour ces matériaux. L'ébullition d'une solution caustique à 50 % est également trop agressive.
Dans certains cas, l'alliage 304L à faible teneur en carbone peut présenter une vitesse de corrosion inférieure à celle de l'alliage 304 à teneur plus élevée en carbone. Les données relatives à l'alliage 304L à faible teneur en carbone acide formiqueacide sulfamique, et hydroxyde de sodium l'illustrent. Par ailleurs, les alliages 304, 304L et 304H peuvent être considérés comme ayant les mêmes performances dans la plupart des environnements corrosifs. Une exception notable concerne les environnements suffisamment corrosifs pour causer des dommages à l'environnement. corrosion intergranulaire des soudures et des zones affectées thermiquement sur les alliages sensibles. L'alliage 304L est préféré pour l'utilisation dans de tels milieux dans les domaines suivants soudé car la faible teneur en carbone renforce la résistance à l'oxydation. corrosion intergranulaire.
Les 18 à 19 % de chrome que contiennent ces alliages leur confèrent une résistance aux environnements oxydants tels que l'acide nitrique dilué, comme l'illustrent les données relatives à l'alliage 304 ci-dessous.
% Acide nitrique | Température °F (°C) | Taux de corrosion Milles/an (mm/a) |
10 | 300 (149) | 5.0 (0.13) |
20 | 300 (149) | 10.1 (0.25) |
30 | 300 (149) | 17.0 (0.43) |
Corrosion intergranulaire
L'exposition de l'acier inoxydable austénitique 18-8 à des températures de l'ordre de 800°F à 1500°F (427°C à 816°C) peut entraîner la précipitation de carbures de chrome dans les joints de grains. Ces aciers sont "sensibilisés" et sujets à la corrosion intergranulaire lorsqu'ils sont exposés à des environnements agressifs. La teneur en carbone de l'alliage 304 peut permettre à la sensibilisation de se produire à partir des conditions thermiques subies par les soudures autogènes et les zones affectées thermiquement des soudures. Pour cette raison, l'alliage 304L à faible teneur en carbone est préféré pour les applications dans lesquelles le matériau est mis en service à l'état soudé. La faible teneur en carbone prolonge le temps nécessaire à la précipitation d'un niveau nocif de carbures de chrome, mais n'élimine pas la réaction de précipitation pour les matériaux maintenus pendant de longues périodes dans la plage de température de précipitation.
Essais de corrosion intergranulaire | ||
ASTM A262 L'évaluation Test |
Taux de corrosion, Mils/Yr (mm/a) | |
304 | 304L | |
Pratique E Métal de base Soudé |
Pas de fissures sur le coude Quelques fissures sur la soudure (inacceptable) |
Pas de fissures Pas de fissures |
Pratique A Métal de base Soudé |
Structure des étapes Abandonné (inacceptable) |
Structure des étapes Structure des étapes |
Fissuration par corrosion sous contrainte
Les alliages 304, 304L et 304H sont les plus sensibles des alliages austénitiques. acier inoxydable Les halogénures sont sujets à la corrosion fissurante sous contrainte (CSC) en raison de leur teneur relativement faible en nickel. Les conditions qui provoquent la fissuration par corrosion sous contrainte sont les suivantes : (1) la présence d'ions halogénures (généralement le chlorure), (2) les contraintes de traction résiduelles, et (3) les températures supérieures à environ 120°F (49°C). Les contraintes peuvent résulter de la déformation à froid de l'alliage au cours du formage ou de l'expansion des tubes par laminage en plaques tubulaires, ou encore des opérations de soudage qui produisent des contraintes dues aux cycles thermiques utilisés. Les niveaux de contrainte peuvent être réduits par un recuit ou des traitements thermiques de détente après la déformation à froid, réduisant ainsi la sensibilité à la CSC des halogénures. L'alliage 304L à faible teneur en carbone est le meilleur choix pour le service à l'état détendu dans des environnements susceptibles de provoquer une corrosion intergranulaire.
Halogénures (essais de corrosion sous contrainte par le chlorure) | ||
Test | Coude en U Échantillons (fortement sollicités) | |
304 | ||
33% Lithium Chlorure d'ébullition |
Base Métal Soudé |
Fissuré, 14 à 96 heures Fissuré, 18 à 90 heures |
26% Sodium Chlorure d'ébullition |
Base Métal Soudé |
Fissuré, 142 à 1004 heures Fissuré, 300 à 500 heures |
40% Calcium Chlorure d'ébullition |
Base Métal |
Cracked, 144 heures — |
Température ambiante Exposition à la mer | Base Métal Soudé |
Pas de fissures Pas de fissures |
Corrosion par piqûres et crevasses
Les alliages 18-8 ont été utilisés avec succès dans les eaux douces contenant de faibles niveaux d'ions chlorure. En général, 100 ppm de chlorure est considéré comme la limite pour les alliages 18-8, en particulier s'il y a des crevasses. Des niveaux plus élevés de chlorure peuvent provoquer une corrosion par crevasses et des piqûres. Pour les conditions plus sévères de niveaux de chlorure plus élevés, de pH plus bas, et/ou de températures plus élevées, des alliages avec une teneur en molybdène plus élevée, tels que l'alliage 316, devraient être envisagés. Les alliages 18-8 ne sont pas recommandés pour une exposition aux environnements marins.
Propriétés générales
Composition chimique
Résistance à la corrosion
Propriétés physiques
Propriétés mécaniques
Soudage
Traitement thermique
Nettoyage
Tubes et tuyaux en 304/304L/304LN/304H