L'acier inoxydable duplex possède une microstructure biphasée, où la fraction volumique de ferrite et d'austénite est d'environ 50 %. Grâce à cette microstructure, ces aciers combinent les meilleures propriétés des aciers inoxydables ferritiques et austénitiques. En général, la phase ferritique (structure cubique centrée) confère une résistance mécanique élevée, une bonne ténacité et une bonne résistance à la corrosion, tandis que la phase austénitique (structure cubique à faces centrées) assure 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, offrent une durée de vie prolongée et peuvent fonctionner dans des conditions environnementales extrêmes.
Les matériaux à haute résistance permettent de réduire l'épaisseur et le poids des pièces. Par exemple, l'acier inoxydable super duplex offre 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 grades en fonction de leur teneur gravimétrique en chrome (Cr) et de leur indice de résistance à la piqûre (PREN) :
L'un des aspects clés du soudage des aciers inoxydables DSS, SDSS, HDSS et des alliages spéciaux est le contrôle des paramètres de soudage.
Les exigences relatives au soudage dans l'industrie pétrochimique imposent un indice PREN minimal aux métaux d'apport. Par exemple, l'acier inoxydable duplex (DSS) requiert un indice PREN de 35, tandis que l'acier inoxydable duplex standard (SDSS) requiert un indice PREN de 40. La figure 1 présente l'acier inoxydable duplex et son métal d'apport correspondant pour les procédés GMAW et GTAW. En règle générale, la teneur en chrome du métal d'apport correspond à celle du métal de base. Lors du soudage GTAW pour les passes de fond et les canaux chauds, l'utilisation de métaux d'apport en superalliage est une solution à envisager. Si le métal fondu est hétérogène en raison d'une technique de soudage inadéquate, un métal d'apport surallié peut permettre d'atteindre l'indice PREN requis, ainsi que d'autres valeurs, pour l'éprouvette soudée.
À titre d'exemple, pour illustrer ce point, certains fabricants recommandent l'utilisation d'un fil d'apport en acier inoxydable duplex (SDSS, 25 % Cr) pour les alliages à base d'acier inoxydable duplex (DSS, 22 % Cr) et d'un fil d'apport en acier inoxydable duplex (HDSS, 27 % Cr) pour les alliages à base de SDSS (25 % Cr). Le fil d'apport en HDSS peut également être utilisé pour les alliages HDSS. Cet acier duplex austénitique-ferritique contient environ 65 % de ferrite, 27 % de chrome, 6,5 % de nickel, 5 % de molybdène et est considéré comme ayant une faible teneur en carbone (moins de 0,015 %).
Comparé à l'acier inoxydable SDSS, le garnissage HDSS présente une limite d'élasticité supérieure et une meilleure résistance à la corrosion par piqûres et à la corrosion caverneuse. Il offre également une meilleure résistance à la fissuration sous contrainte par l'hydrogène et aux environnements fortement acides. Sa haute résistance permet de réduire les coûts de maintenance lors de la production de tuyauteries, car l'obtention d'un métal d'apport de résistance adéquate ne nécessite pas d'analyse par éléments finis et les critères d'acceptation peuvent être moins restrictifs.
Compte tenu de la grande variété de matériaux de base, d'exigences mécaniques et de conditions de fonctionnement, veuillez consulter un spécialiste des applications DSS et des métaux d'apport avant de procéder à votre prochain projet.
WELDER, anciennement Practical Welding Today, donne la parole aux personnes qui fabriquent les produits que nous utilisons au quotidien. Ce magazine est au service de la communauté des soudeurs en Amérique du Nord depuis plus de 20 ans.
Désormais, avec un accès complet à l'édition numérique de The FABRICATOR, accédez facilement à de précieuses ressources sectorielles.
L'édition numérique de The Tube & Pipe Journal est désormais entièrement accessible, offrant un accès facile à de précieuses ressources du secteur.
Accédez à l'intégralité du contenu numérique du STAMPING Journal, qui présente les dernières technologies, les meilleures pratiques et l'actualité du secteur de l'emboutissage des métaux.
Grâce à l'accès numérique complet à The Fabricator en Español, vous bénéficiez désormais d'un accès facile à de précieuses ressources sectorielles.