FR2490680A1

FR2490680A1 - Acier inoxydable ferritique ayant une tenacite et une soudabilite ameliorees

Info

Publication number: FR2490680A1
Application number: FR8117952A
Authority: FR
Inventors: Ronald Harry Espy
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Inc
Priority date: 1980-09-24
Filing date: 1981-09-23
Publication date: 1982-03-26
Also published as: US4331474A; GB2084187B; CA1169271A; GB2084187A; IT8124110A0; JPS5785960A; SE8105594L; DE3137694A1

Abstract

L'INVENTION EST RELATIVE A UN ACIER INOXYDABLE FERRITIQUE. LE BUT DE L'INVENTION EST DE FOURNIR UN ACIER DU TYPE INDIQUE AYANT DES PROPRIETES AMELIOREES EN CE QUI CONCERNE LA DUCTILITE, LA TENACITE ET LA RESISTANCE A LA CORROSION DANS LA ZONE QUI A ETE CHAUFFEE LORS D'UNE SOUDURE. LA FORMULE DE CET ACIER EST EN : C: 0,03 MAX, MN: 12 MAX, P: 0,03 MAX, S: 0,030 MAX, SI: 1,0 MAX, CR: 12 A 26, NI: 5 MAX, DE PREFERENCE 0,5 MAX, AL: 0,10 A 0,5, DE PREFERENCE 0,15 A 0,25, NB: 0,2 A 0,45, N: 0,03 MAX, CU: 2 MAX, DE PREFERENCE 0,75 MAX, MO: 5 MAX, TI: 0,05 MAX AVEC DE PREFERENCE ALNB: 0,60 MAX. CET ACIER A DE PREFERENCE SUBI UN RECUIT TRES SIMILAIRE A CELUI D'UN ACIER INOXYDABLE AUSTENITIQUE, C'EST-A-DIRE UN RECUIT A 900-1125C ET DE COURTE DUREE.

Description

L'invention concerne un acier inoxydable ferritique présentant une

ténacité améliorée, une bonne soudabilité, une résistance améliorée à la corrosion dans la zone d'une soudure qui a subi l'action de la chaleur et une bonne ductilité dans une large gamme de teneurs en chrome. En outre, l'acier de l'invention présente cette combinaison désirée de propriétés

sous forme de tôle laminée à chaud ayant une épaisseur supé-

rieure à 3,2 mm et sous forme de barre réduite à chaud ayant des diamètres atteignant 32 mm, en raison de l'équilibrage critique des ingrédients d'alliage et du traitement thermique

dans un intervalle de température de 900 à 11250C.

Les aciers inoxydables ferritiques sont traditionnel-

lement inférieurs aux aciers inoxydables austénitiques quant à la soudabilité. En général, les aciers ferritiques présentent une faible ductilité, une faible ténacité et une résistance réduite à la corrosion dans la zone d'une soudure qui a subi

l'action de la chaleur. En outre, la ténacité du métal ferri-

tique de base dans de grosses sections est fréquemment défi-

ciente. Ces inconvénients tendent à s'accentuer à mesure que

l'on augmente la teneur de l'acier en chrome.

La solution classique consistant à recuire après le soudage est efficace pour remédier aux défauts de la zone de soudage mais cela augmente le prix de revient et cela n'est pas praticable dans le cas de grands objets présentant de grosses sections soudées. Il est donc désirable d'utiliser

des objets ou composants soudés tels qu'ils sortent du soudage.

Le traitement thermique des aciers inoxydables ferri-

tiques au chrome s'effectue classiquement d'une autre façon

que celui des aciers inoxydables austénitiques chrome-nickel.

En outre, le traitement thermique des aciers inoxydables ferritiques est généralement limité à des formes de produit

à section mince telles que les tôles, feuillards et fils.

Dans le traitement thermique des tôles et feuillards d'acier inoxydable austénitique, les recuits continus de courte durée dominent. Dans le traitement thermique du fil d'acier inoxydable austénitique, les recuits discontinus dominent. Dans les deux cas, la température de recuit des

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aciers inoxydables austénitiques varie de 900 à 11251C environ,

de préférence de 1035 à 10651C environ.

Par contre, le traitement thermique des aciers inoxy-

dables ferritiques s'effectue classiquement dans l'intervalle de température de 760 à 8701C environ, généralement sous la forme d'un recuit discontinu de longueur notable quelle que

soit la forme du produit.

Un avantage particulier de l'invention est que l'on peut soumettre l'acier inoxydable ferritique de composition modifiée à un traitement thermique très similaire à ceux que l'on utilise pour les aciers inoxydables austénitiques

chrome-nickel, ce qui abrège notablement le temps de traite-

ment thermique et diminue par conséquent le coût du traitement et augmente le temps de disponibilité des fours. En outre, le traitement thermique de courte durée appliqué à l'acier inoxydable ferritique modifié de l'invention peut s'appliquer à des formes de produit à section épaisse, aussi bien sous forme de tale que sous forme de barre et de fil. Dans certaines gammes de chrome, le traitement thermique de courte durée à haute température aboutit à une plus grande ténacité que le

traitement thermique classique appliqué à des aciers inoxy-

dables ferritiques.

Les améliorations nouvelles et inattendues de pro-

priétés obtenues par les aciers de l'invention se manifestent dans toute une gamme de teneurs en chrome de 12 à 26 % environ en poids et résultent de l'addition d'aluminium et de niobium dans des gammes relativement étroites et critiques et d'un réglage des teneurs maximales en carbone et en azote, le niobium étant présent en excès sur la quantité nécessaire

pour réagir complètement sur le carbone.

Le brevet US 4 155 752 décrit un acier inoxydable ferritique contenant du chrome, du nickel et du molybdène

avec addition nécessaire de niobium, de zirconium et d'alu-

minium et addition facultative de titane. Dans de larges gammes, l'acier dudit brevet contient 18 à 32 % de chrome, 0,1 à 6 % de molybdène, 0,5 à 5 % de nickel, 0,01 à 0,05 % de carbone, 0,02 à 0,08 % d'azote, 0,10 à 0, 60 % de niobium,

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0,005 % à 0,50 % de zirconium, 0,01 à 0,25 % d'aluminium, 0,25 % au maximum de titane, 3 % au maximum de cuivre et autant de silicium, 1 % au maximum de manganèse, 0,01 % au maximum de chacun des éléments calcium, magnésium, cérium ou bore, le reste étant formé de fer. Dans le brevet cité, le total du carbone et de l'azote doit être supérieur à 0,04 %; il faut un minimum de 0,5 % de nickel; le niobium doit représenter au moins 12 fois la teneur en carbone et le total du zirconium et de 3,5 fois la teneur en aluminium doit représenter au moins 10 fois

l'azote libre.

Malgré le maximum large de 0,25 % d'aluminium indiqué dans ledit brevet, il est dit, à la colonne 5, lignes 26 à 40, qu'un maximum de 0,10 % d'aluminium est critique pour obtenir une bonne résistance à la corrosion intercristalline. A la colonne 5, lignes 47 à 56, il est affirmé qu'avec une teneur en carbone et azote réunis supérieure à environ 0,040 % et atteignant au moins 0,080 %, la liaison stable du carbone et

de l'azote n'est pas possible par le niobium plus le zirco-

nium ou le niobium plus l'aluminium. Au contraire, le carbone est fixé par le niobium et l'azote est fixé principalement par le zirconium et en outre par l'aluminium jusqu'à un maximum de 0,1 % d'aluminium. Il est dit que l'addition du zirconium, qui est harmonisée avec la teneur de l'acier en azote, forme un grand nombre de petites particules de nitrure de zirconium qui assurent l'insensibilité à la fragilisation des gros grains à haute température, améliorant ainsi les propriétés de la zone d'une soudure qui subit l'action de la

chaleur (colonne 6, lignes 49 à 57).

Le brevet US 4 155 752 déjà cité se réfère à plusieurs textes antérieurs tels que le brevet DE 974 555, la revue "Neue Hutte", 18 (1973) pages 693 à 699 et la demande DE-AS 2 124 391. Cette technique antérieure est récapitulée à la colonne 2, lignes 27 à 37 du brevet US 4 155 752 et il est

dit que des aciers ferritiques au chrome et au chrome-molyb-

dène fortement alliés ayant de bonnes propriétés mécaniques et yne bonne résistance à la corrosion ne peuvent avoir des

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teneurs en carbone et azote réunis supérieures à environ 0,01 % que si ces plus hautes teneurs sont fixées de façon stable par le titane, le niobium, le zirconium etc. et, dans le cas de l'azote, par l'aluminium, et si une résistance suffisante à froid est assurée par une addition supplémentaire limitée

de nickel..

Les brevets US 3.607.237 et 3.607.246 décrivent l'addition d'aluminium et de titane à un acier inoxydable ferritique. Le brevet US 3.672.876 décrit l'addition d'aluminium

et de vanadium à un acier inoxydable ferritique.

Le brevet US 3.719.475 décrit l'addition d'aluminium,

de titane et de vanadium à un acier inoxydable ferritique.

Ainsi, alors que la technique antérieure abonde en indications relatives à des additions d'éléments d'alliage pour la maîtrise du carbone et de l'azote dans les aciers inoxydables ferritiques en vue d'améliorer la soudabilité et de maintenir la ténacité et la ductilité, il apparaît qu'on n'a pas eu l'idée de limiter la teneur totale en carbone et azote à un maximum de 0,05 %, d'ajouter de l'aluminium en

quantité supérieure à 0,10 % pour former des nitrures d'alu-

minium entraînant une amélioration de la ténacité et d'ajouter du niobium en quantité supérieure à celle qui est nécessaire pour se combiner complètement avec le carbone, le niobium non combiné contribuant à la résistance à la corrosion dans une

zone de soudure. -

Un but principal de l'invention est de fournir un acier inoxydable ferritique contenant 12 à 26 % environ de chrome avec des additions d'aluminium et de niobium qui assurent une bonne ténacité, une bonne soudabilité et une

bonne résistance à la corrosion.

Un autre but de l'invention est de fournir un traitement thermique destiné à un acier inoxydable ferritique de la composition ci-dessus qui assure une ténacité et une résistance améliorées, particulièrement dans de grosses sections. Un acier inoxydable ferritique-selon l'invention,

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présentant une grande ductilité et une grande ténacité dans des sections d'une épaisseur supérieure à environ 3,2 mm et une bonne résistance à la corrosion dans la zone d'une soudure qui subit l'action de la chaleur comprend essentiellement, en poids, 0,03 % au maximum de carbone, jusqu'à 12 % de manganèse, 0,03 % au maximum de phosphore, 0,030 % au maximum de soufre, 1,0 % au maximum de silicium, 12 à 26 % de chrome, % au maximum de nickel, 0,10 à 0,5 % d'aluminium, 0,2 % au maximum de cuivre, 5 % au maximum de molybdène et du titane résiduels le reste étant essentiellement formé de fer, le total du carbone et de l'azote ne dépassant pas 0,05 %, le niobium étant présent en excès sur la quantité nécessaire

pour réagir complètement sur le carbone.

Il faut observer un maximum de 0,03 % de carbone,

de préférence un maximum de 0,02 %, pour obtenir une résis-

tance optimale à la corrosion et pour minimiser la quantité de niobium nécessaire pour stabiliser le carbone. Un taux approprié de niobium non combiné est assuré si le carbone est limité à un maximum de 0,03 % et de préférence à un

maximum de 0,02 %.

De préférence, le manganèse est maintenu à un niveau inférieur à environ 2 % en vue d'une ténacité optimale car on a trouvé que des quantités supérieures à 2 ou 2,5 % ont une influence nuisible sur la ténacité, au moins dans la gamme de chrome de 18 à 21 %. Toutefois, le manganèse agit comme un renforçateur de solution solide et une addition de 6 % de manganèse augmente d'environ 138 MPa la limite d'écoulement d'un acier inoxydable ferritique contenant nominalement 16 % de chrome. Par suite, des additions atteignant 12 % en poids rentrent dans le cadre de l'invention lorsqu'une ténacité maximale n'est pas nécessaire. Le chrome est présent pour ses fonctions usuelles de résistance à la corrosion et son potentiel de formation de ferrite et une

particularité significative de l'invention est que la combi-

naison nouvelle de propriétés peut être obtenue dans toute

la gamme de chrome des types AISI 410, 430, 442 et 446.

Le nickel est un élément facultatif que l'on peut

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ajouter en quantité atteignant 5 % en vue d'une meilleure ténacité et d'une meilleure résistance à la corrosion, à condition que l'alliage soit équilibré de manière à avoir une structure complètement ferritique après traitement thermique. Un minimum de 0,10 % d'aluminium est essentiel pour se combiner avec l'azote et assurer la ténacité. Un minimum de 0,15 % d'aluminium est préférable tandis qu'un maximum large de 0,5 % et de préférence de 0,4 % doit être observé en vue de propriétés optimales. Il est bien entendu qu'un excès d'aluminium relativement à ce qu'il faut pour réagir sur l'azote réagit aussi sur l'oxygène présent dans l'acier et que la liaison de l'oxygène de cette façon peut aussi

améliorer la ténacité.

Une gamme large de teneurs en niobium de 0,2 à 0,45 %, une gamme de préférence étant de 0,25 à 0,40 %, est essentielle aux taux de carbone permis dans le présent acier afin de se combiner complètement avec le carbone et d'assurer suffisamment de niobium non combiné pour maintenir la résistance à la corrosion dans les zones de soudure. Le maximum de 0, 45 % est critique car des quantités supérieures diminuent la ténacité. Il faut observer un maximum de 0,03 % d'azote, de préférence un maximum de 0, 025 % et le total du carbone et de l'azote ne doit pas dépasser 0,05.% afin d'éviter la

formation de quantités excessives de nitrure d'aluminium.

Etant donné que les particules de nitrure d'aluminium sont relativement grosses en comparaison des particules de nitrure de zirconium exigées par le brevet US 4 155 752 déjà cité, un mécanisme différent entre en jeu dans le présent acier et une fraction en volume relativement petite de nitrureS

d'aluminium est efficace pour assurer une bonne ténacité.

On peut ajouter jusqu'à 2 % de cuivre pour le renforcement des solutions solides et le durcissement par précipitation si on le désire. On peut ajouter jusqu'à 5 % de molybdène pour améliorer la résistance à la corrosion et

augmenter la résistance mécanique.

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Il faut maintenir le titane à des taux résiduels qui ne dépassent pas normalement 0,07 % car il a une influence

nuisible sur la ténacité.

Le phosphore, le soufre et le silicium peuvent être présents à leurs taux résiduels usuels sans effet nuisible. Comme indiqué plus haut, les aciers inoxydables ferritiques antérieurs présentent généralement une faible ductilité et une faible ténacité et une moindre résistance à la corrosion dans la zone d'une soudure qui subit l'action de la chaleur.Plus précisément, à environ 12 % de chrome, la

faible ductilité du dépôt de soudure peut être un inconvé-

nient. A des taux de chrome variant de 17 à 21 % environ, la ductilité et la résistance à la corrosion sont réduites à un bas niveau dans la zone soumise à la chaleur. Lorsqu'on porte la teneur en chrome à environ 25 %, on obtient une amélioration de la ductilité dans la zone de soudure mais

la résistance à la corrosion est encore faible.

On a trouvé que l'acier de l'invention présente une

amélioration notable de propriétés mécaniques, particulière-

ment de la ténacité, et maintient une résistance appropriée à la corrosion, en comparaison des aciers inoxydables

ferritiques classiques actuellement disponibles.

On a préparé des charges d'acier selon l'invention et on les a comparées à une série d'aciers similaires contenant un ou plusieurs éléments sortant des gammes critiques de l'invention et à un acier inoxydable ferritique classique à 17 % de chrome (type 430). La composition de

ces aciers est indiquée au Tableau 1.

On a fondu les compositions du Tableau 1 à l'air par induction et on les a coulées en lingots. On a laminé des lingots des charges 1, 2, 6 et 7 en partant de 12051C, jusqu'à une épaisseur de 2,54 mm et les propriétés mécaniques

de la matière laminée à chaud sont indiquées au Tableau II.

On a alors décalaminé des échantillons et on les a réduits

à froid à une épaisseur de 1,27 mm. On a recuit des éprouvet-

tes de traction à 927 et 1120 C et les propriétés mécaniques sont récapitulées au tableau III. On a forgé des échantillons des charges 3 à 5, en partantAde 1120 C, pour en faire des barres de 31,75 mm de diamètre. On a étampé chaque barre a

chaud, en partant de 1120 C, jusqu'à un diamètre de 25,4 mm.

On a forgé des échantillons des charges 8 a 11, en partant de 1120 C, pour en faire des barres de 28,58 mn de diamètre On a traité therimiquement les barres des charges 3 à 5 et 8 à 11, dans deux conditions, et on les a usinées pour faire des essais de propriétés mécaniques et de soudures. Les deux conditions de traitement thermique étaient: Condition A - 7885C 4 heures - refroidissement à l'air Condition H - 788 C - 4 heures refroidissement à l'air +

1038 C - 15 mn - trempe à l'eau.

On a soumis des échantillons des charges 1, 2, 6 et 7, à l 'état laminé à chaud (épaisseur 2,54 mm) à l'essai de temperature de transition de Charpy qui donne une mesure de la ténacité. Les résultats, y compris les températures de

transition aà 1000 W/A, sont indiqués au Tableau XV.

On a déterminé les propriétés mécaniques d'éprouvettes de barre de 25,4 mm de diamètre des charges 3,4 et 5 et d'éprouvettes de barre de 28,58 mm de diamètre des charges 3 à 11, y compris la ténacité Charpy avec entaille en V à la température ambiante, après les traitements thermiques aussi bien de condition A que de condition H, indiqués plus haut. Les résultats sont indiqués au Tableau V. On a soudé des éprouvettes de barre des charges 4 et (de 25,4 mm de diamètre) et des charges 8 a 11 (de 28,58 mm de diamètre) et on a fait des sections pour les essais de corrosion. On effectuait le soudage autogène en atmosphère inerte d'hélium avec électrode de tungstène. Les vitesses de déplacement de la soudure étaient de 30,48 cm/mn, le courant de 170 A et 16 V. On a examiné des éprouvettes après l'essai,

sous des grossissements atteignant 30 X et on a estimé l'empla-

cement de la corrosion. Les résultats sont récapitulés au

Tableau VI.

On a coupé longitudinalement des échantillons de barresétampées à chaud, sortant du soudage, des charges 3, 4 et 5 (diamètre 25,4 mm) et des charges 8, 9, 10 et 11

(28,58 mm de diamètre) pour obtenir des éprouvettes demi-

rondes de 4,76 mm d'épaisseur. On a soumis ces éprouvettes

à des essais de flexion avec guidage par la face longitudi-

nale, telles qu'elles sortent du soudage et après exposition à l'essai de corrosion par le sulfate de cuivre selon la norme ASTM A 393. Les résultats sont récapitulés au Tableau VII, les données montrant l'angle de flexion avant rupture

dans chaque condition.

Il est évident, d'après le Tableau I, que la charge 4 a une teneur en aluminium inférieure au minimum de 0,10 % et une teneur en azote supérieure au maximum de 0,03 % de l'acier de l'invention. La charge 5, ayant une teneur en aluminium de 0,09 % et une teneur en azote de 0,035 %, se situe respectivement juste en dessous et juste au-dessus des gammes prescrites pour l'acier de l'invention mais les tolérances analytiques normales pour l'aluminium et l'azote à ces taux auraient pour effet que la charge 5 rentrerait dans les gammes définies,à part l'addition volontaire de titane de 0,23 %, qui est notablement supérieure au titane résiduel permis dans l'acier de l'invention. Les charges 6 et 7 ont des teneurs en niobium supérieures au maximum de 0,45 % de l'acier de l'invention, avec les tolérances analytiques normales appliquées et la charge 7 a en outre une teneur en carbone supérieure au maximum permis de 0,03 % de l'acier

de l'invention.

Les charges 8, 9 et 10 ont des teneurs en niobium inférieures au minimum de 0,2 % de l'acier de l'invention,

avec application de la tolérance analytique normale.

A d'autres égards, les charges de comparaison 4 à 10 rentrent dans les gammes de pourcentages de l'acier de l'invention. La charge 11 est un acier normalisé AISI type 430 ne contenant pas d'additions d'aluminium ni de niobium et

il est inclus aux fins de comparaison.

Les tableaux II et III indiquent que les propriétés mécaniques des aciers de l'invention (charges 1 et 2), aussi bien à l'état laminé à chaud qu'à l'état réduit à froid, sont

similaires à celles d'acier de comparaison (charges 6 et 7).

Les deux conditions de recuit du Tableau III montrent que l'on peut soumettre les aciers ferritiques de l'invention à un traitement typique de recuit austénitique à 11201C sans effet nuisible. La charge 7, contenant 0,047 % de carbone, présentait une trace de formation martensitique lorsqu'on

la recuisait à 1120'C.

Le tableau IV montre que le niobium à raison de plus

de 0,45 % a une influence nuisible sur la ténacité.

Le tableau Y, qui compare un acier de l'invention (charge 3) à des aciers sortant de l'invention, sous la forme de barres forgées à chaud et étampées, montre que la charge 3 présente une bonne ténacité lorsqu'elle est recuite dans des conditions classiques pour les aciers inoxydables

ferritiques (Condition A) et une ténacité remarquable lors-

qu'elle est soumise à un traitement typique de recuit austé-

nitique (Condition H). La charge 4, qui sort du cadre de l'invention à cause de sa faible teneur en aluminium et de sa forte teneur en azote, présente une grande ténacité après un traitement typique de recuit austénitique (Condition H) mais il semble que ce résultat soit anormal et ne concorde pas avec sa valeur de ténacité après un recuit ferritique classique. Il se peut que la charge 4 ait eu un taux d'oxygène exceptionnellement bas (bien qu'on ne l'ait pas

déterminé), ce quia pour effet que pratiquement tout l'alu-

minium est disponible pour réagir sur l'azote et cela pourrait expliquer la grande valeur de ténacité de la charge 4 dans la condition H. La charge 5 présentait une faible ténacité

à cause de l'addition de titane.

Le tableau VI ne contient pas de données concernant les aciers de 1' invention mais une comparaison entre les résultats de l'essai de Huey pour les charges 8, 9 et 10 contenant moins que le minimum de 0,2 % de niobium nécessaire

aux aciers de l'invention et pour les charges 4 et 5 conte-

nant respectivement 0,44 % et 0,43 % de niobium; cela démontre que le niobium améliore efficacement la résistance

à la corrosion des soudures dans l'acide nitrique bouillant.

Conformément à la théorie de l'invention, à savoir que l'aluminium dans la gamme spécifiée confère de la ténacité et que le niobium dans la gamme spécifiée confère de la résistance à la corrosion dans une zone de soudure, il semble que les charges 4 et 5 soient représentatives'des aciers de l'invention en ce qui concerne la résistance à la corrosion des soudures, vu les teneurs en niobium de chacune. Comme indiqué plus haut, il était prévu que les écarts des charges 4 et 5 relativement aux gammes de l'acier

de l'invention auraient une influence nuisible sur la téna-

cité mais non sur les résultats de l'essai de Huey.

Le Tableau VII démontre la grande ductilité d'une soudure d'un acier de l'invention (charge 3) aussi bien

après un traitement de recuit ferritique typique qu'austé-

nitique typique.

Il est évident que l'acier de l'invention présente une grande ductilité et une grande ténacité dans des sections supérieures a environ 3,2 mm d'épaisseur en même temps qu'une bonne résistance à la corrosion dans la zone d'une soudure

qui subit l'action de la chaleur. En outre, l'acier de l'in-

vention peut être soumis au traitement thermique typique

utilisé pour les aciers inoxydables austénitiques chrome-

nickel, ce qui entraîne une amélioration de la ténacité,

au moins dans la gamme de chrome d'environ 11 à 12 %.

Les avantages des propriétés améliorées de l'acier de l'invention sont obtenus dans toutes les formes de produit telles que les tÈles, feuillards, plaques, barres, fils, pièces moulées et forgées. L'acier trouve aussi une utilité dans la fabrication de tiges pour rivets, vis à tête ou analogues,obtenues par formage à froid, cas o les recuits discontinus sont classiquement dominants. Le traitement thermique du fil par un cycle similaire à celui qu'on utilise pour l'acier inoxydable austénitique pourrait diminuer de moitié le temps de traitement thermique, relativement au

traitement ferritique classique.

TABLEAU I

Compositions, % en poids Charge C Mn P S Si Cr Ni A1 Nb N n0

1* 0,028 0,25 0,005 0,014 0,38 12,76 0,25 0,14 0,26 0,023

2* 0,025 0,21 0,007 0,013 0,35 13,34 0,24 0,14 0,26 0,02

3* 0,022 0,05 0,003 0,013 0,33 11,21 0,17 0,21 0,38 0,016

4 0,015 0,01 0,003 0,005 0,42 21,07 0,17 0,06 0,44 0,048

0,012 6,16 0,004 0,006 0,37 21,11 0,15 0,09 0,43 0,035 Ti 0,23

6 0,023 0,19 0,006 0,014 0,34 12,53 0,24 0,1!3 0,50 0,023

7 0,047 0,23 0,007 0,014 0,33 12,47 0,25 0,14 0,49 0,024

8 0,012 0,10 0,009 0,025 0,43 17,85 0,36 0,24 0,11 0,02

9 0,015 2,85 0,010 0,025 0,47 18,47 0,18 0,32 0,12 0,02

0,015 5,85 0,014 0,024 0,59 20,92 0,16 0,14 0,13 0,02

11(T430) 0,047 0,34 0,005 0,015 0,33 16298 0,24 -- --

* aciers de 1' invention

TABLEAU II

Propriétés mécaniques - Laminé à chaud épaisseur 2,54 mm Charge nO Charge de rupture en traction, MPa Limite d'écoulement

0,2 %,

MPa % Allongement en 50,8 mm Dureté Rockweil B ,2 9,8 ,5 non mesuré 82,5 93,0 83,5 88,0 * aciers de 1' invention No c> Co O> 1* 2*

TABLEAU III

Propriétés mécaniques - Réduit à froid épaisseur 1,27 mm Charge n Charge. de rupture en traction, MPa

Limite d'écou-

lement 0,2 %, MPa Allongement en 50,8mm Dureté Rockwell B Grosseur de grain ASTM 1* (recuit à 955 C) " (recuit à 1120 C) 2* (recuit à 955 C) " (recuit à 1120 C) 6 (recuit à 955 C) " (recuit à 1120 C) 7 (recuit à 955 C) " (recuit à 1120 C) 32,0 29,0 ,8 32,0 31,5 37,5. 31,8 21,5 68,5 ,0 71,0 73,0 69,0 69,0 71,0 79,0 à6 cent. 7à8 surf. 7 à 8 et 7 liaison 7 à 8 centre 5 à 6 7 à 8 8 à 9 et 7 8 à 9 centre 5 à 6 1- 4,

* aciers de l'invention.

f4> cr' Co C) Charge 1* haut bas. moyenne 2* haut bas moyenne 6 haut bas: moyenne 7 haut bas moyenne

TABLEAU IV

Température de transition,C-Energie de choc W/A, 3/cm2 - 73 C - 59 C 46 C - 18 C - 4 C Température Température de ambiante transition à 17,53, /cm2 ( C) 7,27 4,10 ,67 29,68 3,10

12,82**

26,57 16,46 21,54 ,46 ,34 7,90 23,01 23,03 23,01 28,04 21,80 24,92 ,8Q 3, 99 4,89 4,31 3,22 3,77 41,86 ,03 38,44 , 5.7 18,04 21,80 21,07 ,59 13,33 , 66 3,98 14,82 41,59 46,32 43,96 44,74 33,62 39,14 31,31 18,69 24,99 34,41 9,79 ,40** 67,95 41,33 54,55 33,27 ,83 29,60 ,48 6,50

34,92**

,22 19,26 22,24 - 72C

- 510C

- 12 C

- 120C

*aciers de l'invention ** Moyenne des 3 tests *** Moyenne des 4 tests Mo 0% Charge 3* Cond. A " Cond. H 4 Cond. A " Cond. H Cond. A " Cond. H 8 Cond. A " Cond. H 9 Cond. A " Cond. H Condo A " Condo H 11 Cond. A " Cond. H

TABLEAU V

Propriétés mécaniques - Forgé à chaud et étampé, diamètre 25,4 mi Charge de Limite Allongement Réduction Charpy entaille rupture en d'écoule- en 50,8 mm de en V, température traction, ment 0,2%, surface,% ambiante, 3 MPa MPa_ _ _ _ _

379 221 33 68 81,3

386 221 36 75 14l2,4

448 290 35 77 16,3

441 290 42 80 162,7

524 365 33 64 9,5

469 324 33 68 25, 8

414 276 33 75 80,0

427 303 33 73 111,2

434 283 38 70 56,9

455 338 32 68 29,8

483 352 '34 67 29,8

496 393 31 70 39,3

483 276 33 68 10,8

751 558 13 33 5t,4 * acier de l'invention

TABLEAU VI

Corrosion des soudures dans HNO, bouillant (essai de Huey) Charge 4 Cond. A " Cond. H Cond. A "Cond. H 8 Cond. A "Cond. H 9 Cond. A "Cond. H Cond. A "Cond. H 11 Cond. A "Cond. H Vitesse pm/mois (3 périodes de 48 h chacune) 63,5 66,0 86,4 83,8 ,6 320,0 182,9 609,6 127,0 248,9 198,1 271,8 Métal d'apport

légère cor.

forte cor.

Examen visuel zone fusion/ 870 C

légère cor.

très forte cor.

forte cor.

Zone 870/ 427 C

très légère cor.

cor. modérée

très légère cor.

cor. modérée

très légère cor.

légère cor.

forte cor.

Métal de base

très légère cor.

légère cor.

légère cor.très légère cor.

légère cor.

très légère cor.

cor. modérée

très légère cor.

légère cor.

cor. modérée 1-. -J 0% co o>

*TABLEAU VII

Essais de flexion guidée - Epaisseur 4,76 mm Angle de flexion Condition avant rupture, au Essai CuSO4, angle sortir du soudage de flexion avant rupture A 180 Corr. générale excessive

H 180 " " "

A 180 180

H 180 143

A 155 180

H 178 180

A 180 31

H 85 700

A 142 47

H 70 21

A 68 8

H 91 3

A 8 6

H 22 7

(3 *acier de l'invention Po 0% os Charge 3* il

19 2490680

Claims

REVENDICATIONS

1. Acier inoxydable ferritique présentant une grande ductilité et une grande ténacité dans des sections d'une épaisseur supérieure à environ 3, 2 mm et une bonne résistance à la corrosion dans la zone d'une soudure qui subit l'action

de la chaleur et caractérisé par le fait qu'il comprend essen-

tiellement, en poids, 0,03 % au maximum de carbone, jusqu'à 12 % de manganèse, 0,03 % au maximum de phosphore, 0,030 % au maximum de soufre, 1,0 % au maximum de silicium, 12 à 26 % de chrome, 5 % au maximum de nickel, 0,10 à 0,5 % d'aluminium, 0,2 % au maximum de cuivre, 5 % au maximum de

molybdène et du titane résiduel, le reste étant essentielle-

ment formé de fer, le total du carbone et de l'azote ne dépassant pas 0, 05 %, le niobium étant présent en excès sur la quantité nécessaire pour réagir complètement sur le carbone.

2. Acier selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend essentiellement, en poids, 0,02 % au maximum de carbone, 0,5 à 8 % de manganèse, 0,030 % au maximum de phosphore, 0,030 % au maximum de soufre, 0,5 % au maximum de silicium, 12 à 18 % de chrome, 4 % au maximum de nickel, 0,15 à 0,4 % d'aluminium, 0, 25 à 0,40 % de niobium, 0,025 % au maximum d'azote, 2 %aumaximumde cuivre, 3 % au maximum de molybdène, 0,05 % au maximum de titane, le reste étant essentiellement formé de fer, le total du carbone et de

l'azote étant inférieur à 0,04 %.

3. Acier selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé par le fait que le nickel est restreint à un

maximum de 0,5 % et le cuivre à un maximum de 0,75 %.

4. Acier selon l'une des revendications 1 et 2,

caractérisé en ce que l'aluminium représente 0,15 à 0,25 %.

5. Acier selon la revendication 2, caractérisé en ce que le total de l'aluminium et du niobium est restreint

à un maximum de 0,60 %.

6. Acier selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est sous la forme d'une tôle réduite à chaud ayant une épaisseur supérieure à 3,2 mm, que l'on a recuit à une

température de 900 à 11250C.

7. Acier selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est sous la forme d'une barre réduite à chaud ayant un diamètre de 32 mm au maximum, que l'on a recuite à une température de 900 à 11250C.

8. Tôle, feuillard, plaque, barre, fil, pièces moulées et forgées formées de l'acier inoxydable ferritique selon

la revendication 1.