|
La plaque d'acier inoxydable 317 est un alliage austénitique conçu pour les environnements où les qualités standard sont tout simplement insuffisantes. Sa teneur élevée en molybdène et en chrome offre une résistance supérieure aux piqûres, à la corrosion caverneuse et aux attaques de chlorure -, ce qui en fait le matériau de choix pour le traitement chimique, les pâtes et papiers et les applications marines. |
Qu'est-ce que l'acier inoxydable 317 ?
Acier inoxydable 317est un alliage austénitique à haute-performance contenant des niveaux plus élevés de chrome, de nickel et de molybdène que les nuances 304 ou 316 les plus courantes. L'ajout d'au moins 3 % de molybdène - contre 2 % dans la qualité 316 - est sa caractéristique déterminante, améliorant considérablement la résistance aux piqûres et à la corrosion caverneuse dans les environnements halogénures- et acides.
Sous forme de plaque, le 317 est largement utilisé pour fabriquer des récipients sous pression, des coques d'échangeurs de chaleur, des épurateurs, des digesteurs et des revêtements structurels pour lesquels une longue durée de vie dans des milieux agressifs est une exigence primordiale. Sa microstructure entièrement austénitique le rend également non-magnétique et facilement soudable sans traitement thermique post-soudage dans la plupart des applications.
Composition chimique
La composition chimique de la plaque d'acier inoxydable 317 est conforme à la norme ASTM A240. Les éléments clés et leurs plages spécifiées sont les suivants :
|
Élément |
Plage spécifiée |
Rôle dans la performance |
|
Chrome (Cr) |
18.0–20.0% |
Formation de film passif ; résistance générale à la corrosion |
|
Nickel (Ni) |
11.0–15.0% |
Stabilisant austénite ; ténacité et ductilité |
|
Molybdène (Mo) |
3.0–4.0% |
Résistance à la corrosion par piqûres et fissures |
|
Carbone (C) |
Inférieur ou égal à 0,08% |
Force; contrôlé pour réduire la sensibilisation |
|
Manganèse (Mn) |
Inférieur ou égal à 2,00% |
Stabilité de l'austénite ; désoxydation |
|
Silicium (Si) |
Inférieur ou égal à 0,75% |
Désoxydation ; résistance à l'oxydation à haute-température |
|
Phosphore (P) |
Inférieur ou égal à 0,045% |
Impureté contrôlée |
|
Soufre (S) |
Inférieur ou égal à 0,030% |
Impureté contrôlée |
|
Fer (Fe) |
Équilibre |
Métal commun |
|
La teneur en molybdène de 3 à 4 % dans la nuance 317 est nettement supérieure aux 2 à 3 % trouvées dans la nuance 316. Cette différence se traduit directement par un indice équivalent de résistance aux piqûres (PREN) plus élevé, offrant une protection mesurablement meilleure contre les piqûres induites par le chlorure -, l'un des modes de défaillance les plus courants dans les équipements en acier inoxydable. |
Propriétés mécaniques
La plaque d'acier inoxydable 317 à l'état recuit répond aux exigences mécaniques minimales suivantes selon ASTM A240 :
|
Résistance à la traction Supérieur ou égal à 515 MPa (Supérieur ou égal à 75 ksi) |
Limite d'élasticité (0,2%) Supérieur ou égal à 205 MPa (Supérieur ou égal à 30 ksi) |
|
Élongation Supérieur ou égal à 40% en calibre 50 mm |
Dureté (Brinell) Inférieur ou égal à 217 HB Rockwell Inférieur ou égal à 95 HRB |
Ces valeurs reflètent l'état de livraison recuit (traité en solution-). Comme tous les aciers inoxydables austénitiques, la nuance 317 ne peut pas être durcie par traitement thermique - les augmentations de résistance sont obtenues par écrouissage. La valeur d'allongement élevée (supérieure ou égale à 40 %) confirme une excellente ductilité, qui simplifie les opérations de formage, de pliage et de pressage lors de la fabrication.
Propriétés physiques
|
Propriété |
Valeur |
|
Densité |
7,98 g/cm³ (0,288 lb/po³) |
|
Plage de fusion |
1 375 à 1 400 degrés (2 507 à 2 552 degrés F) |
|
Conductivité thermique (à 100 degrés) |
~14.4 W/(m·K) |
|
Coefficient de dilatation thermique |
16,5 µm/(m· degré ) (20–100 degré ) |
|
Résistivité électrique |
~740 nΩ·m |
|
Module d'élasticité |
193 GPa (28 000 ksi) |
|
Perméabilité magnétique |
Non-magnétique (µ ≈ 1,02) |
Résistance à la corrosion
La résistance à la corrosion est l'avantage déterminant des tôles d'acier inoxydable 317, et elle est directement liée à la teneur élevée en molybdène de l'alliage.
Corrosion par piqûres et fissures
Le grade 317 atteint un indice équivalent de résistance aux piqûres (PREN) d'environ 30 à 33, contre environ 25 à 27 pour le grade 316. Un PREN plus élevé signifie que le matériau peut résister à des concentrations et des températures de chlorure plus élevées avant le début des piqûres. Cela rend la plaque 317 bien adaptée aux équipements manipulant de l'eau de mer, des saumures, des composés de blanchiment et des flux de processus contenant du chlorure-.
Environnements acides et réducteurs
Le molybdène améliore également la résistance aux acides réducteurs, notamment à l'acide sulfurique à concentration modérée et à l'acide phosphorique. Le grade 317 surpasse à la fois le 304 et le 316 dans ces environnements, offrant des intervalles d'entretien plus longs et une fréquence de maintenance réduite.
Oxydation à haute-température
L'acier inoxydable 317 maintient sa couche d'oxyde protectrice jusqu'à environ 870 degrés (1 600 degrés F) en service continu. Pour un service intermittent, la limite supérieure pratique est d'environ 925 degrés (1 700 degrés F). Au-delà de ces températures, une sensibilisation ou un tartre peuvent survenir et des qualités d'alliage plus élevées {{7} doivent être envisagées.
Acier inoxydable 317 vs 316 : principales différences
Les ingénieurs sont souvent confrontés au choix entre les plaques 317 et 316. Les deux sont d’excellentes nuances austénitiques, mais leurs enveloppes de performances diffèrent de manière significative :
|
316e année – 2 à 3% de molybdène – PREN environ. 25–27 – Coût matériel inférieur – Disponibilité mondiale plus large – Convient à une exposition modérée au chlorure – Bonne résistance générale à la corrosion |
317e année – 3 à 4% de molybdène – PREN environ. 30–33 – Coût initial plus élevé – Supérieur en service de chlorure agressif – Meilleure résistance aux acides réducteurs – Préféré pour les usines de produits chimiques et de pâtes/papier |
|
Lorsque les conditions de fonctionnement impliquent des solutions de chlorure chaudes, de l'acide sulfurique dilué ou des flux contenant de l'eau de Javel-contenant de l'eau de Javel, le molybdène supplémentaire présent dans le 317 justifie généralement la prime - non seulement pour des raisons de performances, mais également par la réduction des coûts de remplacement et des temps d'arrêt pendant la durée de vie de l'équipement. |
Fabrication et soudabilité
La plaque d'acier inoxydable 317 est facilement fabriquée en utilisant des pratiques austénitiques standard. Les principales lignes directrices comprennent :
Soudageest réalisée à l'aide de métaux d'apport adaptés tels que les électrodes ER317L (pour les procédés MIG/TIG) ou E317L. Les variantes de charge "L" à faible-carbone sont fortement recommandées pour minimiser la précipitation de carbure dans la zone affectée par la chaleur-, préservant ainsi la résistance à la corrosion près du cordon de soudure. Le recuit post-soudure n'est pas requis pour la plupart des épaisseurs de tôle lorsque des charges de qualité L-sont utilisées.
Opérations de formage à froid- le pliage, le laminage et le formage à la presse - sont exécutés en utilisant le même équipement que pour le 316, bien qu'il faille tenir compte du taux de durcissement légèrement plus élevé de la nuance 317-. L'usinage nécessite un outillage tranchant, des vitesses de coupe modérées et un liquide de refroidissement efficace pour éviter l'écrouissage de la surface coupée.
Applications typiques
La plaque en acier inoxydable 317 est spécifiée partout où une plaque de nuance 316 serait marginale -, en particulier dans des environnements combinant des chlorures, des acides et des températures élevées. Les applications représentatives comprennent :
Récipients de traitement chimique
Digesteurs de pâtes et papiers
Désulfuration des fumées
Échangeurs de chaleur à eau de mer
Équipement pour usine de blanchiment
Réacteurs pharmaceutiques
Plateforme offshore
Manipulation de l'acide sulfurique
Usine de teinture et de textile
Équipement de transformation des aliments
Systèmes d'échappement marins
Coquilles de récipients sous pression
Formulaires et normes disponibles
La plaque d'acier inoxydable 317 est produite conformément aux normes clés suivantes. Demandez toujours des rapports d'essais en usine certifiés (MTR) confirmant la conformité à la spécification applicable :
|
Standard |
Portée |
|
ASTMA240 |
Plaques, feuilles et bandes en acier inoxydable au chrome et au chrome-nickel pour récipients sous pression |
|
ASTMA480 |
Exigences générales relatives aux tôles, tôles et bandes plates-laminées en acier inoxydable |
|
ASME SA-240 |
Code de récipient sous pression ASME équivalent à ASTM A240 |
|
EN 10028-7 |
Produits plats européens pour applications sous pression - aciers inoxydables |
Foire aux questions
Q : L’acier inoxydable 317 est-il meilleur que l’acier inoxydable 316 ?
R : Dans les environnements présentant des concentrations de chlorure plus élevées, des acides réducteurs ou des milieux chimiques plus agressifs, oui, - 317 surpasse le 316 en raison de sa teneur plus élevée en molybdène. Pour les applications standards avec une exposition corrosive modérée, le 316 est souvent suffisant et plus économique.
Q : Qu’est-ce que l’acier inoxydable 317L ?
R : Le 317L est la version à faible-carbone du grade 317, avec un carbone limité à 0,03 % maximum. La faible teneur en carbone réduit considérablement le risque de sensibilisation (précipitation de carbure aux joints de grains) pendant le soudage, préservant ainsi la résistance à la corrosion dans la zone affectée thermiquement-sans nécessiter de recuit post-soudage.
Q : L’acier inoxydable 317 est-il magnétique ?
R : À l'état recuit, l'acier inoxydable 317 est essentiellement non-magnétique (perméabilité magnétique ≈ 1,02). Le travail à froid peut induire une petite quantité de martensite induite par une déformation-, rendant les zones fortement travaillées légèrement magnétiques - mais le matériau reste beaucoup moins magnétique que les nuances inoxydables ferritiques ou martensitiques.
Q : La plaque en acier inoxydable 317 peut-elle être utilisée à des températures élevées ?
R : Le grade 317 peut être utilisé en service continu jusqu'à environ 870 degrés (1 600 degrés F). Pour des températures au-delà de cette plage, la plage de précipitation du carbure (environ 425 à 870 degrés) doit être prise en compte dans la conception - en utilisant du 317L ou en spécifiant un recuit en solution après la fabrication pour atténuer le risque de sensibilisation dans cette plage.
Avertissement : Les données présentées dans ce document sont basées sur la composition standard et les plages de propriétés selon ASTM A240 et les sources de référence de l'industrie. Les propriétés réelles peuvent varier selon la chaleur, la forme du produit et les conditions de traitement. Toutes les applications critiques doivent faire référence aux normes applicables en vigueur et aux rapports d'essais de matériaux certifiés. Ce contenu est destiné uniquement à des conseils d’ingénierie générale.
