Soudage Hastelloy C276 : sélection du métal d'apport et qualification des procédures

Hastelloy C276(UNS N10276, EN 2.4819) est l'un des alliages de nickel les plus résistants à la corrosion-disponibles, largement utilisé dans le traitement chimique, le pétrole et le gaz, le contrôle de la pollution et les industries pharmaceutiques. Cependant, sa résistance exceptionnelle à la corrosion peut être compromise par un soudage inapproprié.

La clé d'une fabrication réussie du C-276 consiste à sélectionner le métal d'apport approprié et à qualifier la procédure de soudage pour préserver la chimie unique de l'alliage, en particulier sa teneur élevée en molybdène et sa faible teneur en carbone. Cet article fournit un guide complet sur la sélection du métal d’apport, les paramètres du processus de soudage, la qualification des procédures et le contrôle qualité du C276.

Welding Hastelloy C276

Utilisez le métal d'apport ERNiCrMo-4 pour correspondre au métal de base C276. Qualifiez la procédure de soudage selon la section IX de l'ASME avec une analyse chimique du métal fondu pour vérifier la teneur en Cr, Mo et Fe. Contrôlez l’apport de chaleur en dessous de 1,5 kJ/mm pour minimiser la ségrégation et préserver la résistance à la corrosion.

L'Hastelloy C-276 est un alliage de nickel-molybdène-chrome avec des ajouts de tungstène. Sa principale caractéristique est une teneur en carbone extrêmement faible (inférieure ou égale à 0,01 %), ce qui élimine pratiquement la précipitation de carbure pendant le soudage et le traitement thermique. Cela rend le C-276 résistant à la corrosion intergranulaire dans la zone affectée par la chaleur (HAZ) - un problème qui affectait les qualités antérieures comme l'Hastelloy C (UNS N10002).

Tableau. Composition chimique de l'Hastelloy C-276 (UNS N10276 / EN 2.4819)


Élément	Ni	Cr	Mo	Fe	W	Co	C	Si	Mn
Poids %	Équilibre	14.5–16.5	15–17	4–7	3–4.5	Inférieur ou égal à 2,5	Inférieur ou égal à 0,01	Inférieur ou égal à 0,08	Inférieur ou égal à 1,0
Rôle	Matrice	Résistance à l'oxydation	Réduire la résistance aux acides	Réduction des coûts	Résistance aux acides	Résiduel	Minimisé pour la soudabilité	Minimisé pour la soudabilité	Désoxydant

Source : ASTM B575-22 « Spécifications standard pour les plaques, feuilles et bandes de nickel et d'alliage nickel-cobalt » ; Fiche technique Haynes International « Alliage HASTELLOY® C-276 » (2023) ; Manuel de produit des métaux spéciaux « HASTELLOY® C-276 » (2023).

Tableau. Résistance à la corrosion de l'Hastelloy C-276 par environnement


Environnement	Mode corrosion	Concentration	Température (degré)	Taux de corrosion (mm/an)	Notation
Acide chlorhydrique (HCl)	Corrosion générale	1–37%	RT-70	< 0.13	Excellent
Acide sulfurique (H₂SO₄)	Corrosion générale	1–50%	RT-80	< 0.25	Excellent
Acide phosphorique (H₃PO₄)	Corrosion générale	1–85%	RT-100	< 0.10	Excellent
Acide fluorhydrique (HF)	Corrosion générale	1–48%	RT-50	< 0.50	Bien
Acide nitrique (HNO₃)	Corrosion oxydante	1–65%	RT-80	< 0.25	Bien
Chlore gazeux (humide)	Piqûres/crevasses	Saturé	RT-100	< 0.10	Excellent
Eau de mer	Piqûres/crevasses	3,5% Cl⁻	RT-100	< 0.01	Excellent
Gaz acide (H₂S)	CSS, SOHIC	pH₂S > 1 bar	RT-200	Immunitaire	Excellent

Source : Haynes International « Données de corrosion pour HASTELLOY® C-276 » (2023) ; Enquête NACE sur les données sur la corrosion, 6e éd. (2020) ; Outokumpu « Manuel de corrosion pour les aciers inoxydables et les alliages de nickel » (2021).

Le C276 excelle dans la réduction des acides (HCl, H₂SO₄) et des environnements contenant des chlorures- où les aciers inoxydables échouent. Sa faible teneur en carbone élimine la sensibilisation pendant le soudage, ce qui en fait le choix privilégié pour les applications de corrosion sévère.

Pour le soudage de l'Hastelloy C-276, le métal d'apport correct est ERNiCrMo-4 (classification AWS A5.14). Ce métal d'apport a essentiellement la même composition que le métal de base C-276, garantissant que le métal soudé présente une résistance à la corrosion correspondante. L'utilisation d'un matériau d'apport incorrect - tel que ERNiCrMo-3 (alliage 625) ou ERNiCr-3 (alliage 82) - entraînera un métal fondu avec une teneur en molybdène plus faible et une résistance réduite à la corrosion dans les acides réducteurs.

ERNiCrMo-4 Filler Metal for C276 Welding

Tableau. Sélection de métal d’apport pour le soudage Hastelloy C-276


Classe AWS	UNS	Cr (%)	Mo (%)	Fe (%)	W (%)	C (%)	Recommandation
ERNiCrMo-4	N10276	14.5–16.5	15–17	4–7	3–4.5	Inférieur ou égal à 0,02	✓ MATCHING - Choix principal
ERNiCrMo-10	N06022	20–22.5	12.5–14.5	2–6	2.5–3.5	Inférieur ou égal à 0,015	Alternative (Cr plus élevé, Mo inférieur)
ERNiCrMo-14	N06686	19–23	15–17	Inférieur ou égal à 5	3–4.5	Inférieur ou égal à 0,01	Alternative (équivalent Mo, Cr supérieur)
ERNiCrMo-3	N06625	20–23	8–10	Inférieur ou égal à 5	-	Inférieur ou égal à 0,10	✗ NON recommandé (faible Mo)
ERNiCr-3	N06082	18–22	-	Inférieur ou égal à 3	-	Inférieur ou égal à 0,10	✗ NON recommandé (pas de Mo)
ERNiMo-7	N10665	Inférieur ou égal à 1,0	26–30	Inférieur ou égal à 2	-	Inférieur ou égal à 0,02	✗ NON recommandé (pas de Cr)

Source : AWS A5.14/A5.14M : 2018 « Spécifications pour les électrodes et les tiges de soudage nues en nickel et en alliage de nickel- » ; Données techniques des métaux d'apport pour soudage HASTELLOY® C-276 de Haynes International (2023) ; Catalogue de produits de soudage pour métaux spéciaux (2023).

La résistance à la corrosion du C-276 dans les acides réducteurs (HCl, H₂SO₄) dépend de sa teneur élevée en molybdène (15 à 17 %). Si un métal d'apport avec une teneur en Mo inférieure est utilisé, le métal soudé aura une résistance à la corrosion inférieure à celle du métal de base, créant ainsi un « maillon faible » dans le joint soudé. ERNiCrMo-3 (charge en alliage 625) ne contient que 8 à 10 % de Mo, ce qui est insuffisant pour un service acide réducteur sévère.

Tableau. Impact de la sélection du métal d'apport sur la résistance à la corrosion du métal déposé


Métal d'apport	Métal de soudure Mo (%)	Taux de corrosion HCl (mm/an)	Taux de corrosion H₂SO₄ (mm/an)	Piqûres d'eau de mer	Verdict
ERNiCrMo-4	15–17	< 0.13	< 0.25	Excellent	✓ CORRESPONDANCE
ERNiCrMo-10	12–14	< 0.25	< 0.50	Excellent	Acceptable pour les acides oxydants
ERNiCrMo-3	8–10	0.50–1.0	0.50–1.0	Bien	✗ Insuffisant pour réduire les acides
ERNiCr-3	0	> 5.0	> 5.0	Pauvre	✗ INADAPTÉ
Métal commun C-276	15–17	< 0.13	< 0.25	Excellent	Référence

Source : Haynes International « Données sur la corrosion du métal soudé des alliages HASTELLOY® » (2023) ; Document technique sur la résistance à la corrosion des soudures en alliage de nickel sur les métaux spéciaux (2022) ; Document de conférence NACE Corrosion 2022 « Effet de la sélection des métaux d'apport sur la corrosion des soudures en alliages de nickel ».

Dans certains cas, un métal d'apport en alliage plus élevé-peut être spécifié pour compenser la dilution du métal de base ou pour fournir une marge supplémentaire. L'ERNiCrMo-14 (charge en alliage 686) contient un Cr légèrement plus élevé et un Mo équivalent à l'ERNiCrMo-4, ce qui le rend adapté aux applications où une résistance maximale à la corrosion est requise.

Tableau. Des métaux d’apport surpassés pour les applications critiques


Métal d'apport	UNS	Cr (%)	Mo (%)	Application
ERNiCrMo-14 (alliage 686)	N06686	19–23	15–17	Surcapacité pour le C-276 ; eau de mer, acides extrêmes
ERNiCrMo-10 (alliage C-22)	N06022	20–22.5	12.5–14.5	Overmatching pour mélanges oxydants + réducteurs

Source : Fiche technique Haynes International « HASTELLOY® ALLOY 686 » (2023) ; Manuel de produit des métaux spéciaux « INCONEL® ALLOY 686 » (2023).

ERNiCrMo-4 est le métal d'apport obligatoire pour le soudage du C-276 lorsqu'une résistance à la corrosion correspondante est requise. ERNiCrMo-14 ou ERNiCrMo-10 peuvent être utilisés pour une suradaptation dans des applications critiques. N’utilisez jamais d’ERNiCrMo-3 (charge en alliage 625) pour réduire le service acide.

L'Hastelloy C276 peut être soudé par tous les procédés de soudage à l'arc conventionnels, mais GTAW (TIG) et GMAW (MIG) sont les plus courants pour la fabrication à haute -intégrité. GTAW offre le meilleur contrôle de l’apport de chaleur et de la chimie du bain de fusion, ce qui le rend idéal pour les passes de racine et les sections minces. GMAW offre une productivité plus élevée pour les passes de remplissage et de bouchage dans des sections plus épaisses.

GTAW and GMAW for C276

Tableau. Sélection du processus de soudage pour l'Hastelloy C-276


Processus	Position	Plage d'épaisseur	Contrôle de l'apport de chaleur	Productivité	Application	Recommandation
GTAW (TIG)	Tous les postes	0,5 à 6 mm	Excellent	Faible	Passage de racine, paroi mince, soudage orbital	✓ Préféré
GMAW (MIG)	Plat, horizontal	3 à 25 mm	Bien	Moyen	Passes de remplissage et de bouchage, fabrication en atelier	✓ Préféré
PATTE (Plasma)	Plat, orbital	1 à 10 mm	Excellent	Moyen	Soudage orbital de tubes, soudures de précision	✓ Bien
FCAW (Flux-Cored)	Plat, horizontal	5 à 30 millimètres	Équitable	Haut	Fabrication sur site, non-critique	⚠ À utiliser avec prudence
SMAW (bâton)	Tous les postes	3 à 20 mm	Pauvre	Faible	Réparations sur site, non-critiques	⚠ À utiliser avec prudence
SAW (Arc Submergé)	Appartement uniquement	10 à 50 mm	Pauvre	Très élevé	Bardage lourd, non-critique	✗ Non recommandé

Source : AWS D1.6/D1.6M-22 « Code de soudage structurel – Acier inoxydable » ; Haynes International « Directives de soudage pour HASTELLOY® C-276 » (2023) ; Code ASME des chaudières et des appareils sous pression, section IX (2023).

Tableau. Paramètres GTAW recommandés pour Hastelloy C-276


Épaisseur (mm)	Type de joint	Courant (A)	Tension (V)	Vitesse de déplacement (mm/min)	Alimentation du fil (mm/min)	Débit de gaz (L/min)	Apport de chaleur (kJ/mm)
1.5	Cul carré	50–70	9–11	120–150	300–400	8–12	0.3–0.5
3.0	Rainure en V-60 degrés	80–110	10–12	100–130	400–500	10–15	0.5–0.8
6.0	Rainure en V-60 degrés	120–150	11–13	80–100	500–600	12–18	0.8–1.2
10.0	Rainure en V-60 degrés	150–180	12–14	70–90	600–700	15–20	1.0–1.5
12.0+	Rainure en U-	160–200	12–14	60–80	600–800	15–20	1.2–1.5

Source : Haynes International « Directives de soudage pour HASTELLOY® C-276 » (2023) ; Manuel technique « Soudage des alliages de nickel » sur les métaux spéciaux (2023 ); ASME Section IX QW-409 « Variables de soudage – électrique ».

Tableau. Recommandations en matière de gaz de protection pour le soudage C-276


Processus	Gaz primaire	Débit (L/min)	Gaz de secours	Électrode de tungstène	Remarques
GTAW	Argon (99,999%)	10–20	Argon ou N₂ (si nécessaire)	2 % de cérié (EWCe-2)	Ar pur essentiel; non, il est pour le root pass
GTAW (fil chaud)	Argon + 5 % H₂	12–18	Argon	2 % de cérié (EWCe-2)	H₂ augmente la chaleur ; utiliser avec prudence
GMAW	Argon + 2–5 % He	15–25	Argon	N/A	Il améliore le mouillage ; garder Inférieur ou égal à 5%
GMAW (pulsé)	Argon + 2% Il	12–20	Argon	N/A	Pulsé réduit les éclaboussures ; préféré
PATTE	Argon (99,999%)	3–5 (plasma) + 15–20 (bouclier)	Argon	2 % de cérié (EWCe-2)	Norme de soudage orbital

Source : AWS A5.32/A5.32M : 2017 « Spécifications pour les gaz de protection de soudage » ; Haynes International « Directives de soudage pour HASTELLOY® C-276 » (2023) ; Lincoln Electric « Sélection de gaz de protection pour les alliages de nickel » (2023).

GTAW with pure argon shielding is the preferred process for C-276 root passes and thin-wall applications. GMAW with Ar + 2–5% He is suitable for fill and cap passes. Avoid high helium mixtures (>10%) qui augmentent l'apport de chaleur et l'oxydation. Utilisez toujours du gaz de haute-pureté (99,999 %) pour éviter toute contamination.

Bien que le C-276 ait une faible teneur en carbone et soit résistant à la précipitation du carbure, un apport de chaleur excessif peut provoquer une microségrégation du molybdène et du chrome dans le métal fondu et la ZAT. Cette ségrégation crée des zones localisées avec une plus faible teneur en alliage, réduisant ainsi la résistance à la corrosion. L’apport thermique maximum recommandé est de 1,5 kJ/mm pour GTAW et de 2,0 kJ/mm pour GMAW.

Calcul et limites de l’apport de chaleur

L’apport de chaleur est calculé comme suit :

Formule:Apport thermique (kJ/mm)=Tension (V) × Courant (A) × 60 ÷ Vitesse de déplacement (mm/min)

Tableau. Limites maximales d’apport de chaleur pour le soudage C-276


Processus	Apport thermique maximum (kJ/mm)	Température maximale entre passes (degrés)	Raison	Effet du dépassement	Atténuation	Standard
GTAW	1.5	175	Minimiser la ségrégation du Mo	Résistance à la corrosion réduite	Réduire le courant, augmenter la vitesse de déplacement	Haynes, métaux spéciaux
GMAW	2.0	175	Même	Même	Utiliser le mode pulsé, les perles stringer	Haynes, métaux spéciaux
PATTE	1.2	175	Contrôle de précision	Même	Ajuster le courant plasma	Haynes
FCAW	2.5	175	Limitation du processus	Idem + problèmes de scories	Non recommandé pour les situations critiques	AWS D1.6
SMAW	3.0	175	Limitation du processus	Idem + inclusions	Non recommandé pour les situations critiques	AWS D1.6

Source : Haynes International « Directives de soudage pour HASTELLOY® C-276 » (2023) ; Manuel technique « Soudage des alliages de nickel » sur les métaux spéciaux (2023 ); AWS D1.6/D1.6M-22 « Code de soudage structurel – Acier inoxydable ».

Tableau. Effet de l'apport de chaleur sur la résistance à la corrosion du métal déposé (méthode C ASTM G48)


Apport de chaleur (kJ/mm)	Ségrégation du métal soudé	CPT (diplôme, ASTM G48)	CCT (diplôme, ASTM G48)	Indice de corrosion
< 0.8	Minimal	> 85	> 60	Excellent
0.8–1.2	Faible	80–85	55–60	Excellent
1.2–1.5	Modéré	70–80	45–55	Bien
1.5–2.0	Significatif	60–70	35–45	Acceptable
> 2.0	Haut	< 60	< 35	Dégradé

Source : ASTM G48-11 (2020) « Méthodes d'essai standard pour la résistance à la corrosion par piqûres et fissures des aciers inoxydables et des alliages associés à l'aide d'une solution de chlorure ferrique » ; Document technique de Haynes International « Effet des cycles thermiques de soudage sur la résistance à la corrosion C-276 » (2022) ; Document de conférence NACE Corrosion 2021.

Maintenez l’apport de chaleur en dessous de 1,5 kJ/mm pour GTAW et de 2,0 kJ/mm pour GMAW. Utilisez des perles à enfiler plutôt que du tissage. Contrôlez la température entre les passages en dessous de 175 degrés. Vérifiez la résistance à la corrosion du métal soudé par les tests ASTM G48 lors de la qualification de la procédure.

La qualification d'une procédure de soudage pour l'Hastelloy C-276 selon la section IX de l'ASME nécessite plus que les tests mécaniques standards (traction, pliage, impact). Pour les alliages de nickel utilisés en service de corrosion, le dossier de qualification de la procédure (PQR) doit inclure une analyse chimique du métal fondu pour vérifier que la teneur en Cr, Mo et Fe répond aux spécifications. Des tests de corrosion supplémentaires selon ASTM G48 sont fortement recommandés.

ASME IX Procedure Qualification Requires Chemical Analysis and Corrosion Testing

Variables essentielles ASME IX pour C-276

Tableau. Variables essentielles ASME IX pour la qualification des procédures de soudage C-276


Variable (QW-250)	Changement nécessitant une requalification	Impact sur le C-276	Test requis	Référence ASME IX
Métal commun (QW-403)	P-Non. 44 aux autres P-Non.	La dilution modifie la chimie du métal fondu	Analyse chimique	QW-403.1, QW-424
Métal d'apport (QW-404)	Un-Non. ou F-Non. changement; changement de classification	Chimie des métaux soudés	Analyse chimique	QW-404.5, QW-404.12
Processus de soudage (QW-401)	Changement de processus (GTAW vers GMAW)	Apport de chaleur, dilution	Mécanique + chimique	QW-253
Apport de chaleur (QW-409)	Augmentation > 10 %	Ségrégation, résistance à la corrosion	Test de corrosion (recommandé)	QW-409.1
Poste (QW-405)	Vertical-vers le haut-vers le bas	Modification de l'apport de chaleur	Essai mécanique	QW-405.1
Gaz de support (QW-408)	Modification ou suppression	Oxydation des racines	Visuel, chimique	QW-408.5
Traitement thermique après-soudage (QW-407)	Ajout ou modification	Un recuit de mise en solution peut être nécessaire	Mécanique, corrosion	QW-407.1

Source : Code ASME des chaudières et des appareils à pression, section IX (2023) QW-250 « Variables de soudage » ; QW-403 « Métal commun » ; QW-404 « Métal d'apport » ; QW-409 « Électrique » ; QW-424 « Groupements de métaux communs » ; QW-442 « Classifications du numéro A ».

Tests requis pour le C-276 PQR

Tableau. Tests requis pour la qualification des procédures de soudage C-276


Test	Exigence ASME IX	C-276 Exigence particulière	Critères d'acceptation	Méthode d'essai	Fréquence
Essai de traction	Obligatoire (QW-150)	Même	UTS Supérieur ou égal à 690 MPa	ASME IX QW-150	2 spécimens
Essai de pliage	Obligatoire (QW-160)	Même	Pas de fissures > 3 mm	ASME IX QW-160	2 faces + 2 racine
Essai d'impact	Si la conception l'exige	À la température de conception	Selon ASME VIII	ASME IX QW-170	3 spécimens
Analyse chimique	Recommandé (pas obligatoire)	✓ OBLIGATOIRE pour C-276	Cr 14,5–16,5 %, Mo 15–17 %, Fe Inférieur ou égal à 7 %	ASTM E1019, E1086	1 par PQR
Test de corrosion (ASTM G48)	Non requis par ASME IX	✓ FORTEMENT RECOMMANDÉ	CPT Supérieur ou égal à 75 degrés , CCT Supérieur ou égal à 50 degrés	ASTM G48 Méthode C	1 par PQR
Essai de dureté	Si la conception l'exige	Pour service acide (NACE MR0175)	Inférieur ou égal à 22 HRC (soudure + HAZ)	ASTM E10/E18	5 lectures par zone
Numéro de ferrite	Sans objet	N/A (austénitique)	N/A	N/A	N/A

Source : Code ASME des chaudières et des appareils sous pression, section IX (2023) QW-150 « Essais de traction » ; QW-160 « Tests de pliage » ; QW-170 « Tests d'impact » ; ASTM E1019-18 « Détermination du carbone, du soufre, de l'azote et de l'oxygène dans l'acier » ; ASTM E1086-14 « Analyse de l'acier inoxydable austénitique par spectrométrie d'émission atomique à étincelles » ; ASTM G48-11 (2020) « Résistance à la corrosion par piqûres et fissures » ; NACE MR0175 / ISO 15156-3:2015.

Exigences en matière d'analyse chimique

L'analyse chimique du métal fondu est le test le plus critique pour la qualification de la procédure C-276. L'analyse doit vérifier que le métal fondu répond aux exigences suivantes :

Tableau. Critères d'acceptation de l'analyse chimique des métaux déposés pour le C-276


Élément	Limite de spécification	Métal soudé typique	Critique pour	Méthode d'essai
Chrome (Cr)	Supérieur ou égal à 14,5%	15–16%	Résistance à l'oxydation	OES, XRF, ICP
Molybdène (Mo)	Supérieur ou égal à 15%	15.5–16.5%	Réduire la résistance aux acides	OES, XRF, ICP
Tungstène (W)	Supérieur ou égal à 3,0%	3.2–3.8%	Résistance aux acides	OES, XRF, ICP
Fer (Fe)	Inférieur ou égal à 7%	5–6%	Indicateur de dilution	OES, XRF, ICP
Carbone (C)	Inférieur ou égal à 0,02%	0.005–0.015%	Précipitation de carbure	Analyse de combustion
Silicium (Si)	Inférieur ou égal à 0,20%	0.05–0.15%	Soudabilité	OES, XRF
Manganèse (Mn)	Inférieur ou égal à 1,0%	0.3–0.6%	Désoxydation	OES, XRF

Source : ASTM B575-22 « Spécifications pour le nickel et le nickel-plaques, feuilles et bandes en alliage de cobalt » ; ASTM E1019-18 « Détermination du carbone, du soufre, de l'azote et de l'oxygène » ; ASTM E1086-14 « Analyse de l'acier inoxydable austénitique par spectrométrie d'émission atomique à étincelles » ; ASTM E1621-21 « Analyse élémentaire par spectrométrie de fluorescence X à dispersion de longueur d'onde ».

Pour la qualification des procédures de soudage C-276, l'analyse chimique du métal fondu est obligatoire pour vérifier la teneur en Mo, Cr et Fe. Les tests de corrosion ASTM G48 sont fortement recommandés pour les services de corrosion critiques. Incluez ces tests dans le rapport de test PQR et de matériaux.

Contrairement aux aciers inoxydables austénitiques, l'Hastelloy C-276 ne nécessite pas de traitement thermique après soudage (PWHT) pour restaurer la résistance à la corrosion car sa faible teneur en carbone élimine la sensibilisation. Cependant, pour les environnements très corrosifs ou lorsqu'une résistance maximale à la corrosion est requise, un recuit de solution à 1 120-1 170 degrés suivi d'un refroidissement rapide peut être spécifié.

Post-Weld Solution Annealing

Exigences PWHT pour le C-276

Tableau. Après-Recommandations de traitement thermique de soudure pour l'Hastelloy C-276


Gravité du service	PWHT requis ?	Traitement	Avantage	Inconvénient
Corrosion modérée (pH > 5)	Non	Aucun	Économies de coûts, pas de distorsion	Résistance à la corrosion légèrement inférieure
Corrosion sévère (acides réducteurs)	Facultatif	Recuit en solution 1 120–1 170 degrés, trempe à l'eau	Résistance maximale à la corrosion, microstructure homogénéisée	Risque de distorsion, coût supplémentaire
Gaz acide (H₂S)	Non	Aucun (NACE MR0175 autorise comme-soudé)	Conforme au code	Aucun
Corrosion extrême (HF, HCl chaud)	Recommandé	Recuit en solution à 1150 degrés, refroidissement rapide	Élimine la microségrégation	Risque de distorsion, four requis
Superposition plaquée/soudée	Non	Aucun ou soulagement du stress à 650 degrés (si nécessaire)	Contrainte résiduelle réduite	Peut affecter la chimie de superposition

Source : Guide technique Haynes International « Traitement thermique de HASTELLOY® C-276 » (2023) ; ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII Div. 1 (2023) UCS-56 « Exigences relatives au traitement thermique après soudage » ; NACE MR0175 / ISO 15156-3:2015.

Paramètres de recuit de solution

Tableau. Paramètres de recuit de solution pour Hastelloy C-276


Paramètre	Valeur	But	Critique	Standard
Température	1120-1170 degrés	Homogénéiser la microstructure	Oui, - doit dépasser 1 120 degrés	Haynes, ASTM B575
Temps de maintien	10 à 30 minutes par pouce	Dissolution complète	Oui - temps insuffisant=incomplet	Haynes
Atmosphère	Air ou gaz inerte	Prévenir l'oxydation	Oui - une atmosphère oxydante provoque du tartre	Haynes
Méthode de refroidissement	Trempe à l'eau ou refroidissement rapide à l'air	Prévenir les précipitations	Oui - un refroidissement lent provoque la formation de carbure	Haynes, ASTM
Retard de trempe	< 3 minutes	Éviter la plage de précipitations	Oui - 870–650 degrés est critique	Haynes

Source : Guide technique Haynes International « Traitement thermique de HASTELLOY® C-276 » (2023) ; ASTM B575-22 « Spécifications pour les plaques, feuilles et bandes de nickel et d'alliage nickel-cobalt » ; Manuel technique des métaux spéciaux « Traitement thermique des alliages de nickel » (2023).

C-276 ne nécessite pas PWHT pour la plupart des applications. Pour un service de corrosion extrême, spécifiez un recuit en solution à 1 150 degrés avec trempe à l’eau. Ne refroidissez jamais lentement dans la plage de température de 650 à 870 degrés, car cela pourrait provoquer une précipitation de phases intermétalliques.

Le contrôle qualité des soudures C-276 va au-delà des normes NDE (UT, RT, PT). Étant donné que la résistance à la corrosion dépend d’une chimie précise, l’identification positive des matériaux (PMI) du métal fondu est obligatoire. Pour le service de corrosion critique, les tests de corrosion par piqûres et fissures ASTM G48 doivent être inclus dans la qualification de la procédure.

Exigences d’inspection et d’essai

Tableau. Tests de contrôle qualité pour les soudures Hastelloy C-276


Test	But	Méthode	Critères d'acceptation	Fréquence	Standard	Remarques
PMI (Chimique)	Vérifier la chimie du métal soudé	XRF ou OES	Mo Supérieur ou égal à 15%, Cr Supérieur ou égal à 14,5%, Fe Inférieur ou égal à 7%	100% des soudures de production	ASTM E1621	Obligatoire pour le C-276
UT (ultrasons)	Détecter le manque de fusion, la porosité	Faisceau d'angle	Selon ASME VIII UW-51 ou UW-52	Par spécification de conception	Art ASME V. 4	EMI standard
RT (radiographique)	Détecter les défauts internes	Rayons X- ou gamma	Selon ASME VIII UW-51	Par spécification de conception	Art ASME V. 2	EMI standard
PT (pénétrant)	Détecter les fissures de surface	Colorant visible ou fluorescent	Aucune indication linéaire > 1,5 mm	100% de la surface de soudure	Art ASME V. 6	EMI standard
Dureté	Vérifier la conformité NACE MR0175	Testeur portatif	Inférieur ou égal à 22 HRC (soudure + HAZ)	Selon NACE MR0175	ASTM E10/E18	Pour un service aigre
ASTM G48	Vérifier la résistance aux piqûres	Test de chlorure ferrique	CPT Supérieur ou égal à 75 degrés , CCT Supérieur ou égal à 50 degrés	Par PQR	ASTM G48 Méthode C	Pour service de corrosion critique
Métallographie	Vérifier la microstructure	Coupe transversale-, gravure	Pas de fissures, de porosité ou de ségrégation excessive	Par PQR	ASTM E3, E407	Pour la qualification de procédure

Source : ASTM E1621-21 « Analyse élémentaire par spectrométrie de fluorescence X à dispersion de longueur d'onde » ; Code ASME des chaudières et des appareils sous pression, section V (2023), articles 2, 4, 6 ; ASME Section VIII Div. 1 UW-51 « Examen radiographique des soudures » ; ASTM G48-11 (2020) « Résistance à la corrosion par piqûres et fissures » ; NACE MR0175 / ISO 15156-3:2015.

Test de corrosion ASTM G48 pour le C-276

ASTM G48 est la méthode d’essai standard pour évaluer la résistance à la corrosion par piqûres et fissures. Pour le métal fondu C-276, la méthode C (température critique de piqûre, CPT) ou la méthode D (température critique de crevasse, CCT) doit être utilisée lors de la qualification de la procédure.

Tableau. Critères d'acceptation des tests de corrosion ASTM G48 pour le métal soudé C-276


Méthode d'essai	Solution de test	Plage de température	Acceptation pour la soudure C-276	Remarques
Méthode C (CPT)	6 % FeCl₃ + 1 % HCl	25-95 degrés	CPT Supérieur ou égal à 75 degrés	Plus haut=mieux ; métal de base CPT > 85 degrés
Méthode D (CCT)	6% FeCl₃ + 1% HCl	25-85 degrés	CCT supérieur ou égal à 50 degrés	Crevasse plus grave ; métal de base CCT > 60 degrés
Méthode A (perte de poids)	6% FeCl₃, 72h à 22 degrés	Température fixe	Perte de poids Inférieure ou égale à 10 mg/cm²	Moins discriminant pour le C-276
Méthode B (crevasse, perte de poids)	6% FeCl₃, 72h à 22 degrés	Température fixe	Perte de poids Inférieure ou égale à 20 mg/cm²	Moins discriminant pour le C-276

Source : ASTM G48-11 (2020) « Méthodes d'essai standard pour la résistance à la corrosion par piqûres et fissures des aciers inoxydables et des alliages associés à l'aide d'une solution de chlorure ferrique » ; Guide technique Haynes International « Tests de corrosion des alliages HASTELLOY® » (2023).

La vérification PMI de la chimie du métal fondu (Mo, Cr, Fe) est obligatoire pour toutes les soudures C-276. Pour un service de corrosion critique, spécifiez les tests ASTM G48 dans la qualification de la procédure. Acceptez un CPT supérieur ou égal à 75 degrés et un CCT supérieur ou égal à 50 degrés comme preuve d'une résistance adéquate à la corrosion du métal soudé.

Le soudage de l'Hastelloy C-276 n'est pas difficile, mais il nécessite une attention particulière à trois facteurs critiques : (1) utiliser le métal d'apport ERNiCrMo-4 correspondant, (2) contrôler l'apport de chaleur en dessous de 1,5 kJ/mm pour minimiser la ségrégation et (3) vérifier la chimie du métal soudé par PMI et la résistance à la corrosion par les tests ASTM G48. Lorsque ces exigences sont respectées, les soudures C-276 auront une résistance à la corrosion équivalente à celle du métal de base.

Résumé des recommandations clés

Utilisez le métal d'apport ERNiCrMo-4 (UNS N10276) pour correspondre au métal de base C-276.
Contrôler l'apport de chaleur en dessous de 1,5 kJ/mm pour GTAW, 2,0 kJ/mm pour GMAW.
Utilisez du gaz de protection à l'argon pur (99,999 %) pour GTAW ; Ar + 2–5 % He pour GMAW.
Maintenir la température entre les passes en dessous de 175 degrés.
Nettoyer soigneusement le métal de base avec une brosse métallique en acier inoxydable ; éviter les contaminations.
Qualifier la procédure de soudage selon ASME IX avec analyse chimique du métal fondu.
Vérifiez Mo supérieur ou égal à 15 %, Cr supérieur ou égal à 14,5 %, Fe inférieur ou égal à 7 % dans le métal fondu par PMI ou analyse en laboratoire.
Inclut les tests de corrosion ASTM G48 pour les applications de corrosion critiques.
Le recuit de mise en solution n'est pas requis mais peut être spécifié pour un service de corrosion extrême.
Documentez tous les tests et résultats dans le rapport d'essai du matériau (EN 10204 3.1 ou 3.2)