La structure ferritique-austénitique des aciers duplex est obtenue grâce à un équilibre entre les éléments d'alliage chrome, nickel, molybdène, manganèse et azote, ce qui se traduit par des limites d'élasticité plus élevées et une meilleure résistance à la corrosion fissurante sous contrainte. Les aciers duplex trouvent de nombreuses applications dans des conditions hautement corrosives dans différents secteurs industriels, par exemple le pétrole/gaz et l'industrie chimique.
Les aciers inoxydables duplex présentent une structure composée d'environ 50 % de ferrite et d'environ 50 % d'austénite. Pour obtenir cette structure mixte, les formateurs de ferrite (Cr, Mo, Si, W…) et les formateurs d'austénite (Ni, N, Mn) sont placés dans un rapport équilibré. L'équilibre ferrite-austénite n'est pas seulement déterminé par la composition de l'alliage, mais aussi par le traitement thermique.
Les aciers inoxydables duplex sont classés en fonction de leur résistance à la corrosion, qui dépend à son tour des éléments d'alliage. L'indice le plus courant est le PREN (Pitting Resistance Equivalent Number), calculé selon la formule %Cr + 3,3 %Mo + 16-30 %N.
Les nuances Lean-Duplex (comme EN 1.4362/UNS S32304) ont une valeur PREN de 22 à 27, une teneur en nickel relativement faible et ne sont pas ou peu alliées au molybdène. Ils conviennent le mieux aux conditions moins agressives.
Les aciers duplex standard (le représentant le plus répandu est la nuance EN 1.4462/ UNS S32205) ont une valeur PREN comprise entre 28 et 38, contiennent 22 % de chrome et 3 % de molybdène. Ils couvrent la plage moyenne de résistance à la corrosion.
Les aciers super-duplex (par exemple la nuance EN 1.4507/UNS S32520) ont une valeur PREN comprise entre 39 et 45 et sont alliés avec 25 % de chrome, 3,5 % de molybdène et 0,22 % à 0,3 % d'azote.
Les aciers hyper-duplex ont une valeur PREN > 45. Les aciers super-duplex et hyper-duplex sont destinés à des conditions particulièrement agressives, généralement dans l'industrie pétrolière et gazière.
Les aciers duplex ont généralement une limite d'élasticité deux fois plus élevée que les aciers austénitiques standard et sont magnétisables proportionnellement à leur teneur en ferrite. Par rapport aux aciers austénitiques standard, les aciers duplex présentent une meilleure résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte, généralement en raison de leur faible teneur en Ni.
En raison de leur forte tendance à la précipitation et à la fragilisation qui en découle, la température d'utilisation permanente de tous les aciers duplex est limitée à environ 300°C maximum et des restrictions de taille/d'épaisseur de paroi doivent donc être prises en compte lors de la fabrication.
Composants dans l’industrie chimique, comme par exemple des pièces pour les séparateurs et les échangeurs de chaleur, des pièces dans l’industrie du papier, dans l’extraction de pétrole et de gaz naturel, les compresseurs, la désalinisation d’eau de mer.
Lire la suiteComposants exposés à l’eau de mer comme les échangeurs de chaleur, les pompes de refoulement ou d’injection, les arbres d’hélice, les pièces fortement sollicitées dans les installations chimiques et de traitement des eaux usées et destinées à l’extraction de pétrole et de gaz naturel (par exemple les répartiteurs), les séparateurs, les pales de turbine et de ventilateur, les composants de compresseurs à basse pression.
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