Acier inoxydable 13-8Mo Poudre
La poudre d'acier inoxydable 13-8Mo est un acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation qui contient environ 13% de chrome, 8% de nickel, 2% de molybdène et des traces d'autres éléments d'alliage tels que l'aluminium et le titane. Il est connu pour sa résistance et sa dureté élevées, associées à une excellente résistance à la corrosion.
La poudre 13-8Mo offre une combinaison unique de propriétés et est largement utilisée dans des secteurs tels que l'aérospatiale, le pétrole et le gaz, le traitement chimique, les pompes et les vannes, etc. Voici quelques-unes de ses principales caractéristiques qui la rendent adaptée à ces applications exigeantes :
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Table des matières
Vue d'ensemble
La poudre d'acier inoxydable 13-8Mo est un acier inoxydable martensitique à durcissement par précipitation qui contient environ 13% de chrome, 8% de nickel, 2% de molybdène et des traces d'autres éléments d'alliage tels que l'aluminium et le titane. Il est connu pour sa résistance et sa dureté élevées, associées à une excellente résistance à la corrosion.
La poudre 13-8Mo offre une combinaison unique de propriétés et est largement utilisée dans des secteurs tels que l'aérospatiale, le pétrole et le gaz, le traitement chimique, les pompes et les vannes, etc. Voici quelques-unes de ses principales caractéristiques qui la rendent adaptée à ces applications exigeantes :
- Résistance et dureté élevées
- Excellente résistance à la corrosion, en particulier dans les environnements réducteurs
- Bonne ductilité et ténacité
- Fabrication facile
- Excellente résistance au fluage
- Conserve ses propriétés jusqu'à 600°F
Le processus de métallurgie des poudres permet aux pièces fabriquées à partir de poudre de 13-8Mo d'avoir des compositions chimiques et des propriétés mécaniques très uniformes par rapport à leurs équivalents corroyés. Cela permet d'obtenir des performances plus constantes.
Composition
La composition chimique nominale de la poudre d'acier inoxydable 13-8Mo est la suivante :
| Élément | Composition (poids %) |
|---|---|
| Carbone (C) | 0,05 max |
| Silicium (Si) | 1,00 max |
| Manganèse (Mn) | 1,00 max |
| Phosphore (P) | 0,040 max |
| Soufre (S) | 0,030 max |
| Chrome (Cr) | 12.00 – 14.00 |
| Nickel (Ni) | 7.00 – 10.00 |
| Molybdène (Mo) | 1.75 – 2.50 |
| Aluminium (Al) | 0.75 – 1.50 |
| Titane (Ti) | 2xC min |
| Fer (Fe) | Équilibre |
Les niveaux de chrome, de nickel et de molybdène sont équilibrés pour fournir une combinaison de haute résistance par durcissement par précipitation et une excellente résistance à la corrosion dans de multiples environnements. La teneur en carbone est maintenue à un faible niveau pour garantir une grande ténacité. De petites quantités contrôlées d'aluminium et de titane forment des carbures et des carbonitrures qui servent à augmenter la résistance à haute température.
Propriétés et caractéristiques
La poudre d'acier inoxydable 13-8Mo possède un large éventail de propriétés qui lui permettent d'être utilisée dans des applications très exigeantes :
Propriétés mécaniques
| Propriété | Spécifications |
|---|---|
| Résistance à la traction | 200 - 230 ksi (1380 - 1585 MPa) |
| Limite d'élasticité | 180 - 210 ksi (1240 - 1450 MPa) |
| Élongation | 10% – 15% |
| Dureté | 42 - 50 HRC |
| Résistance à la fatigue | 100 - 120 ksi (690 - 825 MPa) |
Propriétés physiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 7,7 - 7,8 g/cm3 |
| Point de fusion | 2500 - 2550°F (1370 - 1400°C) |
| Conductivité thermique | 9 - 12 W/m-K |
| Résistivité électrique | 72 μΩ-cm |
| Module d'élasticité | 29 x 10^6 psi |
Résistance à la corrosion :
La poudre de 13-8Mo présente une résistance exceptionnelle à divers environnements corrosifs, en particulier dans des conditions réductrices et dans des atmosphères contenant des chlorures et des sulfures. Elle résiste à la corrosion grâce à sa teneur élevée en chrome qui permet la formation d'une couche d'oxyde protectrice passive à sa surface.
Il offre une bonne résistance aux :
- Corrosion atmosphérique
- Corrosion par l'eau salée
- La plupart des acides et des bases
- Fissuration par corrosion sous contrainte
Il convient donc également à de nombreuses applications de traitement chimique.
Résistance à la chaleur :
La poudre 13-8Mo conserve sa résistance et sa dureté élevées jusqu'à 315°C (600°F). Ses caractéristiques de durcissement par précipitation lui permettent de durcir avec le temps à des températures de service allant jusqu'à environ 260°C (500°F). Il en résulte une amélioration de la résistance à la rupture par fluage.
Applications et utilisations
La poudre d'acier inoxydable 13-8Mo est utilisée dans une large gamme d'industries de haute technologie en raison de sa combinaison exceptionnelle de haute résistance, de dureté, de résistance à la corrosion et de caractéristiques de fabrication.
Les industries et les applications sont les suivantes
| L'industrie | Applications |
|---|---|
| Aérospatiale | Trains d'atterrissage, raccords, assemblages hydrauliques, fixations, valves |
| Pétrole et gaz | Équipement de complétion, obturateurs, outils de fond de puits, vannes, composants de tête de puits |
| Traitement chimique | Pompes, vannes, récipients sous pression, échangeurs de chaleur |
| Lutte contre la pollution | Épurateurs, cheminées, conduits, systèmes d'échappement |
| Automobile | Vannes, attaches, raccords, arbres |
| Textile | Matériel de teinture, aiguilles |
| Pâtes et papiers | Vis de transport, plaques de raffinage |
| Transformation des aliments | Mélangeurs, extrudeuses, couverts |
| Marine | Arbres, équipement de dessalement |
| Nucléaire | Revêtement de l'élément combustible |
Son utilisation continue de croître car les ingénieurs reconnaissent les avantages en termes de coûts et de performances qu'il offre par rapport aux aciers inoxydables conventionnels.
Spécifications et disponibilité
La poudre de 13-8Mo est produite conformément à plusieurs normes internationales et nationales relatives à la composition chimique et aux propriétés. Il s'agit notamment des normes suivantes
- AMS 5901 - Spécification des matériaux aérospatiaux
- AMS 5659 - Spécification des matériaux aérospatiaux pour les pièces forgées
- ASTM A743 - Spécification standard pour les pièces moulées, fer-chrome, fer-chrome-nickel, résistantes à la corrosion, pour application générale
- QQ-P-35 - Spécification générale pour les poudres d'acier inoxydable
La poudre de 13-8Mo est disponible auprès des principaux fournisseurs mondiaux dans différentes distributions de taille :
| Taille des particules | Disponibilité |
|---|---|
| > 150 μm | Limitée |
| 45 - 150 μm | Facilement disponible |
| 15 - 45 μm | Très fréquente |
| 10 - 15 μm | Facilement disponible |
| < 10 μm | Limitée |
Tarification
En tant que poudre d'alliage spécial nécessitant un traitement important, la poudre de 13-8Mo se vend plus cher que les poudres d'acier inoxydable plus simples. Toutefois, elle reste très rentable par rapport à d'autres alliages de haute performance pour l'aérospatiale.
Estimation indicative des prix :
| Taille de la poudre | Prix ($US/kg) |
|---|---|
| 15 - 45 μm | $55 – $65 |
| 10 - 15 μm | $60 – $75 |
| < 10 μm | $70 – $100+ |
Les prix peuvent varier de manière significative en fonction du volume des commandes, de la région géographique et d'autres facteurs de marché.
Comparaison du 13-8Mo avec d'autres matériaux
Le 13-8Mo offre une facilité de fabrication associée à un mélange polyvalent de solidité, de robustesse, de dureté et de résistance à la corrosion. Voici comment il se positionne par rapport à d'autres options courantes d'acier inoxydable :
Par rapport à l'acier inoxydable 316
| Paramètres | 13-8Mo | 316 SS |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | Plus élevé | Plus bas |
| Dureté | Plus élevé | Plus bas |
| Résistance à la corrosion | Globalement similaire | Globalement similaire |
| Coût | Plus élevé | Plus bas |
| Résistance à la chaleur | Plus élevé | Plus bas |
Par rapport à l'acier inoxydable 17-4 PH
| Paramètres | 13-8Mo | 17-4 PH |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | Semblable | Semblable |
| Dureté | Plus élevé | Plus bas |
| Fabrication et usinage | Plus facile | Plus difficile |
| Résistance à la corrosion | Mieux | Bon |
| Coût | Plus bas | Plus élevé |
Versus des superalliages d'Inconel
| Paramètres | 13-8Mo | Inconel |
|---|---|---|
| Résistance à haute température | Plus bas | Plus élevé |
| Résistance à la corrosion | Semblable | Semblable |
| Coût | Beaucoup plus bas | Plus élevé |
La poudre de 13-8Mo offre donc une solution intermédiaire - de meilleures performances globales que les autres aciers inoxydables, avec une mise en œuvre plus facile et un coût inférieur à celui des superalliages thermorésistants de premier plan.
Limites et inconvénients
En dépit de ses atouts, la poudre 13-8Mo présente quelques inconvénients :
Défis en matière de fabrication : Peut être plus difficile à usiner que les aciers inoxydables plus simples
Résistance limitée aux hautes températures : Perte de résistance significative au-dessus de 600°F par rapport aux superalliages
Coût plus élevé que celui des produits de base : Plus cher que l'inox 304 ou 316
Ténacité inférieure à celle des austénitiques recuits : La tolérance aux dommages n'est pas aussi bonne que celle de l'acier inoxydable recuit de la série 300.
FAQ
Q : L'acier inoxydable 13-8 PH est-il magnétique ?
R : Oui, l'acier inoxydable 13-8Mo est magnétique à l'état recuit. Mais il peut devenir légèrement moins magnétique après un traitement thermique de vieillissement qui maximise sa résistance. Il conserve un certain niveau de réponse magnétique dans toutes les conditions de traitement.
Q : Quelle est la résistance à la corrosion du 13-8Mo ?
R : Le 13-8Mo présente une excellente résistance à la corrosion en raison de sa teneur élevée en chrome, supérieure à 12%. Il résiste à la corrosion dans de nombreuses solutions acides et alcalines, dans des environnements oxydants et réducteurs. Il résiste également à la corrosion atmosphérique et à la corrosion par l'eau salée. Il peut supporter la plupart des acides autres que les acides fluorhydrique et phosphorique. Dans l'ensemble, le 13-8Mo atteint ou dépasse la résistance à la corrosion de l'acier inoxydable 316.
Q : À quoi sert l'acier inoxydable 13-8Mo ?
R : En raison de sa grande solidité, de sa dureté, de sa résistance à la corrosion et de sa facilité de fabrication, l'acier inoxydable 13-8Mo est utilisé dans les secteurs de l'aérospatiale, du pétrole et du gaz, du traitement chimique, de la lutte contre la pollution et de l'agroalimentaire, entre autres industries exigeantes. Les applications spécifiques comprennent les pièces de trains d'atterrissage, les composants de têtes de puits, les vannes, les fixations, les pompes, les arbres, etc.
Q : La poudre 13-8Mo nécessite-t-elle un traitement thermique ?
R : Oui, la poudre de 13-8Mo n'acquiert sa résistance et sa dureté maximales qu'après un traitement thermique - recuit de mise en solution suivi d'un traitement de vieillissement. Le vieillissement permet d'obtenir une résistance et une dureté nettement plus élevées. Le traitement par mise en solution s'effectue à 1065°C (1950°F) et le vieillissement à 455-540°C (850-1000°F).
Q : Quelle est la différence entre l'acier inoxydable 13-8 et 15-5 ?
R : Les principales différences sont les suivantes :
- 13-8Mo contient environ 8% de nickel, 15-5 contient environ 5% de nickel
- L'acier inoxydable 15-5 a une teneur en cuivre plus élevée pour une meilleure résistance à la corrosion.
- Le 13-8Mo atteint une résistance et une dureté nettement plus élevées après un traitement thermique de vieillissement.
- Le 13-8Mo présente une meilleure résistance à la corrosion dans les solutions acides et alcalines.
Le 13-8 est donc le produit le plus résistant et le plus dur, tandis que le 15-5 échange une partie de sa résistance contre une meilleure performance globale de l'acier inoxydable, axée sur la résistance à la corrosion.
Q : Le 13-8Mo peut-il être soudé ?
R : Oui, le 13-8Mo peut être soudé de manière satisfaisante en prenant les précautions et les procédures appropriées. Les procédés à faible apport de chaleur tels que le soudage au laser ou le soudage par points par résistance sont recommandés. Le préchauffage est conseillé ainsi que l'utilisation de consommables suralliés lors du soudage à l'arc. Un traitement de vieillissement après soudage doit être effectué pour conserver des propriétés optimales dans les zones affectées thermiquement.
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