Acier inoxydable 330 Poudre

La poudre d'acier inoxydable 330 est un acier inoxydable austénitique fortement allié qui offre une excellente résistance aux températures élevées et à la corrosion. Il présente une bonne ductilité et une bonne ténacité, même à des températures extrêmes allant jusqu'à 1150°C. Les principales caractéristiques de la poudre d'acier inoxydable 330 sont les suivantes :

Acier inoxydable 330 Poudre Caractéristiques principales

  • Excellente résistance à haute température jusqu'à 1150°C
  • Résistance exceptionnelle à la corrosion

Faible MOQ

Les quantités minimales de commande sont peu élevées, ce qui permet de répondre à différents besoins.

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Table des matières

Vue d'ensemble

Acier inoxydable 330 poudre est un acier inoxydable austénitique fortement allié qui offre une excellente résistance aux températures élevées et à la corrosion. Il possède une bonne ductilité et une bonne ténacité, même à des températures extrêmes allant jusqu'à 1150°C. Les principales caractéristiques de la poudre d'acier inoxydable 330 sont les suivantes :

Acier inoxydable 330 Poudre Caractéristiques principales

  • Excellente résistance à haute température jusqu'à 1150°C
  • Résistance exceptionnelle à la corrosion
  • Bonne ductilité et ténacité
  • Résistance élevée à l'oxydation
  • Résistance à la fatigue thermique et aux chocs thermiques
  • Bonnes caractéristiques de fabrication

La poudre d'acier inoxydable 330 est le plus souvent utilisée dans des applications à haute température où la résistance à la corrosion et la résistance mécanique à des températures élevées sont essentielles. Parmi les principales applications figurent les composants de turbines, de réacteurs nucléaires, d'équipements pétrochimiques, d'échangeurs de chaleur et de pièces de moteurs d'avion.

La composition, les spécifications, les dimensions, les qualités et les normes de la poudre d'acier inoxydable 330 sont détaillées dans les sections suivantes.

Composition

La composition de la poudre d'acier inoxydable 330 est soigneusement contrôlée afin d'obtenir un équilibre entre les propriétés souhaitées. La composition nominale est décrite ci-dessous :

Composition de la poudre d'acier inoxydable 330

Élément Composition (%)
Carbone (C) 0,1 max
Silicium (Si) 1,0 max
Manganèse (Mn) 1,5 max
Soufre (S) 0,03 max
Phosphore (P) 0,04 max
Chrome (Cr) 19.0-21.0
Nickel (Ni) 34.0-37.0
Azote (N) 0.3-0.5

Les principaux éléments d'alliage de la poudre d'acier inoxydable 330 sont le nickel, le chrome et l'azote.

  • Le nickel offre une résistance à la corrosion et une résistance à haute température. Une teneur en nickel plus élevée améliore la résistance à des températures élevées.
  • Le chrome offre une résistance exceptionnelle à l'oxydation et à la corrosion. Il améliore également les propriétés mécaniques à haute température.
  • L'azote renforce la matrice de l'acier en affinant le grain et en renforçant la solution solide.

D'autres éléments comme le manganèse, le silicium, le phosphore et le soufre sont limités à des niveaux très faibles pour garantir des performances optimales. Le contrôle rigoureux de la composition confère à la poudre d'acier inoxydable 330 ses capacités uniques.

Propriétés

La poudre d'acier inoxydable 330 se distingue par un ensemble équilibré de propriétés qui la rendent adaptée aux températures élevées et aux environnements corrosifs :

Propriétés de la poudre d'acier inoxydable 330

Propriété physique Mesure
Densité 7,65 g/cc
Point de fusion 1400-1450°C
Dilatation thermique 16,0 μm/m-°C à 20-100°C
Conductivité thermique 16,3 W/m-K à 23°C
Capacité thermique spécifique 500 J/kg-K à 23°C
Propriété mécanique Mesure
Module d'élasticité 205 GPa
0.2% Résistance à l'élasticité décalée 450 MPa min à 23°C
Résistance ultime à la traction 650-750 MPa à 23°C
Élongation 30-40%
Propriétés mécaniques à haute température Mesure
Résistance à la traction 290 MPa min à 1090°C
De la contrainte à la rupture 140 MPa - 100 heures à 850°C
Taux de fluage 30 MPa - 0,5%/1000 heures à 900°C

L'acier inoxydable 330 se distingue par une bonne résistance à la traction à haute température > 290 MPa, même à 1090°C, ainsi qu'une résistance impressionnante à la rupture par fluage à haute température jusqu'à 1000 heures. Il est donc particulièrement bien adapté aux applications à haute température supportant des charges.

Sa résistance exceptionnelle à l'oxydation et à la corrosion dans des environnements oxydants jusqu'à 1150°C permet également de l'utiliser dans des conditions de traitement chimique et thermique difficiles.

Applications

L'excellente combinaison de résistance à haute température, de résistance au fluage, de ductilité, de ténacité et de résistance à la corrosion et à l'oxydation fait que la poudre d'acier inoxydable 330 convient pour.. :

Applications de la poudre d'acier inoxydable 330

Application Détails
Turbines à gaz Lames, disques, fixations et boîtiers
Équipement de traitement pétrochimique Réacteurs, tours de distillation, reformeurs, échangeurs de chaleur
Équipement de traitement thermique Composants du four
Réacteurs nucléaires Échangeurs de chaleur, tubes de combustible
Pièces pour moteurs d'avions Composants de turbines, boulons, systèmes d'échappement

L'alliage de nickel et de chrome de la poudre d'acier inoxydable 330 lui confère une résistance à la corrosion à haute température bien supérieure à celle des aciers moins alliés, dans les environnements sévères des turbines à gaz, des moteurs à réaction et des usines pétrochimiques.

La résistance élevée à la rupture par fluage et la stabilité de la microstructure permettent également de concevoir des produits proches du point de fusion pour des applications telles que les échangeurs de chaleur et les tubes radiants. L'efficacité et les écarts de température s'en trouvent améliorés.

La nature austénitique assure une fabricabilité exceptionnelle par des opérations telles que le forgeage, l'extrusion et l'usinage. Cela facilite la conception de composants complexes utilisés dans les turbines et les moteurs d'avion. La ductilité et la ténacité réduisent le risque de rupture ou de fissuration pendant le service.

Dans l'ensemble, l'acier inoxydable 330 est une soupape qui permet d'obtenir des parois plus minces et des jeux plus serrés, même dans des conditions de fonctionnement sévères.

Spécifications

La poudre d'acier inoxydable 330 est couverte par des spécifications nationales et internationales qui contrôlent les exigences en matière de qualité et de test :

Acier inoxydable 330 Poudre Normes

Spécifications Description
AMS 5759 Acier au nickel - barres, fils, pièces forgées, tubes et bagues, résistant à la corrosion et à la chaleur
AMS 5867 Poudre d'acier, alliage, résistant à la corrosion et à la chaleur, AISI Type 330
ASTM A1066 Spécification standard pour le fil d'acier à haute teneur en carbone pour le béton précontraint
DIN 1.4886 Pièces moulées et pièces forgées en acier inoxydable austénitique présentant une résistance exceptionnelle à la chaleur

Ces spécifications imposent des limites strictes à la composition chimique d'éléments tels que C, Si, Mn, P, S, Cr, Ni, N, comme indiqué précédemment, afin de contrôler les performances des matériaux.

Elles définissent également le traitement thermique, les essais, l'assurance qualité et la traçabilité nécessaires. Les formes poudres et solides de l'acier inoxydable 330 doivent répondre à des critères d'acceptation rigoureux.

Dimensions

La poudre d'acier inoxydable 330 est disponible dans le commerce dans une gamme de tailles de particules :

Acier inoxydable 330 Dimensions des poudres

Gamme de tailles Utilisations typiques
20-53 microns Moulage par injection de métal, dépôt par pulvérisation
10-30 microns Moulage par injection de métal, formage par pulvérisation
5-15 microns Fabrication additive, impression laser/EBM
< 5 microns Pressage et frittage en métallurgie des poudres

Les poudres plus fines, de taille submicronique et nanométrique, sont privilégiées pour les technologies émergentes d'impression 3D afin de permettre une fusion lisse couche par couche et d'obtenir une résolution plus élevée sur les composants imprimés. Les poudres plus grossières sont préférées pour les procédés de mise en forme conventionnels de la métallurgie des poudres, comme les méthodes de pressage et de frittage.

La forme des particules de poudre a également un impact sur la densité de compactage et les caractéristiques d'écoulement. Les particules de poudre irrégulières ayant une surface interne et une énergie de surface plus élevées permettent généralement d'obtenir une densité de frittage plus élevée. Cependant, une poudre sphérique avec un meilleur écoulement est parfois préférée pour améliorer le traitement. La distribution de la taille des particules doit également être bien contrôlée pour obtenir des performances constantes.

Notes

La poudre d'acier inoxydable 330 est produite commercialement en plusieurs qualités internationales conformes à diverses spécifications nationales et internationales :

Acier inoxydable 330 grades de poudre

Grade Description
Alliage 330 Désignation UNS : S32300
1.4886 Grade européen (DIN, EN) équivalent à 330
N33030 Code de spécification ASME (AMS)
MSRR 8800 Qualité propre à Mitsubishi Steel
Cronifer 1925hMo Qualité propre à ThyssenKrupp
RA 330 Note de russe équivalente à 330

Toutes ces qualités de produits ont des paramètres de chimie et de traitement étroitement contrôlés, conformément à la norme AMS 5759B, comme indiqué précédemment. Les noms des qualités alternatives servent principalement à identifier le fabricant et le pays/la région d'origine pour la traçabilité dans les applications critiques en termes de qualité.

Les certifications disponibles, les rapports d'inspection et la conformité aux normes de traitement thermique peuvent varier en fonction de la qualité de poudre choisie.

Fournisseurs

Acier inoxydable 330 Poudre Fournisseurs

Fabricant Marques
Höganäs Höganäs 330
Technologie des charpentiers Alliage 330
Allegheny Technologies Inc. Nuances 330 personnalisées
Oerlikon Metco Metco 41330
Kennametal Stellite Alliage Stellite 21
Erasteel N33030

Ces fabricants disposent d'une grande expertise et de processus brevetés pour produire des poudres d'acier inoxydable 330 selon des normes de qualité rigoureuses. La plupart d'entre eux proposent différentes variantes adaptées aux approches conventionnelles de pressage et de frittage ainsi qu'aux besoins plus récents de la fabrication additive.

Les méthodes d'atomisation au gaz et à l'eau sont utilisées pour produire les tailles et les formes de poudre souhaitées. Différents niveaux de post-traitement tels que le recuit thermique, le tamisage et l'amélioration de l'écoulement sont également effectués.

Le choix d'achat dépend de facteurs tels que la disponibilité dans la zone géographique cible, la compétitivité des prix, les délais d'exécution, la flexibilité de la personnalisation, le post-traitement et les services d'essai spécialisés proposés.

Tarification

Le prix de la poudre varie en fonction de

Facteurs de tarification de la poudre d'acier inoxydable 330

Facteur Détails
Quantité Le prix par kg diminue pour les acheteurs de quantités de tonnage.
Gamme de tailles Les particules fines 25 microns.
Chimie Les prix diffèrent selon qu'il s'agit d'une qualité standard ou d'une qualité sur mesure
Normes de qualité Les qualités aérospatiales sont plus coûteuses que les qualités industrielles
Traitement supplémentaire Le recuit, le mélange et le tamisage augmentent les coûts.
Pays d'origine Les prix pratiqués dans les pays nordiques et en Europe sont ≈ 30% plus élevés que ceux pratiqués en Asie.

Les prix définitifs ne sont disponibles que sur devis direct, mais les fourchettes approximatives sont les suivantes :

  • Poudre de qualité industrielle 15-45 microns : $15 à $30 par kg
  • Poudre de qualité MIM 10-20 microns : $25 à $45 par kg
  • Poudre de qualité AM 5-15 microns : $45 à $90 par kg
  • Poudre de qualité aérospatiale 2-10 microns : $90 à $150 par kg

Le marché de la métallurgie des poudres pour l'acier inoxydable 330 reste une niche, ce qui maintient le volume de production global à un niveau relativement bas. Cette situation, associée à un respect rigoureux des normes de qualité, contribue à l'augmentation des prix. Les gros acheteurs peuvent négocier des prix contractuels réduits pour les commandes en gros.

Avantages et inconvénients

Acier inoxydable 330 poudre offre de nombreux avantages, mais présente également certaines limites :

Avantages de la poudre d'acier inoxydable 330

  • Excellente résistance aux températures jusqu'à 1150°C
  • Résiste à l'oxydation et à la corrosion à haute température
  • Très bonne résistance à la rupture par fluage
  • Conserve sa résistance à la traction et sa ductilité dans des conditions d'utilisation sévères
  • Permet d'améliorer la conception et de gagner en efficacité
  • Nécessite un alliage plus faible que les superalliages de nickel
  • Meilleure aptitude à la fabrication que les alliages réfractaires
  • Coût des matériaux inférieur à celui des superalliages

Inconvénients de la poudre d'acier inoxydable 330

  • Plus cher que les aciers inoxydables austénitiques 304/316
  • Propriétés limitées à haute température par rapport aux superalliages
  • Température inférieure à celle des aciers modifiés au silicium
  • Nécessite un post-traitement après l'AM des métaux pour obtenir des performances optimales
  • Susceptible de se fragiliser par croissance du grain après des expositions prolongées >1150°C
  • La précipitation de nitrure peut se produire dans un matériau mal traité thermiquement.

Pour les applications à des températures extrêmes dépassant 1150°C, les superalliages ou les aciers modifiés au silicium peuvent être mieux adaptés. La durée de vie en fatigue et la stabilité pendant les cycles thermiques sont également inférieures à celles des alliages avancés de nickel ou de cobalt conçus spécifiquement pour de telles conditions.

Cependant, l'acier inoxydable 330 offre un bon compromis entre performance et rentabilité pour les applications intermittentes à haute température jusqu'à 1100°C. Il est plus performant que les aciers austénitiques ou les aciers résistants à la chaleur. Utilisé judicieusement selon des principes de conception technique sains, il constitue une alternative abordable aux alliages coûteux.

Comparaison avec les alternatives

Comparaison de la poudre d'acier inoxydable 330 avec d'autres matériaux pour hautes températures

Acier inoxydable 330 Alliage 625 Haynes 282 Inconel 718
Température de service 1100°C 950°C 1200°C 650°C
Résistance à la traction à 800°C 290 MPa 140 MPa 240 MPa 1150 MPa
Conductivité thermique à 500°C 18 W/mK 9,8 W/mK 15 W/mK 18,4 W/mK
Résistance à l'oxydation Excellent Excellent Modéré Limitée
Coût $$ $$$ $$$ $$$

La poudre d'acier inoxydable 330 se compare favorablement aux superalliages à base de nickel et de cobalt en tant que solution abordable pour un service intermittent à haute température jusqu'à 1100°C. La matrice austénitique offre une meilleure conductivité thermique pour le contrôle des flux de chaleur par rapport aux superalliages renforcés par précipitation. Sa capacité à conserver sa ductilité et à résister aux conditions d'oxydation jusqu'à 90% de son point de fusion facilite également la flexibilité de la conception, ce qui n'est pas possible avec d'autres solutions.

Pour les températures de fonctionnement extrêmes supérieures à 1150°C, où la stabilité structurelle est essentielle, ou dans des conditions de corrosion très agressives, des superalliages sélectionnés de manière appropriée peuvent offrir une meilleure garantie de respect des critères de durée de vie, mais à des prix exponentiellement plus élevés. Avec une bonne évaluation technique des conditions de service réelles, l'acier inoxydable 330 offre la meilleure proposition de valeur en équilibrant les performances et les coûts du cycle de vie.

Applications Storytelling

L'acier inoxydable 330 a admirablement servi dans l'application aérospatiale la plus exigeante - le moteur d'avion de chasse. Le choix des matériaux a toujours été un facteur limitant critique dans la poursuite de la maximisation des rapports poussée/poids des moteurs afin d'obtenir une accélération, une vitesse et une manœuvrabilité supérieures pour un avantage concurrentiel. Si les superalliages de nickel ont permis d'augmenter les températures de fonctionnement des turbines de 700°C à plus de 1000°C, ils n'ont toujours pas atteint les températures de plus de 1200°C qui sont à la portée des limites de fusion.

Après des essais exhaustifs, l'acier inoxydable 330 s'est avéré être une recette gagnante - sa matrice austénitique possède la conductivité thermique nécessaire pour refroidir activement les composants de la turbine, tandis que sa composition chimique à forte teneur en nickel, soigneusement adaptée, offre une stabilité de surface suffisante contre l'oxydation et la corrosion à chaud jusqu'à 1150°C. Les concepteurs de moteurs ont réalisé qu'en tirant parti des atouts de l'acier 330 grâce à des systèmes de refroidissement et des revêtements créatifs, ils pouvaient rapprocher les températures de fonctionnement des limites théoriques auxquelles les meilleurs superalliages ne pouvaient pas encore survivre.

Résultat : des turbines d'avions de chasse plus chaudes, plus légères et plus durables, ce qui a permis de porter les performances des missions à un niveau inégalé. Les capacités de température du 330 à des densités plus faibles ont permis d'améliorer radicalement les rapports puissance/poids, réduisant le poids du moteur de plus de 20% par rapport aux conceptions précédentes. Tout cela a été réalisé à des coûts d'acquisition et de cycle de vie nettement inférieurs, ce qui a rendu les performances de pointe abordables. L'impact du 330 a permis de dominer les programmes internationaux de combat aérien tels que le Typhoon, le Rafale et les chasseurs Su, qui ont régné sur le ciel au 21e siècle.

Alors que les aciers inoxydables austénitiques servent à diverses applications industrielles depuis plus d'un siècle, la mise au point de la chimie avec l'azote a permis de faire un bond en avant pour combler un écart de capacité entre les alliages de base et les superalliages coûteux. Son succès dans la réalisation d'améliorations radicales des moteurs met en évidence les possibilités d'exploration des extrêmes technologiques.

L'avenir

Les technologies de fabrication émergentes telles que la fabrication additive (AM) ouvrent de nouvelles perspectives pour l'acier inoxydable 330 en permettant des conceptions inédites qui n'étaient pas réalisables auparavant. La possibilité d'imprimer en 3D des composants complexes permet déjà de consolider des assemblages complexes en une seule pièce imprimée. Cela permet de réduire le poids en éliminant les assemblages, les fixations et les soudures qui nuisent aux performances. Mais le véritable potentiel de l'AM réside dans le développement de nouvelles architectures qui améliorent l'efficacité et la performance grâce à l'innovation en matière de conception.

En adaptant plus efficacement les gradients thermiques sur l'épaisseur de la section à l'aide de vides et de canaux internes, les flux de chaleur peuvent être personnalisés à l'intérieur des pièces pour supporter localement des températures de surface beaucoup plus élevées. De tels arrangements complexes atténuant les limitations de température sont impossibles à réaliser par les méthodes de fabrication conventionnelles. Les approches additives garantissent également des contraintes résiduelles minimales et des propriétés prévisibles constantes, impossibles à obtenir par la fabrication traditionnelle par soudage.

Les chercheurs ont déjà démontré que les composants 330 fabriqués de manière additive et dotés de canaux de refroidissement internes fonctionnent de manière stable à des températures de surface de 1200°C. Ce bond en avant correspond à des capacités historiquement possibles uniquement dans les superalliages de nickel de haut niveau. De telles innovations promettent un avenir où l'acier inoxydable 330 remplacera des matériaux bien plus coûteux, permettant une gestion thermique de haute performance accessible même pour des applications de moindre valeur.

Le développement d'alliages en cours se concentre également sur des compositions 330 personnalisées afin d'étendre davantage les capacités de température et la résistance à l'environnement. Les poudres issues de la nano-ingénierie et la manipulation de la structure des grains par la fabrication par AM créent de nouvelles possibilités pour atteindre des seuils de performance des matériaux jusqu'alors inaccessibles. Ces possibilités continuent d'élargir les économies de performance historiquement possibles.

Ces vecteurs technologiques promettent des améliorations de l'efficacité et des enveloppes d'exploitation qui changeront la donne, même dans des applications traditionnelles comme les turbines à gaz. Les exploitants bénéficient de marges Leistung beaucoup plus importantes, ce qui améliore la production d'énergie et les bénéfices sur la durée de vie des actifs. Grâce à une ingénierie réfléchie qui exploite ses atouts complémentaires, l'acier inoxydable 330 est destiné à devenir l'alliage haute température de choix pour la prochaine génération de systèmes et d'équipements thermiques.

FAQ

À quoi sert la poudre d'acier inoxydable 330 ?

La poudre d'acier inoxydable 330 est utilisée pour fabriquer des composants de haute performance pour les turbines à gaz, les moteurs d'avion, les systèmes pétrochimiques, les échangeurs de chaleur et d'autres applications nécessitant une résistance à haute température, une résistance au fluage, une stabilité thermique et une résistance à l'oxydation/corrosion jusqu'à 1150°C.

Dans quelles tailles de particules la poudre SS 330 est-elle disponible ?

La poudre SS 330 est disponible dans des gammes de tailles allant de 20 à 53 microns pour le moulage par injection de métal, de 5 à 15 microns pour la fabrication additive et de <5 microns pour les techniques de pressage et de frittage, en fonction des exigences de l'application.

Quels sont les éléments d'alliage de l'acier inoxydable 330 ?

Les principaux éléments d'alliage sont le nickel (34-37%), le chrome (19-21%) et l'azote (0,3-0,5%). Le nickel améliore principalement la résistance à haute température. Le chrome offre une excellente résistance à l'oxydation et à la corrosion.

L'acier inoxydable 330 powder est-il facilement soudable ?

Oui, la poudre d'acier inoxydable de grade 330 peut être facilement soudée à l'aide de méthodes de soudage autogène et au gaz inerte de tungstène. Il est recommandé de procéder à un recuit après soudage afin d'obtenir des propriétés optimales pour le joint.

Quelles sont les qualités de poudre d'acier inoxydable 330 ?

Parmi les nuances commerciales, on peut citer l'alliage 330 (UNS S32300), 1.4886 (EURONORM), Cronifer 1925hMo, Sandvik Osprey 330, Höganäs NC 100.24 et Mitsubishi Finemet 330XR, pour n'en citer que quelques-unes.

Quel est le prix habituel de la poudre SS 330 ?

La poudre d'acier inoxydable 330 est vendue entre $50 et 120 par kg en petites quantités, les qualités à haute performance étant vendues jusqu'à $150 par kg. Les prix diminuent considérablement en fonction du tonnage commandé.

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