Acier inoxydable austénitique riche en nickel. Le "talon d'Achille" de l'acier inoxydable austénitique est sa tendance à la fissuration par corrosion sous contrainte (FCC). Mais lorsque la teneur en nickel dépasse 20%, la résistance à la corrosion sous contrainte est grandement améliorée (figure 1).

L'acier inoxydable austénitique riche en nickel (NiASS) peut être considéré comme un type distinct d'acier inoxydable. En effet, lorsque la teneur en nickel de l'acier inoxydable austénitique dépasse 30%, sa résistance à la corrosion sous contrainte est comparable à celle de l'acier inoxydable duplex et de l'acier inoxydable ferritique.

La figure 1, la courbe de Copson montre l'effet du nickel sur la résistance à la contrainte seuil de corrosion sous contrainte dans les alliages fer-nickel-chrome contenant du chrome 16% à 21% (105°C, solution aqueuse de NaCl 22%). X et Y sont des superalliages allemands, et 444 est un acier inoxydable ferritique ultra-pur. Ce chiffre est redessiné selon Speidel (1981).

Le nickel est un élément d'alliage coûteux et n'est utilisé que lorsque cela est nécessaire pour la performance. Cependant, dans certaines applications, lorsqu'à la fois une résistance à la corrosion sous contrainte et une structure austénitique sont requises, le nickel est également essentiel.

Par exemple, la résistance au fluage est extrêmement importante dans les environnements à haute température, où l'acier inoxydable austénitique est requis. Comme pour les aciers inoxydables austénitiques traditionnels, en raison de sa faible énergie de défaut d'empilement (voir Figure 2), les frontières doubles sont une caractéristique distinctive des aciers inoxydables austénitiques riches en nickel. Le tableau 1 répertorie plusieurs nuances limitées d'acier inoxydable austénitique riche en nickel.

Tubes en aciers inoxydables super austénitiques 254SMO et 654SMO sont spécialement conçus pour l'industrie pétrolière et gazière. Les applications typiques sont des équipements tels que le refroidissement à l'eau de mer, le blanchiment de la pâte et la tuyauterie hydraulique et d'instruments.

Sanicro 25: Un alliage 22Cr-25Ni conçu pour les chaudières à 700°C et plus. En raison de sa bonne résistance à la rupture par fluage et de sa résistance à la corrosion à haute température, c'est un matériau adapté aux surchauffeurs et aux réchauffeurs.

En fait, Sanicro 25 a une meilleure résistance à la rupture en fluage que la plupart des aciers inoxydables austénitiques dans la plage de 600 ~ 750 ℃. Dans les environnements très corrosifs et acides, Sanicro 28 est généralement le meilleur choix.

Il est utilisé dans le forage à haute résistance avec des pipelines, des tubages et des revêtements de puits de gaz acide. D'autres applications incluent les appareils de chauffage, les systèmes de pompage, les pompes et les récipients dans les usines d'acide par voie humide et super phosphorique.

Alliage polyvalent 800: couramment utilisé dans un environnement de 550 ~ 1100 ℃, de tels environnements nécessitent des matériaux présentant une excellente résistance au fluage, une bonne résistance à la corrosion à haute température et une résistance à haute température. Ce type d'alliage est également utilisé dans l'importation et l'exportation d'ammoniac, de méthanol et de gaz civil, et l'alliage 800 est également un bon choix pour les tubes de four utilisés dans la production de chlorure de vinyle et d'éthylène.

D'autres applications incluent les tubes d'échange de chaleur à lit de combustion fluidisé, les tubes radiants et les composants du four de traitement thermique, tels que les tubes de silencieux et les manchons de protection de thermocouple.

L'alliage 25Cr-35Ni 353MA est conçu pour être utilisé dans des environnements présentant des problèmes potentiels de carburation et d'absorption d'azote, et convient aux fours de craquage et aux tubes de reformage qui traitent le gaz de synthèse. Bien qu'il existe d'autres matériaux alternatifs qui contiennent plus de chrome, le 353MA est optimal. L'une des raisons est qu'il contient de l'élément Ce, qui aide à former une couche d'oxyde de surface très stable.

Alliage 69: nickel 60%, principalement utilisé dans la tuyauterie des générateurs de vapeur des centrales nucléaires (Figure 3). La température de fonctionnement est de 365°C. A cette température, la fissuration par corrosion sous contrainte entre les grains est un problème potentiel. Dans les conditions données, l'alliage 690 est à peine corrodé, il devient donc l'alliage de choix.

Fait intéressant, nous avons remarqué que les riches en nickel acier inoxydable austénitique 254SMO est également utilisé dans la production artistique.

Le "Dieu, notre Père, sur l'arc-en-ciel" conçu par Carl Milles a été achevé en 1995 sur la côte sud de Stockholm Strand (Figure 4). La sculpture mesure environ 23 m de haut. Un grand nombre de marins passent ici chaque jour. Il s'agit d'une attraction célèbre. L'eau de mer environnante contient des sels et les chlorures sont susceptibles de provoquer une corrosion externe. Si un acier faiblement allié est utilisé pour fabriquer des arcs-en-ciel, il rouillera presque instantanément.