Calidad Acero inoxidable austeno-ferrítico

Stainless Europe
Calidad
22-05
Acero inoxidable austeno-ferrítico
Características metalúrgicas
Composición química
Elementos
C
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
N
%
0,02
0,3
1,8
22,8
5,5
3,1
0,17
Valores típicos
Designación europea
Designación americana
X2CrNiMoN22-5-3/1.4462 (1)
UNS S32205
(1) Según EN10088-2.
Nuestra calidad esta conforme con:
Ficha de seguridad sobre el material inoxidable del 01/12/2002 (Directiva europea 2001/58/EC).
Directiva de la Comisión Europea 2000/53/EC para los vehículos al final de su vida útil, y sus modificaciones anteriores.
Estándares NFA 36 711 para acero inoxidable en contacto con
alimentos, productos y bebidas destinados al consumo humano y animal (excluye el acero de embalaje).
Descripción general
Nuestra calidad 22-05 se caracteriza por :
Una excelente resistencia a la corrosión, PREN mini = 35.
Un límite de elasticidad 2 veces mas elevado que el 18-9 E
(1.4301, Tipo 304)
Temperaturas de utilización desde - 40 °C a + 300 °C.
Aplicaciones
Equipamientos para la industria química y petroquímica.
Canalizaciones y tubería.
Calderería industrial.
Intercambiadores.
Nuestro 22-05 es un acero inoxidable de tipo austeníticoferrítico, su estructura esta formada de un agregado de fase
ferrita (α) y de fase austenita (γ). La estructura bifásica de
la aleación permite obtener limites de elasticidad elevados
conservando al mismo tiempo una buena ductilidad. En efecto,
se obtiene el endurecimiento por la fase ferrítica, mientras
que la matriza austenítica permite conservar ductilidad y
tenacidad. La estructura mixta confiere al 22-05 una elevada
resistencia a la corrosión por tensiones y lo hace insensible a la
corrosión intergranular.
El alto nivel de cromo y molibdeno le confiere una excelente
resistencia a la corrosión por picaduras y generalizada.
Microestructura del 22-05 (la fase ferrítica aparece en oscuro)
La utilización en continuo del 22-05 a temperaturas
superiores a 300 º C no está recomendada por los motivos
siguientes :
- entre 350 et 550 °C : pérdida de ductilidad por
debilitamiento de la ferrita y por formación de una
fase llamada α’ que puede acompañarse de otras
precipitaciones de endurecimiento, fenómeno clásico en
los aceros inoxidables ferríticos, más comúnmente llamado
“debilitamiento a 475 °C».
- entre 600 et 950 °C : precipitación de fase sigma
debilitante relacionada con el alto contenido en Cr y Mo.
Temperatura °C
1000
Sigma
900
Gama de productos
Formas : chapas, formatos, bobinas, flejes, tubos.
Espesores : de 0,6 à 7 mm (espesor >7 mm, a consultar).
Ancho : según espesor hasta 1500 mm.
Acabados : laminado en frío, laminado en caliente.
800
700
600
500
475 °C
400
300
1
2
4
Tiempo (minutos)
6
8 10
20
40
60
2
4
Tiempo (horas)
10
20
Propiedades Físicas
Chapa laminada en frío y recocida.
P
ρ
20
,8
Densidad
Temperatura
de Fusión
15
10
ρ
Calor
específico
Conductividad
térmica
Coeficiente
medio de
dilatación
térmica*
α
13,0
13,5
Resistividad
eléctrica
ρ
0,8
21
22-05
20
19
Permeabilidad
magnética
18
304
17
yes
16
Módulo
de Young
15
0
*Dilatación térmica 25% < a la del 316, compatible con los aceros al carbono.
200
400
600
Propiedades mecánicas
Para metal recocido
Según la NF EN 10002 – 1 (julio 2001),
A altas temperaturas
Probeta perpendicular a la dirección de laminado:
Temperaturas
50°C
100°C 150°C 200°C 250°C
Rp0,2(MPa)
≥ 420
≥ 360
≥ 335
≥ 315
≥ 300
Rm(MPa)
≥ 640
≥ 590
≥ 570
≥ 550
≥ 540
Lo = 80 mm (espesor < 3 mm)
Lo = 5,65 So (espesor ≥ 3 mm)
Condición
Rm(1)
(MPa)
Rp (2)
(MPa)
A(3)
(%)
0,2
HRB
Valores indicativos
Laminado
en frío*
840
620
29
1 MPa= 1 N/mm2.
(1)
98
* Valores típicos.
Resistencia máxima a la tracción (UTS). (2) Límite elástico (YS). (3) Elongación(A).
Resistencia a la corrosión
Se recomienda particularmente esta calidad en caso de corrosión severa y para reemplazar los aceros austeníticos altamente
aleados.
Corrosión generalizada
Concentración en cloruro (g/l)
Concentración en fluoruros (ppm)
6
pH
1
0
316L
400
5
1000
0
22-05
1
1000
10
20
30
40
50
60
70
80
90
98
20
30
4
2
400
Concentración % H2 SO4
T° C
UNS S32550
Ti/Ni
Resistencia del 22-05 según nível de cloruros, fluoruros y pH.
40
50
316 L
317 L
22-05
Limite de empleo del 22-05 en acido
sulfúrico (velocidad de corrosión maxi =
0,2 mm/año)
22-05
0.18
0.09
10
50
100
Cl-(g/l)
3
Acido oxálico
Acido acético
2
1.5
1
0.5
22-05
316 L
304 L
Contenidos máximo de los cloruros
- (ppm Cl )
0.7
60 °C
0.6
24 °C
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
22-05
Resistencia del 22-05 en entorno cáustico
NACE TM 01-77: NaCI 5% + CH3 C OOH
0,5%. Presión H2S:1 ambiente a 25ºC. PH3.
Velocidad de corrosión (mm/año)
316 L
Acido fórmico
2.5
Los dominios de aplicación
son los situados bajo las curvas
1200
22-05
800
316 L
400
30
50
°C
70
Resistencia del 22-05 en el P205
(transporte del acido fosfórico).
Contenido máximo de cloruros en función
de la temperatura (para un ácido industrial)
54% P205-H2SOc < 4% -F- < 1% - HF
< 0,2
0.27
3.5
Resistencia del 22-05 en entornos orgánicos
ácidos.
316L
Velocidad de corrosión (mm/año)
Resistencia del 22-05 en entorno cáustico en
presencia de compuestos del azufre a 170ºC
(proceso Kraft de fabricación de la celulosa).
Velocidad de corrosión (mm/año)
0.36
Corrosión por tensiones
Tensión limite
(% Rp0,2)
100
Influencia de la temperatura sobre el límite
de no fisuración en 720 horas, en entorno
NACE TM 01-77, p H2S: 1 bar.
En razón de una estructura bifasada el 22-05 es poco sensible a la corrosión
por tensiones. Esta calidad presenta una buena resistencia en entornos de
gas ácidos (CO2 +H2S).
316 L
22-05
80
Corrosión intergranular
60
El 22-05 resiste bien a la corrosión intergranular gracias al bajo
contenido en carbono y a su estructura bifasada.
40
Corrosión por picaduras
20
El 22-05 ofrece una excelente resistencia a la
corrosión por picaduras gracias a un contenido
alto en cromo, molibdeno y nitrógeno. Esta
calidad es netamente superior a los aceros
austeníticos tipo 304L y 316L.
200
316 L
304 L
316L
22-05
500
20
40
60
°C
+ 22 - 05
1
Potencial de picadura (mV/SCE)
1,5
316 L
pH
304 L
2
17-4 Mn
301
2, 5
Conformado
-
430
20
22-05
10
0
316 L
Temperatura critica de fisura sobre pobretas
tipo INCO en entrono FeCl3, 6 H2O
A 30 °C, el pH del 22-05 es de alrededor 1,
mientras que es de 1,8 para un austenítico al
molibdeno (Tipo 316) y de 3 para un ferrítico
(Tipo 430).
Potencial de picadura (mV/SCE)
1000
En general, esta calidad puede ser utilizada para embutición.
Plegado
En razón de un límite de elasticidad doble respecto al 304, es
necesario utilizar prensas o perfiladoras con potencia adaptada.
Para los espesores inferiores a 0,8 mm elegir un radio mínimo
de plegado igual a 0,5 veces el espesor. Para los espesores
superiores, se aconseja un radio mínimo de plegado igual o
superior a 1,5 veces el espesor.
La aptitud de embutición por expansión se define por el nivel
de la flecha en la prueba Erichsen, mientras que la aptitud de
embutición se define mediante el ratio límite de embutido
(RLE).
Designación
Designación
europea
ASTM
A240
Ensayo
Erichsen
(mm)
Ratio Límite
de Embutido
(LDR)
22-05
1.4462
UNS
S32205
9,5
1,9-1,95
* Chapa de 0,8 mm de espesor
Potenciales de picaduras en entorno NaCI
30g/l ventilado según temperatura
22-05
Potenciales de picaduras en entorno NaCI 30g/l
ventilado a 70°C
400
Corrosión cavernosa
Este acero resiste bien a este tipo de corrosión
evaluada por el valor pH de depasivación
definido por un método electro-químico. Más
el pH es alto (ácido), más la calidad presenta un
rendimiento alto.
60 °C
Potencial de picadura (mV/SCE)
Resistencia a la corrosión por fisuras:
pH de depasivación
La clasificación de los aceros inoxidables en
función del nivel de resistencia a la corrosión por
picaduras es generalmente definido en función
del PREN (Pitting Resistente Equivalent Number
= %Cr+3,3*%Mo+16*%N). El PREN típico del
22-05 es de 35,7 respecto a 24,1 para el
1.4401 (316) y 18 para el 1.4301 (304).
20 °C
Soldadura
Sin metal de aportación
Proceso de Soldadura
Con metal de aportación
Alambrón
Hilo
Gas de protección
*Hidrógeno
estrictamente
prohibido, tanto al
derecho que al revés.
“4462” modificado
ER 22.09
“4462” modificado
ER 22.09
Argon (1)
Argon + Helio (1)
Metal de aportación
Espesores típicos
Espesores
Resistencia :
Continua, Por puntos
< 2 mm
TIG
< 1.5 mm
> 0.5 mm
PLASMA
< 1.5 mm
> 0.5 mm
“4462” modificado
ER 22.09
Argon
Argon + Helio
MIG
> 0.8 mm
“4462” modificado
ER 22.09
Argon + 2 % CO2
Argon + 2 % CO2 +
Helio
S.A.W
> 2 mm
“4462” modificado
ER 22.09
Electrodo
Reparación
Laser
E 22.09
< 5 mm
Helio + nitrógeno (25%)
(1) En caso de soldadura sin aportación, se tiene que añadir nitrógeno al gas de protección: 5 a 20%
Precauciones : En todo caso, será necesaria una energía de soldadura suficientemente elevada (> 2,5kJ/cm) con el fin que no se
enfríe demasiado rápido. Sin embargo la energía no tendrá que ser demasiado elevada (< 20 kJ/cm) para enfriarse suficientemente
rápido y evitar de esa manera un riesgo de precipitaciones de fases intermetálicas. Utilizar si posible un gas de protección por
ambos lados con adición de nitrógeno en caso de soldadura sin aportación o que sea adaptado al metal de aportación en caso
contrario. Evitar calentar y post calentar.
Particularidades de las soldaduras : La estructura austeno-ferrítica del 22-05 (solidificación primaria en fase ferrítica) elimina el
riesgo de fisuración en caliente. Soldado en malas condiciones, este acero puede presentar una sensibilidad a la fisuración en frío.
Para descartar todo tipo de riesgo, no se utilizará ningún gas hidrogenado para la soldadura y se esterilizaran todos los productos
de aportación (temperatura superior a 250ºC en la mayoría de los casos). No es necesario ningún tratamiento térmico después de
la soldadura. Las soldaduras deberán ser decapadas de manera mecánica o química, y pasivadas (decontaminadas).
Tratamientos
Recocido
Después del trabajo en frío, se puede restaurar la microestructura recociendo durante unos minutos a 1050 +/25°C; un enfriamiento al aire permite restaurar la estructura y
eliminar las tensiones internas.
Decapado
Aleación de acido nítrico-hidrofluorico (20% HNO3 + 2% HF)
a temperatura ambiente o hasta 60 º C.
Baño sulfúrico-nítrico (10% H2SO4 + 0,5% HNO3) a 60 º C.
Pasta de descascarillado para las zonas soldadas.
Pasivación
Después del recocido es necesario decapar y pasivar.
10-25% de solución HNO3 a 20º C.
Oferta dimensional
Pastas de pasivación para las zonas soldadas.
La oferta Stainless Europe
Ancho (mm)
2000
La Oferta Industeel
Ancho (mm)
1500
Chapas
1500
1250
Espesor
5 a 150mm
3/16" a 6"
Ancho
Hasta 3300mm
Hasta 130"
Largo
Hasta 12000mm
Hasta 472"
1250
1000
1000
2
2,5
3
3.5
4
Laminado en caliente HRAP 1D
5
Consultar
Sede Social
ArcelorMittal Paris
Stainless Europe
1-5 rue Luigi Cherubini
93212 La Plaine Saint-Denis Cedex
6
7 10
Espesor (mm)
0,4
0,5
1
2
Laminado en caliente
3
Consultar
4
Espesor (mm)
5
Consultar Industeel para otras dimensiones
incluido chapas de 4100 mm de ancho (161.4)
y co-laminadas
Información:
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©Julio 2008, ArcelorMittal - Stainless Europe. FT-008.sp. Hemos aportado el máximo cuidado para que las informaciones contenidas en esta publicación sean lo más exactas posibles, pero ArcelorMittalStainless Europe, como cualquier otra sociedad del grupo ArcelorMittal no pueden garantizar el carácter exhaustivo ni la ausencia de errores. KARA™ es una marca de ArcelorMittal-Stainless Europe, registrada
en numerosos países. Diseño y realización: www.agencembcom.com
Nuestro 22-05 es un acero austeno-ferrítico cuyo análisis y tratamiento térmico han sido optimizados con el objetivo de obtener
una tasa de ferrita entre 38 y 55% del metal base.
En el caso de soldadura sin metal de aportación, se produce una fusión local del metal base y a continuación un enfriamiento rápido.
La solidificación primaria empieza en fase ferrítica. Un enfriamiento demasiado rápido impide una transformación de la ferrita en
austenita, lo que lleva a una tase de ferrita que puede llegar a 90% en caso de soldadura sin precaución particular.
La estructura de la zona termoafectada (ZAT) que ha recibido el ciclo térmico de soldadura se ha también enriquecido de ferrita
respecto a la estructura inicial.
Un exceso de ferrita (superior a 75%) lleva a una disminución de la resistencia a la corrosión y de la ductilidad.