Les nuances 321 et 347 sont l'acier austénitique de base 18/8 (nuance 304) stabilisé par des ajouts de titane (321) ou de niobium (347).Ces nuances sont utilisées car elles ne sont pas sensibles à la corrosion intergranulaire après chauffage dans la plage de précipitation des carbures de 425 à 850 °C.La nuance 321 est la nuance de choix pour les applications dans la plage de températures allant jusqu'à environ 900 °C, combinant une résistance élevée, une résistance à l'entartrage et une stabilité de phase avec une résistance à la corrosion aqueuse ultérieure.
Le grade 321H est une modification du 321 avec une teneur en carbone plus élevée, pour offrir une résistance améliorée à haute température.
Une limitation du 321 est que le titane ne se transfère pas bien à travers un arc à haute température, il n'est donc pas recommandé comme consommable de soudage.Dans ce cas, la nuance 347 est préférée : le niobium effectue la même tâche de stabilisation du carbure mais peut être transféré à travers un arc de soudage.Le grade 347 est donc le consommable standard pour le soudage du 321. Le grade 347 n'est qu'occasionnellement utilisé comme matériau de plaque mère.
Comme les autres nuances austénitiques, les nuances 321 et 347 ont d'excellentes caractéristiques de formage et de soudage, sont facilement formées au freinage ou au laminage et possèdent des caractéristiques de soudage exceptionnelles.Un recuit après soudage n’est pas nécessaire.Ils présentent également une excellente ténacité, même aux températures cryogéniques.Le grade 321 ne polit pas bien et n'est donc pas recommandé pour les applications décoratives.
Le grade 304L est plus facilement disponible dans la plupart des formes de produits et est donc généralement utilisé de préférence au 321 si l'exigence concerne simplement la résistance à la corrosion intergranulaire après soudage.Cependant, le 304L a une résistance à chaud inférieure à celle du 321 et n'est donc pas le meilleur choix si l'exigence est une résistance à un environnement de fonctionnement supérieur à environ 500 °C.
Propriétés clés
Ces propriétés sont spécifiées pour les produits laminés plats (plaques, feuilles et bobines) dans la norme ASTM A240/A240M.Des propriétés similaires mais pas nécessairement identiques sont spécifiées pour d'autres produits tels que les tuyaux et les barres dans leurs spécifications respectives.
Composition
Les plages de composition typiques des tôles d'acier inoxydables de nuance 321 sont indiquées dans le tableau 1.
Tableau 1.Gammes de composition pour l’acier inoxydable 321
| Grade | C | Mn | Si | P | S | Cr | Mo | Ni | N | Autre | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 321 | min. maximum | - 0,08 | 2h00 | 0,75 | 0,045 | 0,030 | 17,0 19,0 | - | 9.0 12,0 | 0,10 | Ti=5(C+N) 0,70 |
| 321H | min. maximum | 0,04 0,10 | 2h00 | 0,75 | 0,045 | 0,030 | 17,0 19,0 | - | 9.0 12,0 | - | Ti=4(C+N) 0,70 |
| 347 | min. maximum | 0,08 | 2h00 | 0,75 | 0,045 | 0,030 | 17,0 19,0 | - | 9.0 13,0 | - | Nb=10(C+N) 1.0 |
Propriétés mécaniques
Les propriétés mécaniques typiques des tôles d'acier inoxydables de nuance 321 sont données dans le tableau 2.
Tableau 2.Propriétés mécaniques de l'acier inoxydable de qualité 321
| Grade | Résistance à la traction (MPa) min | Limite d'élasticité 0,2 % preuve (MPa) min | Allongement (% en 50 mm) min | Dureté | |
|---|---|---|---|---|---|
| Rockwell B (HR B) max. | Brinell (HB) max. | ||||
| 321 | 515 | 205 | 40 | 95 | 217 |
| 321H | 515 | 205 | 40 | 95 | 217 |
| 347 | 515 | 205 | 40 | 92 | 201 |
Propriétés physiques
Les propriétés physiques typiques des tôles d'acier inoxydables recuites de nuance 321 sont données dans le tableau 3.
Tableau 3.Propriétés physiques de l'acier inoxydable de qualité 321 à l'état recuit
| Grade | Densité (kg/m3) | Module élastique (GPa) | Coefficient moyen de dilatation thermique (μm/m/°C) | Conductivité thermique (W/mK) | Chaleur spécifique 0-100 °C (J/kg.K) | Résistivité électrique (nΩ.m) | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0-100 °C | 0-315 °C | 0-538 °C | à 100 °C | à 500 °C | |||||
| 321 | 8027 | 193 | 16.6 | 17.2 | 18.6 | 16.1 | 22.2 | 500 | 720 |
Comparaison des spécifications de qualité
Des comparaisons approximatives de qualités pour 321 tôles d'acier inoxydables sont données dans le tableau 4.
Tableau 4.Spécifications de qualité pour l'acier inoxydable de qualité 321
| Grade | Non UNS | Vieux britannique | Euronorme | SS suédois | JIS japonais | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| BS | En | No | Nom | ||||
| 321 | S32100 | 321S31 | 58B, 58C | 1,4541 | X6CrNiTi18-10 | 2337 | SUS321 |
| 321H | S32109 | 321S51 | - | 1,4878 | X10CrNiTi18-10 | - | SUS321H |
| 347 | S34700 | 347S31 | 58G | 1,4550 | X6CrNiNb18-10 | 2338 | SUS347 |
Heure de publication : 06 juin 2023