ASTM A522 Type I – acier à 9 % de Ni – UNS K81340
Acier ferritique au nickel 9 % forgé pour le service cryogénique jusqu'à −196 °C
Acier à bas carbone avec 8,5–9,5 % de Ni, forgé et laminé selon l'ASTM A522/A522M pour brides, raccords et vannes en service cryogénique. Livré doublement normalisé et revenu (NNT) ou trempé et revenu (QT), il conserve sa ténacité à −196 °C et constitue le matériau de référence pour les réservoirs et conduites de GNL.
Désignations et équivalences
| Système | Désignation |
|---|---|
| UNS | K81340 |
| W.Nr./EN | X8Ni9 – 1.5662 (EN 10222-3, pièces forgées) |
| DIN | X8Ni9 |
| JIS | SL9N520 / SL9N590 (plate, JIS G3127) |
| Appellations commerciales | 9% Ni, 9Ni |
| Autres | Tôle A353/A553 Type I; tube A333 Gr 8; raccords A420 WPL8 |
Normes par forme de produit
| Forme | Norme |
|---|---|
| Pièces forgées (brides, raccords, vannes) | ASTM A522/A522M Type I; ASME SA-522 |
| Tôle forte | ASTM A353 (NNT) / A553 Type I (QT) |
| Tuyau/tube | ASTM A333 Gr 8 / A334 Gr 8 |
| Raccords à souder bout à bout | ASTM A420 WPL8 |
| Barre/pièce forgée EN | EN 10222-3 X8Ni9 |
Tolérances et codes SH
- Barres forgées (rondes et carrées) : surépaisseur d'usinage de 2 mm (Ø 6–16 mm) à 24 mm (Ø 400–500 mm) sur le diamètre. Ex. : Ø 100–125 mm fini : +7 mm, tolérance +6 / −0 (longueur jusqu'à 3.500 mm).
- Disques forgés : surépaisseur de 4 à 9 mm sur le diamètre et de 3 à 11 mm sur la hauteur, tolérance en plus uniquement.
- Découpe et usinage : scie à ruban −0 / +5 à +15 mm en longueur ; jet d'eau +10 % de l'épaisseur sur le diamètre (min. 2 mm) ; pièces usinées −0 / +2 à +5 mm sur le diamètre. Voir les tableaux complets (INF 002 et INF 003, identiques pour tous les alliages).
| Forme | NCM (Brésil, 8 chiffres) | SH (international, 6 chiffres) | HTS (États-Unis, 10 chiffres)* | NC (Union européenne, 8 chiffres)* |
|---|---|---|---|---|
| Barre forgée | 7228.40.00 | 7228.40 | 7228.40.0000 | 7228 40 90 |
| Barre laminée à chaud | 7228.30.00 | 7228.30 | 7228.30.8041 | 7228 30 61 |
| Tôle (> 10 mm, largeur ≥ 600 mm) | 7225.40.90 | 7225.40 | 7225.40.3050 | 7225 40 40 |
| Tube sans soudure | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.5050 | 7304 19 10 |
| Tube soudé | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.5150 | 7306 19 00 |
| Bride et raccord | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5030 | 7307 91 00 |
Classe tarifaire : acier allié (selon la composition chimique, conformément aux Notes du Chapitre 72 et à la Note 5 de la Section XV).
Tube : 7304.19 et 7306.19 correspondent aux tubes de conduite pour oléoducs et gazoducs ; les tubes de chaudière, d'échangeur de chaleur ou de procédé relèvent de 7304.39/7304.59 (sans soudure) et de 7306.30/7306.50 (soudés).
* : codes américains et européens à titre indicatif. NCM selon la législation en vigueur (Règles générales pour l'interprétation, Notes des Chapitres 72, 74 et 75 et Note 5 de la Section XV). Confirmez le code définitif auprès de votre transitaire en douane selon la taille et la finition de l'article. SH = 6 premiers chiffres de la NCM.
Composition chimique (%)
ASTM A522/A522M – Type I
| Élément | Plage (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,13 |
| Mn | ≤ 0,90 |
| P | ≤ 0,025 |
| S | ≤ 0,025 |
| Si | 0,15 – 0,30 (≤ 0,10 avec désoxydation sous vide) |
| Ni | 8,5 – 9,5 |
Calculer le carbone équivalent de ASTM A522 Type I – acier à 9 % de Ni pour le soudage →
Propriétés mécaniques
NNT ou QT – ASTM A522 Type I, température ambiante
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Limite d'élasticité (0,2 %) | ≥ 515 MPa |
| Résistance à la traction | ≥ 690 MPa |
| Allongement | ≥ 22 % |
| Striction | ≥ 45 % |
| Résilience à −196 °C | Expansion latérale Charpy ≥ 0,38 mm |
Propriétés physiques typiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse volumique | ≈ 7,86 g/cm³ (valeur typique) |
| Module d'élasticité | ≈ 195 GPa (valeur typique) |
Calculer le poids de la barre, de la tôle ou du tube en ASTM A522 Type I – acier à 9 % de Ni →
Traitement thermique, soudage et usinage
| Élément | Pratique courante |
|---|---|
| Température de service | −196 °C à 121 °C (domaine de la A522). |
| Traitement thermique | NNT : 900 °C à l'air + 790 °C à l'air + revenu à 565–605 °C. QT : austénitisation à 800 ± 14 °C, trempe à l'eau + revenu à 565–605 °C. Refroidissement après revenu à l'air ou à l'eau à ≥ 167 °C/h. Détensionnement à 550–585 °C. |
| Soudage | Soudable avec des produits d'apport à base de nickel (ne pas utiliser de produits d'apport ferritiques) : AWS ENiCrMo-6 / ENiCrFe-9 (A5.11), ERNiMo-8 / ERNiCr-3 (A5.14). Contrôler le magnétisme résiduel (soufflage magnétique) et l'apport thermique ; PWHT normalement dispensé selon le code. |
| Usinage | Proche d'un acier faiblement allié de 690 MPa ; bon avec le carbure. |
Planifier un forgeage libre en ASTM A522 Type I – acier à 9 % de Ni : réduction, élancement et quantité de matière à fournir →Simuler le plan de découpe du lingot ou de la barre →
Métal d'apport pour le soudage
La composition du fil n'est généralement pas identique à celle du matériau : chaque page explique pourquoi.
Applications typiques
- Brides et raccords pour GNL
- Vannes cryogéniques
- Réservoirs et conduites d'azote, d'oxygène et d'argon liquides (jusqu'à −196 °C)
- Terminaux de regazéification et méthaniers
- Tubulures de récipients cryogéniques
Alternatives : A350 LF3 (3,5 % de Ni) jusqu'à −101 °C, moins cher ; inoxydable 304L/316L (A182) lorsqu'on souhaite un austénitique sans transition ductile-fragile ; Invar 36 pour les tuyauteries à faible dilatation.
ASTM A522 Type I : guide complet
Ce qu'est l'acier ASTM A522 Type I
L'A522 est la version forgée de l'acier à 9 % de nickel des tôles ASTM A353 et A553. Il appartient à la famille des aciers alliés, mais avec une fonction opposée à celle des nuances Cr-Mo : au lieu de résister à la chaleur, il conserve sa ténacité aux températures cryogéniques où les aciers au carbone et faiblement alliés ordinaires deviennent fragiles.
Composition chimique et rôle du nickel
Le nickel (8,5 – 9,5 %) abaisse la température de transition ductile-fragile et, avec le traitement thermique correct, produit une microstructure de martensite revenue avec de l'austénite revenue stable (formée pendant le revenu), responsable de la ténacité à −196 °C. Le carbone est maintenu bas (≤ 0,13 %) et le phosphore et le soufre sont limités à 0,025 % pour préserver la ténacité.
Traitement thermique
Doublement normalisé et revenu ou trempé et revenu, avec un revenu entre 565 et 605 °C. Dustre réalise le cycle dans ses propres fours, avec enregistrement des températures, dans le cadre de son service de traitement thermique, et confirme le résultat par des essais de résilience.
Soudage
Le point critique de la fabrication avec le 9 % Ni est le produit d'apport : le soudage doit être réalisé avec un alliage de nickel (ENiCrMo-6 / ERNiMo-8 ou ENiCrMo-3), car les produits d'apport ferritiques n'atteignent pas la ténacité exigée à −196 °C. Le préchauffage est inutile ou faible, et il n'y a normalement pas de traitement thermique après soudage. Le matériau est fortement magnétique ; les pièces doivent donc être démagnétisées avant le soudage.
Applications
Brides, raccords, vannes, tubulures et pièces forgées de réservoirs et de tuyauteries de GNL, unités de séparation de l'air (azote et oxygène liquides), éthylène et autres gaz liquéfiés, entre −196 °C et environ 120 °C.
Formes de fourniture et services Dustre
Barres rondes et blocs forgés à matrice ouverte, coupés à la longueur sur scie à ruban, avec usinage d'ébauche ou de finition, traitement thermique dans nos propres fours et essais de dureté, de traction et de résilience. Tout le matériau est livré avec un certificat de réception 3.1 et la traçabilité de la coulée.
Questions fréquentes
Quelle est la composition chimique de ASTM A522 Type I ?
Selon ASTM A522/A522M – Type I : C ≤ 0,13; Mn ≤ 0,90; P ≤ 0,025; S ≤ 0,025; Si 0,15 – 0,30 (≤ 0,10 avec désoxydation sous vide); Ni 8,5 – 9,5.
Quelles normes couvrent ASTM A522 Type I ?
Pièces forgées (brides, raccords, vannes): ASTM A522/A522M Type I; ASME SA-522. Tôle forte: ASTM A353 (NNT) / A553 Type I (QT). Tuyau/tube: ASTM A333 Gr 8 / A334 Gr 8. Raccords à souder bout à bout: ASTM A420 WPL8. Barre/pièce forgée EN: EN 10222-3 X8Ni9.
Jusqu'à quelle température ASTM A522 Type I peut-il être utilisé ?
−196 °C à 121 °C (domaine de la A522).
Quels matériaux peuvent remplacer ASTM A522 Type I ?
A350 LF3 (3,5 % de Ni) jusqu'à −101 °C, moins cher ; inoxydable 304L/316L (A182) lorsqu'on souhaite un austénitique sans transition ductile-fragile ; Invar 36 pour les tuyauteries à faible dilatation.
Pourquoi utiliser l'A522 Type I dans les brides et vannes cryogéniques ?
Un nickel de 8,5 à 9,5 %, avec un traitement NNT ou QT, conserve la ténacité à −196 °C, température à laquelle les aciers au carbone et faiblement alliés ordinaires deviennent fragiles. C'est pourquoi il est la référence pour le GNL, l'oxygène, l'azote et l'argon liquides.
L'A522 Type I convient-il aux hautes températures ?
Non. Le domaine de l'ASTM A522 va de −196 °C à 121 °C. Pour les hautes températures, utiliser des aciers Cr-Mo tels que le F11 ou le F9 (ASTM A182).
Où acheter ASTM A522 Type I au Brésil ?
Dustre fournit ASTM A522 Type I en barres, tôles, tubes, blocs et pièces forgées ou usinées, selon disponibilité, avec certificat de qualité. Siège à Osasco, SP (Brésil), filiales à Joinville (SC) et Baixo Guandu (ES), avec livraison dans tout le Brésil. Pour un devis, écrivez à Helena, notre assistante sur WhatsApp au +55 11 98649-0075, ou à [email protected].
