ASTM A105 – Acier au carbone forgé pour tuyauterie
Acier carbone-manganèse pour brides, raccords et vannes forgés
Acier carbone-manganèse forgé spécifié par l'ASTM A105/A105M pour les composants de tuyauterie (brides, raccords, corps de vannes) en service à température ambiante et élevée. C'est le matériau de référence des brides en acier au carbone ASME B16.5. Pour un service en dessous de −29 °C, on utilise l'A350 LF2 ; pour les pièces forgées de plus de 4.540 kg, l'ASTM A266.
Désignations et équivalences
| Système | Désignation |
|---|---|
| UNS | K03504 |
| W.Nr./EN | ≈ P250GH (1.0460) / P280GH (1.0426) – EN 10222-2 |
| DIN | ≈ C22.8 (old) |
| JIS | ≈ S25C / SFVC 2A (JIS G3202) |
| Appellations commerciales | A105, SA-105 (ASME) |
| Autres | Tube: A106 Gr B; raccords BW: A234 WPB; pièce moulée: A216 WCB |
Normes par forme de produit
| Forme | Norme |
|---|---|
| Pièce forgée (brides, raccords, vannes) | ASTM A105/A105M; ASME SA-105 |
| Pièce forgée > 4.540 kg | ASTM A266 |
| Barre | ASTM A105 (composants usinés dans la barre, dans les limites de la norme) / SAE 1020–1025 |
| Tube | ASTM A106 Gr B / API 5L B |
| Raccords à souder bout à bout | ASTM A234 WPB |
| Dimensions des brides | ASME B16.5 / B16.47 |
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 | 7214.10.10 | 7214.10 | 7214.10.0000 | 7214 10 00 |
| Barre laminée à chaud | 7214.99.10 | 7214.99 | 7214.99.0036 | 7214 99 71 |
| Tube sans soudure | 7304.19.00 | 7304.19 | 7304.19.1030 | 7304 19 10 |
| Tube soudé | 7306.19.00 | 7306.19 | 7306.19.1050 | 7306 19 00 |
| Bride et raccord | 7307.91.00 | 7307.91 | 7307.91.5010 | 7307 91 00 |
Classe tarifaire : acier au carbone non 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 A105/A105M
| Élément | Plage (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,35 |
| Mn | 0,60 – 1,05 (*) |
| P | ≤ 0,035 |
| S | ≤ 0,040 |
| Si | 0,10 – 0,35 |
| Cu | ≤ 0,40 |
| Ni | ≤ 0,40 |
| Cr | ≤ 0,30 |
| Mo | ≤ 0,12 |
| V | ≤ 0,08 |
| Nb | ≤ 0,02 |
| Cu+Ni+Cr+Mo+V | ≤ 1,00 |
| Cr+Mo | ≤ 0,32 |
| (*) Mn | +0,06 % par 0,01 % de C en dessous de 0,35 %, jusqu'à 1,35 % |
Propriétés mécaniques
Brut de forge ou traité thermiquement (normalisé, N+T ou Q+T), température ambiante – ASTM A105
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Limite d'élasticité (0,2 %) | ≥ 250 MPa |
| Résistance à la traction | ≥ 485 MPa |
| Allongement (éprouvette ronde 4D) | ≥ 22 % (≥ 30 % en éprouvette plate) |
| Réduction de section | ≥ 30 % |
| Dureté | ≤ 187 HBW |
Propriétés physiques typiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse volumique | 7,85 g/cm³ |
| Plage de fusion | ≈ 1.420 – 1.510 °C |
| Module d'élasticité | ≈ 203 GPa |
| Conductivité thermique (20 °C) | ≈ 51 W/m·K |
| Dilatation thermique (20–100 °C) | ≈ 11,7 µm/m·K |
Traitement thermique, soudage et usinage
| Élément | Pratique courante |
|---|---|
| Température de service | −29 °C à ≈ 425 °C en service continu (l'ASME B16.5 admet jusqu'à 538 °C, mais au-dessus de ≈ 425 °C il y a risque de graphitisation/fluage). En dessous de −29 °C, utiliser l'A350 LF2. |
| Traitement thermique | Obligatoire pour les brides au-dessus de la Classe 300, les brides de conception spéciale et les autres composants au-dessus de NPS 4 et au-dessus de la Classe 300 : recuit, normalisation (≈ 870–920 °C), normalisation + revenu ou trempe + revenu (revenu ≥ 590 °C). Les brides Classe 150/300 peuvent être livrées brutes de forge. |
| Soudage | Bonne soudabilité. Électrode AWS E7018 (A5.1), fil ER70S-6 (A5.18), fil fourré E71T-1. Préchauffage de ≈ 80–100 °C pour les épaisseurs > 25 mm ou un CE élevé ; PWHT à 595–650 °C selon le code (ASME B31.3/VIII). |
| Usinage | Bonne usinabilité (≈ 60–65 % de celle du 1212), avec copeaux continus à l'état normalisé. |
Planifier un forgeage libre en ASTM A105 – Acier au carbone forgé pour tuyauterie : 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 ASME B16.5 (WN, SO, pleines, LJ)
- Raccords forgés ASME B16.11 (à emboîtement et filetés)
- Corps et chapeaux de vannes
- Piquages et manchons de récipients sous pression
- Conduites d'eau non corrosive, de vapeur, d'air, d'huile et de gaz
- Raffineries, pétrochimie et utilités
Alternatives : A350 LF2 pour basse température (Charpy à −46 °C) ; A694 F52–F65 pour brides de pipelines à haute résistance ; A182 F11/F22 au-dessus de ≈ 425 °C ; A182 F304L/F316L ou duplex en présence de corrosion.
ASTM A105 : guide complet
Qu'est-ce que l'acier ASTM A105
L'A105 est un acier au carbone ordinaire, et non un alliage spécial : il contient du fer, jusqu'à 0,35 % de carbone, du manganèse et du silicium, avec des limites sur les éléments résiduels (Cu, Ni, Cr, Mo, V, Nb). La norme ASTM A105/A105M couvre les pièces forgées en acier au carbone pour composants de tuyauterie, d'un poids maximal de 4.540 kg (10.000 lb) par pièce ; au-delà, l'ASTM A266 s'applique.
Composition chimique et carbone équivalent
Le carbone (≤ 0,35 %) et le manganèse (0,60 – 1,05 %) règlent la résistance ; le silicium désoxyde l'acier. La norme limite la somme des résiduels et, lorsque l'acheteur commande l'exigence supplémentaire S4 (Carbone équivalent), le carbone équivalent de la coulée à 0,47 par la formule IIW jusqu'à 2 in (50,8 mm) d'épaisseur et à 0,48 au-delà ; une valeur plus basse, comme 0,43, peut être convenue entre acheteur et fournisseur (S4.3), ce qui garantit la bonne soudabilité qui fait de l'A105 le matériau le plus utilisé en tuyauterie industrielle.
Propriétés mécaniques
La norme exige une limite d'élasticité minimale de 250 MPa, une résistance à la traction minimale de 485 MPa, un allongement minimal de 22 % en éprouvette ronde, une réduction de section minimale de 30 % et une dureté maximale de 187 HBW. Les valeurs s'appliquent à la pièce à l'état de livraison, brute de forge ou traitée thermiquement.
Traitement thermique
Contrairement à ce qu'on affirme souvent, le traitement thermique n'est pas obligatoire dans tous les cas : les brides jusqu'à la Classe 300 et les autres composants jusqu'à la Classe 300 ou jusqu'à NPS 4 peuvent être livrés bruts de forge. Au-delà, la norme exige l'un des cycles prescrits, au choix de l'acheteur : recuit, normalisation, normalisation et revenu ou trempe et revenu. Dustre réalise ces cycles dans ses propres fours, dans le cadre de son service de traitement thermique.
Limites de température
L'A105 n'est pas un matériau pour haute température : l'emploi continu recommandé va jusqu'à environ 425 °C, au-delà duquel interviennent les aciers chrome-molybdène comme le F11 et le F22. Il n'est pas non plus indiqué en dessous de −29 °C, plage où l'on utilise l'ASTM A350 LF2, avec essai de résilience à −46 °C.
Applications
Brides de tous types et classes, raccords forgés, corps et chapeaux de vannes, blocs, bouchons et pièces usinées de tuyauterie pour l'eau, la vapeur basse pression, l'air, l'huile et le gaz dans les raffineries, usines pétrochimiques, l'industrie de la pâte et du papier, les mines et la production d'énergie.
Formes de fourniture et services Dustre
Barres rondes et blocs forgés en forgeage libre, coupés à la demande 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 certificat de contrôle 3,1 et traçabilité de coulée.
Questions fréquentes
Quelle est la composition chimique de ASTM A105 ?
Selon ASTM A105/A105M : C ≤ 0,35; Mn 0,60 – 1,05 (*); P ≤ 0,035; S ≤ 0,040; Si 0,10 – 0,35; Cu ≤ 0,40.
Quelles normes couvrent ASTM A105 ?
Pièce forgée (brides, raccords, vannes): ASTM A105/A105M; ASME SA-105. Pièce forgée > 4.540 kg: ASTM A266. Barre: ASTM A105 (composants usinés dans la barre, dans les limites de la norme) / SAE 1020–1025. Tube: ASTM A106 Gr B / API 5L B. Raccords à souder bout à bout: ASTM A234 WPB. Dimensions des brides: ASME B16.5 / B16.47.
Jusqu'à quelle température ASTM A105 peut-il être utilisé ?
−29 °C à ≈ 425 °C en service continu (l'ASME B16.5 admet jusqu'à 538 °C, mais au-dessus de ≈ 425 °C il y a risque de graphitisation/fluage). En dessous de −29 °C, utiliser l'A350 LF2.
Quels matériaux peuvent remplacer ASTM A105 ?
A350 LF2 pour basse température (Charpy à −46 °C) ; A694 F52–F65 pour brides de pipelines à haute résistance ; A182 F11/F22 au-dessus de ≈ 425 °C ; A182 F304L/F316L ou duplex en présence de corrosion.
Où acheter ASTM A105 au Brésil ?
Dustre fournit ASTM A105 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].
