ASTM A182 F91 Type 1 – UNS K90901
Acier 9Cr-1Mo-V-Nb modifié (« P91 ») pour le fluage
Acier martensitique 9Cr-1Mo modifié au V, au Nb et au N, forgé selon l'ASTM A182. Les carbonitrures fins confèrent une résistance au fluage très supérieure à celle du F22 et du F9, permettant des parois plus minces dans la vapeur supercritique. Il exige un contrôle rigoureux du traitement thermique et du soudage.
Désignations et équivalences
| Système | Désignation |
|---|---|
| UNS | K90901 |
| W.Nr./EN | X10CrMoVNb9-1 – 1.4903 (EN 10222-2) |
| DIN | X10CrMoVNb9-1 |
| JIS | SFVAF28 (JIS G3203) |
| Appellations commerciales | Grade 91, P91, T91, mod. 9Cr-1Mo |
| Autres | Tube A335 P91; tôle A387 Gr 91; raccords A234 WP91; pièce moulée A217 C12A |
Normes par forme de produit
| Forme | Norme |
|---|---|
| Pièces forgées (brides, raccords, vannes) | ASTM A182/A182M F91 Type 1 / Type 2; ASME SA-182 |
| Grosses pièces forgées | ASTM A336 F91 |
| Tuyau/tube | ASTM A335 P91 / A213 T91 |
| Tôle forte | ASTM A387 Gr 91 |
| Raccords à souder bout à bout | ASTM A234 WP91 |
| Pièce moulée | ASTM A217 C12A |
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 |
| 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 A182/A182M – F91 Type 1
| Élément | Plage (%) |
|---|---|
| C | 0,08 – 0,12 |
| Mn | 0,30 – 0,60 |
| P | ≤ 0,020 |
| S | ≤ 0,010 |
| Si | 0,20 – 0,50 |
| Ni | ≤ 0,40 |
| Cr | 8,0 – 9,5 |
| Mo | 0,85 – 1,05 |
| V | 0,18 – 0,25 |
| Nb | 0,06 – 0,10 |
| N | 0,030 – 0,070 |
| Al | ≤ 0,02 |
| Ti / Zr | ≤ 0,01 chacun |
Calculer le carbone équivalent de ASTM A182 F91 Type 1 pour le soudage →
Propriétés mécaniques
Normalisé + revenu – ASTM A182 F91 (Types 1 et 2)
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Limite d'élasticité (0,2 %) | ≥ 415 MPa |
| Résistance à la traction | ≥ 585 MPa |
| Allongement | ≥ 20 % |
| Striction | ≥ 40 % |
| Dureté | 190 – 248 HBW |
Propriétés physiques typiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse volumique | 7,77 g/cm³ |
| Module d'élasticité | ≈ 218 GPa |
| Conductivité thermique (20 °C) | ≈ 26 W/m·K |
| Dilatation thermique (20–100 °C) | ≈ 10,9 µm/m·K |
Calculer le poids de la barre, de la tôle ou du tube en ASTM A182 F91 Type 1 →
Traitement thermique, soudage et usinage
| Élément | Pratique courante |
|---|---|
| Température de service | Jusqu'à ≈ 600–625 °C en service au fluage (l'ASME admet jusqu'à 649 °C). |
| Traitement thermique | Normalisation à 1.040–1.080 °C + revenu à 730–800 °C (Type 1). Hors de la plage ou avec un refroidissement inadapté, il se forme de la ferrite/martensite non revenue et la résistance au fluage est perdue. |
| Soudage | Préchauffage à 200–250 °C, température entre passes ≤ 300–350 °C, refroidissement sous ≈ 100 °C avant le PWHT ; produit d'apport AWS E9015-B91 / E9018-B91 (A5.5), ER90S-B91 (A5.28), E91T1-B91 ; PWHT obligatoire à 745–775 °C. Contrôler le Ni+Mn du métal fondu (< 1,2 %). |
| Usinage | Moyenne ; plus dur que le F22, outils en carbure. |
Planifier un forgeage libre en ASTM A182 F91 Type 1 : 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
- Conduites de vapeur principale et de resurchauffe des centrales supercritiques
- Collecteurs et raccords de chaudières et de HRSG
- Vannes haute pression et haute température
- Fours et échangeurs de raffinerie à haute température
- Tubulures et composants d'appareils en service au fluage
Alternatives : F22 pour une température/pression plus basse et un soudage plus simple ; F92 (au W) pour une résistance au fluage encore supérieure ; F9 lorsque l'enjeu est la sulfuration et non le fluage ; inoxydable 347H au-dessus de ≈ 625 °C.
ASTM A182 F91 Type 1 : guide complet
Ce qu'est l'acier ASTM A182 F91
Le F91 est la version forgée du grade 91, le même alliage que les tubes P91 et T91. Il appartient à la famille des aciers alliés Cr-Mo pour hautes températures, aux côtés des F11, F22, F5 et F9. Contrairement aux aciers inoxydables, le F91 n'est pas choisi pour sa résistance à la corrosion en milieu aqueux mais pour sa résistance au fluage, c'est-à-dire pour sa capacité à supporter une contrainte pendant des dizaines de milliers d'heures entre 500 et 650 °C sans déformation excessive.
Composition chimique et rôle des éléments
Les 9 % de chrome et 1 % de molybdène confèrent la résistance à l'oxydation par la vapeur et le durcissement par solution solide. Ce qui distingue le F91 du F9, ce sont les ajouts contrôlés de vanadium (0,18 – 0,25 %), de niobium (0,06 – 0,10 %) et d'azote (0,030 – 0,070 %) : ces éléments forment des carbonitrures fins et stables qui ancrent la microstructure en service et augmentent la résistance au fluage par rapport au 9Cr-1Mo conventionnel. L'aluminium est limité à 0,02 % pour ne pas consommer l'azote.
Traitement thermique
Le cycle standard est une normalisation à 1.040 – 1.080 °C suivie d'un revenu à 730 – 800 °C. Dustre réalise ce cycle dans ses propres fours, avec enregistrement des températures, dans le cadre de son service de traitement thermique. Les pièces qui subissent un forgeage ou une déformation à froid significative doivent repasser par le cycle complet.
Soudage
Le soudage du F91 est critique et exige un mode opératoire qualifié : produits d'apport de même classe (9Cr-1Mo-V), préchauffage à 200 – 250 °C, contrôle de la température entre passes et traitement thermique après soudage à 745 – 775 °C. Sans PWHT, la zone affectée thermiquement reste martensitique, dure et fragile, et le joint perd sa résistance au fluage. C'est le principal point d'attention à l'achat et à la fabrication avec ce matériau.
Applications
Brides, raccords forgés, vannes, collecteurs, fonds et pièces de conduites de vapeur dans les chaudières et les turbines ; équipements de raffinerie et de pétrochimie fonctionnant au-dessus de 500 °C ; composants de fours et de réacteurs. À des températures inférieures à 450 °C, le F91 est généralement remplacé avec avantage économique par le F22 ou le F11.
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 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 A182 F91 Type 1 ?
Selon ASTM A182/A182M – F91 Type 1 : C 0,08 – 0,12; Mn 0,30 – 0,60; P ≤ 0,020; S ≤ 0,010; Si 0,20 – 0,50; Ni ≤ 0,40.
Quelles normes couvrent ASTM A182 F91 Type 1 ?
Pièces forgées (brides, raccords, vannes): ASTM A182/A182M F91 Type 1 / Type 2; ASME SA-182. Grosses pièces forgées: ASTM A336 F91. Tuyau/tube: ASTM A335 P91 / A213 T91. Tôle forte: ASTM A387 Gr 91. Raccords à souder bout à bout: ASTM A234 WP91. Pièce moulée: ASTM A217 C12A.
Jusqu'à quelle température ASTM A182 F91 Type 1 peut-il être utilisé ?
Jusqu'à ≈ 600–625 °C en service au fluage (l'ASME admet jusqu'à 649 °C).
Quels matériaux peuvent remplacer ASTM A182 F91 Type 1 ?
F22 pour une température/pression plus basse et un soudage plus simple ; F92 (au W) pour une résistance au fluage encore supérieure ; F9 lorsque l'enjeu est la sulfuration et non le fluage ; inoxydable 347H au-dessus de ≈ 625 °C.
Où acheter ASTM A182 F91 Type 1 au Brésil ?
Dustre fournit ASTM A182 F91 Type 1 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].
