Nitronic 60 – UNS S21800
Acier inoxydable austénitique résistant au grippage et à l'usure
Acier inoxydable austénitique Cr-Ni-Mn avec ≈ 4% de silicium et de l'azote. Le silicium et le manganèse inhibent l'usure, le grippage et le fretting, même à l'état recuit : lors d'un essai sans lubrification, le Nitronic 60 contre le Nitronic 60 n'a grippé qu'à 345 MPa, alors que le 304 contre le 304 a grippé à 14 MPa. La limite d'élasticité typique à l'état recuit est de 414 MPa, la résistance à la corrosion générale se situe entre celle du 304 et celle du 316, et la résistance à la corrosion par piqûres en milieu chloruré est supérieure à celle du 316.
Désignations et équivalences
| Système | Désignation |
|---|---|
| UNS | S21800 |
| W.Nr./EN | Pas d'équivalent EN direct |
| Appellations commerciales | Nitronic 60 (Cleveland-Cliffs), Alloy 218, N-60, Fermonic 60 |
| Autres | Fixations ASTM A193 B8S / A194 8S; moulé CF10SMnN; consommable AWS ER218 (Nitronic 60W) |
Normes par forme de produit
| Forme | Norme |
|---|---|
| Barre et profilés | ASTM A276 / A479 S21800 |
| Tôle forte, tôle fine et feuillard | ASTM A240 S21800 |
| Barre, pièce forgée et fil (aérospatial) | AMS 5848 |
| Billette et barre pour forgeage | ASTM A314 |
| Fil | ASTM A580 |
| Boulons et écrous | ASTM A193 B8S / A194 8S |
| Pièce moulée | ASTM A351 / A743 CF10SMnN |
| Appareil à pression | ASME Section VIII Div. 1 (UHA-23) |
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 | 7222.30.00 | 7222.30 | 7222.30.0024 | 7222 30 51 |
| Barre laminée à chaud | 7222.11.00 | 7222.11 | 7222.11.0059 | 7222 11 11 |
| Tôle (> 10 mm, largeur ≥ 600 mm) | 7219.21.00 | 7219.21 | 7219.21.0020 | 7219 21 10 |
| Bride et raccord | 7307.21.00 | 7307.21 | 7307.21.5000 | 7307 21 00 |
Classe tarifaire : acier inoxydable (selon la composition chimique, conformément aux Notes du Chapitre 72 et à la Note 5 de la Section XV).
* : 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 A276 / A479 (UNS S21800)
| Élément | Plage (%) |
|---|---|
| C | ≤ 0,10 |
| Mn | 7,0 – 9,0 |
| Si | 3,5 – 4,5 |
| Cr | 16,0 – 18,0 |
| Ni | 8,0 – 9,0 |
| N | 0,08 – 0,18 |
| P | ≤ 0,060* |
| S | ≤ 0,030 |
| Mo | ≤ 0,75 |
| Cu | ≤ 0,75* |
| Fe | reste |
Calculer le PREN de Nitronic 60 dans le calculateur de PREN →
Propriétés mécaniques
Recuit – valeurs typiques pour barre Ø 25 mm (HPA/AK Steel) ; minimums pour barre de plus de 12,7 mm entre parenthèses
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Limite d'élasticité (0,2%) | 414 MPa typique (≥ 345 MPa*) |
| Résistance à la traction | 710 MPa typique (≥ 655 MPa*) |
| Allongement (4D) | 64% typique (≥ 35%*) |
| Striction | 74% typique (≥ 55%*) |
| Dureté | 95 HRB typique (170 – 255 HB) |
| Écroui (Nitronic 60 HS, niveau 3, jusqu'à Ø 89 mm) | Rm ≥ 1.103 MPa ; Re ≥ 896 MPa |
Propriétés physiques typiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Masse volumique | 7,62 g/cm³ |
| Module d'élasticité | 180 GPa |
| Dilatation thermique (24 – 93 °C) | ≈ 15,8 µm/m·K |
| Résistivité électrique | 98,2 µΩ·cm |
| Perméabilité magnétique (recuit) | 1,003 |
Calculer le poids de la barre, de la tôle ou du tube en Nitronic 60 →
Traitement thermique, soudage et usinage
| Élément | Pratique courante |
|---|---|
| Température de service | Du domaine cryogénique (–196 °C, où il conserve sa résistance au grippage) jusqu'aux hautes températures : résistance à l'oxydation similaire à celle du 309 et bonne résistance mécanique jusqu'à ≈ 980 °C (1.800 °F). |
| Traitement thermique | Recuit de mise en solution à ≈ 1.065 °C (1.950 °F)* avec refroidissement rapide. Non durcissable par traitement thermique ; la résistance est augmentée par écrouissage (Nitronic 60 HS), ce qui n'améliore pas la résistance au grippage. |
| Soudage | Bonne, par les procédés habituels des aciers inoxydables. Consommable assorti AWS A5.9 ER218 (Nitronic 60W). Préchauffage et traitement thermique après soudage généralement inutiles, au-delà d'un détensionnement normal. |
| Usinage | Difficile : indice ≈ 23% (AISI B1112 = 100% ; 304 = 45%). Usiner à ≈ 50% des vitesses employées pour le 304, avec du carbure revêtu, une machine rigide et une puissance suffisante. |
Planifier un forgeage libre en Nitronic 60 : réduction, élancement et quantité de matière à fournir →Simuler le plan de découpe du lingot ou de la barre →
Applications typiques
- Tiges, sièges et garnitures de vannes
- Bagues d'usure et lobes de pompes
- Axes, bagues et roulements à rouleaux
- Boulons, écrous et goujons anti-grippage (A193 B8S)
- Axes de ponts et pièces critiques de construction
- Tamis, chaînes et systèmes d'entraînement
- Composants pour le pétrole et le gaz, la pétrochimie et l'industrie chimique
Alternatives : Nitronic 50 (XM-19) quand la corrosion et la résistance comptent plus que le grippage ; 17-4PH H950 ou 410 trempé comme pièce antagoniste du Nitronic 60 dans les tiges et sièges (pas de grippage jusqu'à 345 MPa lors de l'essai) ; Stellite 6 ou rechargement dur quand l'usure abrasive domine ; 316L quand il n'y a pas de contact métal-métal.
Comparer les alliages selon le milieu corrosif, la concentration et la température →
Nitronic 60 : guide complet
Ce qu'est le Nitronic 60
Le Nitronic 60 est un acier inoxydable austénitique au manganèse, au silicium et à l'azote. Le silicium (3,5 – 4,5%) et le manganèse (7,0 – 9,0%) réduisent l'usure, le grippage et le fretting, même à l'état recuit, ce qui fait de cet alliage une alternative moins coûteuse aux alliages au cobalt et à forte teneur en nickel pour lutter contre l'usure. L'azote élève la limite d'élasticité à ≈ 414 MPa à l'état recuit.
Résistance au grippage : données d'essai
Contrainte seuil de grippage sans lubrification (contrainte à laquelle le grippage a commencé), pion sur bloc, même matériau sur les deux faces sauf indication contraire :
- 304 contre 304 : 14 MPa ; 316 contre 316 : 14 MPa ; 17-4PH H950 contre 17-4PH H950 : 14 MPa.
- Nitronic 60 contre Nitronic 60 : 345 MPa.
- Nitronic 60 contre 304, 303, 410 trempé, 440C ou 17-4PH H950 : pas de grippage jusqu'à 345 MPa.
- Nitronic 60 contre 316 : 262 MPa ; contre 430 recuit : 248 MPa.
L'essai a aussi été réalisé dans l'azote liquide (–196 °C), où l'alliage conserve sa résistance au grippage. L'écrouissage augmente la résistance mécanique mais n'améliore pas le comportement au grippage.
Usure et cavitation
Lors d'un essai d'usure métal-métal sans lubrification (cylindres croisés, 415 tr/min), le couple 304 contre Nitronic 60 a perdu 6,0 mg par 1.000 cycles, contre 24,7 mg pour le 304 contre le 17-4PH (43 HRC) ; avec le 316, 4,3 mg contre 18,5 mg. Le Nitronic 60 contre lui-même a perdu 2,8 mg. En érosion par cavitation, en prenant le Nitronic 60 comme référence 1,00, le 304 s'est érodé 3,67 fois plus vite, le 316 3,70, le bronze à l'aluminium 3,00 et le CA-6NM 6,80 (séries d'essais différentes).
Corrosion
La résistance à la corrosion générale se situe entre celle du 304 et celle du 316, mais la résistance à la corrosion par piqûres en milieu chloruré est supérieure à celle du 316. En 6 mois en eau de mer calme, le Nitronic 60 a montré une résistance à la corrosion caverneuse bien meilleure que celle du 304 et légèrement meilleure que celle du 316. Quand la corrosion est l'exigence principale, le Nitronic 50 (XM-19) est le choix le plus sûr.
Formes de fourniture et services Dustre
Barres rondes et blocs forgés en forgeage libre, coupés à la longueur sur scie à ruban, avec usinage d'ébauche ou de finition, recuit de mise en solution dans nos propres fours et essais de dureté, de traction et de résilience. Tout le matériau est fourni avec un certificat de contrôle 3.1 et la traçabilité de coulée.
Questions fréquentes
Quelle est la composition chimique de Nitronic 60 ?
Selon ASTM A276 / A479 (UNS S21800) : C ≤ 0,10; Mn 7,0 – 9,0; Si 3,5 – 4,5; Cr 16,0 – 18,0; Ni 8,0 – 9,0; N 0,08 – 0,18.
Quelles normes couvrent Nitronic 60 ?
Barre et profilés: ASTM A276 / A479 S21800. Tôle forte, tôle fine et feuillard: ASTM A240 S21800. Barre, pièce forgée et fil (aérospatial): AMS 5848. Billette et barre pour forgeage: ASTM A314. Fil: ASTM A580. Boulons et écrous: ASTM A193 B8S / A194 8S. Pièce moulée: ASTM A351 / A743 CF10SMnN. Appareil à pression: ASME Section VIII Div. 1 (UHA-23).
Jusqu'à quelle température Nitronic 60 peut-il être utilisé ?
Du domaine cryogénique (–196 °C, où il conserve sa résistance au grippage) jusqu'aux hautes températures : résistance à l'oxydation similaire à celle du 309 et bonne résistance mécanique jusqu'à ≈ 980 °C (1.800 °F).
Quels matériaux peuvent remplacer Nitronic 60 ?
Nitronic 50 (XM-19) quand la corrosion et la résistance comptent plus que le grippage ; 17-4PH H950 ou 410 trempé comme pièce antagoniste du Nitronic 60 dans les tiges et sièges (pas de grippage jusqu'à 345 MPa lors de l'essai) ; Stellite 6 ou rechargement dur quand l'usure abrasive domine ; 316L quand il n'y a pas de contact métal-métal.
Qu'est-ce que le grippage ?
C'est l'adhérence et l'arrachement de matière entre deux surfaces métalliques glissant sous charge, typique d'un inox contre un inox. Dans l'essai sans lubrification du fabricant, le 304 contre le 304 et le 316 contre le 316 ont grippé à 14 MPa ; le Nitronic 60 contre le Nitronic 60 seulement à 345 MPa.
Le Nitronic 60 est-il magnétique ?
Non. La perméabilité magnétique à l'état recuit est de 1,003.
Quelle est la différence entre le Nitronic 50 et le Nitronic 60 ?
Le Nitronic 50 (XM-19) est conçu pour la résistance à la corrosion et la résistance mécanique (PREN typique ≈ 34, limite d'élasticité ≥ 380 MPa). Le Nitronic 60 sacrifie une partie de la résistance à la corrosion au profit du silicium et du manganèse, qui apportent la résistance au grippage et à l'usure ; sa résistance à la corrosion générale se situe entre celle du 304 et celle du 316.
Existe-t-il un Nitronic 80 ?
Nous n'avons trouvé aucun alliage commercial portant ce nom. La famille Nitronic (Cleveland-Cliffs, anciennement AK Steel/Armco) comprend les nuances 19D, 30, 32, 33, 40, 50 et 60. Pour la résistance au grippage, utiliser le Nitronic 60 ; pour la résistance à la corrosion avec une haute résistance mécanique, le Nitronic 50 (XM-19).
Où acheter Nitronic 60 au Brésil ?
Dustre fournit Nitronic 60 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].
