Acier inoxydable super duplex 2507 / F53 : normes, composition et propriétés
UNS S32750, 1.4410
Le super duplex 2507 est l'inox austéno-ferritique UNS S32750 (environ 50/50 de ferrite et d'austénite), avec 24–26 % de Cr, 3–5 % de Mo et 0,24–0,32 % de N, conçu pour un PREN ≥ 40 et une limite d'élasticité de 550 MPa, double de celle des austénitiques. En pièces forgées et brides, c'est l'ASTM A182 F53 ; en EN, 1.4410 ; en pièce moulée, la nuance 5A (CE3MN). Le F55 (S32760, Zeron 100) est un autre super duplex, avec cuivre et tungstène, et a sa propre page.
Une composition, plusieurs normes
La désignation change selon la forme du produit. Lors de la spécification, citez la norme, la nuance et la classe.
| Forme | ASTM/ASME | Nuance/classe | EN | ABNT/autres |
|---|---|---|---|---|
| Pièce forgée et bride (B16.5) | A182 / SA-182 | F53 (S32750) | EN 10250-4 / EN 10222-5: 1.4410* | NORSOK M-630 MDS D54* |
| Barre | A479 / SA-479; A276 | S32750 | EN 10088-3 / EN 10272: 1.4410 | NORSOK MDS D57* ; JIS G4303 SUS327L1 (S32750)* |
| Tôle forte, bobine, feuillard | A240 / SA-240 | S32750 | EN 10088-2 / EN 10028-7: 1.4410 | NORSOK MDS D55*; JIS G4304 SUS327L1* |
| Tube sans soudure (ligne) | A790 / SA-790 | S32750 | EN 10216-5: 1.4410 | NORSOK MDS D51* |
| Tube d'échangeur de chaleur | A789 / SA-789 | S32750 | EN 10216-5 | NORSOK MDS D58* |
| Tube soudé | A790 (soudé) ; A928 (soudé par fusion, classes 1–5) | S32750 | EN 10217-7: 1.4410* | NORSOK MDS D52* |
| Raccords (à souder bout à bout) | A815 / SA-815 | WPS32750 (classes WP-S, WP-W, WP-WX, CR)* | EN 10253-4* | NORSOK MDS D53* |
| Pièce moulée | A890 / A995 (pression) | 5A = CE3MN (J93404) | EN 10213 / EN 10283 : 1.4469 GX2CrNiMoN26-7-4 | NORSOK MDS D56* |
| Produit d'apport de soudage | AWS A5.9 / A5.4 / A5.22 | ER2594, E2594, E2594T | EN ISO 14343: 25 9 4 N L | ASME IX: P-No. 10H |
| Rondelle/boulon, service en milieu acide | A182 / A479 / A276 + NACE | S32750 | — | NACE MR0175/ISO 15156-3 ; NACE MR0103 ; API 6A* |
La NBR 5601 n'a pas de nuance super duplex (non confirmé*) ; spécifier par UNS + norme de produit ASTM/EN. Les numéros MDS de la NORSOK viennent d'une ancienne liste de révision et peuvent avoir changé dans les éditions actuelles de la M-630*.
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 |
| Tube sans soudure | 7304.41.90 | 7304.41 | 7304.41.6045 | 7304 41 00 |
| Tube soudé | 7306.40.00 | 7306.40 | 7306.40.5085 | 7306 40 80 |
| 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 par norme (%)
Les plages de chaque norme côte à côte, pour voir où elles diffèrent.
| Norme / nuance | C max. | Mn max. | P max. | S max. | Si max. | Cr | Ni | Mo | N | Autres |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A240/A182 F53 (S32750) | 0,030 | 1,20 | 0,035 | 0,020 | 0,80 | 24,0–26,0 | 6,0–8,0 | 3,0–5,0 | 0,24–0,32 | Cu 0,50 max. |
| A890/A995 5A (CE3MN) | 0,03 | 1,50 | 0,04 | 0,04 | 1,00 | 24,0–26,0 | 6,0–8,0 | 4,0–5,0 | 0,10–0,30 | — |
| EN 1.4410 (X2CrNiMoN25-7-4) | 0,030 | 2,00* | 0,035 | 0,015 | 1,00 | 24,0–26,0 | 6,0–8,0 | 3,0–4,5* | 0,24–0,35* | — |
Calculer le PREN de Super duplex 2507 / F53 / S32750 dans le calculateur de PREN →
Propriétés mécaniques par norme
Valeurs minimales à température ambiante, dans l'état de livraison indiqué.
| Norme et état | Rp0,2 min | Rm | Allong. | Striction | Dureté |
|---|---|---|---|---|---|
| PIÈCES FORGÉES | |||||
| A182 F53, hypertrempé, ≤ 50 mm | 550 MPa (80 ksi) | 800 MPa min. (116 ksi) | 15 % | non spécifié* | 310 HBW max. |
| A182 F53, > 50 mm | 515 MPa (75 ksi) | 730 MPa min. (106 ksi) | 15 % | — | 310 HBW max. |
| LAMINÉS | |||||
| A240 S32750, tôle forte | 550 MPa | 795 MPa min. | 15 % | — | 310 HBW / 32 HRC max. |
| TUBES, RACCORDS ET PIÈCES MOULÉES | |||||
| A790 / A789 S32750 | 550 MPa | 800 MPa min. | 15 % | — | 300 HBW / 32 HRC max. |
| A890 / A995 5A (CE3MN) | 515 MPa (75 ksi) | 690 MPa min. (100 ksi) | 18 % | — | — |
| RACCORDS | |||||
| A815 WPS32750 | selon le produit de départ* | 800 MPa min.* | 15 %* | — | * |
Calculer le poids de la barre, de la tôle ou du tube en Super duplex 2507 / F53 / S32750 →
F53 (S32750) et F55 (S32760) : 2507 et Zeron 100
Les deux alliages partagent la même base 25Cr-7Ni et la même limite d'élasticité de 550 MPa. Le S32750 (2507) contient plus de Mo (jusqu'à 5 %) et de N (0,24–0,32 %) et n'a pas de W ; il a une Rm minimale plus élevée (800 MPa) et un allongement plus faible (15 %). Le S32760 (Zeron 100) ajoute Cu et W (0,5–1,0 % chacun), a un Mo max. de 4 % et porte l'exigence PREN ≥ 40 dans la composition même ; la Rm se situe à 750–895 MPa avec 25 % d'allongement. En pratique, ils sont interchangeables dans de nombreuses MDS (la NORSOK les liste sur la même fiche), mais ce ne sont pas la même nuance : vérifier quel UNS la spécification exige et utiliser un produit d'apport compatible (type ER2594 ou Zeron 100X).
Traitements thermiques exigés par les normes
| Norme | État de livraison | Température |
|---|---|---|
| A182 F53 / A240 S32750 | Hypertrempé et refroidi rapidement dans l'eau ou un milieu liquide | 1025 °C min. (1880 °F) ; A240 : 1025–1125 °C* |
| A890 / A995 5A | Hypertrempé à l'eau | 1120 °C min* |
Planifier un forgeage libre en Super duplex 2507 / F53 / S32750 : réduction, élancement et quantité de matière à fournir →Simuler le plan de découpe du lingot ou de la barre →
Variantes de la famille
| Variante | Normes | Différence | Rp0,2 / Rm |
|---|---|---|---|
| S32750 (2507, SAF 2507, 1.4410) | A182 F53, A240, A479, A790, A789, A815, A928 | Mo 3–5 %, N 0,24–0,32 %, sans W/Cu | 550 / 800 MPa |
| S32760 (Zeron 100, 1.4501) | A182 F55, A240, A276, A479, A790, A789, A815, A928 | Cu 0,5–1 % et W 0,5–1 % ; PREN ≥ 40 exigé | 550 / 750–895 MPa |
| S32550 (Ferralium 255, 1.4507) | A182 F61, A240, A479, A276, A790 | Cu 1,5–2,5 %, Ni et N plus faibles ; le PREN minimal peut être < 40 | 550 / 750–760 MPa |
| S32520 (UR 52N+, Ferralium 255-SD50, 1.4507) | A182 F59, A240, A789, A790, A928 | Cu 0,5–3 %*, N up to 0,35 %; PREN > 40 | 550 / 770 MPa |
| CE3MN (5A, J93404) | A890 / A995 5A | Équivalent moulé du 2507 ; Mo 4–5 % | 515 / 690 MPa |
| CD3MWCuN (6A, J93380) | A890 / A995 6A | Équivalent moulé du Zeron 100 (Cu + W) | 450 / 690 MPa |
Corrosion, PREN et température
- PREN: Cr + 3,3 Mo + 16 N. Aux minimums ASTM, le S32750 peut donner ~38 ; c'est pourquoi les achats offshore exigent un PREN ≥ 40 calculé sur la coulée.
- Corrosion par piqûres et caverneuse: l'essai usuel est l'ASTM G48 méthode A à 50 °C pendant 24 h, sans piqûre (22Cr : 40 °C). CPT typique bien supérieure à celle du duplex 22Cr et du 316L.
- Phases intermétalliques (sigma, chi): précipitent rapidement entre ~600 et 1000 °C ; la plage critique de formation va de ~320 à 955 °C (A923). Un refroidissement lent après hypertrempe ou un soudage à forte énergie fait chuter la ténacité et la résistance à la piqûre.
- Fragilisation à 475 °C: la ferrite durcit lors d'une longue exposition entre ~300 et 525 °C, ce qui limite l'usage continu à environ 250 °C (l'ASME accepte généralement jusqu'à ~315 °C)*.
- Basse température: ténacité démontrée par Charpy à −46 °C (NORSOK : 45 J en moyenne / 35 J en individuel) ou −40 °C (A923 méthode B).
- NACE MR0175/ISO 15156-3: le super duplex hypertrempé est accepté avec des limites de pH2S, de chlorures et de température qui dépendent de la plage de PREN (40–45) ; la NACE MR0103 limite le super duplex à 32 HRC ; les achats NORSOK exigent généralement 28 HRC / 270 HB*.
Comparer les alliages selon le milieu corrosif, la concentration et la température →
Essais exigés pour le super duplex (ASTM A923, G48, NORSOK)
- ASTM A923: détecte les phases intermétalliques : méthode A (attaque NaOH, acceptation seulement), méthode B (Charpy) et méthode C (chlorure ferrique).
- A923 méthode C: S32750, S32550 et S32520 testés à 40 °C, perte maximale 10 mdd. Le S32760 ne figurait pas dans l'édition de 2008 ; confirmer dans l'édition en vigueur*.
- A923 méthode B: S32750 à −40 °C avec une énergie convenue entre l'acheteur et le fournisseur ; pièce moulée J93404 (5A) à −46 °C, 54 J min.
- ASTM G48 A à 50 °C / 24 h: aucune piqûre et une perte de masse ≤ 4 g/m² constituent le critère usuel de la NORSOK M-630/M-650*.
- Ferrite (ASTM E562): 35–55 % en métal de base ; en soudure, 30–70 % (NORSOK M-601)*.
- NORSOK M-650: qualification du fabricant (forge, fonderie, aciérie) pour le 25Cr ; exige une pièce de qualification avec les essais ci-dessus.
Soudage
| Élément | Pratique usuelle |
|---|---|
| Produit d'apport | ER2594 (AWS A5.9), E2594 (A5.4), E2594T (A5.22) ; EN ISO 14343 25 9 4 N L |
| Gaz | Ar + 2 % N2 (protection) et Ar ou Ar + N2 pour la purge, afin d'éviter la perte d'azote à la racine |
| Préchauffage | Non utilisé |
| Interpasse | Max. 100–150 °C (100 °C courant pour le 25Cr)* |
| Énergie de soudage | Faible et contrôlée, ~0,5–1,5 kJ/mm, pour équilibrer la ferrite sans précipiter la phase sigma* |
| TTAS | Pas de détensionnement ; si nécessaire, seulement l'hypertrempe complète avec trempe à l'eau |
| Contrôle | Ferrite et dureté en qualification (350 HV10 max. usuel), G48 et Charpy selon la NORSOK M-601/M-650* |
Métal d'apport pour le soudage
La composition du fil n'est généralement pas identique à celle du matériau : chaque page explique pourquoi.
Équivalences internationales
| Système | Désignation |
|---|---|
| UNS | S32750 ; équivalent moulé J93404 (5A) |
| ASTM forgé | F53 (S32750) |
| EN / W.Nr. | 1.4410 X2CrNiMoN25-7-4 ; moulé 1.4469 GX2CrNiMoN26-7-4 |
| Noms commerciaux | SAF 2507 (Alleima), Forta SDX 2507 (Outokumpu), UR 2507 |
| JIS | SUS327L1 (≈ S32750)* |
| GB | 022Cr25Ni7Mo4N / S25073 (≈ S32750)* |
| ABNT / SAE / AISI | Pas de désignation AISI/SAE ; la NBR 5601 n'a pas de nuance correspondante* |
L'équivalence se fait par composition approximative ; propriétés minimales, essais et traitement thermique changent d'une norme à l'autre.
Applications typiques
| Forme ou secteur | Où il est utilisé |
|---|---|
| Pétrole et gaz offshore | Lignes d'eau de mer, injection, collecteurs, ombilicaux et circuits d'eau incendie (NORSOK) |
| Sous-marin | Connecteurs, brides F53, moyeux et vannes en contact avec l'eau de mer |
| Dessalement (osmose inverse d'eau de mer) | Tubes et récipients haute pression en présence de saumure |
| Chimie et cellulose | Échangeurs, pompes et équipements en présence de chlorures et d'acides |
| Pompes et vannes | Corps moulés 5A, arbres et internes en barre A479 |
| Fixation | Goujons et écrous en super duplex pour service en milieu chloruré et H2S |
Questions fréquentes
Le F53 et le F55 sont-ils la même chose ?
Non. Le F53 est le S32750 (2507) et le F55 est le S32760 (Zeron 100, avec Cu et W). Ils ont la même limite d'élasticité de 550 MPa et la même base 25Cr, mais la composition, la Rm et le traitement thermique diffèrent.
Quel est le PREN minimal du 2507 ?
La pratique du marché et la NORSOK exigent un PREN ≥ 40. Aux minimums ASTM, le S32750 peut donner environ 38 ; le PREN doit donc être calculé sur la coulée et indiqué sur le certificat.
Quelle est la différence entre duplex et super duplex ?
Le duplex 22Cr (S31803/S32205, F51/F60) a un PREN ~34 et une limite d'élasticité de 450 MPa. Le super duplex 25Cr a un PREN ≥ 40 et une limite d'élasticité de 550 MPa, pour l'eau de mer et les chlorures plus agressifs.
Quelle pièce moulée correspond au 2507 ?
ASTM A890/A995 nuance 5A (CE3MN, J93404).
