Calculer la teneur en ferrite dans l’acier inoxydable et l’acier inoxydable duplex

Importance de la ferrite dans la soudure

Le contrôle de la teneur en ferrite dans les soudures en acier duplex est très important. Une teneur en ferrite trop élevée dans la ZAT ou le métal fondu peut entraîner des propriétés de ténacité faibles, une faible ductilité et une susceptibilité accrue à la fissuration par corrosion de la zone soudée.

Ferrite Méthodes de calcul

La teneur en ferrite dans le métal fondu peut être prédite à partir de sa composition chimique à l’aide du diagramme ESPY (résultats en pourcentage de ferrite F%) ou du diagramme WRC-1992 (résultats en FN). Les autres méthodes ( SCHAEFFLER ou DELONG ) qui ne tiennent pas compte des teneurs en azote et en cuivre ne peuvent pas être utilisées pour les soudures duplex.

Méthodes de mesure

Les méthodes de mesure les plus courantes pour déterminer la teneur en ferrite dans le métal fondu sont les méthodes magnétiques comme le ferritscope (résultats en F% ou FN) ou la jauge magnétique (résultats en FN).

A noter qu’ils ne peuvent pas être utilisés pour des mesures très localisées. En effet, la méthode de grille métallographique selon ASTM E562 avec un grossissement suffisant est le seul moyen d’obtenir un résultat pertinent en HAZ. Sur la base de la pratique générale et de l’expérience, un grossissement supérieur ou égal à x 400 est recommandé pour la mesure de la ferrite.

La mesure de ferrite peut être effectuée par d’autres méthodes, par exemple par analyse d’image selon la norme ASTM E1245.

Gamme de teneur en ferrite pour la qualification de soudage duplex de l’acier inoxydable :

La teneur en ferrite doit se situer dans les plages suivantes :

  1. a) Métal soudé—30 % à 65 %,
  2. b) ZAT—40 % à 65 %,
  3. c) Métal de base—40 % à 60 %.

NOTE 1 Une teneur en ferrite jusqu’à 25 % peut être acceptable pour le métal fondu si la corrosion ou d’autres essais sont satisfaisants pour l’acheteur. Lorsqu’un consommable en alliage de nickel est utilisé, il n’est pas nécessaire de tester la teneur en ferrite dans le dépôt de soudure.

NOTE 2 Pour convertir le % de ferrite en FN, les éléments suivants peuvent être utilisés : Pour l’acier inoxydable duplex à 22 % Cr, le % de ferrite = 0,7 × FN ; Pour les aciers inoxydables 25 % Cr duplex et super duplex, ferrite % = 0,65 × FN.

Influence des éléments et du taux de refroidissement sur le % de ferrite

Refroidissement rapide — Haute ferrite

Refroidissement lent — Faible ferrite

Effet de la ferrite et de l’austénite dans l’acier inoxydable duplex