Pour la soudure d'acier inoxydable, lequel est le meilleur : 308 ou 309 ?

En ce qui concernesoudage de l'acier inoxydable sur de l'acier inoxydableL'une des questions les plus fréquemment posées par les ingénieurs et les fabricants est la suivante :
« Dois-je utiliser du métal d'apport 308 ou 309 ? »

Les deux, 308 et 309, sontmatériaux de remplissage en acier inoxydable austénitiqueLargement utilisés dans la fabrication et la réparation de structures en acier inoxydable, ils servent cependant à des fins différentes selon les besoins.composition du métal de base, conditions de soudage et environnement de service.

Dans cet article détaillé,SAKYSTEEL, un fabricant et exportateur mondial d'acier inoxydable, expliqueDifférences entre les métaux d'apport en acier inoxydable 308 et 309, leurs caractéristiques chimiques et métallurgiques, et lequel est le plus performant pour les applications de soudage acier inoxydable sur acier inoxydable.

1. Introduction aux aciers inoxydables 308 et 309

Acier inoxydable 308

acier inoxydable 308(UNS S30800) est unalliage austénitique de chrome-nickelconçu principalement pour le soudageaciers inoxydables 304 et 304LIl contient environ20 % de chromeet10 % de nickel, ce qui lui confère une excellente résistance à la corrosion et une bonne soudabilité.

En raison de sa composition similaire à celle de l'acier inoxydable 304, la charge 308 est lechoix standardlors de l'assemblage de 304 avec 304 ou d'autres aciers inoxydables de la série 300 dans des environnements non sévères.

Acier inoxydable 309

acier inoxydable 309(UNS S30900) est également un alliage austénitique de chrome-nickel, mais il contientteneur plus élevée en chrome (≈23%)etnickel (≈13%)que 308. Cela le rend plusrésistant à l'oxydation, à la fatigue thermique et à l'entartrage à haute température.

Initialement développé comme unqualité résistante à la chaleur, 309 est maintenant également utilisé comme unmétal de remplissage de transitionpour l'assemblage d'aciers inoxydables dissemblables et pour le soudage entre l'acier inoxydable et l'acier au carbone.

2. Composition chimique

La composition chimique détermine le comportement de chaque alliage pendant et après le soudage.

• Composition de l'acier inoxydable 308 :

  • Chrome : 19–21 %

  • Nickel : 9 à 11 %

  • Carbone : ≤0,08%

  • Manganèse : ≤2%

  • Silicium : ≤1%

• Composition de l'acier inoxydable 309 :

  • Chrome : 22–24 %

  • Nickel : 12 à 15 %

  • Carbone : ≤0,08%

  • Manganèse : ≤2%

  • Silicium : ≤1%

Différence principale :

309 ateneur en alliage plus élevée, améliorant la résistance àchaleur et oxydationmais en le rendant légèrementplus cherque 308.

3. Microstructure et caractéristiques métallurgiques

Les deux, 308 et 309, sontausténitiqueles aciers inoxydables, ce qui signifie que leur structure cristalline estcubique à faces centrées (CFC)Cela leur confère une excellente ductilité, une grande robustesse et une excellente résistance à la corrosion.

Cependant, leurteneur en ferriteaprès solidification diffère :

• Le métal d'apport 308 contient généralement3 à 10 % de ferrite, ce qui réduit le risque de fissuration à chaud.

• Le métal d'apport 309 a tendance à avoirteneur en ferrite plus élevée(jusqu'à 15 %), améliorant la résistance à la fissuration à chaud à la solidification.

Ainsi, 309 est meilleur poursoudage de sections épaisses ou de matériaux à fort apport de chaleur, où les fissures sont un problème.

4. Applications de soudage de l'acier inoxydable 308

métal d'apport 308est la norme industrielle pour le soudageaciers inoxydables austénitiquescomme le 304, le 304L et le 301.

Utilisations typiques :

• Soudage304/304L à 304/304L

• Fabrication deréservoirs, tuyauterie et éléments structuraux

• équipements de transformation des aliments et des boissons

• Applications architecturales et décoratives

Le 308L (version à faible émission de carbone) est souvent utilisé pour prévenirprécipitation de carbureet maintenir la résistance à la corrosion dansjoints soudéssans traitement thermique après soudage.

Avantages du calibre 308 :

• Parfaitement adapté à l'acier inoxydable 304 et aux aciers inoxydables similaires.

• Bonne apparence de la soudure et élimination facile du laitier

• Maintient la résistance à la corrosion dans la plupart des environnements

Limites:

• Déconseillé pour une utilisation à haute température (supérieure à 800 °C).

• Ne convient pas pour l'assemblage de l'acier inoxydable et de l'acier au carbone.

5. Applications de soudage de l'acier inoxydable 309

métal d'apport 309est conçu pourteneur en alliage plus élevéeetcompatibilité plus étendueque 308.

Utilisations typiques :

• Soudageacier inoxydable à acier au carbone ou acier faiblement allié

• Adhésionaciers inoxydables dissemblables(par exemple, de 304 à 310, ou de 316 à 321)

• Réparation par soudage d'acier inoxydable de qualité inconnue

• Les composants à haute température commepièces de fournaise, échangeurs de chaleur et systèmes d'échappement

La teneur plus élevée en chrome et en nickel de l'acier 309 lui permet detolérer une inadéquation de compositionentre différents alliages sans fissures ni corrosion.

Avantages du 309 :

• Excellente résistance à l'oxydation et à l'entartrage jusqu'à 1100 °C

• Tolérance supérieure aux métaux de base mixtes ou inconnus

• Diminution du risque de fissuration lors du soudage à haute température

Limites:

• Légèrement plus cher que le 308

• Un surdimensionnement de la composition peut réduire la ductilité des soudures de tôles minces.

6. Résistance à la corrosion

Les deux qualités offrent une excellente résistance à la corrosion, mais l'environnement d'utilisation détermine laquelle est la plus performante.

• 308 :Exceptionnel dansconditions atmosphériques et chimiques douces, similaire à l'acier inoxydable 304.

• 309 :Supérieur enenvironnements oxydants et à haute température, tolérant les cycles thermiques sans entartrage ni carburation.

Pourenvironnements marins ou riches en chlorure, ni le 308 ni le 309 ne sont aussi performants que les nuances contenant du molybdène comme le 316 ou le 317.

Cependant, pouréquipements thermiques industriels et joints de transition, 309 surpasse clairement 308.

7. Résistance aux hautes températures

C'est l'une des différences les plus importantes entre le 308 et le 309.

• 308 :Fonctionne bien jusqu'à870 °C (1600 °F)avant de perdre en résistance et en oxydation.

• 309 :Maintient l'intégrité jusqu'à1100°C (2010°F), ce qui le rend idéal poursystèmes de chauffage et d'évacuation.

Donc, si le joint soudé est exposé àchauffage continu ou cyclique, 309 est le meilleur choix.

8. Propriétés mécaniques

Propriétés mécaniques typiques des deux métaux d'apport (état du dépôt de soudure) :

• 308 :

  • Résistance à la traction : ~550 MPa

  • Limite d'élasticité : ~350 MPa

  • Allongement : 35 %

• 309 :

  • Résistance à la traction : ~620 MPa

  • Limite d'élasticité : ~420 MPa

  • Allongement : 35 %

Conclusion:
Les soudures 309 sont plus solides et plus résistantes à la déformation à haute température, tandis que les soudures 308 sont plus ductiles et plus faciles à finir pour des applications esthétiques ou sanitaires.

9. Soudabilité et fabrication

Les modèles 308 et 309 ont tous deuxexcellente soudabilitéet peut être utilisé avec tous les procédés courants —GTAW (TIG), GMAW (MIG), SMAW (Stick) et FCAW (Flux-Cored).

Toutefois, tenez compte des éléments suivants :

• Utiliser308Llors du soudage des aciers inoxydables à faible teneur en carbone afin de prévenir la corrosion intergranulaire.

• Utiliser309lors de l'assemblage de métaux dissemblables ou lorsque la composition exacte de base est inconnue.

Pour éviter les fissures,contrôle de l'apport de chaleuretmaintenir les températures entre les passages en dessous de 150 °C.

10. Métaux de base assortis

Une règle générale :