Brevet FR3088343A1 — publié le 20200515

Description Titre de l'invention : Acier de fonderie réfractaire ferritique [0001] L'invention concerne un acier de fonderie réfractaire. Elle concerne aussi une pièce de fonderie comportant un tel acier ainsi qu'un procédé de fabrication d'une telle pièce de fonderie et un dispositif comportant une telle pièce de fonderie. [0002] A la différence d'un acier corroyé, un acier de fonderie, aussi dénommé « acier moulé », présente généralement des teneurs en carbone et en silicium élevées, qui lui confère à l'état en fusion une viscosité adaptée à son coulage dans un moule de fonderie. La pièce de fonderie obtenue par coulage d'un acier de fonderie peut être usinée et/ou traitée thermiquement. Elle n'est cependant pas soumise, comme en sidérurgie, à un ou plusieurs traitements thermomécaniques, par exemple la succession d'un laminage à chaud suivi d'un laminage à froid et d'un recuit de recristallisation. Par ailleurs, pour un acier de fonderie, une ductilité élevée n'est généralement pas recherchée alors qu'elle s'avère essentielle pour un acier corroyé qui est destiné à être mis en forme. [0003] Les problèmes posés par les aciers corroyés et par les aciers de fonderie, et les solutions techniques adoptées pour les résoudre, sont donc différents. A priori, une composition mise au point pour fabriquer un acier corroyé n'est donc pas utilisable telle quelle pour mouler une pièce de fonderie. [0004] Parmi les aciers de fonderie, des aciers de fonderie réfractaires sont connus pour leurs résistances à des températures supérieures à 800 °C. Les aciers de fonderie réfractaires austénitiques sont connus pour présenter une ductilité plus élevée que les aciers ferritiques. Toutefois, les aciers réfractaires ferritiques leurs sont souvent préférés dans les applications où les sollicitations mécaniques sont modérées car ils sont plus avantageux économiquement que les aciers réfractaires austénitiques. Les aciers ferritiques comportent généralement plus de 0,3 % de carbone et plus de 20 % de chrome respectivement. [0005] Dans des applications où des températures supérieures à 800 °C sont rencontrées, les aciers de fonderie réfractaires sont soumis à des conditions oxydantes particulièrement corrosives. En outre, la corrosion des aciers de fonderie réfractaires peut être amplifiée par la présence de composés agressifs, par exemple soufrés et/ou chlorés, qui peuvent réduire de manière significative leurs durées de vie. [0006] A titre illustratif, dans une chaudière à biomasse, une grille dynamique peut être formée d'un assemblage de pièces en acier de fonderie réfractaire ferritique. Une telle grille est disposée dans le foyer de combustion de la chaudière à biomasse, avec pour fonction d'assurer le transit de la biomasse après son introduction dans le foyer vers la partie chaude du foyer et l'évacuation des cendres après combustion. La combustion de 2 la hiomassc s'effectue directement sur la grille dynamique. Les pièces de la grille dynamique sont soumises à des températures élevées, comprises entre 850 °C et 1000 °C, pendant de longues périodes, par exemple pendant plusieurs mois. En outre, la combustion de la hiomasse génère un environnement corrosif chloré et soufré, qui peut dégrader les pièces de la grille dynamique jusqu'à leur rupture. Lorsque plusieurs pièces sont ainsi rompues, il est nécessaire de refroidir et d'arrêter la chaudière pour procéder au remplacement des éléments de la grille dynamique, voire de son intégralité. Une telle opération de maintenance est longue, complexe et coûteuse. Elle réduit le rendement de production énergétique de la chaudière à hiomasse. [0007] Il existe donc un besoin pour améliorer la durée de vie en environnement oxydant à haute température, notamment au sein d'une chaudière à hiomassc, d'une pièce en acier de fonderie réfractaire. [0008] L'invention vise à satisfaire cc besoin et propose un acier de fonderie réfractaire ferritique, comportant en pourcentages en masse : Cr: 20,0 % à 40,0 % Al : 0,5 % à 7,0 % Nb :