UGIMA® 4362 Écroui : Acier inoxydable duplex à usinabilité et résistance à la corrosion accrues

Présentation de l'UGIMA® 4362

L'UGIMA® 4362 est un acier inoxydable austéno-ferritique (duplex) offrant une meilleure usinabilité qu'un 1.4362 standard (UGI® 4362), grâce principalement à une usure d'outil réduite et une meilleure cassabilité des copeaux.

L'UGIMA® 4362 est conforme à la spécification du 1.4362 selon la norme EN 10088-3, tout en conservant toutes les qualités de l'UGI 4362, à savoir :

• Des propriétés mécaniques supérieures (Rm et Rp0,2) à celles d'un 1.4404 standard (316L), voire d'un 1.4406 (316LN).
• Une résistance à la corrosion supérieure ou égale à celle d'un 1.4404 standard (316L).

L'UGIMA® 4362 présente de bonnes propriétés mécaniques : sa résistance à la traction et sa limite d'élasticité sont significativement plus élevées sur barres que celles d'un 1.4404 standard. De plus, cette nuance partiellement ferritique possède une température de transition ductile-fragile qui, dans le cas de barres de forte section, limite son utilisation aux applications à basse température.

La composition chimique de l'UGIMA® 4362 est optimisée pour obtenir une structure biphasée contenant entre 45 % et 70 % de ferrite après traitement de solution entre 950 °C et 1050 °C suivi d'un refroidissement rapide. La faible teneur en Mo rend le grade bien moins sensible que le 1.4462 à la précipitation de phases intermétalliques fragilisantes (sigma, X). La phase sigma n'apparaît ainsi qu'après un maintien à 700 °C pendant 20 heures.

Cependant, comme pour l'UGI 4362, la précipitation de la phase α' entre 350 °C et 550 °C dans l'UGIMA® 4362 peut entraîner une fragilisation de la structure. Par conséquent, la température d'utilisation de l'UGIMA® 4362 doit être limitée à 300 °C.

Propriétés

Général

Propriété	Valeur
Densité	7,8 g/cm³

Mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Module d'élasticité	20 °C	200 GPa
Module d'élasticité	100 °C	194 GPa
Module d'élasticité	200 °C	186 GPa
Module d'élasticité	300 °C	180 GPa
Allongement	—	12,0 – 15,0 %	Min., selon la dimension
Résistance à la traction	—	600,0 – 1100,0 MPa	Min., selon la dimension

Thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	—	0,000013 1/K	20 à 100 °C
Coefficient de dilatation thermique	—	0,0000135 1/K	20 à 200 °C
Coefficient de dilatation thermique	—	0,000014 1/K	20 à 300 °C
Capacité thermique massique	20 °C	500 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	100 °C	530 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	200 °C	560 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	300 °C	590 J/(kg·K)
Conductivité thermique	20 °C	15 W/(m·K)
Conductivité thermique	100 °C	16 W/(m·K)
Conductivité thermique	200 °C	17 W/(m·K)
Conductivité thermique	300 °C	18 W/(m·K)

Électriques

Propriété	Température	Valeur
Résistivité électrique	20 °C	8×10⁻⁷ Ω·m
Résistivité électrique	100 °C	8,5×10⁻⁷ Ω·m
Résistivité électrique	200 °C	9×10⁻⁷ Ω·m
Résistivité électrique	300 °C	1×10⁻⁶ Ω·m

Composition chimique

Élément	Valeur	Commentaire
Carbone	0,03	Max.
Chrome	22,0 – 24,0 %
Cuivre	0,1 – 0,6 %
Manganèse	2,0	Max.
Molybdène	0,1 – 0,6 %
Nickel	3,5 – 5,5 %
Azote	0,05 – 0,2 %
Phosphore	0,035	Max.
Silicium	1,0	Max.
Soufre	0,015	Max.

Propriétés technologiques

Domaines d'application

En général, partout où le grade 1.4404 (316L) est utilisé :

• Énergie, procédés
• Bâtiment
• Agroalimentaire

Limitations d'emploi :

• Applications cryogéniques (résistance insuffisante)
• Température de service supérieure à 300 °C (risque de fragilisation à long terme)

En cas de doute, veuillez contacter le fournisseur.

Propriétés de corrosion

L'UGIMA® 4362 peut remplacer le 1.4404 standard pour la plupart des applications, notamment pour :

• L'exposition aux atmosphères maritimes ou urbaines dans le bâtiment
• L'industrie des pâtes à papier
• L'industrie chimique en général

Corrosion par piqûres : Ce type de corrosion est le plus courant. Dû principalement à l'action néfaste des ions chlorure sur les inclusions sulfureuses, il se manifeste visuellement par de petites taches de produits de corrosion. La résistance à la corrosion par piqûres est déterminée, sur une courbe de polarisation, par le potentiel au-dessus duquel la piqûre se forme. Elle est testée selon la norme NF ISO 15158 ; plus le potentiel est élevé, meilleure est la résistance.

L'UGIMA® 4362 présente une résistance à la corrosion par piqûres équivalente à celle de l'UGIMA® 4404 et significativement meilleure que celle de certains 1.4404 standards. Pour une utilisation en environnements extrêmement agressifs (eau de mer, produits de nettoyage, etc.), veuillez contacter le fournisseur.

Corrosion sous contrainte : Des essais ont été réalisés en milieu aqueux chloré à pH 7 avec une teneur en oxygène de 8 ppm en solution ; une contrainte inférieure à la limite d'élasticité est appliquée pendant plus de 1000 heures. L'UGIMA® 4362 peut être utilisé dans ce type de conditions jusqu'à 130 °C sans risque de corrosion sous contrainte, alors que pour l'acier 1.4404, la température limite n'excède pas 50 °C.

Usinabilité générale

Barres laminées à chaud

Tournage – VB15/0,15 : En termes d'usure de plaquette (essais VB15/0,15 représentatifs de la productivité potentielle en tournage brut), les conditions de coupe accessibles de l'UGIMA® 4362 augmentent en moyenne de 6,5 % par rapport à un 1.4362 standard (UGI 4362) ; il se situe ainsi au-dessus d'un 1.4404 standard (UGI 4404) et proche de l'UGIMA® 4404HM.

Zones de cassabilité des copeaux (ZCC) : En termes de cassabilité des copeaux (essais ZCC, représentatifs de la capacité du métal à limiter les arrêts machine dus aux copeaux s'enroulant autour des outils), le nombre de conditions de coupe produisant des copeaux courts avec l'UGIMA® 4362 augmente significativement par rapport à celles d'un 1.4362 standard (UGI 4362) ; il se situe au même niveau qu'un 1.4404 standard (UGI 4404) et en dessous d'un UGIMA® 4404HM.

Perçage : Des essais de perçage ont été réalisés avec deux types de forets : foret HSS 4 mm sans lubrification centrale (huile soluble) et foret carbure monobloc revêtu 6 mm avec lubrification centrale (huile soluble). Les débits copeaux maximum ont été définis. Avec un foret HSS 4 mm sans lubrification centrale, l'UGIMA® 4362 présente un débit copeaux maximum supérieur à l'UGI 4362 et l'UGI 4404, et similaire à l'UGIMA® 4404HM. Avec un foret carbure revêtu 6 mm avec refroidissement central (15 bar), l'UGIMA® 4362 a une zone optimale plus large que l'UGI 4362, donnant un débit copeaux maximum similaire à l'UGI 4404, mais encore significativement inférieur à l'UGIMA® 4404HM.

Barres tréfilées à froid (décolletage)

Essais sur décolleteuse TORNOS SIGMA 32. En tournage (VB15/0,25), l'UGIMA® 4362 surpasse un 1.4404 standard (UGI 4404) d'environ 6 %, mais reste significativement en dessous de l'UGIMA® 4404HM (– 14 %). En perçage axial, le débit copeaux maximum de l'UGIMA® 4362 est identique à l'UGI 4404 et 10 % inférieur à l'UGIMA® 4404HM. En tronçonnage, l'UGIMA® 4362 apparaît significativement meilleur que l'UGI 4404 et au même niveau que l'UGIMA® 4404HM.

Traitement thermique

Recuit de solution : Le traitement de solution doit être effectué à une température entre 950 °C et 1050 °C, suivi d'un refroidissement rapide à l'air ou à l'eau. Ce traitement restaure la ductilité du grade après formage à chaud ou à froid.

Formage à chaud

Forgage : L'aptitude au forgeage de l'UGIMA® 4362 entre 1250 °C et 950 °C est satisfaisante, bien qu'inférieure à celle des aciers austénitiques standards (1.4301, 1.4404). La ductilité à chaud est liée à la teneur en ferrite du grade, qui augmente avec la température : elle sera donc meilleure pour des températures de forgeage élevées.

La résistance mécanique d'un inoxydable austéno-ferritique est inférieure à celle d'un austénitique dans cette plage de température, ce qui entraîne des charges moindres sur les outils ; des précautions sont parfois nécessaires pour limiter les déformations de fluage indésirables.

L'acier doit être refroidi suffisamment vite après forgeage à des températures inférieures à 900 °C pour éviter la formation de phase sigma fragilisante (trempe air ou eau). Dans ces conditions, le recuit de solution n'est pas obligatoire. Une température de fin de forgeage autour de 900-950 °C entraînera une augmentation des propriétés mécaniques de traction (Rm, Rp0,2) par écrouissage.

Produits disponibles

Produit	Forme	Finition	Tolérance	Dimensions (mm)
Barres laminées à chaud	Ronde	Laminée écalée	13	22 – 120
Barres laminées à froid	Ronde	Tréfilée / Usinée à froid / Rectifiée	H9 / H10 / H9	5 – 28 / 22 – 70 / 22 – 120

Veuillez contacter le fournisseur pour d'autres produits et dimensions.

Soudage

De manière similaire à l'UGI 4362, l'UGIMA® 4362 peut être soudé par friction, résistance ou arc (MIG, TIG, électrode enrobée, plasma, arc submergé, etc.) ou par faisceau laser, faisceau d'électrons, etc., avec ou sans fil d'apport.

En raison de l'absence de Mo dans l'UGIMA® 4362, ce grade, contrairement aux autres nuances austéno-ferritiques, ne présente pas de risque significatif de formation de phase sigma lors du soudage. Il est considérablement plus facile à souder, de la même manière que les grades austénitiques comme le 304L ou le 316L. Comparé à ces grades, l'UGIMA® 4362 est encore moins sensible à la fissuration thermique.

Toutefois, pour optimiser la résistance du soudage, il est vivement conseillé de choisir des paramètres maximisant l'énergie de soudage, ce qui limitera la quantité de ferrite dans la zone de métal fondu (ZMF) et la zone affectée thermiquement (ZAT).

Différents fils d'apport peuvent être utilisés pour souder l'UGIMA® 4362, selon les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion du soudage requises. Les principaux sont :

• ER 2307 / 23.7NL / UGIWELD® 23.7NL
• ER 2209 / 22.9.3NL / UGIWELD® 45N
• ER 309LSi / 23.12LSi / UGIWELD® 309LM

Il n'est pas conseillé de préchauffer les pièces avant soudage. Les pièces ne doivent pas être traitées thermiquement après soudage, bien que le recuit de solution soit permis si nécessaire.