Fil étiré à froid UGI® 4462
Acier inoxydable duplex à haute résistance à la corrosion et hautes performances mécaniques, l'UGI® 4462 présente une excellente résistance à la corrosion en milieu agressif, couplée à des propriétés mécaniques élevées.
La composition chimique de l'UGI® 4462 est optimisée pour obtenir, après un traitement thermique de mise en solution, une structure biphasique ferrite + austénite contenant entre 40% et 60% de ferrite. La nuance UGI® 4462 est sensible à la précipitation des phases intermétalliques qui dégradent les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion. La phase sigma (σ) précipite entre 600°C et 1000°C, après un temps de maintien de quelques dizaines de minutes. La phase de précipitation α' entre 350°C et 550°C présente également un risque de fragilisation. Par conséquent, la température d'utilisation de la nuance doit être limitée à 300°C (voir les tableaux à droite de la page matière).
Propriétés
Général
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 7,8 g/cm³ |
Mécanique
| Propriété | Température | Valeur | Commentaire |
|---|---|---|---|
| Module d'élasticité | 20 °C | 200 GPa | |
| 100 °C | 194 GPa | ||
| 200 °C | 186 GPa | ||
| 300 °C | 180 GPa | ||
| Résistance à la traction | 1000 | max., selon la taille |
Thermique
| Propriété | Température | Valeur | Commentaire |
|---|---|---|---|
| Coefficient de dilatation thermique | 0,000013 1/K | 20 à 100°C | |
| 0.0000135 1/K | 20 à 200°C | ||
| 0,000014 1/K | 20 à 300°C | ||
| Capacité thermique spécifique | 20 °C | 500 J/(kg·K) | |
| 100 °C | 530 J/(kg·K) | ||
| 200 °C | 560 J/(kg·K) | ||
| 300 °C | 590 J/(kg·K) | ||
| Conductivité thermique | 20 °C | 15 W/(m·K) | |
| 100 °C | 16 W/(m·K) | ||
| 200 °C | 17 W/(m·K) | ||
| 300 °C | 18 W/(m·K) |
Électrique
| Propriété | Température | Valeur |
|---|---|---|
| Résistivité électrique | 20 °C | 0.0000008Ω·m |
| 100 °C | 0.00000085Ω·m | |
| 200 °C | 0,0000009Ω·m | |
| 300 °C | 0,000001 Ω·m |
Propriétés chimiques
| Propriété | Valeur | Commentaire |
|---|---|---|
| Carbone | 0.03 | max. |
| Chrome | 22,0 - 23,0 % | |
| Manganèse | 1,0 - 2,0 % | |
| Molybdène | 2,5 - 3,5 % | |
| Nickel | 5,0 - 6,0 % | |
| Azote | 0,12 - 0,2 % | |
| Phosphore | 0,035 | max. |
| Silicium | 0,75 | max. |
| Soufre | 0,01 % | max. |
Propriétés technologiques
| Propriété | ||
|---|---|---|
| Domaines d'application |
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| Formage à froid |
Dessin – Profilage : Du fait de la limite d'élasticité élevée de l'UGI® 4462, son écrouissage nécessitera des résistances supérieures à celles nécessaires pour former une nuance austénitique de type 1.4404 (316L). Voir la courbe de durcissement de l'UGI® 4462 dans la partie droite de la page matière.
Frappe à froid :UGI® 4462 n'est pas une nuance optimisée pour la frappe à froid. Ses propriétés mécaniques élevées induiront des efforts de formage importants et une usure rapide des matrices de formage. Cependant, l'aspect de surface des pièces formées en UGI® 4462 est bien meilleur que celui observé sur les nuances austénitiques (pas de phénomène de peau d'orange). Ainsi l'UGI® 4462 peut être utilisé en frappe à froid ordinaire ou en pliage lorsque des phénomènes de peau d'orange sont observés avec les nuances austénitiques. Au test d'impact à froid, l'UGI® 4462 permet une déformation en expansion de 40% avant fissuration.
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| Propriétés de corrosion |
UGI® 4462 peut être utilisé dans des applications où les propriétés de résistance à la corrosion sont essentielles : Ceci est illustré par les diagrammes de corrosion en milieu acide sulfurique H₂SO₄ (corrosion générale) et en milieu chlorure de sodium NaCl (piqûres).
Corrosion généralisée Ce mode de corrosion se retrouve principalement dans la fabrication chimique de l'acide sulfurique ou phosphorique. Un essai accéléré pour simuler ce type de corrosion est réalisé en mesurant la densité du courant de dissolution ou d'activité sur une courbe de polarisation dans un environnement d'acide sulfurique de 2 moles/litre (200 g/l) à 23°C. Le graphique à droite de la page matière présente les valeurs de courant de dissolution en µA/cm2 pour les nuances UGI® 4462, UGI® 4362, UGI® 4404 et UGI® 4301 sur fil machine (après polissage mécanique de la surface au papier SiC 1200 ); plus les valeurs sont basses, meilleure est la résistance à ce type de corrosion). A noter que l'UGI® 4462 a les meilleures performances.
Corrosion localisée Corrosion par piqûres :Ce mode de corrosion est le plus répandu. Du fait principalement des effets néfastes des ions chlorures sur les inclusions sulfurées, il se traduit visuellement par de petits points de corrosion. Notre expérience a consisté à déterminer sur une courbe de polarisation le potentiel à partir duquel se forment les piqûres de corrosion; plus le potentiel est élevé, meilleure est la résistance à la corrosion. Le graphique à droite de la page matériau montre les valeurs de potentiel de piqûres en mV/SCE (Saturated Calomel Electrode) pour des fils machine ayant subi un polissage mécanique de leur surface avec du papier SiC1200 et immergés dans 0,86 mol/litre de NaCl (30,4 g/l de chlorures) à 55°C (ainsi que dans 0,5 M de NaCl à 70°C).
Corrosion sous contrainte :Des essais de corrosion sous contrainte en milieu de type « norme NACE » avec application de contraintes inférieures à la limite d'élasticité pendant des durées de 720 heures montrent que la nuance UGI® 4462 présente une zone de non fissuration (à gauche de les courbes qui se trouvent à droite de la page matière) assez comparables à celles des superausténitiques UGI® 4539 et super duplex UGI® 4507.
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| Usinabilité générale |
Du fait de sa faible teneur en soufre (pour conserver sa très bonne tenue à la corrosion) et de ses fortes propriétés mécaniques, l'UGI® 4462 est une nuance difficilement usinable. L'absence de sulfures en grande quantité empêche une bonne fragmentation des copeaux dans les opérations d'usinage. Les propriétés mécaniques élevées génèrent, en tournage, des efforts de coupe élevés qui entraînent une usure rapide de l'outil. C'est pourquoi le choix des outils de coupe (nuance carbure et brise-copeaux) est primordial pour usiner correctement l'UGI® 4462. De plus, le choix des conditions de coupe est plus délicat qu'avec des nuances aux propriétés mécaniques moindres. Il faudra baisser les vitesses de coupe par rapport aux nuances austénitiques, tout en évitant de les prendre trop bas car il faut pouvoir maintenir des températures suffisamment élevées en bout d'outil pour limiter les efforts de coupe. Quant aux vitesses d'avance de coupe, elles doivent être maintenues à un niveau permettant de réussir le bris des copeaux. Les graphiques ci-dessous donnent une idée des diminutions des conditions de coupe pouvant être réalisées sur l'UGI® 4462 par rapport à celles d'un 1.4404 pour le tournage avec un outil carbure revêtu et pour le perçage avec un outil en acier rapide. Notre service d'assistance technique se fera un plaisir de répondre à toutes vos questions à ce sujet
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| Traitement thermique | Le traitement thermique de mise en solution doit être réalisé à une température comprise entre 1020°C et 1100°C suivi d'un refroidissement rapide à l'air ou à l'eau. Ce traitement restaure la ductilité de la nuance UGI® 4462 après écrouissage à chaud ou à froid.
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| Formage à chaud |
Forger L'UGI® 4462 présente une aptitude au façonnage à chaud satisfaisante entre 1220 et 950°C, bien qu'inférieure à celle des aciers austénitiques usuels (1.4301, 1.4404). La ductilité à chaud est liée à la teneur en ferrite de la nuance, qui augmente avec la température; il conviendra donc mieux pour des températures de forgeage élevées. Aux températures de forgeage, la résistance mécanique de l'UGI® 4462 est inférieure à celle d'un austénitique, ce qui engendre des charges plus faibles sur les outils, et il faut parfois prendre des précautions pour limiter la déformation par fluage des pièces. La mise en forme à chaud doit être suivie d'un traitement thermique de mise en solution avec refroidissement rapide, afin de rétablir l'équilibre ferrite-austénite, les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion de la nuance.
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| Autre |
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| Soudage |
Généralités L'UGI® 4462 peut être soudé par friction, résistance, arc, avec ou sans fil d'apport (MIG, TIG, électrode enrobée, plasma, en flux, ...) par faisceau laser, faisceau d'électrons, etc. les aciers inoxydables, l'UGI® 4462 doit être soudé selon un champ d'énergie de soudage linéaire pour assurer une bonne ténacité des zones soudées. Si l'énergie linéaire de soudage est trop élevée, il existe un risque - dû à un refroidissement trop lent après soudage - de formation d'une phase sigma fragilisante dans une zone affectée thermiquement (ZAT). Si l'énergie linéaire de soudage est trop faible, on risque - du fait d'un refroidissement trop rapide après soudage - d'avoir des ZAT trop ferritiques et donc fragiles. Le domaine d'énergie linéaire de soudage à respecter dépend principalement de la géométrie des pièces à souder, et notamment de leur épaisseur. Plus les pièces sont épaisses, plus le refroidissement de la soudure est rapide, ce qui déplace le champ d'énergie de soudage linéaire vers les hautes énergies. Le champ d'énergie linéique à respecter dépend également du procédé de soudage utilisé (MIG, TIG, …). Dans le cas d'un soudage multipasses, il est important de laisser refroidir la soudure en dessous de 150°C entre chaque passe. Le préchauffage des pièces avant soudage n'est pas souhaitable et aucun traitement thermique ne doit être effectué après soudage, sauf, si nécessaire, pour une mise en solution décrite dans le paragraphe "Traitement thermique".
Soudage MIG Le fil d'apport le mieux adapté au soudage MIG de l'UGI® 4462 est le ER2209 - 22.9.3NL - UGIWELD TM 45N. Son équilibre plus austénitique que celui de l'UGI® 4462 limite la proportion de ferrite dans la zone soudée (WZ) et donc le risque de fragilité en WZ. Nous préférons un gaz de protection légèrement oxydant (Ar + 1-3% O₂ ou CO₂) pour limiter le taux d'oxygène dans WZ et ainsi assurer une bonne ténacité dans WZ. Il ne faut en aucun cas ajouter de l'hydrogène au gaz de protection pour éviter le risque de fissuration à froid en WZ. Si nécessaire, on peut ajouter quelques % de N₂ au gaz de protection pour compenser toute perte d'azote en WZ lors de l'opération de soudage.
Soudage TIG Il est impératif que le gaz de protection à utiliser soit absolument neutre (Ar, partiellement substitué ou non par He) pour protéger l'électrode de tungstène. Comme en soudage MIG, l'hydrogène est interdit dans le gaz de protection. Du fait de l'absence d'oxygène dans l'alimentation en gaz, ce procédé assure plus facilement une bonne ténacité en WZ.
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Métal