Fil d'acier inoxydable duplex UGI® 4462 étiré à froid – Performance supérieure en corrosion et mécanique

Présentation générale

L'UGI® 4462 est un acier inoxydable duplex offrant une excellente résistance à la corrosion dans les environnements agressifs, associée à des propriétés mécaniques élevées. Sa composition chimique est optimisée pour obtenir, après un traitement de recuit en solution, une structure biphasique ferrite + austénite contenant entre 40 % et 60 % de ferrite.

Sensibilité aux phases inter-métalliques

Ce grade est sensible à la précipitation de phases inter-métalliques qui dégradent les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion :

• La phase sigma (σ) se précipite entre 600 °C et 1000 °C après un maintien de quelques dizaines de minutes.
• La phase α' entre 350 °C et 550 °C présente un risque de fragilisation.

Par conséquent, la température d'utilisation doit être limitée à 300 °C maximum.

Propriétés

Général

Propriété	Valeur
Densité	7,8 g/cm³

Mécaniques

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 MPa	max., selon la dimension

Thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique		13 × 10⁻⁶ 1/K	20 à 100 °C
		13,5 × 10⁻⁶ 1/K	20 à 200 °C
		14 × 10⁻⁶ 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)

Électriques

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

Composition chimique (en % masse)

Élément	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 – 0,20
Phosphore	0,035 max.
Silicium	0,75 max.
Soufre	0,01 max.

Propriétés technologiques

Domaines d'application

• Pièces pour l'industrie navale
• Industrie chimique et papetière
• Industries Oil & Gas
• Construction

Formage à froid

Étrimage – Profilage : En raison de la limite d'élasticité élevée de l'UGI® 4462, son travail à froid nécessite des forces supérieures à celles requises pour un grade austénitique de type 1.4404 (316L). Voir la courbe d'écrouissage de l'UGI® 4462.

Emboutissage à froid : L'UGI® 4462 n'est pas un grade optimisé pour l'emboutissage à froid. Ses hautes propriétés mécaniques induisent des forces de formage importantes et une usure rapide des matrices. Cependant, l'aspect de surface des pièces formées est bien meilleur que sur les grades austénitiques (pas de phénomène de peau d'orange). L'UGI® 4462 peut donc être utilisé en emboutissage ou pliage ordinaire lorsque des phénomènes de peau d'orange sont observés avec des grades austénitiques. Au test d'impact à froid, l'UGI® 4462 permet une déformation d'expansion de 40 % avant fissuration.

Propriétés de corrosion

L'UGI® 4462 est utilisé dans les applications où la résistance à la corrosion est essentielle :

• Industrie du bâtiment pour expositions en atmosphères maritimes ou urbaines
• Industrie papetière
• Industrie du dessalement
• Industrie chimique en général

Ceci est illustré par les diagrammes de corrosion en milieu acide sulfurique H₂SO₄ (corrosion généralisée) et en milieu chlorure de sodium NaCl (piqûres).

Corrosion généralisée : Principalement rencontrée dans la fabrication d'acide sulfurique ou phosphorique. Un test accéléré mesure le courant de dissolution sur une courbe de polarisation en acide sulfurique 2 mol/l (200 g/l) à 23 °C. L'UGI® 4462 présente les meilleures performances (courants de dissolution les plus faibles).

Corrosion localisée :

• Corrosion par piqûres : Due aux ions chlorure sur les inclusions sulfureuses. Le potentiel de piqûre est déterminé par polarisation ; plus il est élevé, meilleure est la résistance. L'UGI® 4462 montre d'excellents résultats en NaCl 0,86 mol/l (30,4 g/l Cl⁻) à 55 °C.
• Corrosion sous contrainte : Tests selon standard NACE avec contraintes inférieures à la limite d'élasticité pendant 720 h. L'UGI® 4462 présente une zone de non-fissuration comparable aux super-austénitiques UGI® 4539 et super-duplex UGI® 4507.

Usinabilité générale

En raison de sa faible teneur en soufre (pour préserver l'excellente résistance à la corrosion) et de ses fortes propriétés mécaniques, l'UGI® 4462 est un grade difficile à usiner. L'absence de sulfures en grande quantité empêche une bonne rupture de copeau. Les hautes propriétés mécaniques génèrent en tournage des forces de coupe élevées entraînant une usure rapide des outils. Le choix des outils (nuance carbure et brise-copeau) est donc essentiel. Les conditions de coupe doivent être adaptées : vitesses de coupe réduites par rapport aux grades austénitiques, mais pas trop faibles pour maintenir des températures suffisantes à la pointe de l'outil. Les avances doivent permettre une bonne rupture de copeau. Notre service technique est à votre disposition pour tout conseil.

Traitement thermique

Le recuit en solution doit être effectué entre 1020 °C et 1100 °C suivi d'un refroidissement rapide à l'air ou à l'eau. Ce traitement restaure la ductilité du grade UGI® 4462 après travail à chaud ou à froid.

Formage à chaud

Forging : L'UGI® 4462 a une bonne aptitude au travail à chaud entre 1220 et 950 °C, bien que inférieure aux aciers austénitiques ordinaires (1.4301, 1.4404). La ductilité à chaud est liée à la teneur en ferrite, qui augmente avec la température ; elle sera donc meilleure pour des températures de forgeage élevées. À ces températures, la résistance mécanique de l'UGI® 4462 est inférieure à celle d'un austénitique, ce qui réduit les charges sur les outils, mais peut nécessiter des précautions pour limiter le fluage des pièces. Le travail à chaud doit être suivi d'un recuit en solution avec refroidissement rapide pour restaurer l'équilibre ferrite-austénite, les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion.

Produits disponibles

Produit	Forme	Finition	Tolérance	Dimensions (mm)
Barres	Rond	Étiré	9	5-28
	Rond	Tourné	10-11-12	22-120
	Rond	Laminé	13	22-120
	Rond	Rectifié	8-9	22-115
Fil machine	Rond	Décapé		5,5-32
Fil étiré	Rond	Mat		0,5-14

Autres produits : contacter le fournisseur.

Soudage

Points généraux : L'UGI® 4462 peut être soudé par friction, résistance, arc (MIG, TIG, électrode enrobée, plasma, laser, faisceau d'électrons, etc.). Contrairement aux aciers inoxydables austénitiques, il doit être soudé en respectant un domaine d'énergie linéaire de soudage pour assurer une bonne ténacité des zones soudées. Une énergie trop élevée (refroidissement trop lent) risque de former une phase sigma fragilisante en zone affectée thermiquement (ZAT). Une énergie trop faible (refroidissement trop rapide) risque de donner une ZAT trop ferritique et donc fragile. Le domaine d'énergie dépend de la géométrie (notamment l'épaisseur) et du procédé. En soudage multipasse, il faut laisser refroidir sous 150 °C entre chaque passe. Le préchauffage n'est pas souhaitable et aucun traitement thermique post-soudage n'est requis, sauf recuit en solution si nécessaire.

Soudage MIG : Le fil d'apport recommandé est ER2209 – 22.9.3NL – UGIWELD™ 45N. Son équilibre plus austénitique limite la proportion de ferrite en zone de fusion (ZF) et le risque de fragilité. On privilégie un gaz de protection légèrement oxydant (Ar + 1-3 % O₂ ou CO₂) pour limiter l'oxygène en ZF et assurer une bonne ténacité. L'hydrogène est formellement interdit dans le gaz de protection (risque de fissuration à froid). On peut ajouter quelques % de N₂ pour compenser les pertes d'azote.

Soudage TIG : Le gaz de protection doit être absolument neutre (Ar, éventuellement remplacé partiellement par He) pour protéger l'électrode de tungstène. L'hydrogène est interdit. L'absence d'oxygène dans le gaz assure plus facilement une bonne ténacité en ZF.