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UGI 4057 AIR QT900 – Acier inoxydable martensitique premium pour une résistance à la corrosion supérieure

L'UGI 4057 AIR est un acier inoxydable martensitique avec ajout de nickel. Sa teneur en chrome de 15 % assure une résistance à la corrosion supérieure à celle des aciers inoxydables martensitiques classiques comme l'AISI 410 ou 420. L'équilibre entre les éléments d'alliage, Cr, Ni et C, dans l'UGI 4057 AIR a été soigneusement choisi pour obtenir une structure presque entièrement martensitique après austénitisation (avec des quantités limitées d'austénite résiduelle et de ferrite delta) afin de développer une résistance maximale. Cette nuance est utilisée de préférence à l'état trempé et revenu, ce qui offre une large gamme de propriétés mécaniques selon la température de revenu.

La microstructure à l'état trempé et revenu est entièrement martensitique avec des carbures de chrome fins. La ferrite delta est presque totalement éliminée par le laminage à chaud et l'austénitisation (fraction delta < 5 % garantie). La micropropreté suivante, selon ASTM E45/A, est garantie sur l'UGI 4057 AIR. Pour les applications nécessitant une micropropreté améliorée, l'UGI 4057 AIR existe également en version affinée ESR.

Type A B C D
Cotation Fin Épais Fin Épais Fin Épais Fin Épais
< 2 < 2 <= 2 < 2 <= 2 < 2 <= 2 < 2

L'UGI 4057 AIR est une nuance ferromagnétique à température ambiante jusqu'à 727 °C (transition de Curie). Ses propriétés magnétiques sont semi-dures et sont modifiées de manière significative par le revenu. L'évolution en fonction du revenu est illustrée sur le graphique fourni dans la partie image de la fiche technique.

Propriétés

Général

Propriété Température Valeur
Densité 20 °C 7,71 g/cm³
Densité 100 °C 7,69 g/cm³
Densité 200 °C 7,66 g/cm³
Densité 300 °C 7,64 g/cm³
Densité 400 °C 7,60 g/cm³

Mécanique

Propriété Température Valeur Commentaire
Énergie de rupture Charpy, entaille V 20 J min.
Module d'élasticité 20 °C 215 GPa
Module d'élasticité 100 °C 212 GPa
Module d'élasticité 200 °C 205 GPa
Module d'élasticité 300 °C 200 GPa
Module d'élasticité 400 °C 190 GPa
Allongement 12 % min. diamètre ≤ 100 mm
Dureté Brinell 270,0 - 321,0 [-]
Résistance à la traction 900,0 - 1080,0 MPa diamètre ≤ 100 mm

Thermique

Propriété Valeur Commentaire
Coefficient de dilatation thermique 0,0000106 1/K 20 à 100 °C
Coefficient de dilatation thermique 0,0000112 1/K 20 à 200 °C
Coefficient de dilatation thermique 0,0000117 1/K 20 à 300 °C
Coefficient de dilatation thermique 0,0000121 1/K 20 à 400 °C
Capacité thermique massique 460 J/(kg·K)
Conductivité thermique 25 W/(m·K)

Électrique

Propriété Valeur
Résistivité électrique 7e-07 Ω·m

Propriétés chimiques

Propriété Valeur Commentaire
Carbone 0,12 - 0,20 %
Chrome 15,0 - 17,0 %
Cuivre 0,5 max.
Manganèse 1,0 max.
Molybdène 0,30 max.
Nickel 2,0 - 3,0 %
Phosphore 0,025 max.
Silicium 1,0 max.
Soufre 0,005 max.

Propriétés technologiques

Propriété
Domaines d'application L'UGI 4057 AIR est fréquemment utilisé pour des pièces fortement sollicitées où une bonne résistance à la corrosion est importante dans la conception, telles que les raccords d'avion, les arbres de pompe et les pièces de vanne. Il répond également aux exigences de la norme EN 10272 pour les appareils sous pression.
Propriétés de corrosion

Cet alliage possède une bonne résistance à la corrosion atmosphérique et est l'une des meilleures nuances martensitiques standard pour la résistance à la corrosion ; seules les nuances à durcissement structural comme l'UGIMA® 4542 offrent une résistance plus élevée (parmi les nuances martensitiques). Il résiste également à certains produits pétroliers et organiques.

Environnement Comportement/Utilisation
Acide nitrique BON
Acide phosphorique Utilisation limitée
Acide sulfurique Utilisation limitée
Acide acétique Utilisation limitée
Carbonate de sodium Moyenne
NaCl (test brouillard salin) Moyenne
Humidité BON
Eau de mer Utilisation limitée

N.B. : la résistance à la corrosion d'un acier inoxydable dépend de nombreux facteurs liés à la composition de l'atmosphère corrosive (concentration en chlorures, présence ou absence d'agents oxydants, température, pH, agitation ou non, etc.), ainsi qu'à la préparation du matériau (surfaces exemptes de particules métalliques, état de surface, tel que durcissement, polissage, etc.). Des mesures de précaution doivent être prises pour certains tests comme le test au brouillard salin (ISO 9227) : par exemple, les étiquettes de marquage (qui pourraient provoquer des coulées de corrosion et réduire le temps de résistance au test) ne doivent pas être utilisées sur l'éprouvette.

Traitement thermique

Les traitements thermiques effectués sur l'UGI 4057 AIR se composent de deux étapes :

  • Austénitisation, dont le but est de dissoudre le carbone et d'obtenir une martensite supersaturée dure.
  • Revenu, dont le but est d'ajuster les propriétés mécaniques pour l'application (compromis résistance/ténacité). Un traitement de revenu simple ou double peut être effectué selon la spécification du client.

Austénitisation : L'austénitisation est réalisée dans la plage 950 °C à 1030 °C, pour un temps de maintien de 30 min minimum. Le refroidissement doit être suffisamment rapide pour éviter la précipitation aux joints de grains qui serait préjudiciable à la ténacité, mais pas trop rapide pour éviter la fissuration de trempe. La trempe à l'huile (avec un fluide de trempe modéré) ou le refroidissement à l'air peuvent être effectués selon la taille des pièces traitées.

Revenu : Les conditions de revenu peuvent varier selon les spécifications du client. Certaines spécifications exigent un double revenu (pour relaxer la martensite fraîche formée après le 1er revenu) alors que d'autres n'exigent qu'un revenu simple. Grâce à sa faible teneur en austénite résiduelle après austénitisation, l'UGI 4057 AIR peut indifféremment être revenu par traitement double ou simple. Pour le QT900, les traitements de revenu recommandés sont :

  • 640 °C / 4 h / AC + 610 °C / 4 h / AC (double revenu)
  • 650 °C / 4 h / AC (revenu simple)

Recuit/ramollissement : Le recuit complet est impraticable en raison du long temps de refroidissement requis. À la place, la procédure de semi-recuit suivante peut être employée :

  • austénitisation à une température plutôt basse pour former des carbures globulaires, généralement à 800 °C pendant 2 heures, suivi d'un refroidissement au four jusqu'à 600 °C et refroidissement à l'air en dessous.
  • revenu à haute température à 680-700 °C pendant 4 heures suivi d'un refroidissement à l'air.
Formage à chaud L'UGI 4057 AIR est apte au forgeage. Il est chauffé lentement à 850 °C, puis plus rapidement à 1150/1180 °C pour le forgeage entre 1180 °C et 950 °C. Le forgeage doit être suivi d'un traitement thermique de détente à 200 °C ou d'un ramollissement entre 750 et 850 °C ou d'un durcissement et revenu.
Autres

Produits disponibles :

Produit Profil Finition de surface Tolérance Dimensions (mm)
Barre Rond Laminé à chaud, écaillé k13-k12 22-115
Tourné
Tourné lisse
Ébarbé et poli
h11-h10
h9
22-115
Rectifié sans centre h9-h8-h7 5-115
Étiré à froid h9 5-21
Soudage

Moyennant certaines mesures de précaution, l'UGI 4057 AIR peut être soumis à la plupart des techniques de soudage à l'arc ou par résistance à l'état revenu, durci ou ramolli.

Pour prévenir tout risque de fissuration à froid après soudage, l'UGI 4057 AIR doit être préchauffé entre 200 et 300 °C et les températures entre passes maintenues à un minimum de 200 °C. Un traitement thermique de revenu à 650 °C est également requis après soudage.

Si un métal d'apport est nécessaire, un fil fourré de composition similaire à celle de l'UGI 4057 AIR est recommandé, surtout si les propriétés mécaniques du métal fondu doivent être identiques à celles du métal de base. Sinon, un fil austénitique AWS E/ER310 peut être utilisé.

Des gaz de protection Ar + 1 à 3 % CO₂ ou O₂ sont recommandés pour le soudage MIG. Les gaz contenant de l'H₂ ne doivent pas être utilisés. Les électrodes enrobées doivent être séchées au four avant soudage.

Métal

  1. UGICHROM® 4057 – Revêtement chromé micro-fissuré avancé pour performances hydrauliques et pneumatiques supérieures
  2. UGIMA® 4057 Recuit – Acier Inoxydable Martensitique Avancé à Usinabilité Supérieure
  3. UGI 4057 AIR : Acier inoxydable martensitique haute performance pour une résistance à la corrosion supérieure
  4. UGI 4418 AIR Acier inoxydable – Haute résistance, qualité cryogénique pour aérospatiale
  5. UGI® 4121 : Acier Inoxydable Martensitique Haute Performance – Résistance à la Corrosion & Usinabilité Supérieures
  6. UGIMA® 4057 – Acier Inoxydable Martensitique Premium à Usinabilité Supérieure
  7. UGIMA® 4057 – Acier inoxydable martensitique premium à usinabilité supérieure
  8. UGIMA® 4057 Revenus : Acier inoxydable martensitique à usinabilité supérieure
  9. UGI® 4545 AIR Recuit – Acier inoxydable durcissable par précipitation qualité aéronautique