Fil tréfilé en acier inoxydable duplex UGI® 4062 – Résistance à la corrosion et résistance mécanique supérieures

L'UGI® peut être utilisé dans la plupart des applications où les nuances suivantes sont employées : 1.4301 (AISI 304), 1.4307 (AISI 304L) ou 1.4310 (AISI 302/301). Ces applications sont :

• Formage
• Profils formés à froid
• Assemblages par soudage par points
• Tressage, ressorts
• Filtration
• Décoration
• Tiges filetées
• Axes
• Pièces forgées
• Construction métallique
• Armatures pour béton, ...

L'UGI® 4062 est apte à la transformation à froid par des méthodes conventionnelles.

L'UGI® 4062 peut être écroui à froid davantage que la nuance austénitique 1.4301 (AISI 304) qui est plus stable ; par contre, l'UGI® 4062 peut être écroui à froid de manière similaire à la nuance austénitique 1.4310 (AISI 302). À partir d'environ 40 % de déformation à froid, une partie de l'austénite se transforme progressivement en martensite, ce qui augmente la caractéristique magnétique de la nuance. Un nouveau traitement thermique de solution entre 950 et 1 050 °C permet de restaurer la ductilité de l'UGI® 4062.

Tréfilage : La courbe d'écrouissage typique est disponible dans la partie image de la fiche technique ci-dessus.

Cintrage – Formage : Le fil transformé à froid, en condition 2D, est apte au cintrage. Par exemple, des fils de 10 mm de diamètre ont été cintés à 180° sur un rayon 2,5 fois supérieur au diamètre du fil. On a observé un aspect correct, avec une faible rugosité, de la face étirée, sans peau d'orange, comparé au 1.4307 (304L).

Fabrication de ressorts : L'UGI® 4062 peut être utilisé en fil écroui à froid pour fabriquer des ressorts. La raideur de ces ressorts dépasse celle des ressorts en 1.4310 de 20 à 25 %. Un traitement de stabilisation sera effectué sur les ressorts après enroulement, de préférence pendant 5 minutes entre 450 °C et 480 °C. Ce traitement thermique, appliqué à l'UGI® 4062, permet d'obtenir une meilleure résistance au relâchement entre 20 et 300 °C que celle de la nuance 1.4310.

Corrosion uniforme : Ce mode de corrosion se produit principalement dans l'industrie chimique lors de la fabrication d'acides sulfurique ou phosphorique. Un test accéléré pour simuler ce type de corrosion est réalisé en mesurant la densité de dissolution ou la densité de courant d'activité sur une courbe de polarisation dans un environnement d'acide sulfurique à 2 moles/litre (200 g/litre) à 23 °C. Le graphique ci-dessous donne les valeurs du courant de dissolution en µA/cm² de l'UGI® 4062 et du 1.4301 sur fil machine (après polissage mécanique avec papier SiC 1200). Plus les valeurs sont basses, meilleure est la résistance à la corrosion uniforme.

La nuance UGI® 4062 a une résistance à la corrosion uniforme comparable à celle de la nuance 1.4301 (dans les conditions de test de corrosion accélérée mentionnées ci-dessus).

Corrosion par piqûres : Ce mode de corrosion est le plus courant. Il est principalement dû à l'effet néfaste des ions chlorure sur les inclusions de soufre ; il se traduit visuellement par de petites taches de corrosion. La formule PREN (Indice de piqûres) = %Cr + 3,3 %Mo + 16 %N permet d'approcher grossièrement le comportement local de la corrosion par piqûres : la moyenne est d'environ 27 pour le duplex UGI® 4062 alors qu'elle est d'environ 20 pour une composition de type 1.4301. Deux tests accélérés pour simuler ce mode de corrosion ont été sélectionnés : test au brouillard salin et test de potentiel de piqûre.

BROUILLARD SALIN NEUTRE / Norme ASTM B117 : Ce test consiste à pulvériser dans une enceinte une solution de chlorure de sodium concentrée à 5 % en poids (0,86 mole/litre de NaCl à 35 °C ; pH neutre). La durée d'exposition à partir de laquelle les premières piqûres de corrosion apparaissent est déterminée visuellement. Le résultat de ce test dépend fortement de la nuance mais aussi de l'état de surface testé. Nous avons exposé 10 cm de fil machine, diamètre 5,5 mm, usiné à 5 mm, puis poli humide avec papier SiC 1200 ; les éprouvettes ont été dégraissées avec un mélange d'acétone et d'alcool éthylique. De la résine est appliquée aux extrémités des fils machines pour les protéger.

Dans ces conditions de préparation, les premières piqûres de corrosion sont apparues après 1 000 heures pour le 1.4301 et après 2 000 heures pour l'UGI® 4062 duplex.

POTENTIEL DE PIQÛRE : Le but est de déterminer, sur une courbe de polarisation, le potentiel à partir duquel la corrosion par piqûres apparaîtra ; plus le potentiel est élevé, meilleure est la résistance à la corrosion par piqûres.

Deux milieux à pH neutre ont été testés : 0,02 mole/litre de NaCl (0,71 g/L de chlorures) à 23 °C ; 0,86 mole/litre de NaCl (30,4 g/L de chlorures) à 35 °C.

Les graphiques ci-dessous donnent les valeurs du potentiel de piqûre dans les deux milieux mentionnés ci-dessus en mV/SCE (Électrode de calomel saturée) pour deux états de surface : fil machine poli mécaniquement avec papier SiC 1200 et fil machine brut non poli.

La nuance UGI® 4062 offre une meilleure résistance à la corrosion par piqûres comparée à la nuance 1.4301 (dans les conditions de test de corrosion accélérée mentionnées ci-dessus).

Corrosion de crevice : Ce mode de corrosion apparaît dans des environnements confinés dont la caractéristique principale est de devenir acides pendant le processus de corrosion ; l'un des paramètres qui simule ce mode de corrosion est représenté par le pH de dépassivation, c'est-à-dire le pH de dissolution du film passif. Ce pH est déterminé par un test électrochimique, en traçant une courbe de polarisation dans un milieu chlorure de sodium à 2 moles/litre à 23 °C. Plus le pH de dépassivation est bas, meilleure est la résistance à la corrosion de crevice. Le graphique fourni dans la partie image de la fiche technique donne les valeurs du pH de dépassivation.

L'UGI® 4062 offre une meilleure résistance à la corrosion de crevice que la nuance 1.4301 (dans les conditions de test de corrosion accélérée mentionnées ci-dessus).

Corrosion intergranulaire : L'UGI® 4062 donne un résultat conforme au test de Strauss (ASTM A262 pratique E).

Fissuration par corrosion sous contrainte : Les nuances austénitiques-ferritiques ont une meilleure résistance à ce mode de corrosion que les nuances austénitiques. Dans le milieu EFC 17 de la Fédération Européenne de la Corrosion (165 g/L de chlorure de sodium ; pH = 4,5) pour une pression d'hydrogène sulfuré variant de 0,05 à 0,5 bar et à 80 °C, aucune fissure n'a été détectée sur les éprouvettes UGI® 4062 chargées à 100 % Rp0,2, après 720 heures de test.

L'UGI® 4062 a une bonne aptitude au travail entre 1 000 °C et 1 200 °C. À température égale, les charges de forgeage de l'UGI® 4062 sont inférieures à celles des aciers inoxydables austénitiques, et sa ductilité est légèrement inférieure. Il est recommandé de le chauffer entre 1 150 et 1 200 °C et, après transformation à chaud, de le refroidir rapidement (à l'huile ou à l'eau) pour éviter les précipitations fragilisantes qui peuvent apparaître entre 850 °C et 400 °C, ce qui est la raison pour laquelle les températures d'utilisation au-dessus de 300 °C ne sont pas recommandées.

Perçage : Lors du perçage avec des forets en acier rapide de diamètre 4 mm (Perfor HSS 6-5-2) sans refroidissement liquide central, l'UGI® 4062 permet des débits de copeaux maximum 40 % supérieurs à ceux obtenus avec le 1.4301 (AISI 304) grâce à une Zone de Fonctionnement Optimum (ZFO*) élargie vers les vitesses d'avance élevées. Lors du perçage avec des forets monobloc en carbure revêtu de 6 mm (Gühring RT100F) avec refroidissement liquide central, l'UGI® 4062 permet des débits de copeaux maximum supérieurs de 25 % à ceux obtenus avec la nuance 1.4301 grâce à une Zone de Fonctionnement Optimum (ZFO*) élargie.

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L'UGI® 4062 peut être soudé en utilisant les procédés suivants : soudage par friction, soudage par résistance, soudage à l'arc avec ou sans fil d'apport (MIG, TIG, électrode enrobée, plasma, flux, etc.), soudage par faisceau laser, soudage par faisceau d'électrons, etc.

Comme il n'y a pas de molybdène dans l'UGI® 4062, cette nuance ne génère aucun risque de formation de phase fragile (phase sigma) pendant les opérations de soudage. Sa soudabilité est proche de celle de la nuance 1.4307 (AISI 304L). Comparée à cette nuance, l'UGI® 4062 offre même une meilleure garantie quant à la fissuration à chaud lors du soudage.

Cependant, afin d'optimiser la résilience des soudures, il est fortement recommandé de sélectionner une énergie de soudage linéaire suffisamment élevée pour limiter la quantité de ferrite dans la zone de métal fondu (ZMF) et dans la zone affectée thermiquement (ZAT) en dessous de 70 %. Différents fils d'apport peuvent être utilisés pour souder l'UGI® 4062, selon les caractéristiques mécaniques et la résistance à la corrosion requises pour les soudures. Les principaux types de métaux d'apport sont :

• ER2307 / 23.7NL / A35N
• ER2209 / 22.9.3NL / A45N
• ER309LSi / 23.12LSi / A309LM

Le préchauffage des pièces avant soudage n'est pas recommandé. Aucun traitement thermique ne doit être effectué après soudage, sauf, si nécessaire, une trempe depuis T° > 950 °C.