UGI® 4462 Barre tréfilée à froid : Acier inoxydable duplex premium pour applications résistantes à la corrosion

L'UGI® 4462 est un acier inoxydable duplex alliant haute résistance à la corrosion et hautes performances mécaniques. Il offre une excellente résistance à la corrosion en milieux agressifs, couplée à des propriétés mécaniques élevées.

La composition chimique de l'UGI® 4462 est optimisée pour obtenir, après un recuit en solution, une structure biphasique ferrite + austénite contenant 40 à 60 % de ferrite. La nuance UGI® 4462 est sensible à la précipitation de 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 maintien de quelques dizaines de minutes. La phase α' entre 350 °C et 550 °C présente aussi un risque de fragilisation. Par conséquent, la température d'utilisation doit être limitée à 300 °C (voir graphiques page matière).

Propriétés

Général

Propriété	Valeur
Densité	7,8 g/cm³

Mécaniques

Propriété	Température	Valeur
Module d'élasticité	20 °C	200 GPa
	100 °C	194 GPa
	200 °C	186 GPa
	300 °C	180 GPa
Allongement		20,0 - 30,0 %
Résistance à la traction		850,0 - 1050,0 MPa

Thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	20 à 100 °C	0,000013 1/K
	20 à 200 °C	0,0000135 1/K
	20 à 300 °C	0,000014 1/K
Capacité thermique massique	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	0,0000008 Ω·m
	100 °C	0,00000085 Ω·m
	200 °C	0,0000009 Ω·m
	300 °C	0,000001 Ω·m

Chimiques

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 - 0,2 %
Phosphore	0,035	max.
Silicium	0,75	max.
Soufre	0,01 %	max.

Propriétés technologiques

Domaines d'application

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

Formage à froid

Tréfilage – Profilage : En raison de la limite d'élasticité élevée de l'UGI® 4462, son formage à froid nécessite des efforts supérieurs à ceux requis pour une nuance austénitique type 1.4404 (316L). Voir la courbe d'écrouissage de l'UGI® 4462 (page matière).

Emboutissage à froid : L'UGI® 4462 n'est pas une nuance optimisée pour l'emboutissage à froid. Ses hautes propriétés mécaniques induisent des efforts de formage importants et une usure rapide des matrices. Cependant, l'aspect de surface des pièces formées en UGI® 4462 est bien meilleur que sur nuances 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 apparaissent avec des nuances austénitiques. À l'essai d'emboutissage à froid, l'UGI® 4462 permet une déformation d'expansion de 40 % avant fissuration.

Propriétés de corrosion

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

• 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 : Ce mode de corrosion se rencontre principalement dans la fabrication chimique d'acides sulfurique ou phosphorique. Un essai accéléré simule ce type de corrosion en mesurant la densité de courant de dissolution ou d'activité sur une courbe de polarisation en milieu acide sulfurique 2 mol/l (200 g/l) à 23 °C. Le graphique (page matière) montre 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 papier SiC 1200) ; plus les valeurs sont basses, meilleure est la résistance. L'UGI® 4462 offre la meilleure performance.

Corrosion localisée :

Corrosion par piqûres : Mode de corrosion le plus répandu, dû aux effets néfastes des ions chlorure sur les inclusions sulfurées, se traduisant visuellement par de petits points de corrosion. L'expérience a consisté à déterminer sur une courbe de polarisation le potentiel à partir duquel les piqûres se forment ; plus le potentiel est élevé, meilleure est la résistance. Le graphique (page matière) donne les valeurs de potentiel de piqûre en mV/SCE (électrode calomel saturée) pour fils machine, polis mécaniquement SiC 1200, immergés dans 0,86 mol/l de NaCl (30,4 g/l de chlorures) à 55 °C (et aussi en 0,5 M NaCl à 70 °C).

Corrosion sous contrainte : Essais en milieu type « NACE standard » avec application de contraintes inférieures à la limite d'élasticité pendant 720 heures montrent que l'UGI® 4462 a une zone de non-fissuration (à gauche des courbes page matière) assez comparable à celles des super-austénitiques UGI® 4539 et super-duplex UGI® 4507.

Usinabilité générale

De par sa faible teneur en soufre (pour préserver son excellente résistance à la corrosion) et ses fortes propriétés mécaniques, l'UGI® 4462 est une nuance difficile à usiner. L'absence de sulfures en grande quantité empêche une bonne cassabilité des copeaux. Les hautes propriétés mécaniques génèrent, en tournage, des efforts de coupe élevés entraînant une usure rapide des outils. Le choix des outils (nuance carbure et brise-copeaux) est donc essentiel. Le choix des conditions de coupe est plus délicat qu'avec des nuances aux propriétés mécaniques moindres : il faut réduire les vitesses de coupe par rapport aux nuances austénitiques, sans les descendre trop bas pour maintenir des températures suffisantes à la pointe de l'outil et limiter les efforts de coupe. Les avances doivent être maintenues à un niveau permettant de casser les copeaux.

Les graphiques (page matière) donnent une idée des baisses de conditions de coupe possibles sur UGI® 4462 comparé à un 1.4404 pour le tournage (outil carbure revêtu) et le perçage (outil acier rapide). Notre service technique se tient à votre disposition pour toute question.

Traitement thermique

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

Formage à chaud

Forgeage : L'UGI® 4462 a une bonne aptitude au forgeage entre 1220 et 950 °C, bien que inférieure à celle des 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 températures de forgeage, la résistance mécanique de l'UGI® 4462 est inférieure à celle d'un austénitique, ce qui engendre des charges moindres sur les outils, et il faut parfois prendre des précautions pour limiter la déformation de fluage des pièces. Le formage 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	Dimension (mm)
Barres	Rond	Tréfilé	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 tréfilé	Rond	Mat		0,5-14

Autres produits : consulter le fournisseur.

Soudage

Points généraux : L'UGI® 4462 se soude par friction, résistance, arc, avec ou sans métal d'apport (MIG, TIG, électrode enrobée, plasma, fil, …), faisceau laser, faisceau d'électrons, etc. Contrairement aux aciers inoxydables austénitiques, l'UGI® 4462 doit être soudé dans un domaine d'énergie linéaire de soudage pour assurer une bonne ténacité des zones soudées. Si l'énergie linéaire est trop élevée, il y a risque – du fait d'un refroidissement trop lent après soudage – de formation d'une phase sigma fragilisante en zone affectée thermiquement (ZAT). Si elle est trop faible, il y a risque – du fait d'un refroidissement trop rapide – d'avoir des ZAT trop ferritiques et donc fragiles.

Le domaine d'énergie linéaire à respecter dépend principalement de la géométrie des pièces à souder, notamment de leur épaisseur. Plus les pièces sont épaisses, plus le refroidissement du cordon est rapide, ce qui décale le domaine d'énergie linéaire vers les énergies élevées. Ce domaine dépend aussi du procédé (MIG, TIG, …). En soudage multipasses, il est important de laisser refroidir le cordon en dessous de 150 °C entre chaque passe. Le préchauffage n'est pas souhaitable et aucun traitement thermique ne doit être effectué après soudage, sauf, si nécessaire, un recuit en solution comme décrit au paragraphe « Traitement thermique ».

Soudage MIG : Le fil d'apport le mieux adapté pour le MIG de l'UGI® 4462 est ER2209 - 22.9.3NL - UGIWELD™ 45N. Son équilibre plus austénitique que l'UGI® 4462 limite la proportion de ferrite en zone de fusion (ZF) et donc le risque de fragilité en ZF. On préfère un gaz de protection légèrement oxydant (Ar + 1-3 % O₂ ou CO₂) pour limiter le taux d'oxygène en ZF et assurer une bonne ténacité en ZF. En aucun cas on n'ajoutera d'hydrogène au gaz de protection pour éviter le risque de fissuration à froid en ZF. Si nécessaire, on peut ajouter quelques % de N₂ au gaz de protection pour compenser toute perte d'azote en ZF pendant le soudage.

Soudage TIG : Il est impératif que le gaz de protection soit absolument neutre (Ar, éventuellement substitué partiellement par He) pour protéger l'électrode tungstène. Comme en MIG, l'hydrogène est interdit dans le gaz. Du fait de l'absence d'oxygène dans l'apport gazeux, ce procédé assure plus aisément une bonne ténacité en ZF.