UGIMA® 4005 QT650 : Acier inoxydable martensitique premium à usinabilité supérieure

L'UGIMA® 4005 est un acier inoxydable martensitique contenant 12 à 14 % de chrome, dont l'usinabilité est améliorée de 15 à 30 % grâce au procédé UGIMA® qui permet de contrôler ses inclusions oxydes.

L'UGIMA® 4005 conserve ses autres propriétés identiques à l'UGI 4005 standard (formage à froid, soudabilité, résistance à la corrosion, …).

L'UGIMA® 4005 est livré de préférence dans l'état traité QT650 afin d'optimiser son usinabilité. Sa microstructure est alors une martensite revenue avec de nombreux sulfures, allongés dans le sens du laminage à chaud.

Propriétés

Général

Propriété	Valeur
Densité	7,7 g/cm³

Mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Module d'élasticité	20 °C	215 GPa
	100 °C	212 GPa
	200 °C	205 GPa
	300 °C	200 GPa
	400 °C	190 GPa
Allongement		12 %	min.
Résistance à la traction		650,0 - 850,0 MPa

Thermiques

Propriété	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	0,0000105 1/K	20 à 100 °C
	0,000011 1/K	20 à 200 °C
	0,0000115 1/K	20 à 300 °C
	0,000012 1/K	20 à 400 °C
Capacité thermique massique	460 J/(kg·K)
Conductivité thermique	30 W/(m·K)

Électriques

Propriété	Valeur
Résistivité électrique	6,0e-07 Ω·m

Chimiques

Élément	Valeur	Commentaire
Carbone	0,06 - 0,15 %
Chrome	12,0 - 14,0 %
Manganèse	1,5	max.
Molybdène	0,06	max.
Phosphore	0,04	max.
Silicium	1,0	max.
Soufre	0,15 - 0,35 %

Propriétés technologiques

Domaines d'application

Nuance utilisée dans de nombreuses applications où une haute usinabilité est nécessaire (décolletage de très grandes séries), et lorsque la résistance à la corrosion n'est pas un facteur déterminant.

• Industrie de process : connecteurs, fixations
• Industrie automobile : injecteurs

Cette nuance peut aussi être utilisée pour ses propriétés magnétiques en état recuit (électrovannes).

Propriétés de corrosion

Les propriétés de résistance à la corrosion de l'UGIMA® 4005 sont globalement les mêmes que celles d'un UGI 4005 standard. Un stockage en atmosphère peu humide est donc préférable.

Corrosion par piqûres : La figure ci-dessous montre le potentiel de piqûre exprimé en mV/SCE ; il est mesuré en milieu salin à pH 6,6 à 23 °C et concentration en chlorure de sodium de 0,002 M (116 mg/l, soit 0,01 %). Ce type de mesure sur aciers inoxydables à bas chrome resulfurés est toujours très dispersé et l'UGIMA® 4005 montre, dans cet essai, une dispersion légèrement supérieure à celle d'un UGI 4005 standard.

Usinabilité générale

Grâce à ses inclusions oxydes contrôlées, l'UGIMA® 4005 présente une excellente usinabilité, largement supérieure à celle d'un 1.4005 standard comme l'UGI 4005. Pour des conditions de coupe identiques, l'UGIMA® 4005 permet des taux d'usure d'outil bien inférieurs à ceux observés sur un 1.4005 standard.

Il permet des gains de productivité significatifs sans réduire la durée de vie des outils. À titre d'exemple, le tableau ci-dessous montre, pour deux outils de coupe différents, les VB15/0,15* mesurés en tournage sur barres UGIMA® 4005 et UGI 4005 laminées à chaud comparativement.

VB15/0,15 en tournage (sans lubrifiant)
Nuance	SECO TM2000 CNMG 120408-MF4	SUMITOMO AC610M CNMG 120408-GU
UGI 4005	340 m/min	380 m/min
UGIMA® 4005	≥ 490 m/min	≥ 510 m/min

* VB15/0,15 : vitesse de coupe induisant une usure de flanc de 0,15 mm en 15 min de coupe effective pour une profondeur de passe de 1,5 mm et une avance de 0,25 mm/tr (voir norme NF ISO 3685).

Traitement thermique

Recuit : Pour abaisser les propriétés mécaniques de l'UGIMA® 4005, effectuer un traitement de plusieurs heures entre 745 et 825 °C suivi d'un refroidissement lent à l'air.

Trempe : Pour tremper l'UGIMA® 4005, effectuer un traitement entre 950 °C et 1000 °C suivi d'un refroidissement à l'air ou à l'huile.

Revenu : Le choix de la température de revenu dépend des propriétés mécaniques recherchées (voir graphique ci-dessous). Il est préférable d'éviter les températures entre 400 et 550 °C qui induisent une baisse de ténacité.

Formage à chaud

Forgeage : L'UGIMA® 4005 peut être forgé mais ne convient pas aux opérations d'écrasement sévères. Conditions de forgeage recommandées :

• Température de chauffe entre 1150 °C et 1220 °C
• Température de forgeage entre 950 °C et 1220 °C
• Vitesse de refroidissement lente après forgeage (four ou vermiculite)

Produits disponibles

Produit	Forme	Finition	Tolérance	Dimensions (mm)
Barres	Rond	Laminé à chaud – Barres décapées	k13	22-77 (chaque mm) 80-115 (chaque 5 mm)
		Fini à froid – Tourné	h11 - h10	22-115
		Fini à froid – Tourné & poli	h11 - h10 h9	22-115 22-55
		Barres rectifiées	h9 - h8 - h7	22-115
		Fini à froid – Tréfilé	h9	5-30
	Hexagone	Fini à froid - Tréfilé	h11	3-55

Autres finitions, tolérances, dimensions, profils sur demande.

Traitement de surface

Les traitements de surface possibles sont les mêmes que ceux utilisés pour un 1.4005 standard tel que l'UGI 4005.

Soudage

Comme un 1.4005 standard type UGI 4005, l'UGIMA® 4005 est soudable par la plupart des procédés à l'arc (GMAW, GTAW avec ou sans métal d'apport, SMAW, SAW, …), laser, résistance (points ou rouleaux), friction, faisceau d'électrons, …

Grâce à une structure martensitique « en l'état soudé » en métal fondu (MF) comme en zone affectée thermiquement (ZAT) [si soudage sans métal d'apport], l'UGIMA® 4005, comme un 1.4005 standard, n'est pas sujet au phénomène de corrosion intergranulaire dû à la précipitation de carbures de chrome et à la déchromisation des joints de grain.

En GMAW et GTAW, le gaz de protection doit être sans azote ni hydrogène, afin d'éviter d'augmenter le risque de fragilisation par l'hydrogène typique des nuances martensitiques. Pour la même raison, en SMAW, les électrodes doivent être étuvées (pour éliminer l'eau résiduelle dans l'enrobage, qui peut augmenter la teneur en hydrogène du cordon).

En raison de sa teneur en carbone assez faible, l'UGIMA® 4005 peut être soudé à l'arc sans préchauffage des pièces. Cependant, un revenu entre 200 et 300 °C est le plus souvent nécessaire pour améliorer la ténacité de la ZAT (et du MF en cas de soudage sans métal d'apport ou avec métal d'apport homogène). Avec un métal d'apport homogène, les traitements thermiques entre 300 et 550 °C sont interdits pour éviter une précipitation de carbures fins induisant une fragilisation de la ZAT et du MF.

En cas de métal d'apport austénitique (309L, 308L, …), un traitement thermique entre 200 et 300 °C peut aussi améliorer la ténacité de la ZAT. Les traitements à température plus élevée sont interdits pour éviter les risques de migration de carbone de la ZAT vers le MF, ce qui pourrait réduire la résistance à la corrosion du MF.