UGIMA® 4509 Recuit – Usinabilité supérieure et résistance à la corrosion

L'UGIMA® 4509 est un acier inoxydable ferritique à usinabilité améliorée, contenant environ 18 % de chrome et stabilisé au niobium et au titane.

Outre une bonne résistance à la corrosion, ce grade se caractérise par son aptitude élevée à différentes méthodes de mise en œuvre : usinage, emboutissage à froid et soudage. Cette version UGIMA® du 4509 permet d'atteindre une productivité d'usinage significativement supérieure à celle d'un 4509 standard, grâce à une usure d'outil plus lente et une meilleure cassabilité des copeaux. La stabilisation au niobium élimine le risque de sensibilisation lors du soudage, tandis que le titane limite la taille des grains dans les zones soudées.

Il possède d'excellentes propriétés d'emboutissage à froid.

Pour certaines applications, il constitue une alternative économique à certains grades austénitiques tels que 1.4307 ou 1.4305. Sa structure ferritique assure d'excellentes propriétés ferromagnétiques, une bonne résistance à l'oxydation (notamment aux cycles thermiques) et un coefficient de dilatation similaire à celui de l'acier au carbone.

La structure de l'UGIMA® 4509 est entièrement ferritique à la livraison. Les principaux précipités sont des carbonitrures de Nb, des nitrures de Ti et des sulfures ou carbosulfures de Ti.

Propriétés

Général

Propriété	Valeur
Densité	7,7 g/cm³

Mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Module d'élasticité	20 °C	220 GPa
Module d'élasticité	100 °C	215 GPa
Module d'élasticité	200 °C	210 GPa
Module d'élasticité	300 °C	205 GPa
Module d'élasticité	400 °C	195 GPa
Allongement		18 %	min
Dureté Brinell		200	max
Résistance à la traction		420 - 620 MPa

Thermiques

Propriété	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	10 × 10⁻⁶ 1/K	20 à 100 °C, 20 à 200 °C
Coefficient de dilatation thermique	10,5 × 10⁻⁶ 1/K	20 à 300 °C, 20 à 400 °C
Capacité thermique massique	460 J/(kg·K)
Conductivité thermique	25 W/(m·K)

Électriques

Propriété	Valeur
Résistivité électrique	6 × 10⁻⁷ Ω·m

Composition chimique

Élément	Valeur (% en masse)	Commentaire
Carbone	0,03	max
Chrome	17,5 - 18,5 %
Manganèse	1,0	max
Niobium	0,70	max, min : 0,30 + (3×C)
Azote	0,03	max
Phosphore	0,03	max
Silicium	1,0	max
Soufre	0,015	max
Titane	0,1 - 0,30 %

Propriétés technologiques

Propriété

Détails

Domaines d'application

Énergie, procédés (électrovannes)
Automobile : support de sonde lambda, injection, électrovannes, applications magnétiques (solénoïdes)

Limitations d'usage : applications cryogéniques (résilience insuffisante), applications requérant des propriétés non magnétiques.

Formage à froid

L'UGIMA® 4509 peut être facilement utilisé pour les procédés conventionnels de travail à froid : tréfilage, formage, emboutissage, frappe à froid, etc. Étant modérément écroui, il sollicite moins les outils.

Propriétés de corrosion

Corrosion par piqûres : Évaluée par essai de potentiel de piqûre : plus le potentiel mV/SCE est élevé, meilleure est la résistance. Environnement pH neutre, légèrement chloré (0,02 mol/L NaCl), eau potable municipale à 23 °C. Résultats sur échantillons de barres tournées en direction transversale :

Grade	Potentiel de piqûre (mV/SCE)	Écart-type
UGI 4509	484	3
UGIMA® 4509	447	8
UGIMA® 4511	360	20

Le comportement en corrosion par piqûres de l'UGIMA® 4509 est donc similaire à celui de l'UGI 4509.

Essai brouillard salin neutre (ISO 9227) : Après 500 heures d'essai sur barres de 15 mm de diamètre (direction longitudinale, polissage mécanique papier SiC 1200), 90 % des surfaces des deux grades UGIMA® 4509 et UGI 4509 étaient exemptes de piqûres de corrosion. La résistance au brouillard salin de l'UGIMA® 4509 est identique à celle de l'UGI 4509.

Résistance à l'oxydation à haute température : Essai cyclique en air à 900 °C (20 min maintien + refroidissement air, 300 cycles). Épaisseurs des couches d'oxde formées (fines et adhérentes) :

Grade	Épaisseur couches d'oxde (mg/cm²) après 300 cycles × 20 min à 900 °C
UGI® 4509	1,9
UGIMA® 4509	1,7
UGIMA® 4511	1,2

Usinabilité générale

Comparé à un 1.4509 standard, l'UGIMA® 4509 apporte des gains de productivité significatifs en usinage, grâce à une usure d'outil plus lente et surtout une meilleure cassabilité des copeaux dans les mêmes conditions de coupe.

Tournage : Essais VB15/0,15 à sec sur tour à commande numérique. Pour une usure d'outil équivalente : gain de productivité ~6 % avec UGIMA® 4509 vs 1.4509 standard, et cassabilité des copeaux améliorée (réduction risque d'arrêt machine).

Opération	Outil	1.4509 standard	UGIMA® 4509
Tournage VB15/0,15 (ap=1,5 mm; f=0,25 mm/tr)	SECO TM2000 CNMG 120408 – MF4	Vc = 390 m/min	Vc = 415 m/min
Tournage ZC (Vc=150 m/min)	SECO TM2000 CNMG 120408 – MF4	38 conditions sur 56 testées	43 conditions sur 56 testées

(1) VB15/0,15 : vitesse de coupe pour 0,15 mm d'usure en 15 min ; (2) ZC : balayage avance (0,1 à 0,4 mm/tr) et passe (0,5 à 4 mm) à Vc constant.

Décolletage : Tests sur décolleteuse TORNOS SIGMA 32. Conditions optimales pour produire 1000 pièces sans changer d'outil.

Tournage (ébauche et finition) : Gains de productivité jusqu'à 30 % avec UGIMA® 4509.

Opération	Outil	1.4509 standard	UGIMA® 4509
Ébauche (ap=2 mm; f=0,30 mm/tr)	SECO TM2000 CCMT09T308-F2	Vc = 150 m/min	Vc = 195 m/min
Finition (ap=0,5 mm; f=0,10 mm/tr)	SECO TM2000 CCMT09T304-F1	Vc = 275 m/min	Vc = 275 m/min
Tournage VB15/0,25 (ap=1,5 mm; f=0,25 mm/tr)	SECO TM2000 CCMT09T308-F2	Vc = 220 m/min	Vc = 265 m/min

Tronçonnage : Augmentation de productivité > 80 % avec UGIMA® 4509.

Opération	Outil	1.4509 standard	UGIMA® 4509
Tronçonnage	SANDVIK QD-NG-0300-0001-CF 1105	Vc = 100 m/min, f = 0,07 mm/tr	Vc = 130 m/min, f = 0,10 mm/tr

Traitement thermique

Recuit de ramollissement : 750 - 900 °C suivi de refroidissement air, pour restaurer la ductilité après déformation à froid.

Formage à chaud

Excellente forgeabilité à toutes températures (structure entièrement ferritique). Forgeage ou laminage entre 800 °C et 1150 °C. Température max 1150 °C pour éviter croissance excessive des grains.

Autres

Produits disponibles :

Produit	Forme	Finition	Tolérance	Dimension
Barres	Rondes	Laminées écaillées	k13 – k12	Ø 22 à 71
		Tournées	10 + 11	Ø 22 à 70
		Rectifiées	7+8+9+options	Ø 2 à 70
		Tréfilées	9	Ø 2 à 30
		Brutes	± 1% Ø	Ø 23 à 73

Autres produits : contacter le fournisseur.

Soudage

Grâce à sa bi-stabilisation niobium-titane, l'UGIMA® 4509 se soude comme un 1.4509 standard par la plupart des procédés à l'arc (MIG/TIG, avec ou sans métal d'apport, électrodes enrobées, plasma, etc.), laser, résistance (points ou fil), friction, faisceau d'électrons. Aucun traitement thermique avant/après soudage pour éviter la croissance des grains ferritiques.

Si métal d'apport utilisé : métal homogène (ferritique stabilisé) type EXHAUST® F1 (18LNb) pour structure 100 % ferritique dans la zone de fusion (ZF) et zone thermiquement affectée (ZTA) ; pour soudures épaisses (≥ 3 mm), métal austénitique type ER308L(Si) (1.4316) pour éviter affaiblissement ZF par croissance excessive des grains.

Gaz de protection : sans H₂ ni N₂. MIG : Ar (+ He) + 1-3 % O₂ ou CO₂. TIG : Ar (+ He).

Alliage d'aluminium AA 5086 H111 – Alliage structural premium résistant à la corrosion UGIMA® 4541 Recuit – Acier inoxydable supérieur résistant à la corrosion intergranulaire

Métal