UGI® 4462 : Barre en acier duplex recuit en solution – Résistance à la corrosion et résistance mécanique supérieures

Présentation de l'UGI® 4462

L'UGI® 4462 est un acier inoxydable duplex offrant une excellente résistance à la corrosion dans les milieux agressifs, couplée à de hautes performances mécaniques. Sa composition chimique est optimisée pour obtenir, après recuit en solution, une structure biphasique ferrite + austénite contenant 40 à 60 % de ferrite.

Le grade est sensible à la précipitation de phases intermétalliques (phase sigma σ entre 600 °C et 1000 °C après quelques dizaines de minutes ; phase α' entre 350 °C et 550 °C) qui dégradent les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion. La température d'utilisation doit donc être limitée à 300 °C maximum.

Propriétés

Général

Propriété	Valeur
Densité	7,8 g/cm³

Mécaniques

Propriété	Température	Valeur
Énergie de rupture Charpy (entaille en V)	-60 °C	80 J
Énergie de rupture Charpy (entaille en V)	-46 °C	100 J
Énergie de rupture Charpy (entaille en V)	20 °C	200 J
Module d'élasticité	20 °C	200 GPa
Module d'élasticité	100 °C	194 GPa
Module d'élasticité	200 °C	186 GPa
Module d'élasticité	300 °C	180 GPa
Allongement	20 °C	35,0 – 45,0 %
Allongement	280 °C	30,0 – 40,0 %
Résistance à la traction	20 °C	680,0 – 830,0 MPa
Résistance à la traction	280 °C	550,0 – 650,0 MPa

Thermiques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique		0,000013 1/K	20 à 100 °C
Coefficient de dilatation thermique		0,0000135 1/K	20 à 200 °C
Coefficient de dilatation thermique		0,000014 1/K	20 à 300 °C
Capacité thermique massique	20 °C	500 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	100 °C	530 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	200 °C	560 J/(kg·K)
Capacité thermique massique	300 °C	590 J/(kg·K)
Conductivité thermique	20 °C	15 W/(m·K)
Conductivité thermique	100 °C	16 W/(m·K)
Conductivité thermique	200 °C	17 W/(m·K)
Conductivité thermique	300 °C	18 W/(m·K)

Électriques

Propriété	Température	Valeur
Résistivité électrique	20 °C	0,0000008 Ω·m
Résistivité électrique	100 °C	0,00000085 Ω·m
Résistivité électrique	200 °C	0,0000009 Ω·m
Résistivité électrique	300 °C	0,000001 Ω·m

Composition chimique (% masse)

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 – 0,20
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
• Industrie Oil & Gas
• Construction

Formage à froid

Tréfilage – Profilage : Du fait de sa limite d'élasticité élevée, le travail à froid de l'UGI® 4462 demande des efforts supérieurs à ceux requis pour un grade austénitique type 1.4404 (316L). Voir la courbe d'écrouissage.

Emboutissage à froid : L'UGI® 4462 n'est pas optimisé pour l'emboutissage à froid. Ses hautes propriétés mécaniques induisent des efforts de formage importants et une usure rapide des outillages. Toutefois, l'aspect de surface des pièces est bien meilleur que sur grades austénitiques (pas de phénomène « peau d'orange »). Utilisable en emboutissage ou pliage ordinaire quand ce phénomène apparaît sur austénitiques. Au test d'emboutissage à froid, l'UGI® 4462 accepte une déformation d'expansion de 40 % avant fissuration.

Propriétés de corrosion

L'UGI® 4462 s'utilise là où la résistance à la corrosion est essentielle :

• Bâtiment : expositions atmosphères maritimes ou urbaines
• Industrie papetière
• Industrie de dessalement
• Industrie chimique en général

Corrosion généralisée

Présente dans la fabrication d'acides sulfurique/phosphorique. Test accéléré : densité de courant de dissolution sur courbe de polarisation en H₂SO₄ 2 mol/litre (200 g/l) à 23 °C. L'UGI® 4462 offre la meilleure performance parmi les grades testés (UGI® 4462, 4362, 4404, 4301).

Corrosion localisée

Corrosion par piqûres : Détermination du potentiel de piqûre sur courbe de polarisation (plus le potentiel est haut, meilleure est la résistance). Tests en NaCl 0,86 mol/l (30,4 g/l Cl⁻) à 55 °C (aussi 0,5 M NaCl à 70 °C) sur fils mécaniquement polis (SiC 1200).

Corrosion sous contrainte : Tests type « NACE standard » avec contraintes < limite élasticité pendant 720 h. L'UGI® 4462 montre une zone de non-fissuration comparable aux super-austénitiques UGI® 4539 et super-duplex UGI® 4507.

Usinabilité générale

De par sa faible teneur en soufre (pour préserver la corrosion) et ses hautes propriétés mécaniques, l'UGI® 4462 est un grade difficile à usiner : absence de sulfures → mauvaise cassabilité des copeaux ; forces de coupe élevées → usure rapide des outils. Le choix des outils (nuance carbure, brise-copeaux) et des conditions de coupe (vitesses réduites vs austénitiques, mais pas trop basses pour maintenir température pointe outil ; avances suffisantes pour casser le copeau) est crucial. Le support technique Ugitech est disponible pour conseil.

Traitement thermique

Recuit en solution : Entre 1020 °C et 1100 °C suivi refroidissement rapide (air ou eau). Restaure la ductilité après travail à chaud ou à froid.

Formage à chaud

Forgage : Bonne aptitude entre 1220 et 950 °C (inférieure aux austénitiques standards 1.4301, 1.4404). La ductilité à chaud liée à la teneur en ferrite (croît avec la température) → meilleure à haute température de forge. Résistance mécanique à chaud inférieure à l'austénitique → efforts outils moindres, parfois précautions contre fluage. Le traitement de recuit en solution avec refroidissement rapide est obligatoire après forge pour restaurer l'équilibre ferrite-austénite, les propriétés mécaniques et la résistance à la corrosion.

Produits disponibles

Produit	Forme	Finition	Tolérance	Dimensions (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

L'UGI® 4462 se soude par friction, résistance, arc (MIG, TIG, électrode enrobée, plasma, fil fourré…), laser, faisceau d'électrons. Contrairement aux austénitiques, il doit être soudé dans un domaine d'énergie linéaire précis pour assurer la ténacité des zones soudées :

• Énergie trop forte → refroidissement lent → risque phase sigma fragilisante en ZAT (zone affectée thermiquement).
• Énergie trop faible → refroidissement rapide → ZAT trop ferritique donc fragile.

Le domaine dépend de la géométrie (épaisseur) et du procédé. En multipasses, laisser refroidir < 150 °C entre passes. Pas de préchauffage souhaitable, pas de traitement thermique post-soudage sauf recuit en solution si nécessaire.

Soudage MIG

Fil d'apport optimal : ER2209 – 22.9.3NL – UGIWELD™ 45N. Son équilibre plus austénitique limite la ferrite en métal fondu (MF) et le risque de fragilité. Gaz de protection légèrement oxydant (Ar + 1–3 % O₂ ou CO₂) pour limiter l'oxygène en MF et assurer bonne ténacité. Interdiction d'ajouter H₂ (risque fissuration à froid). Quelques % N₂ possibles pour compenser pertes d'azote.

Soudage TIG

Gaz de protection impérativement neutre (Ar, éventuellement partiellement remplacé par He) pour protéger l'électrode tungstène. H₂ interdit. L'absence d'oxygène dans le gaz facilite la bonne ténacité en MF.