UGIMA® 4362 : Acier duplex laminé à chaud et recuit en solution – Usinabilité supérieure

Présentation de l'UGIMA® 4362

L'UGIMA® 4362 est un acier inoxydable austéno-ferritique (duplex) offrant une meilleure usinabilité que le 1.4362 standard (UGI® 4362), grâce à une usure outil réduite et une meilleure cassabilité des copeaux.

Il satisfait à la spécification 1.4362 selon EN 10088-3, tout en conservant les qualités de l'UGI 4362 :

• Propriétés mécaniques supérieures (Rm et Rp0,2) au 1.4404 (316L) standard, voire au 1.4406 (316LN)
• Résistance à la corrosion ≥ 1.4404 (316L) standard

L'UGIMA® 4362 présente de bonnes propriétés mécaniques : résistance à la traction et limite d'élasticité significativement plus élevées sur barres que le 1.4404 standard. Ce grade partiellement ferritique a une température de transition ductile-fragile qui, sur grosses sections, limite son utilisation aux applications basses températures.

Sa composition est optimisée pour obtenir une structure biphasique 45–70 % ferrite après recuit en solution 950–1050 °C + refroidissement rapide. La faible teneur en Mo le rend bien moins sensible que le 1.4462 à la précipitation de phases intermétalliques fragilisantes (sigma, X) : la phase sigma n'apparaît qu'après 20 h à 700 °C. Cependant, comme pour l'UGI 4362, la précipitation de la phase α' entre 350 °C et 550 °C peut fragiliser la structure. La température d'utilisation doit être limitée à 300 °C.

Propriétés

Général

Propriété	Valeur
Densité	7,8 g/cm³

Mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Énergie de rupture Charpy (entaille en V)		100 J	min.
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		25 %	min.
Dureté Brinell		260	max.
Résistance à la traction		600,0 – 830,0 MPa	min.

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 – 24,0
Cuivre	0,1 – 0,6
Manganèse	2,0	max.
Molybdène	0,1 – 0,6
Nickel	3,5 – 5,5
Azote	0,05 – 0,20
Phosphore	0,035	max.
Silicium	1,0	max.
Soufre	0,015	max.

Propriétés technologiques

Domaines d'application

Partout où le grade 1.4404 (316L) est utilisé :

• Énergie, process
• Bâtiment
• Agroalimentaire

Limitations d'emploi :

• Applications cryogéniques (résistance insuffisante)
• Température de service > 300 °C (risque fragilisation long terme)

En cas de doute, consulter le fournisseur.

Propriétés de corrosion

L'UGIMA® 4362 peut remplacer le 1.4404 standard pour la plupart des applications, notamment :

• Exposition atmosphères maritimes/urbaines (bâtiment)
• Industrie papetière
• Industrie chimique générale

Corrosion par piqûres

Type le plus courant. Initiée par action néfaste des ions chlorure sur inclusions sulfureuses → petites taches de produits de corrosion. Mécanisme stochastique. Résistance évaluée par potentiel de piqûre sur courbe de polarisation (NF ISO 15158) : plus le potentiel est haut, meilleure la résistance.

Graphique : potentiels de piqûre en mV/SCE (électrode calomel saturée) sur éprouvette transversale barre tréfilée Ø15–22 mm, polie SiC1200, immergée NaCl 0,86 mol/l (30,4 g/l Cl⁻) à 35 °C, pH neutre (milieu brouillard salin neutre ISO 9227).

Résistance par piqûres de l'UGIMA® 4362 = UGIMA® 4404 > certains 1.4404 standards. Pour milieux très agressifs (eau de mer, produits nettoyants…), consulter le fournisseur.

Corrosion sous contrainte

Tests en milieu chloré aqueux pH 7, O₂ 8 ppm dissous, contrainte < Rp0,2, durée > 1000 h. L'UGIMA® 4362 montre une résistance meilleure que le 1.4404 standard. Utilisable jusqu'à 130 °C sans risque corrosion sous contrainte, vs limite ~50 °C pour le 1.4404.

Usinabilité générale

Barres laminées à chaud

Tournage – VB15/0,15 : Conditions de coupe accessibles +6,5 % en moyenne vs 1.4362 standard (UGI 4362) → au-dessus du 1.4404 standard (UGI 4404) et proche de l'UGIMA® 4404HM. Moyennes de deux plaquettes de référence CNMG 120408.

Zones de cassabilité des copeaux (ZCC) : Nombre de conditions copeaux courts augmenté significativement vs UGI 4362 → niveau équivalent UGI 4404 standard, inférieur à UGIMA® 4404HM. Graphiques : nombre conditions copeaux courts/moyens/longs pour deux plaquettes référence.

Perçage : Comparaison UGIMA® 4362 vs UGI 4362, UGI 4404, UGIMA® 4404HM. Deux forets :

• HSS 4 mm, sans lubrifiant central (huile soluble)
• Carbure monobloc revêtu 6 mm, lubrifiant central (huile soluble)

Débits de copeaux max définis (quantité max copeaux/unité temps sans changer foret) : 1140 trous HSS (>18 m) ; 516 trous carbure (>12 m). Plus le débit est haut, meilleur le grade.

• Foret HSS 4 mm sans lubrifiant central : zone optimale plus large → débit max UGIMA® 4362 > UGI 4362 et UGI 4404, similaire UGIMA® 4404HM.
• Foret carbure 6 mm lubrification centrale (15 bar) : zone optimale plus large que UGI 4362 → débit max similaire UGI 4404, encore significativement < UGIMA® 4404HM.

Barres tréfilées à froid (décolletage)

Essais sur Tornos SIGMA 32. *Note : UGI 4362 comparé mais cassabilité trop mauvaise pour résultats fiables sur la plupart opérations.

• Tournage – VB15/0,25 : UGIMA® 4362 > UGI 4404 standard (+~6 % productivité), mais < UGIMA® 4404HM (–14 %). Plaquette référence CCMT 09T308.
• Perçage axial : Débit max copeaux UGIMA® 4362 = UGI 4404, –10 % vs UGIMA® 4404HM (foret carbure revêtu, lubrification interne, 1000 trous à 4D sans changement outil ni alésoir).
• Tronçonnage : Vitesse coupe (G96) et conditions avance pour productivité max avec 1000 tronçonnages sans changement outil. À 60 m/min vitesse commune : avance max UGIMA® 4362 significativement > UGI 4404, niveau UGIMA® 4404HM.

Traitement thermique

Recuit en solution : 950–1050 °C + refroidissement rapide air/eau. Restaure la ductilité après formage à chaud ou à froid.

Formage à chaud

Forgage : Forgeabilité satisfaisante 1250–950 °C (inférieure aux austénitiques standards 1.4301, 1.4404). Ductilité à chaud liée à teneur ferrite (croît avec T°) → meilleure à haute T° de forge.

Résistance mécanique à chaud < austénitique → efforts outils moindres ; précautions parfois nécessaires contre fluage indésirable.

Refroidissement assez rapide après forge < 900 °C pour éviter phase sigma fragilisante (trempe air/eau). Recuit en solution non obligatoire dans ces conditions. T° fin de forge ~900–950 °C → propriétés traction (Rm, Rp0,2) accrues par écrouissage.

Produits disponibles

Produit	Forme	Finition	Tolérance	Dimensions (mm)
Barres laminées à chaud	Rond	Laminé décapé	13	22 – 120
Barres laminées à froid	Rond	Tréfilé à froid / Usiné à froid / Rectifié	H9 / H10 / H9	5 – 28 / 22 – 70 / 22 – 120

Autres produits et dimensions : consulter le fournisseur.

Soudage

Comme l'UGI 4362, l'UGIMA® 4362 se soude par friction, résistance, arc avec/sans fil d'apport (MIG, TIG, électrode enrobée, plasma, fil fourré…), laser, faisceau d'électrons.

Absence de Mo → pas de risque significatif de phase sigma au soudage (contrairement aux autres duplex). Manipulation aisée, comme austénitiques 304L/316L, même moins sensible à la fissuration thermique.

Pour optimiser la résistance du soudé, privilégier paramètres maximisant l'énergie de soudage (limite ferrite en ZF et ZAT).

Fils d'apport principaux selon propriétés mécaniques et corrosion soudé recherchées :

• ER 2307 / 23.7NL / UGIWELD® 23.7NL
• ER 2209 / 22.9.3NL / UGIWELD® 45N
• ER 309LSi / 23.12LSi / UGIWELD® 309LM

Pas de préchauffage conseillé. Pas de traitement thermique post-soudage (sauf recuit en solution si nécessaire).