UGI® 4410 : Superduplex haute performance pour environments corrosifs

Présentation de l'UGI® 4410

L'UGI® 4410 est un acier inoxydable superduplex conçu pour les applications en milieux hautement corrosifs. Ses atouts :

• Très hautes propriétés mécaniques
• Excellente résistance aux différents types de corrosion en milieux agressifs

À l'état livré (recuit en solution), sa structure est biphasique : ferrite + austénite, 45–55 % ferrite, exempt de phases intermétalliques et de carbonitrures de chrome. L'UGI® 4410 est très sensible à la précipitation de phases intermétalliques dégradant ténacité et résistance à la corrosion : phase sigma 600–1000 °C après quelques minutes ; phase α' 350–550 °C (risque fragilisation). Température d'utilisation limitée à 300 °C max.

Propriétés

Général

Propriété	Valeur
Densité	7,8 g/cm³

Mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Énergie de rupture Charpy (entaille en V)	-60 °C	50 J	min.
Énergie de rupture Charpy (entaille en V)	-46 °C	100 J	min.
Énergie de rupture Charpy (entaille en V)	20 °C	200 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.
Résistance à la traction		750,0 – 930,0 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	25,0 – 26,0
Manganèse	2,0	max.
Molybdène	3,3 – 4,0
Nickel	6,5 – 7,5
Azote	0,24 – 0,30
Phosphore	0,035	max.
Silicium	1,0	max.
Soufre	0,002	max.

Propriétés technologiques

Domaines d'application

Applications exigeant très bonne résistance à la corrosion en milieux agressifs chlorurés + hautes propriétés mécaniques :

• Industries chimique et pétrochimique
• Industrie de dessalement d'eau de mer
• Industrie papetière

Formage à froid

L'UGI® 4410 convient au formage à froid par méthodes conventionnelles. Efforts sur outillages élevés (hautes propriétés mécaniques et d'écrouissage). L'austénite est stable → pas de transformation martensitique induite par déformation à froid.

Propriétés de corrosion

Corrosion générale

Très bonne résistance dans la production d'acides minéraux/organiques. Exemples : meilleure résistance que super-austénitique UGI® 4539/904L dans acide formique, chlorhydrique, sulfurique < 25 % massique.

Corrosion localisée

Résistance excellente à la corrosion localisée initiée par ions chlorure.

Corrosion par piqûres

Indice PREN = %Cr + 3,3 %Mo + 16 %N. Pour UGI® 4410 : PREN ≥ 41 (vs 33 min pour UGI® 4462). Tests FeCl₃ 10 % massique (type ASTM G48) : température limite piqûres (CPT) garantie 55 °C (vs 35 °C mesuré pour UGI® 4462).

Corrosion par crevasses

Température critique crevasses en FeCl₃ 6 % (type ASTM G48) : ~35 °C en moyenne pour UGI® 4410 (vs 25 °C UGI® 4462, 20 °C UGI® 4539).

Corrosion sous contrainte

Très bonne résistance en milieux contenant ions chlorure et/ou sulfure d'hydrogène.

Usinabilité générale

Du fait de ses très hautes propriétés mécaniques et de la forte trempabilité de son austénite, l'UGI® 4410 use rapidement les outils → vitesses de coupe limitées à niveaux légèrement inférieurs au 1.4507. Préférer outils plus durs que pour austénitiques 1.4404 (ex : possibilités tournage brut outil STELLRAM SP0819 vs SECO TM2000). Comme la plupart des austéno-ferritiques, copeaux difficiles à casser → privilégier avances de coupe relativement élevées pour faciliter cassabilité.

Tournage

Tableau comparatif des vitesses de coupe accessibles en tournage brut (base 100 : 1.4462 avec outil SECO TM2000).

Perçage

Difficile (forces coupe élevées → usure rapide, mauvaise cassabilité copeaux → casses foret aléatoires). Fortement recommandé : lubrification interne haute pression pour améliorer cassabilité/évacuation copeaux. Cycles perçage avec alésoir utiles.

Traitement thermique

Recuit en solution : Barres et fils livrés recuits en solution. Pour réduire dureté et restaurer ductilité après formage chaud/froid : 1050–1120 °C (de préférence 1100 °C) + refroidissement rapide (eau) pour éviter précipitation phases fragilisantes (intermétalliques ou nitrures de chrome) pendant le refroidissement.

Formage à chaud

Formage haute T° (forge, laminage) 1000–1250 °C, de préférence 1100–1250 °C (minimiser efforts, augmenter ductilité). Risque phase sigma si T° produit descend < 1025 °C pendant formage. Recuit en solution fortement recommandé après formage à chaud, selon recommandations section traitement thermique.

Produits disponibles

Produit	Forme	Finition	Tolérance	Dimensions (mm)
Barres	Rond	Laminé décapé	13	71 – 120
	Rond	Tourné	10 – 11 – 12	71 – 120
Produits semi-finis	Carré	Rectifié	–	80 – 120

Autres produits : consulter le fournisseur.

Soudage

L'UGI® 4410 se soude par friction, résistance, arc avec/sans fil d'apport (MIG, TIG, électrode enrobée, plasma, fil fourré…), laser, faisceau d'électrons. Contrairement aux austénitiques, il doit être soudé dans un domaine d'apport thermique linéaire pour assurer la résilience des zones soudées :

• Apport trop fort → refroidissement lent → risque phase sigma fragilisante en ZAT
• Apport trop faible → refroidissement rapide → ZAT trop ferritique donc fragile

Le domaine dépend de la géométrie (épaisseur) et du procédé. Pièces plus épaisses → refroidissement plus rapide → domaine vers énergies plus fortes. En multipasses : laisser refroidir < 150 °C entre passes. Pas de préchauffage, pas de traitement post-soudage (sauf recuit en solution si nécessaire).

Soudage MIG

Fil d'apport optimal : UGIWELD™ 25.9.4 (ISO 14343-A : 25 9 4L). Équilibre plus austénitique → limite ferrite en métal fondu (MF) et risque fragilisation MF. Gaz faiblement oxydant (Ar + 1–3 % O₂ ou CO₂) pour limiter O₂ en MF → bonne résilience MF. Interdiction H₂ (risque fissuration à froid). Quelques % N₂ possibles pour compenser pertes azote en MF.

Soudage TIG

Gaz impérativement neutre (Ar, éventuellement partiellement remplacé par He) pour protéger électrode tungstène. H₂ interdit. Absence O₂ dans gaz → facilite bonne résilience en zone de fusion.