UGI® 4539 – Acier Austénitique Haute Performance pour Résistance à l'Acide Sulfurique
L'UGI® 4539 est un acier austénitique conçu pour une haute résistance à la corrosion, notamment dans l'acide sulfurique, dans une large gamme d'environnements de procédés (chimiques). La combinaison de teneurs élevées en chrome et nickel, couplée à des ajouts de molybdène, assure une résistance à la corrosion bonne à excellente.
Il possède une microstructure entièrement austénitique. Cette nuance est non magnétique dans toutes les conditions et présente une excellente soudabilité et formabilité. La structure austénitique confère également à cette nuance une excellente ténacité, même à températures cryogéniques.
Propriétés
Général
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Densité | 8 g/cm³ |
Mécaniques
| Propriété | Température | Valeur | Commentaire |
|---|---|---|---|
| Énergie de rupture Charpy, entaille V | 100 J | min. | |
| Module d'élasticité | 100 °C | 190 GPa | |
| Module d'élasticité | 200 °C | 180 GPa | |
| Module d'élasticité | 300 °C | 172 GPa | |
| Module d'élasticité | 400 °C | 165 GPa | |
| Module d'élasticité | 500 °C | 158 GPa | |
| Allongement | 35 % | ||
| Dureté Brinell | 230 | max. | |
| Résistance à la traction | 530 - 730 MPa |
Thermiques
| Propriété | Température | Valeur | Commentaire |
|---|---|---|---|
| Coefficient de dilatation thermique | 0,000014 1/K | 20 à 100 °C | |
| Coefficient de dilatation thermique | 0,000016 1/K | 20 à 200 °C | |
| Coefficient de dilatation thermique | 0,000018 1/K | 20 à 300 °C | |
| Coefficient de dilatation thermique | 0,000020 1/K | 20 à 400 °C | |
| Coefficient de dilatation thermique | 0,000022 1/K | 20 à 500 °C | |
| Capacité thermique massique | 100 °C | 485 J/(kg·K) | |
| Capacité thermique massique | 200 °C | 515 J/(kg·K) | |
| Capacité thermique massique | 300 °C | 545 J/(kg·K) | |
| Capacité thermique massique | 400 °C | 570 J/(kg·K) | |
| Capacité thermique massique | 500 °C | 590 J/(kg·K) | |
| Conductivité thermique | 100 °C | 14 W/(m·K) | |
| Conductivité thermique | 200 °C | 16 W/(m·K) | |
| Conductivité thermique | 300 °C | 18 W/(m·K) | |
| Conductivité thermique | 400 °C | 20 W/(m·K) | |
| Conductivité thermique | 500 °C | 22 W/(m·K) |
Électriques
| Propriété | Température | Valeur |
|---|---|---|
| Résistivité électrique | 100 °C | 0,00000099 Ω·m |
| Résistivité électrique | 200 °C | 0,00000107 Ω·m |
| Résistivité électrique | 300 °C | 0,00000113 Ω·m |
| Résistivité électrique | 400 °C | 0,00000115 Ω·m |
| Résistivité électrique | 500 °C | 0,00000117 Ω·m |
Composition chimique
| Élément | Teneur | Commentaire |
|---|---|---|
| Carbone | 0,02 % | max. |
| Chrome | 19,0 - 21,0 % | |
| Cuivre | 1,0 - 2,0 % | |
| Manganèse | 2,0 % | max. |
| Molybdène | 4,0 - 5,0 % | |
| Nickel | 23,0 - 28,0 % | |
| Azote | 0,1 % | max. |
| Phosphore | 0,035 % | max. |
| Silicium | 0,70 % | max. |
| Soufre | 0,015 % | max. |
Propriétés technologiques
| Propriété | Détails | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Domaines d'application |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Formage à froid | L'UGI® 4539 est assez ductile et se forme aisément. La résistance élevée de l'UGI® 4539 à haute teneur en azote et molybdène est clairement démontrée lorsque les courbes contrainte-déformation de cette nuance sont comparées aux nuances austénitiques standard 304/304L. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Propriétés de corrosion | Bien qu'initialement développé pour sa résistance à la corrosion uniforme à l'acide sulfurique, il présente également une résistance très élevée à une large gamme d'environnements. Sa valeur de PREN* entre 33 et 38 indique que le matériau a une bonne résistance à la corrosion par piqûres dans l'eau de mer chaude et autres environnements à haute teneur en chlorures. Corrosion uniforme : La corrosion uniforme se produit lorsque toute la couche passive est détruite. Cela se produit typiquement dans les acides ou les solutions alcalines chaudes. Le tableau ci-dessous donne pour différentes solutions la limite de température pour un taux de corrosion < 0,1 mm/an :
*La limite de température peut aussi être influencée par l'état de surface : rugosité… Corrosion localisée Corrosion par piqûres : Les ions chlorure dans un environnement neutre ou acide facilitent la rupture locale de la couche passive. En conséquence, la corrosion par piqûres et en crevasses peut se propager, causant des défaillances. La valeur PREN peut être utilisée pour des comparaisons approximatives des nuances. Un moyen plus fiable est de classer les nuances selon la température critique de piqûre (CPT). Plusieurs méthodes existent, par exemple ASTM G150 avec solution NaCl 1M (35 000 ppm ions chlorure). Les valeurs CPT sont indiquées ci-dessous :
*(%Cr + 3,3*%Mo + 16*%N) **Le CPT peut aussi être influencé par la surface : rugosité… Corrosion intergranulaire : L'UGI® 4539 a une teneur en carbone très faible. Cela signifie qu'il y a très peu de risque de précipitation de carbures lors de traitements thermiques et soudages ordinaires. Le risque de corrosion intergranulaire après traitements thermiques et soudages ordinaires est ainsi éliminé. Corrosion sous contrainte : En raison de ses teneurs élevées en nickel et molybdène, l'UGI® 4539 est hautement résistant à la corrosion sous contrainte dans les solutions chlorurées, les solutions d'hydroxydes concentrées et les environnements riches en sulfure d'hydrogène (marché pétrolier et gazier). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Usinabilité générale | Comme les autres aciers austénitiques, l'UGI® 4539 est tenace et a tendance à s'écrouir à froid. De plus, sa teneur en soufre est maintenue basse. Tout cela le rend moins usinable que les nuances 410 et 304. Cependant, avec le bon choix d'outil et de paramètres machine, des résultats d'usinage pleinement satisfaisants peuvent être obtenus. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Traitement thermique | Recuit de solution Les propriétés mécaniques et de fabrication optimales sont réalisées après recuit de solution dans la plage 1060 °C – 1150 °C suivi d'un refroidissement rapide à l'air ou à l'eau. L'exposition aux températures entre 600 °C et 900 °C doit être minimisée pour prévenir la formation de phases intermétalliques fragiles et moins résistantes à la corrosion. Durcissement L'UGI® 4539 ne peut pas être durci par traitement thermique mais peut l'être par écrouissage. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Formage à chaud | Forgage L'UGI® 4539 est généralement préchauffé entre 1150 – 1180 °C, le forgeage ayant lieu entre 1180 et 950 °C. Après forgeage, la pièce forgée doit être refroidie rapidement à l'air ou à l'eau lorsqu'il n'y a pas de danger de déformation. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Autres | Produits disponibles :
Autres formats : contacter le fournisseur | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Traitement de surface | Décapage Ce processus est nécessaire lorsque des surfaces oxydées sont présentes lors du chauffage. Un bain acide doit être utilisé : acide chlorhydrique, acide sulfurique, ou acides nitro-hydrofluorique mixtes. Le réchauffement du bain (ex. à 50 °C) réduit le temps d'immersion. Enfin, il est absolument essentiel de rincer soigneusement les surfaces. Passivation Les aciers inoxydables, surtout ceux à haute teneur en Chrome/Molybdène, n'ont généralement pas besoin d'être passivés car le film passif se forme spontanément à l'air et, après 24 heures, atteint une certaine stabilité. En revanche, les aciers inoxydables peuvent être contaminés par contact avec des aciers au carbone ou faiblement alliés : ce phénomène est connu sous le nom de contamination ferreuse. Dans ce cas, une passivation à l'acide nitrique pendant 30 minutes à température ambiante est requise. Un rinçage de surface, voire une neutralisation de surface, est essentiel en traitement final. Électropolissage Les conditions habituelles d'électropolissage pour aciers austénitiques au molybdène peuvent être utilisées pour l'UGI® 4539. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Soudage | L'UGI® 4539 lors du soudage présente une tendance à la fissuration à chaud due à sa structure de solidification entièrement austénitique. Néanmoins, il est facilement soudable en utilisant tous les procédés de soudage standards sur aciers inoxydables austénitiques. Le soudage sans métal d'apport n'est pas recommandé car cela favoriserait la tendance à la formation de fissures à chaud. Lors de l'utilisation de métaux d'apport équivalents, il faut veiller à limiter l'apport thermique à de faibles valeurs qui pourraient entraîner une fusion insuffisante. Le balayage pendant le soudage doit également être évité afin de minimiser l'apport thermique. Un traitement thermique après soudage n'est pas nécessaire, et même les grosses sections sont résistantes à la corrosion intergranulaire après soudage, grâce à la faible teneur en carbone. |
Métal
- UGI® HT605 – Alliage cobalt-chrome-nickel-tungstène haute température à résistance d'oxydation supérieure
- UGI® 4116N : Acier inoxydable recuit à haute teneur en carbone/azote – Résistance à la corrosion et dureté supérieures
- UGI® 4313 +A : Acier inoxydable martensitique bas carbone allié nickel haute performance
- UGI® 4121 : Acier Inoxydable Martensitique Haute Performance – Résistance à la Corrosion & Usinabilité Supérieures
- UGI® 4512 : Acier Inoxydable Ferritique Premium pour Applications Haute Performance
- UGI® 316Ti : Acier inoxydable titane stabilisé – Haute température, non magnétique, solutionné
- UGI® 316Ti – Acier inoxydable stabilisé au titane pour applications à haute température
- UGI® 4362 Barres tréfilées – Résistance mécanique & corrosion supérieures
- UGI® 4545 AIR Recuit – Acier inoxydable durcissable par précipitation qualité aéronautique