UGIMA® 4104 QT650 – Acier inoxydable à usinabilité supérieure par UGITECH

Présentation

L'UGIMA® 4104 est un acier inoxydable à usinabilité améliorée, fabriqué exclusivement par UGITECH. Ses propriétés sont identiques à celles de l'UGI 4104, hormis son usinabilité qui est encore meilleure :

• L'UGIMA® 4104 est produit par la méthode de développement et de contrôle de la population d'inclusions, brevetée UGIMA®, perfectionnée par UGITECH.
• Les nouvelles avancées technologiques de l'UGIMA® 4104 offrent des avantages majeurs, quelles que soient les conditions d'usinage, la machine ou l'outillage utilisés.
• Des gains de productivité de 4 % ont été mesurés par rapport à l'UGINE 4104 lors du tournage en état adouci. Ils atteignent 25 % en état traité et jusqu'à 100 % pour le perçage Ø4 mm HSS en état adouci.

Propriétés

Général

Propriété	Valeur
Densité	7,9 g/cm³

Mécaniques

Propriété	Température	Valeur	Commentaire
Module d'élasticité	20 °C	215 GPa
	100 °C	212 GPa
	200 °C	205 GPa
	300 °C	200 GPa
	400 °C	190 GPa
Allongement		12 %	min.
Réduction de section		35,0 %	min.
Résistance à la traction		650,0 - 800,0 MPa

Thermiques

Propriété	Valeur	Commentaire
Coefficient de dilatation thermique	0,0000105 1/K	20 à 100°C, 20 à 200°C, 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	7,3e-07 Ω·m

Magnétiques

Propriété	Valeur
Polarisation de saturation	1,6 T

Composition chimique

Élément	Valeur	Commentaire
Carbone	0,1 - 0,15 %
Chrome	15,5 - 17,5 %
Manganèse	1,0 - 1,5 %
Molybdène	0,2 - 0,5 %
Nickel	0,5	max.
Phosphore	0,04	max.
Silicium	0,70	max.
Soufre	0,25 - 0,35 %

Propriétés technologiques

Domaines d'application

• Fabrication générale de composants et industries du décolletage
• Industrie automobile
• Industrie des transports
• Industrie de l'électroménager…

Propriétés de corrosion

L'UGIMA® 4104 possède une excellente résistance à la corrosion dans certains environnements. Sa résistance est typique des aciers inoxydables ferritiques et similaire à celle du 4104 sous tous les aspects ; elle est comparable à celle d'un acier ferritique 430, mais elle est altérée par la teneur élevée en soufre dans les environnements propices à la corrosion par piqûres ou par crevasses.

Contactez le fournisseur pour ces types d'environnements.

Ce grade convient à toutes les applications d'équipements de bureau. L'utilisation de l'UGIMA® 4104 est compatible avec tous les fluides, lubrifiants, huiles et graisses utilisés dans l'industrie de l'usinage.

Cependant, l'UGIMA® 4104 n'est pas recommandé pour les environnements marins et les environnements chimiques fortement oxydants.

Une résistance optimale à la corrosion est obtenue sur une surface exempte de toute trace d'huile d'usinage ou de particules étrangères (de fer par exemple).

L'UGIMA® 4104 se décape de la même manière que l'acier ferritique 4104. Cela s'applique également à la décontamination.

Note : la résistance à la corrosion d'un acier inoxydable dépend de nombreux facteurs liés à la composition de l'atmosphère corrosive (concentration en chlorures, présence ou absence d'agents oxydants, température, pH, agitation, etc.), ainsi qu'à la préparation du matériau (surfaces exemptes de particules métalliques, état de surface tel que trempe, polissage, etc.). Des précautions doivent être prises pour certains tests comme le test de brouillard salin (norme française NFX 41002) : par exemple, les étiquettes de marquage qui pourraient provoquer des coulées de corrosion et réduire le temps de résistance ne doivent pas être utilisées sur l'éprouvette.

Usinabilité générale

Les performances de l'UGIMA® 4104 en usinage sont exceptionnelles, grâce à l'optimisation de la population d'inclusions. Cela est vrai non seulement pour les vitesses très élevées et les conditions de coupe sévères, grâce au procédé UGIMA®, mais aussi pour les basses vitesses et les conditions moins sévères, grâce aux nouvelles améliorations apportées par ce dernier développement. L'UGIMA® 4104 est donc particulièrement adapté au décolletage, son usinabilité améliorée étant efficace sur une large gamme de conditions de coupe et d'opérations d'usinage. Ses performances reposent sur une excellente cassabilité des copeaux, une durée de vie d'outil prolongée et une excellente finition de surface.

Les conditions de coupe indiquées dans les tableaux ci-dessous sont celles établies lors de la phase d'essai du développement de l'UGIMA® 4104. Si vous souhaitez utiliser ce grade de manière optimale pour vos pièces et votre environnement de travail, contactez notre Service Technique.

Traitement thermique

L'UGIMA® 4104 a une structure ferritique molle après traitement jusqu'à environ 830 °C. Au-delà, il forme de l'austénite, qui se transforme en martensite au refroidissement : environ 50 % de martensite maximum après traitement vers 1100 °C.

• Il peut être adouci en structure ferritique vers 780-820 °C (minimum 2 heures)
• Il peut être durci en structure ferrite + martensite entre 900 °C et 1070 °C
• Le +QT650 (acier trempé-revenu) est durci entre 950 °C et 1070 °C et revenu entre 550 °C et 650 °C

Formage à chaud

Forgage : L'UGIMA® 4104 peut être forgé. Il a une contrainte d'écoulement faible (dureté à chaud) similaire à celle d'un acier inoxydable ferritique type 1.4016 (430), soit environ 50 % de celle d'un acier inoxydable austénitique type 1.4301 (304). Températures de chauffe : entre 1100 °C et 1250 °C ; température minimale de forgeage : 950 °C.

Après forgeage : structure biphasée ferrite + martensite, à adoucir si nécessaire.

Produits disponibles

Produits	Forme	Finition	Tolérance
Barres laminées à chaud écaillées			13
Barres étirées, tournées, rectifiées à froid			6 à 11
Barres étirées	Hexagonales		11

Soudage

Ce grade est difficile à souder. Comme pour tous les grades semi-ferritiques, il existe divers risques lors du soudage de l'UGIMA® 4104 si certaines mesures de précaution ne sont pas prises (fissuration à froid par l'hydrogène, manque de ductilité du cordon, corrosion intergranulaire, etc.). Cette opération doit donc être particulièrement rigoureuse.

Pour minimiser les risques de fissuration à froid dans la zone affectée thermiquement [et dans la zone de métal d'apport, en cas de soudage homogène ou sans métal d'apport], les pièces doivent être préchauffées entre 150 et 230 °C pour éliminer l'hydrogène présent dans le métal de base et minimiser les contraintes de traction au refroidissement. Si des électrodes enrobées sont utilisées, elles doivent être soigneusement séchées pour éviter tout apport d'hydrogène sous forme de vapeur d'eau. Pour les mêmes raisons, en soudage à l'arc, le gaz de protection ne doit pas contenir d'H₂.

Après soudage, pour restaurer la résilience des zones affectées thermiquement [et des zones de métal d'apport, en cas de soudage homogène ou sans métal d'apport], la martensite doit subir un revenu post-soudage à 760 °C (1 heure) + trempe pour la transformer en ferrite + carbures. Si les composants soudés risquent de se déformer lors de la trempe, ils doivent être refroidis lentement dans un four jusqu'à 600 °C avant la trempe obligatoire pour éviter tout risque de fragilisation à T < 500 °C. Pour assurer une meilleure résilience du cordon de soudure en soudage à l'arc, le gaz de protection ne doit pas contenir de N₂ et le CO₂ n'est pas recommandé. En général, le seul gaz de protection recommandé est l'argon (plus 2 % d'oxygène pour le soudage MIG uniquement).

Enfin, il est difficile d'empêcher la corrosion intergranulaire dans une zone affectée thermiquement [et dans une zone de métal d'apport, en cas de soudage homogène ou sans métal d'apport] et le risque est encore plus grand lorsque l'énergie de soudage est élevée. L'énergie de soudage doit donc être minimisée pour réduire l'appauvrissement en chrome aux joints de grains par précipitation de Cr23C6.

Si un métal d'apport est nécessaire, on peut utiliser un métal d'apport ferritique homogène (430L, ou 430LNb pour épaisseurs < 3 mm), ou un métal d'apport austénitique (ER308LSi, 309LSi, etc.), ou un métal d'apport duplex (ER312). Les métaux d'apport austénitiques et duplex éliminent les risques de fissuration à froid et de corrosion intergranulaire dans la zone de métal d'apport, mais pas dans la zone affectée thermiquement. Le préchauffage et le traitement thermique post-soudage sont donc requis dans tous les cas. En raison de la forte teneur en S de l'UGIMA® 4104, il est déconseillé d'utiliser un fil d'apport "base Ni", comme parfois recommandé pour souder les grades semi-ferritiques AISI430 (risque de fissuration thermique).