UGIMA® 4542 – Acier inoxydable trempable par précipitation, usinabilité premium

Présentation

L'UGIMA® 4542 est le premier produit UGIMA® issu de la famille des aciers inoxydables trempables par précipitation à usinabilité améliorée. Il est fabriqué exclusivement par UGITECH. Ses propriétés sont identiques à celles de l'UGI 4542, sauf son usinabilité qui est significativement meilleure :

• L'UGIMA® 4542 bénéficie de nouvelles avancées technologiques apportant des avantages significatifs par rapport au grade 1.4542.
• Des gains de productivité de 20 à 30 % sont obtenus par rapport au grade UGI 4542.

Cet acier inoxydable est unique en ce qu'il offre non seulement une excellente résistance à la corrosion, comparable à celle des aciers inoxydables austénitiques type 1.4301/1.4307 (304/304L), mais aussi une large gamme de propriétés mécaniques une fois traité.

Sa performance – basée sur son état métallurgique – lui permet de répondre à des demandes de niveaux élevés de résistance à la traction tout en étant adapté aux applications nécessitant une haute résistance à l'impact. La microstructure est martensitique avec quelques filets de ferrite. Selon l'état métallurgique, de l'austénite résiduelle et des précipités de cuivre peuvent faire partie de la microstructure.

Propriétés

Général

Propriété	Valeur
Densité	7,75 g/cm³

Mécaniques

Propriété	Valeur	Commentaire
Module d'élasticité	197 GPa
Dureté Brinell	363,0	max., EN 10088-3
Dureté Rockwell C	38,0	max. ASTM A564
Résistance à la traction	1200 MPa	max. ASTM A564, EN 10088-3

Thermiques

Propriété	Valeur
Coefficient de dilatation thermique	1,08e-05 1/K
Conductivité thermique	17 W/(m·K)

Électriques

Propriété	Valeur
Résistivité électrique	7,7e-08 Ω·m

Magnétiques

Propriété	Valeur	Commentaire
Force coercitive	3420,0 A/m
Perméabilité magnétique relative	38 [-]	à 200 Oe et 100 Oe respectivement
	59 [-]	à 200 Oe et 100 Oe respectivement

Composition chimique

Élément	Valeur	Commentaire
Carbone	0,06	max.
Chrome	15,0 - 16,5 %
Cuivre	3,0 - 4,0 %
Manganèse	1,0	max.
Molybdène	0,5	max.
Nickel	4,0 - 5,0 %
Niobium	0,45	max., min : 5xC
Phosphore	0,03	max.
Silicium	0,60	max.
Soufre	0,03	max.

Propriétés technologiques

Domaines d'application

L'UGIMA® 4542 convient pour :

• Nautisme de plaisance (arbres d'hélice, raccords)
• Agroalimentaire (équipements de manutention et de transfert)
• Production d'énergie (centrales nucléaires)
• Construction et industrie automobile

Propriétés de corrosion

L'UGIMA® 4542 offre une excellente résistance à la corrosion, similaire à celle des aciers austénitiques type 18 Cr-8Ni dans la plupart des environnements corrosifs. La structure de cet acier le rend insensible à la corrosion intergranulaire et hautement résistant à la corrosion-fatigue ainsi qu'à la corrosion sous contrainte. On notera également une excellente résistance à la corrosion-érosion due à l'association de propriétés mécaniques de haut niveau et de résistance à la corrosion. Lorsque des assemblages d'acier inoxydable et de matériaux moins nobles (aluminium, acier doux) sont utilisés en atmosphère, il n'y a pas de risque de corrosion galvanique, l'absence d'électrolyte environnemental rendant ce phénomène impossible. Dans les cas « critiques » comme ceux rencontrés dans les applications nautiques (immersion courte d'assemblages inox/aluminium, zones et creux retenant des liquides), l'isolation des assemblages par un joint silicone inerte donne de bons résultats en termes de protection contre ce type de corrosion.

Si nécessaire, le traitement de décontamination suivant est recommandé :

• Un volume d'acide nitrique à 52 % (36° Baumé)
• Un volume d'eau
• Température ambiante
• Durée courte
• Lavage soigneux à la fin du processus

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. Le tableau ci-dessous illustre une échelle de performance dans différents environnements :

Environnement	Comportement
Acide nitrique	Bon
Acide phosphorique	Utilisation restreinte
Acide sulfurique	Utilisation restreinte
Acide acétique	Moyen
Carbonate de sodium	Moyen
NaCl (Brouillard salin)	Bon
Humidité	Excellent
Eau de mer	Utilisation restreinte
Pétrole/gaz	Utilisation restreinte

Usinabilité générale

Les performances de l'UGIMA® 4542 en usinage sont améliorées grâce à l'optimisation de la population d'inclusions.

Traitement thermique

Selon ASTM A564/A564M et EN10088-3.

Après recuit de 1030 °C à 1050 °C, l'UGIMA® 4542 présente une structure martensitique molle avec une dureté d'environ 35 HRC. Après recuit, si le métal doit être utilisé dans cet état, nous recommandons un traitement de détente d'une à deux heures à 250/300 °C, sans effet significatif sur ses propriétés mécaniques.

Cet acier de trempe par précipitation a la particularité de pouvoir être durci, après recuit, par un traitement de trempe à température moyenne. La dureté maximale, d'environ 42 HRC (résistance à l'impact de 3 daJ/cm²), est obtenue par revenu vers 480 °C (pendant une heure).

Adoucissement : par revenu à 550-760 °C selon les instructions définies par les normes applicables. Pour redurcir le métal après ce type d'adoucissement, le métal doit être recuit à nouveau avant d'effectuer le traitement de trempe à température moyenne.

Les barres recuites conviennent pour la trempe à température moyenne, réalisée sur pièces. Les pièces provenant de barres adoucies doivent, pour être durcies, subir à nouveau une opération de recuit, puis le traitement de trempe à température moyenne.

Formage à chaud

L'UGIMA® 4542 est apte au forgeage. La réchauffe s'effectue entre 1150 et 1200 °C, le forgeage entre 1200 °C et 950 °C. Refroidissement à l'air, à l'eau ou à l'huile. Les pièces ainsi obtenues peuvent être utilisées :

• Recuites (avec traitement de détente d'1 à 2 heures à 250°/300°C), ou
• Durcies (avec recuit optionnel + revenu d'une heure à 480°C), ou
• Adoucies (avec recuit optionnel + revenu défini par les normes selon le niveau de propriétés mécaniques souhaité).

Produits disponibles

Produit	Forme	Tolérance
Laminés à chaud et écaillés	Barres rondes	13
Barres finies à froid		11 à 8
Barres	Hexagonales	11

N'hésitez pas à contacter le fournisseur pour plus d'informations.

Soudage

L'UGIMA® 4542 peut être soudé, sans préchauffage, selon les techniques MIG et TIG, avec ou sans métal d'apport, ou par laser, résistance ou faisceau d'électrons.

Les cordons de soudure, qu'ils soient réalisés avec ou sans métal d'apport, ont une structure recuite et doivent de préférence subir un traitement de détente (une à deux heures à 250°C/300°C) ou un traitement de durcissement ou d'adoucissement (voir ci-dessus).

Pour les soudures réalisées sans métal d'apport ou avec un métal d'apport homogène, les propriétés mécaniques de soudage ainsi obtenues peuvent être identiques à celles du métal de base.

Par ailleurs, il convient de rappeler que la conception du soudage doit tenir compte des précautions requises pour tous les aciers à haute limite d'élasticité : éviter les évidements et les changements brusques de section.

Soudage avec métal d'apport : Pour le soudage MIG, nous recommandons l'utilisation d'un gaz de protection composé d'Ar+1%CO₂ ou 1-2%O₂ ; les gaz contenant H₂ et N₂ doivent être évités. Le fil de soudage utilisé comme métal d'apport peut être ER308LSi (1.4316) ou un métal d'apport homogène appelé 630 (17-4PH).