Méthodes de préchauffage de la déformation detuyaux en acier à joint droit:
1. Choix judicieux des matériaux. Pour les moules complexes de précision, il convient de sélectionner un acier à moules de haute qualité, résistant aux micro-déformations. Les aciers à moules présentant une forte ségrégation de carbures doivent être coulés avec soin et soumis à un traitement thermique de trempe et de revenu. Un traitement thermique de double affinage en solution solide peut être appliqué aux aciers à moules de grande taille ou non coulables. La température de chauffage doit être choisie avec soin et la vitesse de chauffe contrôlée. Pour les moules de précision complexes, un chauffage lent, un préchauffage et d'autres méthodes de chauffage homogènes peuvent être utilisés afin de limiter les déformations dues au traitement thermique.
2. Un traitement thermique correct et un revenu approprié constituent également des moyens efficaces de réduire la déformation des moules de précision complexes. Les causes de déformation de ces moules sont souvent complexes, mais la maîtrise des mécanismes de déformation, l'identification de leurs causes et l'utilisation de méthodes spécifiques de prévention permettent de réduire et de contrôler la déformation du moule.
3. Les moules de précision et complexes doivent être préchauffés afin d'éliminer les contraintes résiduelles générées lors de l'usinage. Pour ces moules, si les conditions le permettent, il convient d'utiliser autant que possible la trempe sous vide et le traitement cryogénique après trempe. Tout en garantissant la dureté du moule, privilégiez les procédés de pré-refroidissement, de trempe à refroidissement progressif ou de trempe à chaud.
4. La conception du moule doit être rationnelle, son épaisseur homogène et sa forme symétrique. Pour les moules à forte déformation, il convient de maîtriser les contraintes de déformation et de prévoir une surépaisseur d'usinage. Une conception combinée peut être envisagée pour les moules de grande taille, de précision et complexes. Certains moules de précision et complexes peuvent faire l'objet d'un traitement thermique de préchauffage, d'un traitement de vieillissement, ainsi que d'un traitement de trempe et de revenu par nitruration afin de garantir leur précision. Lors de la réparation de défauts tels que des cloques, des porosités ou des traces d'usure, il est recommandé d'utiliser des équipements à faible impact thermique, comme des machines de soudage à froid, afin d'éviter toute déformation pendant l'opération.
Étapes du recuit des tubes en acier à joint droit : Le recuit des tubes en acier à joint droit consiste à chauffer le tube à une certaine température, à le maintenir à cette température, puis à le refroidir lentement à température ambiante. Le recuit comprend différents types de recuit, notamment le recuit de sphéroïdisation et le recuit de détente.
1. Le recuit consiste à chauffer un tube d'acier à une température prédéterminée, à le maintenir à cette température pendant un certain temps, puis à le refroidir lentement dans le four. Ce procédé a pour but de réduire la dureté de l'acier et d'éliminer les irrégularités de structure et les contraintes internes.
2. Chauffer le tube d'acier à 750 degrés, le maintenir à cette température pendant un certain temps, puis le refroidir lentement jusqu'à 500 degrés et enfin le laisser refroidir à l'air libre. Ce procédé, appelé recuit de sphéroïdisation, vise à réduire la dureté et l'aptitude à la coupe de l'acier et est principalement utilisé pour les aciers à haute teneur en carbone.
3. Le recuit de stabilisation des tubes en acier, également appelé recuit à basse température, consiste à chauffer l'acier entre 500 et 600 degrés, à le maintenir à cette température pendant un certain temps, puis à le refroidir lentement dans le four jusqu'à une température inférieure à 300 degrés, avant de le laisser refroidir à température ambiante. La structure du métal reste inchangée durant ce processus, ce qui permet d'éliminer la majeure partie des contraintes internes.
4. Normalisation : Le traitement thermique consistant à chauffer le tube d'acier à une température de 30 à 50 °C supérieure à sa température critique, à la maintenir pendant une durée appropriée, puis à la refroidir à l'air ambiant, est appelé normalisation. La normalisation a pour principal objectif d'améliorer la structure et les propriétés de l'acier et d'obtenir une structure proche de l'équilibre. Comparée au recuit, la principale différence entre la normalisation et le recuit réside dans la vitesse de refroidissement, légèrement plus rapide, ce qui raccourcit le cycle de production. Par conséquent, lorsque le recuit et la normalisation permettent de satisfaire aux exigences de performance des pièces, la normalisation est à privilégier.
5. Trempe : Chauffer le tube d'acier à une température supérieure au point critique (840-860 °C pour l'acier n° 45 et 760-780 °C pour l'acier à outils au carbone), maintenir cette température pendant une durée déterminée, puis l'immerger dans l'eau à une vitesse appropriée. (Le traitement thermique consistant à refroidir dans l'huile pour obtenir une structure martensitique ou bainitique est appelé trempe. La principale différence entre la trempe, le recuit et la normalisation réside dans la vitesse de refroidissement, qui vise à obtenir une structure martensitique. La martensite est une structure déséquilibrée obtenue après trempe. Elle présente une dureté élevée, mais une faible plasticité et une faible ténacité. La dureté de la martensite augmente avec la teneur en carbone de l'acier.)
6. Revenu : Après la trempe, le tube d'acier est chauffé à une température inférieure à sa température critique, maintenu à cette température pendant un certain temps, puis refroidi à température ambiante. Ce traitement thermique est appelé revenu. Généralement, les pièces en acier trempé ne peuvent être utilisées directement et doivent être revenues avant emploi. En effet, l'acier trempé présente une dureté et une fragilité élevées, ce qui entraîne souvent une rupture fragile lors d'une utilisation directe. Le revenu permet d'éliminer ou de réduire les contraintes internes, de diminuer la fragilité et d'améliorer la ténacité. Par ailleurs, les propriétés mécaniques de l'acier trempé peuvent être ajustées pour obtenir les performances souhaitées. Selon la température de revenu, on distingue trois types de revenu : revenu à basse température, revenu à température moyenne et revenu à haute température.
1) Revenu à basse température 150~250 ; réduit les contraintes internes et la fragilité, et maintient une dureté et une résistance à l’usure élevées après trempe.
2) Trempe à température moyenne 350~500 ; améliore l’élasticité et la résistance.
3) Revenu à haute température (500-650 °C) : le revenu des pièces en acier trempé à des températures supérieures à 500 °C est appelé revenu à haute température. Après trempe, les pièces en acier présentent des propriétés mécaniques optimales (résistance, dureté, plasticité et ténacité). C'est pourquoi les aciers à moyen carbone et les aciers alliés à moyen carbone sont généralement soumis à un revenu à haute température après trempe. Les pièces d'arbres ont de nombreuses applications. La trempe suivie d'un revenu à haute température est appelée traitement de trempe et de revenu.
Date de publication : 13 septembre 2023