(1) Lorsque le refroidissement est terminé, c'est-à-dire lorsque la température de la surface et du cœur est parfaitement identique, la déformation élastique de la surface et du cœur disparaît et ces derniers retrouvent leur état initial. Bien qu'une contrainte thermique instantanée soit générée pendant le refroidissement, la contrainte thermique résiduelle après la fin de celui-ci est nulle.
(2) Bien entendu, il s'agit d'un cas particulier. Étant donné que d'importantes contraintes thermiques se génèrent au début du refroidissement rapide, l'acier est encore à une température relativement élevée et présente une bonne plasticité. Ces contraintes thermiques dépassent la limite d'élasticité du tube en acier de grand diamètre, ce qui entraîne une déformation plastique : la surface est soumise à une traction et le cœur à une compression, ce qui permet de réduire les contraintes thermiques.
(3) Lorsque le refroidissement se poursuit, la vitesse de refroidissement de la surface ralentit tandis que celle du cœur augmente. L'écart de température entre la surface et le cœur diminue progressivement après avoir atteint une valeur élevée, et les contraintes thermiques agissant sur la surface et le cœur diminuent également en conséquence.
(4) Cependant, en raison de la déformation plastique pré-générée mentionnée précédemment, la contrainte thermique importante est réduite. Lorsqu'il subsiste un écart de température significatif, la contrainte thermique est proche de zéro. À ce moment-là, le cœur n'est pas encore complètement refroidi et continue de se contracter pendant le refroidissement, inversant ainsi la contrainte thermique et créant une contrainte thermique où la couche superficielle est comprimée et le cœur est en tension.
(5) Par conséquent, après refroidissement complet, la couche superficielle présentera une contrainte de compression résiduelle importante, tandis que le cœur présentera une contrainte de traction résiduelle. Après la coulée de l'acier en fusion dans le moule, l'absorption de chaleur par ce dernier entraîne une diminution progressive de sa température, et l'acier passe de l'état liquide à l'état solide entre la ligne de liquidus et la ligne de solidification. Ce processus est appelé solidification, et cette période de transition, période de solidification.
(6) Lors de la solidification des tubes en acier de grand diamètre, on observe des cavités de retrait, des retassures, des fissures thermiques, une ségrégation, une porosité diverse et des inclusions. Par conséquent, la compréhension et la maîtrise des lois de solidification sont essentielles pour obtenir des pièces moulées d'excellente qualité et très denses.
Date de publication : 17 avril 2025