Procédé pour augmenter la résistance mécanique de corps creux en acier. La présente invention a pour objet un procédé pour augmenter la résistance méca nique de corps creux en acier, tels que des conduites forcées ou des récipients destinés à supporter des pressions élevées, ce procédé tendant à obtenir la meilleure utilisation du métal.
Dans ce but, divers procédés ont été préco nisés, consistant, d'une fanon générale, à faire subir au métal de l'ouvrage en totalité ou dans certains de ses éléments un écrouissage rele vant sa limite élastique.
(C'est ainsi que, suivant la technique dite dle l'autofrettage à froid, on réalise l'ouvrage au moyen d'un tuyau sur lequel on enfile des frettes convenablement espacées et qu'on soumet à une pression suffisante pour que sa paroi prenne une déformation permanente en prenant contact avec des frettes (brevet suisse N 1463715).
Une autre technique consiste à plagier le tuyau à l'intérieur d'un moule de dimensions supérieures à son diamètre extérieur et à le mettre sous pression jusqu'à ce que les parois viennent, s'appliquer sur le moule en dépas sant leur limite élastique. Les tuyaux ainsi réalisés sont dits surpressés .
On obtient encore une économie notable de métal en appliquant à l'ouvrage un sur- pressage, suivi d'un autofrettage. On réalise iiussi avantageusement en une même opération simultanée le surpressage et l'autofrettage (brevet suisse N 287299). Dans tous ces procédés, on augmente la résistance du métal ou, pour une même résis tance, on diminue le poids de métal mis en c#uvre en augmentant sa limite élastique par un écrouissage préalable. Il en résulte une meilleure utilisation du métal, donc une éco nomie sensible sur le prix des ouvrages, con duites forcées, réservoirs, récipients, etc.
L'effet de l'écrouissage peut être recher- ehé sur le métal constituant le tuyau, sans intéresser les frettes. Mais on a proposé aussi (le provoquer également une déformation élas tique des frettes elles-mêmes, ce qui a le dou ble avantage de réaliser une économie supplé mentaire et de donner aux ouvrages un coef ficient (le sécurité supérieur (brevet suisse No 285862).
La présente invention a pour objet un pro cédé pour augmenter encore la résistance mé canique de tels corps creux en acier, ayant subi en partie au moins un écrouissage à froid augmentant. leur limite élastique permettant d'obtenir une encore meilleure utilisation du métal et une économie sensible. Ce procédé est caractérisé en ce que l'on soumet les parties écrouies à un traitement. thermique les main tenant pendant, au moins 30 minutes à une température comprise entre 225 et 275 <B>C</B>.
Ce traitement thermique portera, dans ce qui suit, le nom de vieillissement artificiel . L'application du traitement thermique se lon l'invention consécutif aux opérations mé- eaniques d'écrouissage augmente sensiblement la limite élastique du métal. Cette augmenta- tion de la limite élastique est relativement fort importante, pouvant aller jusqu'à 50 % de la limite élastique initiale pour un degré d'écrouissage relativement faible.
Le traitement selon l'invention se traduit généralement par une réduction de la rési lience. Mlais cette réduction n'est pas très sen sible, de l'ordre de 10 % au maximum, ce qui est sans inconvénient sur la tenue de l'ou vrage.
La température du traitement est relative ment basse, de l'ordre de 250 C. L'expérience révèle, en effet, que la limite élastique du nmé- tal écroui croît d'abord lorsque la tempéra ture augmente, propriété mise à profit selon l'invention, mais décroît ensuite rapidement lorsqu'on dépasse la température de l'ordre de 250 C.
Cette particularité différencie nettement le procédé ci-dessus défini des traitements thermiques usuels tels que le recuit. Par le recuit, on cherche à faire disparaître, par transformation de structure, les tensions in ternes provenant des déformations subies par le métal, afin de le ramener à un état d'équi libre faisant disparaître l'écrouissage. Au contraire, le traitement, envisagé, s'appliquant à un métal préalablement et volontairement écroui, conserve les effets de l'étirage à froid préalable en les intensifiant, et ceci sans mo dification de structure physico-chimique.
La durée de traitement dépendra de la nature du métal et de la forme de l'ouvrage. Elle sera déterminée par l'expérience, de telle sorte que la température requise soit atteinte uniformément, sans dépassement local, en tous les points de l'ouvrage.
Le traitement de viellissement artificiel s'applique aux ouvrages construits selon l'un quelconque des procédés ci-dessus indiqués, qui comportent lui écrouissage à froid, tel que conduites surpressées ou frettées ou surpres- sées autofrettées ou encore aux réservoirs fret- tés selon les mêmes techniques.
Il peut être effectué sur tout ou partie desdits ouvrages, c'est-à-dire sur l'ouvrage entier après exécution complète ou seulement sur certains de ses éléments au cours de leur fabrication.
En particulier, dans le cas d'un corps creux fretté dans lequel non seulement la pa roi du corps creux, mais aussi les frettes sont écrouies à froid, on peut procéder au viellis- sement artificiel sur les frettes seules préala blement écrouies, séparément et avant leur montage sur le corps creux. Exemple 1: O)n réalise un élément de conduite forcée au moyen d'un tuyau surpressé en acier.
Au cours de l'opération de surpressage la limite élastique du métal, initialement (le 34 kg/mm2 est portée à 40 kg/mm2 après allongement permanent de 2 o%o.
Ce tuyau est ensuite placé dans un four et soumis pendant une heure à la température (le 250 C.
On constate que la limite élastique du mé tal se trouve portée à 46 kg. Il est donc sus ceptible de supporter, avec le même coeffi cient de sécurité, une pression de 1,15 fois plus élevée que celle qu'il pouvait supporter avant traitement. Exemple 2: On réalise suivant la technique des tuyaux surpressés autofrettés un élément de conduite forcée dont le tuyau est en tôle d'acier ayant une limite élastique de 34 kg/mm2. Ce tuyau est maintenu par des frettes en acier laminé traité ayant une limite élastiquede 70kg/mm2.
Après la ou les opérations de surpressage et d'autofrettage, la limite élastique est por tée: pour le tuyau à 4O kg/mm2 et pour les frettes à 85 kg/mm2 avec un allongement per manent de ? /o.
On place le tuyau autofretté surpres.sé dans un four où il est. maintenu à 250 C pen dant 1 heure.
Après ce traitement., la limite élastique du tuyau est de -16 kg/mm2 et. celle des frettes se trouve portée à. 105 kg/mm=. La pression que le tuyau peut supporter est de 1,4 fois plus élevée que celle qu'il pouvait supporter aupa- ravant avec le même coefficient de sécurité. Inversement pour une même pression d'utili sation, on peut taire une économie de 20 % en poids de métal. Si l'on conserve à la paroi son épaisseur initiale, on peut réaliser une écono mie de 36 % o sur le poids du métal des frettes.