EP1427866B1 - Procede de fabrication de tubes soudes et tube ainsi obtenu - Google Patents
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Description
caractérisé en ce que :
- on procède à l'élaboration d'un alliage de composition, exprimée en
pourcentages pondéraux :
- C ≤ 2%;
- Mn compris entre 10 et 40%, avec Mn% > 21,66 - 9,7 C% ;
- Si ≤ 5%, préférentiellement ≤ 1 %, optimalement ≤ 0,5% ;
- S ≤ 0,3%, préférentiellement ≤ 0,05%, optimalement ≤ 0,01 % ;
- P ≤ 0,1%, préférentiellement ≤ 0,05% ;
- Al ≤ 5%, préférentiellement ≤ 0,1 %, optimalement ≤ 0,03% ;
- Ni ≤ 5%, préférentiellement ≤ 2% ;
- Mo ≤ 5%, préférentiellement ≤ 1 % ;
- Co ≤ 3%, préférentiellement ≤ 1 % ;
- W ≤ 2%, préférentiellement ≤ 0,5% ;
- Cr ≤ 5%, préférentiellement ≤ 1 % ;
- Nb ≤ 1%, préférentiellement ≤ 0,1 % ;
- V ≤ 1 %, préférentiellement ≤ 0,1 % ;
- Cu ≤ 5%, préférentiellement ≤ 1 % ;
- N ≤ 0,2%, préférentiellement ≤ 0,1%, optimalement ≤ 0,05% ;
- Sn ≤ 0,5%, préférentiellement ≤ 0,1 % ;
- Ti ≤1 %, préférentiellement ≤ 0,1 % ;
- B ≤ 0,1 %, préférentiellement ≤ 0,01 % ;
- chacune des teneurs en Ca et Mg ≤ 0,1 °/a, préférentiellement ≤ 0,01 % ;
- chacune des teneurs en As et Sb ≤ 0,1 %, préférentiellement ≤ 0,05% ;
- on procède ensuite à la coulée d'un demi-produit à partir de cet
alliage,
- a) soit sous forme d'un lingot qui subit ensuite un dégrossissage par laminage à chaud pour le transformer en brame, soit directement sous forme d'une brame, ladite brame étant ensuite laminée à chaud sous forme d'une bande puis bobinée,
- b) soit sous forme d'une bande mince ;
- on procède ensuite à un décapage de la bande si celle-ci est oxydée en surface ;
- on procède enfin à la fabrication du tube soudé par formage progressif d'une tôle découpée à partir de la bande précédente pour amener ses bords jusqu'à accostage, puis par soudage desdits bords, puis par élimination du bourrelet de soudure, puis par étirage à froid ou hydroformage.
La figure unique montre l'évolution théorique de l'énergie de défaut d'empilement dans le plan C/Mn à la température ambiante (300 K), sous la forme de courbes le long desquelles l'énergie de défaut d'empilement, exprimée en mJ/m2, est constante. On a également reporté sur la figure une série de points du plan C/Mn (marqués par le signe ▪) pour lesquels un maclage a effectivement été constaté soit par divers auteurs ayant publié leurs résultats, soit par les inventeurs, ainsi qu'une portion, qui doit être évitée, du domaine de la transformation martensitique γ→α' induite par déformation. Le tableau 1 regroupe les caractéristiques chimiques et (pour les échantillons testés par les inventeurs, c'est-à-dire les échantillons E à K) mécaniques des échantillons reportés sur la figure unique. Les propriétés mécaniques mentionnées sont la résistance à la traction Rm, l'allongement à la rupture A et leur produit. Les échantillons E à K ont subi un recuit à 800°C. pendant 90 s, qui leur a procuré une taille de grain de 2 à 5 µm. On a également fait figurer dans ce tableau les énergies de défaut d'empilement (EDE) calculées à 300 K des échantillons.
- l'interaction entre le carbone et les dislocations ; le carbone favorise l'écrouissage en stimulant l'émission de nouvelles dislocations mobiles servant à relayer celles qu'il a immobilisées ; ce phénomène est appelé « vieillissement dynamique » ;
- le « pseudo-maciage » ; le maclage d'une solution solide interstitielle cubique à faces centrées altère le motif cristallin ; en effet, le cisaillement de maclage convertit les sites octaédriques en sites tétraédriques ; le carbone qui occupait, avant maclage, les sites octaédriques, plus spacieux que les sites tétraédriques, se retrouve dans les sites tétraédriques ; une distorsion du réseau se produit, analogue à celle qui accompagne la transformation martensitique.
- de ne pas dépasser une teneur en soufre de 0,01 % dans l'alliage coulé ;
- et de ne pas laminer en dessous de 900°C, à moins d'avoir une teneur en soufre particulièrement faible (de l'ordre de 0,002% ou moins) et des teneurs en aluminium et azote qui garantissent absolument l'absence de précipités de nitrure d'aluminium après le réchauffage.
- l'appauvrissement en carbone de l'austénite provoqué par cette précipitation modifie l'énergie de défaut d'empilement qui a été réglée au moyen de la composition chimique pour que la cinétique de maclage soit optimale à la température ambiante, lors de la mise en forme du tube ; en cas de précipitation significative de carbures de fer, les propriétés mécaniques escomptées grâce à cette composition ne seront donc pas obtenues ;
- la précipitation des carbures de fer rend l'alliage cassant, donc difficilement laminable à froid.
Claims (14)
- Procédé de fabrication d'un tube soudé, du type comportant une étape finale d'étirage ou d'hydroformage, caractérisé en ce que :on procède à l'élaboration d'un alliage de composition, exprimée en pourcentages pondéraux :C ≤ 2% ;Mn compris entre 10 et 40%, avec Mn% > 21,66 - 9,7 C% ;Si ≤ 5%, préférentiellement ≤ 1 %, optimalement ≤ 0,5% ;S ≤ 0,3%, préférentiellement ≤ 0,05%, optimalement ≤ 0,01 % ;P ≤ 0,1%, préférentiellement ≤ 0,05% ;Al ≤ 5%, préférentiellement ≤ 0,1 %, optimalement ≤ 0,03% ;Ni ≤ 5%, préférentiellement ≤ 2% ;Mo ≤ 5%, préférentiellement ≤ 1 % ;Co ≤ 3%, préférentillement ≤ 1 % ;W ≤ 2%, préférentiellement ≤ 0,5% ;Cr ≤5%, préférentiellement ≤ 1 % ;Nb ≤ 1 %, préférentiellement ≤ 0,1 % ;V ≤ 1 %, préférentiellement ≤ 0,1 % ;Cu ≤ 5%, préférentiellement ≤ 1 % ;N ≤ 0,2%, préférentiellement ≤ 0,1 %, optimalement ≤ 0,05% ;Sn ≤ 0,5%, préférentiellement ≤ 0,1 % ;Ti ≤ 1 %, préférentiellement ≤ 0,1 % ;B ≤ 0,1 %, préférentiellement ≤ 0,01 % ;chacune des teneurs en Ca et Mg ≤ 0,1%, préférentiellement ≤ 0,01 % ;chacune des teneurs en As et Sb ≤ 0,1%, préférentiellement ≤ 0,05% ;on procède ensuite à la coulée d'un demi-produit à partir de cet alliage,a) soit sous forme d'un lingot qui subit ensuite un dégrossissage par laminage à chaud pour le transformer en brame, soit directement sous forme d'une brame, ladite brame étant ensuite laminée à chaud sous forme d'une bande puis bobinée,b) soit sous forme d'une bande mince ;on procède ensuite à un décapage de la bande si celle-ci est oxydée en surface ;on procède enfin à la fabrication du tube soudé par formage progressif d'une tôle découpée à partir de la bande précédente pour amener ses bords jusqu'à accostage, puis par soudage desdits bords, puis par élimination du bourrelet de soudure, puis par étirage à froid ou hydroformage.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en carbone de l'alliage est comprise entre 0 et 1,2% et en ce que la teneur en manganèse de l'alliage est comprise entre 10 et 35%.
- Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la teneur en carbone de l'alliage est comprise entre 0,2 et 1,2%, et en ce que la teneur en manganèse de l'alliage est comprise entre 10 et 30%.
- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la teneur en carbone de l'alliage est comprise entre 0,2 et 0,8%, et en ce que la teneur en manganèse de l'alliage est comprise entre 15 et 30%.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la teneur en carbone de l'alliage est comprise entre 0,4 et 0,8%, et en ce que la teneur en manganèse de l'alliage est comprise entre 20 et 24%.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le laminage à chaud est précédé d'un réchauffage effectué à une température ne dépassant pas 80°C en dessous de la température de solidus de l'alliage.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le laminage à chaud est précédé d'un réchauffage effectué à une température à laquelle on ne provoque pas la précipitation de nitrures d'aluminium:
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la température de fin de laminage à chaud est supérieure ou égale à 900°C.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la température de bobinage après laminage à chaud est inférieure ou égale à 450°C.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'on exécute un recuit suivi d'une hypertrempe de la bande laminée à chaud bobinée, ledit recuit étant effectué dans des conditions permettant la remise en solution des carbures et évitant leur précipitation au refroidissement.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'après le laminage à chaud et l'éventuel recuit suivi d'une hypertrempe éventuel, on procède à un laminage à froid de la bande, avec un taux de réduction minimal de 25%, précédé par un décapage.
- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le taux de réduction de l'épaisseur de la bande lors de la première passe du laminage à froid de la bande est d'au moins 25%.
- Procédé selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce qu'on procède à un recuit de recristallisation de la bande à une température de 600 à 1200°C pendant 1 seconde à 1 heure.
- Tube soudé, caractérisé en ce qu'il a été fabriqué par le procédé selon l'une des revendications 1 à 13.
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