FR3084375A1 - PROCESS FOR REMOVAL OF HYDROGEN FROM A MECHANICAL PART OF TEMPERED AND REVENTED STEEL - Google Patents

PROCESS FOR REMOVAL OF HYDROGEN FROM A MECHANICAL PART OF TEMPERED AND REVENTED STEEL Download PDF

Info

Publication number
FR3084375A1
FR3084375A1 FR1856936A FR1856936A FR3084375A1 FR 3084375 A1 FR3084375 A1 FR 3084375A1 FR 1856936 A FR1856936 A FR 1856936A FR 1856936 A FR1856936 A FR 1856936A FR 3084375 A1 FR3084375 A1 FR 3084375A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
heat treatment
carried out
degassing
hydrogen
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR1856936A
Other languages
French (fr)
Inventor
Alexandre Fleurentin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metallo Corner
Original Assignee
Metallo Corner
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Metallo Corner filed Critical Metallo Corner
Priority to FR1856936A priority Critical patent/FR3084375A1/en
Publication of FR3084375A1 publication Critical patent/FR3084375A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D3/00Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02Extraction of non-metals
    • C21D3/06Extraction of hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F17/00Multi-step processes for surface treatment of metallic material involving at least one process provided for in class C23 and at least one process covered by subclass C21D or C22F or class C25
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D5/00Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
    • C25D5/48After-treatment of electroplated surfaces
    • C25D5/50After-treatment of electroplated surfaces by heat-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008Martensite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0093Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for screws; for bolts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/02Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for springs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/26Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for needles; for teeth for card-clothing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/28Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for plain shafts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé d'élimination de l'hydrogène d'une pièce mécanique en acier trempé et revenu, et revêtue d'un revêtement électrolytique ou chimique, dans lequel on réalise un traitement thermique de dégazage de l'hydrogène, caractérisé en ce que le traitement thermique de dégazage est réalisé à une pression inférieure à la pression atmosphérique.The invention relates to a process for removing hydrogen from a mechanical part of quenched and tempered steel, coated with an electrolytic or chemical coating, in which a thermal degassing treatment of hydrogen is carried out, characterized in that the degassing heat treatment is carried out at a pressure below atmospheric pressure.

Description

[001] L’ invention concerne le domaine technique de la fabrication de pièces mécaniques en acier susceptibles d'être fragilisées par la présence d'hydrogène dans leur structure.The invention relates to the technical field of manufacturing mechanical steel parts which may be weakened by the presence of hydrogen in their structure.

[002] On appelle « pièces mécaniques >> des pièces destinées à être mises sous tension durant leur utilisation, telles que des vis, des ressorts et des clips par exemple.We call "mechanical parts" parts intended to be energized during their use, such as screws, springs and clips for example.

[003] On connaît des procédés de fabrication de pièces mécaniques en acier comportant les étapes suivantes :Processes for manufacturing mechanical steel parts are known, comprising the following steps:

une étape d’élaboration et de mise en forme de la pièce mécanique (à froid, à chaud, par usinage, ...) ;a step of developing and shaping the mechanical part (cold, hot, by machining, ...);

une étape d’austénitisation et de trempe de la pièce ainsi obtenue, c’est-à-dire un chauffage de la pièce en acier permettant de transformer l'ensemble de sa structure cristallographique en austénite ; la trempe permet de transformer, par le biais d’un refroidissement accéléré, l’austénite en martensite afin de conférer aux pièces mécaniques leurs caractéristiques mécaniques de service ;a stage of austenitization and quenching of the part thus obtained, that is to say a heating of the steel part making it possible to transform all of its crystallographic structure into austenite; quenching transforms, through accelerated cooling, austenite into martensite in order to give mechanical parts their mechanical service characteristics;

une étape de traitement de surface, tel que : opérations de dégraissage / décapage à l’acide, traitements de conversion (la phosphatation par exemple), traitements de surface électrolytiques (zingage, cadmiage, et chromage par exemple) ou chimiques (nickel chimique).a surface treatment step, such as: degreasing / acid pickling operations, conversion treatments (phosphating for example), electrolytic surface treatments (zinc plating, cadmium plating, and chrome plating for example) or chemical (nickel chemical) .

[004] Il est connu que ces deux dernières étapes sont des opérations hydrogénantes (chimiques ou électrolytiques). L’hydrogène peut également être introduit pendant le chaudronnage, comme par exemple pendant les opérations de fluotournage, d’usinage et de perçage, en raison de la décomposition de produits lubrifiants inappropriés, ainsi que pendant des opérations de soudage et brasage.It is known that these last two steps are hydrogenating operations (chemical or electrolytic). Hydrogen can also be introduced during boilermaking, such as during flow forming, machining and drilling operations, due to the decomposition of inappropriate lubricants, as well as during welding and brazing operations.

[005] Or, la présence d’hydrogène fragilise les pièces mécaniques. En effet, l'hydrogène, en s'introduisant dans le réseau cristallin de l'acier durci, pendant la fabrication de la pièce, peut réduire fortement les propriétés d’allongement et de striction de la pièce, lorsque la pièce est mise en tension. Cela a pour conséquence d'entraîner la rupture brutale et prématurée de la pièce une fois montée dans son système.[005] However, the presence of hydrogen weakens the mechanical parts. Indeed, hydrogen, by entering the crystalline network of hardened steel, during the manufacture of the part, can greatly reduce the elongation and necking properties of the part, when the part is tensioned . This has the consequence of causing the abrupt and premature rupture of the part once mounted in its system.

[006] Ce phénomène s'explique par une mise en mouvement des atomes d'hydrogène dans les zones contraintes en traction (exemple : champs de contraintes au niveau de zones à forte concentration de contrainte) qui entravent ensuite le mouvement des dislocations.This phenomenon is explained by a setting in motion of the atoms of hydrogen in the zones constrained in traction (example: stress fields at the level of zones with high concentration of stress) which then impede the movement of the dislocations.

[007] Le figure 1 illustre un essai de traction lente sur des vis (37Cr4) prétraitées et hydrogénées pendant 1 à 7h (chargement de 1 à 7h) par voie chimique dans une solution de thiocianate d’ammonium à 50°C. L’axe des abscisses indique la déformation en pourcentage, et l’axe des ordonnées indique la contrainte en MPa. On constate que plus l’hydrogénation est importante plus la déformation est limitée, voire inexistante.FIG. 1 illustrates a slow tensile test on pretreated and hydrogenated screws (37Cr4) for 1 to 7 hours (loading from 1 to 7 hours) chemically in a solution of ammonium thiocianate at 50 ° C. The abscissa axis indicates the deformation in percentage, and the ordinate axis indicates the stress in MPa. It is found that the greater the hydrogenation, the more the deformation is limited, even non-existent.

[008] On retrouve parmi les grandes familles de produits impactées par la fragilisation par l'hydrogène (également nommée fissuration de contrainte par l'hydrogène ou rupture fragile différée due à l'introduction d'hydrogène) : les vis, les ressorts, les clips, ...Among the major families of products impacted by embrittlement by hydrogen (also called stress cracking by hydrogen or delayed brittle rupture due to the introduction of hydrogen): screws, springs, clips, ...

[009] La réduction, voire la suppression du domaine plastique d’un acier ayant normalement un caractère élasto-plastique (en l’absence d’hydrogène) est à l’origine de nombreux disfonctionnements mécaniques aboutissant très rapidement à la rupture prématurée (inférieur à 96h pour des mises sous tension statique) du composant hydrogéné par une ou plusieurs opérations de la gamme de fabrication.The reduction, or even the elimination of the plastic domain of a steel normally having an elastoplastic character (in the absence of hydrogen) is the source of numerous mechanical malfunctions very quickly leading to premature rupture (lower at 96h for static energization) of the hydrogenated component by one or more operations in the manufacturing range.

[0010] Afin de pallier ce problème de fragilisation liée à la présence d’hydrogène dans la pièce finie, il est connu d’ajouter en fin de procédé de fabrication, une étape de dégazage réalisé à la pression atmosphérique, après la réalisation du traitement de surface hydrogénant.In order to overcome this embrittlement problem linked to the presence of hydrogen in the finished part, it is known to add at the end of the manufacturing process, a degassing step carried out at atmospheric pressure, after the treatment has been carried out. of hydrogenating surface.

[0011] Le dégazage est un procédé de chauffage des pièces pendant un temps défini à une température donnée, de façon à minimiser le risque de fragilisation par l’hydrogène.Degassing is a process of heating parts for a defined time at a given temperature, so as to minimize the risk of embrittlement by hydrogen.

[0012] Cette opération est régie par une norme européenne NF ISO 9588 intitulée Traitements après revêtements sur fer ou acier pour diminuer le risque de fragilisation par l'hydrogène. Cette norme détermine un temps de dégazage en fonction de la résistance mécanique à la traction (Rm en MPa) de la pièce pour un traitement sous air réalisé entre 190°C et 220°C. Le temps de maintien minimal (t en heures) préconisé par la norme suit la loi suivante : t = 0,02*Rm -12. Le tableau ci-dessous indique quelques valeurs.This operation is governed by a European standard NF ISO 9588 entitled Treatments after coatings on iron or steel to reduce the risk of embrittlement by hydrogen. This standard determines a degassing time as a function of the mechanical tensile strength (Rm in MPa) of the part for an air treatment carried out between 190 ° C and 220 ° C. The minimum holding time (t in hours) recommended by the standard follows the following law: t = 0.02 * Rm -12. The table below shows some values.

Tableau 1Table 1

Résistance à la traction (Rm en MPa) Tensile strength (Rm in MPa) 1000 1000 1400 1400 1800 1800 Temps de dégazage (t en heure) Degassing time (t in hours) 8 8 14 14 24 24

[0013] La norme précise également une durée interopération maximale. La durée interopération correspond à la durée entre la première opération hydrogénante du procédé de fabrication de la pièce et le début de l’étape de dégazage.The standard also specifies a maximum interoperation time. The interoperation time corresponds to the time between the first hydrogenating operation of the part manufacturing process and the start of the degassing step.

[0014] Cette durée doit être la plus courte possible, c’est-à-dire que l’étape de dégazage doit commencer dès que possible. Une durée interopération maximale de 3h est indiquée par cette norme.This duration must be as short as possible, that is to say that the degassing step must begin as soon as possible. A maximum interoperation time of 3 hours is indicated by this standard.

[0015] Cependant, la durée du dégazage est trop importante pour la fabrication en grande quantité de certaines pièces mécaniques (le temps de maintien est fonction de la résistance mécanique à la traction de la pièce), et la durée interopération maximale de 3h ne peut pas être respectée pour toutes les pièces fabriquées dans une chaîne de production.However, the duration of degassing is too long for the manufacture in large quantities of certain mechanical parts (the holding time is a function of the mechanical tensile strength of the part), and the maximum interoperation time of 3 hours cannot not be observed for all parts manufactured in a production line.

[0016] De ce fait, le procédé de dégazage n’est pas assez efficace pour défragiliser les pièces mécaniques dans des conditions industrielles acceptables, et la complète élimination de la fragilisation par l'hydrogène ne peut être garantie, comme l’indique la norme NF EN ISO 4042.As a result, the degassing process is not effective enough to loosen the mechanical parts under acceptable industrial conditions, and the complete elimination of embrittlement by hydrogen cannot be guaranteed, as the standard indicates. NF EN ISO 4042.

[0017] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un procédé d'élimination de l'hydrogène basé sur un dégazage réalisé à une pression inférieure à la pression atmosphérique, notamment un dégazage sous vide.The invention aims to remedy these drawbacks by providing a process for removing hydrogen based on degassing carried out at a pressure below atmospheric pressure, in particular degassing under vacuum.

[0018] De façon générale, l’invention concerne un procédé d'élimination de l'hydrogène d’une pièce mécanique en acier trempé et revenu, et revêtue d'un revêtement électrolytique ou chimique, dans lequel on réalise un traitement thermique de dégazage de l’hydrogène, dans lequel le traitement thermique de dégazage est réalisé à une pression inférieure à la pression atmosphérique.In general, the invention relates to a process for removing hydrogen from a mechanical part of hardened and tempered steel, and coated with an electrolytic or chemical coating, in which a degassing heat treatment is carried out hydrogen, in which the degassing heat treatment is carried out at a pressure below atmospheric pressure.

[0019] L'intérêt du dégazage à une pression inférieure à la pression atmosphérique, réside dans le fait que l'effet thermique du retour de la plasticité est complété par un effet d'aspiration associé à la pression de travail au sein du laboratoire.The advantage of degassing at a pressure below atmospheric pressure lies in the fact that the thermal effect of the return of plasticity is supplemented by a suction effect associated with the working pressure within the laboratory.

[0020] Ainsi, le temps de dégazage est fortement réduit et il est indépendant de la résistance mécanique en traction.Thus, the degassing time is greatly reduced and it is independent of the mechanical resistance in traction.

[0021] Le procédé selon l’invention permet ainsi de gagner du temps de cycle lors de la fabrication des pièces mécaniques et d'améliorer l'efficacité du procédé de dégazage afin de limiter la fragilisation par l'hydrogène.The method according to the invention thus saves cycle time during the manufacture of mechanical parts and improves the efficiency of the degassing process in order to limit embrittlement by hydrogen.

[0022] De plus, le procédé permet de s’affranchir d’une durée interopération incompatible avec les impératifs de production.In addition, the method makes it possible to dispense with an interoperation duration incompatible with production requirements.

[0023] Le procédé peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :The method can also include one or more of the following characteristics, taken alone or in combination:

- le traitement thermique de dégazage est réalisé à une pression inferieure à 500Pa ;- the degassing heat treatment is carried out at a pressure below 500 Pa;

- le traitement thermique de dégazage est réalisé sous vide primaire ou secondaire ;- the degassing heat treatment is carried out under primary or secondary vacuum;

le traitement thermique de dégazage est réalisé en chauffant l’acier à une température de chauffage comprise entre 25°C et 300 °C, de préférence entre 190 °C et 220 °C ;the degassing heat treatment is carried out by heating the steel to a heating temperature between 25 ° C and 300 ° C, preferably between 190 ° C and 220 ° C;

le traitement thermique de dégazage est réalisé en chauffant l’acier pendant une durée inférieure à 4h ;the degassing heat treatment is carried out by heating the steel for a period of less than 4 hours;

- la pièce mécanique comporte une résistance mécanique en traction supérieure à- the mechanical part has a mechanical tensile strength greater than

800MPa.800 MPa.

[0024] L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une pièce mécanique en acier trempé et revenu, et revêtue d'un revêtement électrolytique ou chimique, ledit procédé comportant :The invention also relates to a process for manufacturing a mechanical part of hardened and tempered steel, and coated with an electrolytic or chemical coating, said process comprising:

une étape d’élaboration et de mise en forme de la pièce ;a stage of development and shaping of the part;

une étape d’austénitisation et de trempe de la pièce ainsi obtenue ;a step of austenitization and quenching of the part thus obtained;

- au moins une étape de traitement de surface ;- at least one step of surface treatment;

une étape de traitement thermique de dégazage d’hydrogène selon l’invention.a step for heat treatment of degassing of hydrogen according to the invention.

[0025] Le procédé de fabrication d’une pièce mécanique peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :The process for manufacturing a mechanical part can also include one or more of the following characteristics, taken alone or in combination:

- la pièce mécanique comporte une résistance mécanique en traction supérieure à 800MPa ;- the mechanical part includes a mechanical tensile strength greater than 800 MPa;

la pièce mécanique est susceptible d’être mise en tension statique ou dynamique lors de son utilisation ;the mechanical part is likely to be put under static or dynamic tension during its use;

l’étape de traitement de surface est choisie parmi au moins l’un des traitements suivants : opération de dégraissage, opération de décapage à l’acide, traitement de conversion tel que la phosphatation, traitement de surface électrolytique, tel que le zingage, le cadmiage, ou le chromage, traitement de surface chimique ;the surface treatment step is chosen from at least one of the following treatments: degreasing operation, acid pickling operation, conversion treatment such as phosphating, electrolytic surface treatment, such as zinc coating, cadmium plating, or chromium plating, chemical surface treatment;

- la durée interopération entre une première opération hydrogénante et le début du traitement thermique de dégazage est supérieure à une semaine.- the interoperation time between a first hydrogenating operation and the start of the degassing heat treatment is more than one week.

[0026] L'invention sera mieux comprise à la lecture des figures annexées, qui sont fournies à titre d'exemples et ne présentent aucun caractère limitatif, dans lesquelles :The invention will be better understood on reading the appended figures, which are provided by way of examples and have no limiting character, in which:

- la figure 1 illustre un essai de traction lente sur des vis (37Cr4) prétraitées et hydrogénées pendant 1 à 7h par voie chimique dans une solution de thiocianate d'ammonium à 50 °C ;- Figure 1 illustrates a slow tensile test on screws (37Cr4) pretreated and hydrogenated for 1 to 7 hours chemically in a solution of ammonium thiocianate at 50 ° C;

la figure 2 illustre le procédé selon l’invention.FIG. 2 illustrates the process according to the invention.

[0027] Selon l’invention, le procédé d'élimination de l'hydrogène d’une pièce mécanique en acier trempé et revenu, et revêtue d'un revêtement électrolytique ou chimique, comporte une étape de traitement thermique de dégazage de l’hydrogène, ce traitement thermique de dégazage étant réalisé à une pression inférieure à la pression atmosphérique, de façon avantageuse sous vide.According to the invention, the process for removing hydrogen from a mechanical part of quenched and tempered steel, and coated with an electrolytic or chemical coating, comprises a step for heat treatment of degassing of hydrogen. , this degassing heat treatment being carried out at a pressure below atmospheric pressure, advantageously under vacuum.

[0028] Un traitement thermique de dégazage est un procédé thermique réalisé sur une gamme de température et une durée données. La gamme et la durée sont choisies afin de n’entraîner aucune altération des structures métallurgiques de l’acier et du revêtement réalisé, mais afin de permettre un dégazage d’hydrogène de la pièce.A degassing heat treatment is a thermal process carried out over a given temperature range and duration. The range and duration are chosen so as not to cause any alteration of the metallurgical structures of the steel and of the coating produced, but in order to allow hydrogen degassing of the part.

[0029] Selon l’invention, le traitement thermique de dégazage est réalisé à une pression inférieure à la pression atmosphérique, de préférence à une pression à 500Pa.According to the invention, the degassing heat treatment is carried out at a pressure below atmospheric pressure, preferably at a pressure of 500 Pa.

[0030] Selon un mode de réalisation préféré, le traitement thermique de dégazage est réalisé sous vide primaire, à une pression comprise entre 0,1 et 100Pa.According to a preferred embodiment, the degassing heat treatment is carried out under primary vacuum, at a pressure between 0.1 and 100 Pa.

[0031] Selon un autre mode de réalisation, le traitement thermique de dégazage est réalisé sous vide secondaire, à une pression comprise entre 10-5 et 0,1 Pa.According to another embodiment, the degassing heat treatment is carried out under secondary vacuum, at a pressure between 10 -5 and 0.1 Pa.

[0032] Ainsi, le procédé comporte une étape d’introduction de la pièce mécanique en acier trempé et revenu, et revêtue d'un revêtement électrolytique ou chimique, dans une étuve sous vide apte à pouvoir chauffer la pièce à une pression inférieure à la pression atmosphérique, par exemple sous vide.Thus, the method comprises a step of introducing the mechanical part of hardened and tempered steel, and coated with an electrolytic or chemical coating, in a vacuum oven capable of being able to heat the part to a pressure below the atmospheric pressure, for example under vacuum.

[0033] L’étuve se caractérise notamment par les dimensions de sa chambre, apte à recevoir les pièces mécaniques, son niveau de vide (par exemple descendant jusqu'à 10 5Pa), et sa gamme de température. Selon un exemple de réalisation, on utilise une étuve de classe 5.The oven is characterized in particular by the dimensions of its chamber, suitable for receiving mechanical parts, its vacuum level (for example down to 10 5 Pa), and its temperature range. According to an exemplary embodiment, a class 5 oven is used.

[0034] Avantageusement, le traitement thermique de dégazage est réalisé en chauffant l’acier à une température de chauffage comprise entre 25°C et 300°C. De préférence à une température comprise entre 190 °C et 220 °C.Advantageously, the degassing heat treatment is carried out by heating the steel to a heating temperature between 25 ° C and 300 ° C. Preferably at a temperature between 190 ° C and 220 ° C.

[0035] Avantageusement, le traitement thermique de dégazage est réalisé en chauffant l’acier pendant une durée inférieure à 4h.Advantageously, the degassing heat treatment is carried out by heating the steel for a period of less than 4 hours.

[0036] Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le procédé de défragilisation d’une pièce mécanique en acier trempé et revenu, et revêtue d'un revêtement électrolytique ou chimique, comporte l’introduction dans une étuve sous-vide de pièces mécaniques, puis un abaissement de la pression à l’intérieur de l’étuve en dessous de la pression atmosphérique, en particulier en dessous de 500Pa, de préférence en dessous de 100Pa, puis un chauffage des pièces à une température de chauffage comprise entre 25°C et 300°C, de préférence entre 190°C et 220°C pendant moins de 4h.Thus, according to a particular embodiment, the process for defragraging a mechanical part of hardened and tempered steel, and coated with an electrolytic or chemical coating, comprises the introduction into a vacuum oven of mechanical parts , then a lowering of the pressure inside the oven below atmospheric pressure, in particular below 500 Pa, preferably below 100 Pa, then heating of the parts to a heating temperature of between 25 ° C and 300 ° C, preferably between 190 ° C and 220 ° C for less than 4 hours.

[0037] La pression est alors remontée jusqu’à la pression atmosphérique, puis l’étuve est ouverte et les pièces mécaniques sont retirées de l’étuve.The pressure is then raised to atmospheric pressure, then the oven is opened and the mechanical parts are removed from the oven.

[0038] L’invention concerne également un procédé de fabrication d’une pièce mécanique en acier trempé et revenu, et revêtue d'un revêtement électrolytique ou chimique.The invention also relates to a process for manufacturing a mechanical part of hardened and tempered steel, and coated with an electrolytic or chemical coating.

[0039] En référence à la figure 2, ce procédé de fabrication, comporte les étapes suivantes :With reference to FIG. 2, this manufacturing process comprises the following steps:

1. une étape (EMF) d’élaboration et de mise en forme de la pièce mécanique (à froid ou à chaud ou par usinage) ;1. a stage (EMF) of development and shaping of the mechanical part (cold or hot or by machining);

2. une étape d’austénitisation (AUS) et de trempe (TRE) de la pièce mécanique ainsi obtenue (opération hydrogénante) ;2. an austenitization (AUS) and quenching (TRE) step for the mechanical part thus obtained (hydrogenating operation);

3. au moins une étape de traitement de surface (TRS) - opération hydrogénante ;3. at least one surface treatment step (TRS) - hydrogenating operation;

4. une étape de traitement thermique de dégazage (DSV) d’hydrogène selon l’invention. [0040] L’étape d’élaboration et de mise en forme de la pièce permet de former une pièce mécanique comportant une résistance mécanique en traction supérieure à 800MPa après traitement thermique, et susceptible d’être mise en tension statique ou dynamique lors de son utilisation.4. a step of thermal degassing treatment (DSV) of hydrogen according to the invention. The step of developing and shaping the part makes it possible to form a mechanical part comprising a mechanical tensile strength greater than 800 MPa after heat treatment, and capable of being put into static or dynamic tension during its use.

[0041] L’étape de traitement de surface est choisie parmi au moins l’un des traitements suivants : opérations de dégraissage, opération de décapage à l’acide, traitement de conversion tel que la phosphatation, traitement de surface électrolytique, tel que le zingage, le cadmiage, ou le chromage, traitement de surface chimique.The surface treatment step is chosen from at least one of the following treatments: degreasing operations, acid pickling operation, conversion treatment such as phosphating, electrolytic surface treatment, such as zinc plating, cadmium plating, or chrome plating, chemical surface treatment.

[0042] Selon un exemple de réalisation, la durée interopération entre la première opération hydrogénante (étape 2) et le début du traitement thermique de dégazage (étape 4) est supérieure à une semaine.According to an exemplary embodiment, the interoperation time between the first hydrogenating operation (step 2) and the start of the degassing heat treatment (step 4) is greater than one week.

Exemples de réalisation [0043] Le procédé selon l’invention, pour éliminer l'hydrogène d’une pièce mécanique en acier trempé et revenu, et revêtue d'un revêtement électrolytique ou chimique, a été mis en œuvre et comparé à un dégazage sous air sur des pièces mécaniques, des axes, en acier du type C75E trempés revenus zingués.Examples of embodiments The method according to the invention, for removing hydrogen from a mechanical part of hardened and tempered steel, and coated with an electrolytic or chemical coating, was implemented and compared to degassing under air on mechanical parts, axes, steel type C75E quenched zinc-plated.

[0044] On réalise l’étape de mise en forme de la pièce par tréfilage, afin de fabriquer des axes.We carry out the step of shaping the part by drawing, in order to manufacture axes.

[0045] Puis, on réalise l’étape de traitement thermique (austénitisation et trempe sous air), qui permet d’obtenir des axes dont la dureté à cœur est supérieure à 650HV0,3 tandis que la dureté de surface est de l'ordre de 170HV0,05 (phénomène de décarburation associé au traitement sous air).Then, the heat treatment step (austenitization and air quenching) is carried out, which makes it possible to obtain axes whose hardness at core is greater than 650HV0.3 while the surface hardness is of the order 170HV0.05 (decarburization phenomenon associated with air treatment).

[0046] Puis, on réalise l’étape de traitement de surface (opération hydrogénante), en réalisant sur ces axes un zingage électrolytique permettant de réaliser un revêtement de 15pm d'épaisseur. Les axes sont fragilisés par l'hydrogène qui s'est dégagé au niveau de la pièce placée en cathode au cours du traitement de surface.Then, the surface treatment step is carried out (hydrogenating operation), by carrying out electrolytic zinc plating on these axes making it possible to produce a coating 15 μm thick. The axes are weakened by the hydrogen which is released at the level of the part placed as a cathode during the surface treatment.

[0047] Afin de mettre en évidence cette perte de ductilité, un essai qualitatif de pliage à 90° a été réalisé. L'interprétation de cet essai passe par l'observation des axes après essais. Si les axes se déformant à 90°, la plasticité de la pièce est garantie. En revanche, si les axes se rompent pendant le test de pliage 90°, les pièces ont perdu toute plasticité.In order to demonstrate this loss of ductility, a qualitative bending test at 90 ° was carried out. The interpretation of this test involves observing the axes after tests. If the axes deform at 90 °, the plasticity of the part is guaranteed. On the other hand, if the axes break during the 90 ° bending test, the parts have lost all plasticity.

[0048] Les résultats des essais effectués sur des axes non revêtus, revêtus et revêtus suivi d'un dégazage sous air ou sous vide primaire sont regroupés dans le tableau N°2. La durée interopération a également été une variable au cours de ces essais.The results of the tests carried out on uncoated, coated and coated axes followed by degassing in air or in primary vacuum are grouped in Table No. 2. Interoperation time was also a variable during these trials.

Tableau 2 : Résultats des essais de pliage effectués sur des axes sans dégazage ou avec dégazage sous air ou sous vide primaire.Table 2: Results of the bending tests carried out on axes without degassing or with degassing in air or in primary vacuum.

Lots de 20 pièces Lots of 20 pieces Température de dégazage (°C) Degassing temperature (° C) Temps de maintien (h) Mataining time (H) Temps interopération Time interoperation Nombre de pièces rompues Number of broken pieces Nombre de pièces pliées Number of folded pieces Lot 1 : axes non revêtus sans dégazage Lot 1: uncoated axes without degassing 0 0 20 20 Lot 2 : axes zingués sans dégazage Lot 2: zinc plated axes without degassing - - - - - - 20 20 0 0 Lot 3 : axes zingués avec dégazage sous air Lot 3: galvanized axes with air degassing 220 °C 220 ° C 24 24 3h 3h 0 0 20 20 Lot 4 : axes zingués avec dégazage sous air Lot 4: zinc plated axes with air degassing 220 °C 220 ° C 0,5 0.5 3h 3h 20 20 0 0 Lot 5 : axes zingués avec dégazage sous vide primaire Lot 5: galvanized axes with degassing under primary vacuum 220 °C 220 ° C 0,5 0.5 3h 3h 0 0 20 20 Lot 6 : axes zingués avec dégazage sous air Lot 6: zinc plated axes with air degassing 220 °C 220 ° C 2 2 6 mois 6 months 20 20 0 0 Lot 7 : axes zingués avec dégazage sous vide primaire Lot 7: galvanized axes with degassing under primary vacuum 220 °C 220 ° C 0,5 0.5 6 mois 6 months 0 0 20 20

[0049] On s'aperçoit que tous les axes en aciers C75E trempés revenus zingués puis 10 dégazés sous vide primaire se sont pliés à 90°. Par conséquent, le dégazage sous vide permet de retrouver le niveau de plasticité permettant d'assurer un pliage à 90° à l'image de ce que l'on obtient avec un axe non revêtu.We see that all the axes of hardened C75E galvanized steel then degassed under 10 primary vacuum bent at 90 °. Consequently, vacuum degassing makes it possible to rediscover the level of plasticity making it possible to ensure folding at 90 ° in the image of what is obtained with an uncoated axis.

Claims (11)

REVENDICATIONS 1. Procédé d'élimination de l'hydrogène d’une pièce mécanique en acier trempé et revenu, et revêtue d'un revêtement électrolytique ou chimique, dans lequel on réalise un traitement thermique de dégazage de l’hydrogène, caractérisé en ce que le traitement thermique de dégazage est réalisé à une pression inferieure à la pression atmosphérique.1. A process for removing hydrogen from a mechanical part of quenched and tempered steel, coated with an electrolytic or chemical coating, in which a hydrogen degassing heat treatment is carried out, characterized in that the degassing heat treatment is carried out at a pressure below atmospheric pressure. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le traitement thermique de dégazage est réalisé à une pression inferieure à 500Pa.2. Method according to the preceding claim, wherein the degassing heat treatment is carried out at a pressure below 500 Pa. 3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le traitement thermique de dégazage est réalisé sous vide primaire ou secondaire.3. Method according to one of the preceding claims, in which the degassing heat treatment is carried out under primary or secondary vacuum. 4. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le traitement thermique de dégazage est réalisé en chauffant l’acier à une température de chauffage comprise entre 25 °C et 300 °C, de préférence entre 190 °C et 220 °C.4. Method according to one of the preceding claims, in which the degassing heat treatment is carried out by heating the steel to a heating temperature between 25 ° C and 300 ° C, preferably between 190 ° C and 220 ° C . 5. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le traitement thermique de dégazage est réalisé en chauffant l’acier pendant une durée inférieure à 4h.5. Method according to one of the preceding claims, in which the degassing heat treatment is carried out by heating the steel for a period of less than 4 hours. 6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pièce mécanique comporte une résistance mécanique en traction supérieure à 800MPa.6. Method according to one of the preceding claims, wherein the mechanical part comprises a mechanical tensile strength greater than 800MPa. 7. Procédé de fabrication d’une pièce mécanique en acier trempé et revenu, et revêtue d'un revêtement électrolytique ou chimique, ledit procédé comportant :7. Method for manufacturing a mechanical part of hardened and tempered steel, and coated with an electrolytic or chemical coating, said method comprising: une étape d’élaboration et de mise en forme de la pièce ;a stage of development and shaping of the part; une étape d’austénitisation et de trempe de la pièce ainsi obtenue ;a step of austenitization and quenching of the part thus obtained; - au moins une étape de traitement de surface ;- at least one step of surface treatment; une étape de traitement thermique de dégazage d’hydrogène selon l’une des revendications précédentes.a hydrogen degassing heat treatment step according to one of the preceding claims. 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel la pièce mécanique comporte une résistance mécanique en traction supérieure à 800MPa.8. The method of claim 7, wherein the mechanical part comprises a mechanical tensile strength greater than 800MPa. 9. Procédé selon l’une des revendications 7 et 8, dans lequel la pièce mécanique est susceptible d’être mise en tension statique ou dynamique lors de son utilisation.9. Method according to one of claims 7 and 8, wherein the mechanical part is capable of being put in static or dynamic tension during its use. 10. Procédé selon l’une des revendications 7 à 9, dans lequel l’étape de traitement de surface est choisie parmi au moins l’un des traitements suivants : opération de dégraissage, opération de décapage à l’acide, traitement de conversion tel que la phosphatation, traitement de surface électrolytique, tel que le zingage, le cadmiage, ou le chromage, traitement de surface chimique.10. Method according to one of claims 7 to 9, in which the surface treatment step is chosen from at least one of the following treatments: degreasing operation, acid pickling operation, conversion treatment such as as phosphating, electrolytic surface treatment, such as zinc plating, cadmium plating, or chromium plating, chemical surface treatment. 11. Procédé selon l’une des revendications 7 à 10, dans lequel la durée interopération entre une première opération hydrogénante et le début du traitement thermique de dégazage est supérieure à une semaine.11. Method according to one of claims 7 to 10, in which the interoperation time between a first hydrogenating operation and the start of the degassing heat treatment is greater than one week.
FR1856936A 2018-07-25 2018-07-25 PROCESS FOR REMOVAL OF HYDROGEN FROM A MECHANICAL PART OF TEMPERED AND REVENTED STEEL Pending FR3084375A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1856936A FR3084375A1 (en) 2018-07-25 2018-07-25 PROCESS FOR REMOVAL OF HYDROGEN FROM A MECHANICAL PART OF TEMPERED AND REVENTED STEEL

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1856936A FR3084375A1 (en) 2018-07-25 2018-07-25 PROCESS FOR REMOVAL OF HYDROGEN FROM A MECHANICAL PART OF TEMPERED AND REVENTED STEEL

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR3084375A1 true FR3084375A1 (en) 2020-01-31

Family

ID=63638094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1856936A Pending FR3084375A1 (en) 2018-07-25 2018-07-25 PROCESS FOR REMOVAL OF HYDROGEN FROM A MECHANICAL PART OF TEMPERED AND REVENTED STEEL

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3084375A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116144875A (en) * 2023-01-09 2023-05-23 江苏天隆铸锻有限公司 Steel refining smelting forging process

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6855217B2 (en) * 2000-12-07 2005-02-15 Aoyama Seisakusho Co., Ltd. Method of baking treatment of steel product parts
EP2108710A1 (en) * 2007-01-31 2009-10-14 National Institute Of Advanced Industrial Science and Technology Austenite based stainless steel and method of dehydrogenating the same
JP2013072121A (en) * 2011-09-28 2013-04-22 Aoyama Seisakusho Co Ltd Dehydrogenation treatment method for plated component

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6855217B2 (en) * 2000-12-07 2005-02-15 Aoyama Seisakusho Co., Ltd. Method of baking treatment of steel product parts
EP2108710A1 (en) * 2007-01-31 2009-10-14 National Institute Of Advanced Industrial Science and Technology Austenite based stainless steel and method of dehydrogenating the same
JP2013072121A (en) * 2011-09-28 2013-04-22 Aoyama Seisakusho Co Ltd Dehydrogenation treatment method for plated component

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116144875A (en) * 2023-01-09 2023-05-23 江苏天隆铸锻有限公司 Steel refining smelting forging process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2126152B1 (en) Processing method for cracking desensitisation using a nickel based alloy environment, mainly for a nuclear reactor fuel assembly and for a nuclear reactor, and part made of the alloy thus processed
EP1899490B1 (en) Austenitic stainless steel strip having a bright surface finish and excellent mechanical properties
US20190249274A1 (en) Conductive material for connection parts which has excellent minute slide wear resistance
FR2807447A1 (en) METHOD FOR MAKING A PART WITH VERY HIGH MECHANICAL CHARACTERISTICS, SHAPED BY STAMPING, FROM A STRIP OF LAMINATED AND IN PARTICULAR HOT ROLLED AND COATED STEEL SHEET
KR101727424B1 (en) Galvannealed steel plate and method for manufacturing same
JP2009242949A (en) Hot-dip galvannealed steel sheet and method for production thereof
EP1943368A1 (en) Method of producing a part with very high mechanical properties from a rolled coated sheet
RU2686909C1 (en) Pipes of copper alloy with excellent high-temperature soldering and method for production thereof
CN102939394A (en) Method of producing an austenitic steel
WO2006100860A1 (en) Magnesium weld line
JP2019518876A (en) High strength steel product and annealing process for producing the product
FR3084375A1 (en) PROCESS FOR REMOVAL OF HYDROGEN FROM A MECHANICAL PART OF TEMPERED AND REVENTED STEEL
EP3363557A1 (en) Riveting nut and method for manufacturing such a nut
WO2011104443A1 (en) Method for making a part from a metal sheet coated with aluminium or an aluminium alloy
WO2011070302A1 (en) Method for manufacturing inconel 718 nickel superalloys
EP2449143A1 (en) Cryogenic treatment of martensitic steel with mixed hardening
JP3200365B2 (en) Manufacturing method of fluororesin coated aluminum alloy member
WO2013161122A1 (en) Galvanized steel tube, and method for manufacturing galvanized steel tube
CN114341379A (en) Hot-stamped molded body
CA1293163C (en) Deposition process of a protective coating on steel products
JP5926973B2 (en) Surface treatment method for mold cooling hole and mold
JP5639948B2 (en) Surface treatment structure for vehicle piping
CN105463342B (en) A kind of manufacture method of litzendraht wire
US9896757B2 (en) Galling and corrosion resistant inner diameter surface in aluminum caster roll shell steels
KR20230043138A (en) Hot-dip galvanized steel sheet manufacturing method, steel sheet and automotive parts

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20200131

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

RX Complete rejection

Effective date: 20221117