WO1991012351A1 - Agent pour ameliorer la resistance a la fissuration par l'hydrogene d'aciers faiblement ou moyennement allies, procede d'utilisation de cet agent et pieces obtenues - Google Patents

Agent pour ameliorer la resistance a la fissuration par l'hydrogene d'aciers faiblement ou moyennement allies, procede d'utilisation de cet agent et pieces obtenues Download PDF

Info

Publication number
WO1991012351A1
WO1991012351A1 PCT/FR1991/000102 FR9100102W WO9112351A1 WO 1991012351 A1 WO1991012351 A1 WO 1991012351A1 FR 9100102 W FR9100102 W FR 9100102W WO 9112351 A1 WO9112351 A1 WO 9112351A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cobalt
steels
parts
less
agent
Prior art date
Application number
PCT/FR1991/000102
Other languages
English (en)
Inventor
Régis BLONDEAU
Jean Beguinot
Philippe Bourges
Lionel Coudreuse
Gilbert Primon
Jacques Charles
Original Assignee
Creusot Loire Industrie
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 Creusot Loire Industrie filed Critical Creusot Loire Industrie
Publication of WO1991012351A1 publication Critical patent/WO1991012351A1/fr

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/52—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt

Definitions

  • Agent for improving the resistance to cracking by hydrogen of low or medium alloyed steels process for using this agent and parts obtained.
  • the present invention relates to an agent for improving the resistance to cracking by hydrogen of boilermaking steels e / or of weakly alloyed construction usable in particular in hydrogenated media such as gases enriched in H2S and for also improving the weldability of these steels and their aptitude for flame cutting or cutting with a plasma torch.
  • European patent EP-0021349 proposes a high yield strength steel containing Cobalt to improve the resistance to hydrogen cracking induced by the presence of H 2 S.
  • this patent relates to steels for thin-walled tubes (at most a few millimeters). This patent indicates that the Cobalt acts by forming a layer enriched with Cobalt on the surface of the steel, slowing down the penetration of hydrogen due to corrosion by H2S.
  • This barrier is all the better formed the faster the austenitization before quenching.
  • the object of the invention is therefore to find a means which makes it possible to improve the resistance to hydrogen embrittlement of steels used in particular in very thick areas and therefore containing segregated zones, while in particular allowing to meet the building codes of pressurized boilers, that hydrogen is introduced into the metal by corrosion in an acid medium, such as wet I ⁇ 2S, or during welding or thermal cutting operations; therefore, the object of the invention is also to improve the weldability and the cutting ability.
  • the object of the invention is an agent intended to improve the resistance to cracking by hydrogen of the steels used in particular in hydrogenated medium, also intended to improve the weldability and 1 • aptitude for cutting by thermal means of these steels in particular when they are intended to produce very thick parts.
  • This agent is Cobalt added in weight contents of between 0.05% and 2%.
  • the invention also relates to low-alloy steels intended in particular for the production of boilers assemblies used in environments enriched in H2S, with improved weldability and cuttability whose chemical composition by weight comprises from 0.05% to 0.6% of Carbon and less than 10% of alloying elements taken in particular from Silicon, Manganese, Nickel, Chromium, Molybdenum and in which 0.05% to 2% by weight of Cobalt has been added, the remainder consisting of iron and residual impurities resulting from the melting of the materials in the preparation.
  • the chemical composition by weight of these steels comprises: - from 0.05% to 0.6% of Carbon
  • carburogenic elements such as Vanadium or Niobium can be added in contents up to 0.2%.
  • steels correspond in particular to steels:
  • class 1 - A 633 all grades defined by the American standard ASTM or the equivalent grades of other standards to which 0.05% to 2% of Cobalt has been added; the use of these steels is imposed by the ASME code for the construction of pressure vessels.
  • the invention also relates to a method of manufacturing blocks, plates, bars, tubes or parts according to which or where a steel is produced in accordance with the invention, this steel is shaped either by molding of parts, or by hot plastic deformation of ingots, slabs, bars, billets or the like for obtaining blocks, plates, bars, tubes or molded parts, said plates, bars, tubes or parts undergo a normalization heat treatment at a temperature higher than AC3 and possibly an income at a temperature below AC ⁇ .
  • the blocks, plates, bars, tubes or parts undergo a quenching treatment followed by tempering.
  • the invention finally relates to any block, plate, bar, tube or part made of steel object of the invention using the method according to the invention, said blocks, plates, bars, tubes or parts having good resistance to cracking by hydrogen, good weldability and good ability to cut by thermal processes.
  • - Fig.2 * is a diagram giving the stress crack limits measured on weld test specimens made with the steels taken as an example
  • Fig.3 is a generalization of the results of Fig.2 obtained for a plurality of steels differentiating in particular by their carbon content.
  • cracking can be induced in weakly or moderately alloyed steels by the presence of hydrogen carried by phenomena of the corrosion type in particular when the steel is in contact with gas. enriched in H2S, which reduces the service life of installations working in such conditions.
  • Hydrogen can also be supplied either by a soldering operation, or by a thermal cutting operation, in particular by conventional flame cutting or using a torch. plasma; a steel sensitive to hydrogen will therefore see its weldability or its cutability, that is to say its aptitude to be welded or cut without the appearance of cracked, reduced.
  • weakly or moderately alloyed steel means all the steels used in particular in boiler making which contain from 0.05% to 0.6% of Carbon and less than 10% of alloying elements taken non-exclusively from the silicon, manganese, nickel, chromium, molybdenum, vanadium.
  • the sensitivity to cracking by hydrogen is linked in particular to the presence of .segregations, that is to say zones whose the chemical composition is richer in Carbon and alloying elements than the average composition of steels.
  • the phenomenon already becomes sensitive when the thickness of a sheet exceeds 5 mm and becomes very sensitive when thicknesses of 100 mm are reached or exceeded.
  • Segregation accentuates the sensitivity of steel to hydrogen cracking because these are areas whose behavior during thermal cycles experienced by blocks, plates, bars, tubes or parts, is not the same as the average behavior of steel.
  • the segregated zones can be "hardened” and have a rough martensitic structure of very hard hardening and very sensitive to hydrogen.
  • the segregated areas are harder and more fragile than the mass of the blocks or parts.
  • Cobalt has been found to decrease the harmful effects of these segregated areas. Cobalt acts by two mechanisms: - First of all in the mass of the blocks or parts, it is capable of trapping the hydrogen, which limits the hydrogen capable of reaching the segregated areas. - on the other hand, and above all, Cobalt is an element which reduces the hardenability of the steel; this is what is seen in FIG.
  • Cobalt which, added in contents of between 0.05% and 2% to low and medium alloyed steels, improves the resistance to cracking by hydrogen and consequently, the weldability and the ability to cut by thermal means such as 1'oxycou ⁇ page.
  • the steel taken as an example for Fig.l has the following composition:
  • the difference between the non-cracking constraints for steels with and without Cobalt is approximately 100 MPa when the carbon content is approximately 0.150% and 50 MPa when this content is approximately 0.2%. .
  • Cobalt Since the effect of Cobalt is sensitive to the carbon content, this effect can be improved by introducing into the steel carburogenic elements such as Vanadium and Niobium, in contents less than or equal to 0.2%. Indeed, these elements, by forming carbides decrease the content of "free" Carbon which alone has an unfavorable effect. The Cobalt content can also be increased. Naturally, the addition of Cobalt in no way prevents the use of the means known to those skilled in the art for reducing the sensitivity to cracking by hydrogen. These means being in particular good cleanliness of the steel (non-metallic inclusions reduced to a minimum).
  • the invention also relates to the method which makes it possible to produce blocks, plates, bars, tubes or parts using a steel into which Cobalt has been introduced as an agent reducing the sensitivity to embrittlement by hydrogen.
  • This process consists of:
  • the invention finally relates to any block, plate, bar, tube or part obtained by the process which has just been described using a steel to which Cobalt has been added as an agent reducing the sensitivity to cracking by hydrogen.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

L'agent considéré est du Cobalt ajouté en des teneurs comprises entre 0,05 % et 2 % à des aciers contenant de 0,05 % à 0,6 % de Carbone et moins de 10 % d'éléments d'alliage, pris parmi le Silicium, le Manganèse, le Nickel, le Chrome et le Molybdène, pour réaliser des blocs, plaques, barres ou pièces de forte dimension éventuellement normalisés, à résistance à la fissuration par l'hydrogène améliorée et à soudabilité et découpabilité thermique améliorées. L'invention est également relative à un procédé d'utilisation de l'agent et aux pièces ainsi obtenues.

Description

Agent pour améliorer la résistance à la fissuration par l'hydrogène d'aciers faiblement ou moyennement alliés, procédé d'utilisation de cet agent et pièces obtenues.
La présente invention concerne un agent pour améliorer la résistance à la fissuration par l'hydrogène des aciers de chaudronnerie e /ou de construction fai¬ blement alliés utilisables notamment dans des milieux hydrogénés tels que des gaz enrichis en H2S et pour améliorer également la soudabilitê de ces aciers et leur aptitude à l'oxycoupage ou au découpage au chalumeau à plasma.
Il est bien connu que 1'acier est sensible à la présence d'hydrogène qui peut induire des fissura¬ tions inacceptables. Cet hydrogène peut résulter de l'élaboration de l'acier, être introduit par un méca¬ nisme du type corrosion, en particulier lorsque l'acier est utilisé dans un milieu contenant de IΗ2S, ou encore lors d'opérations de soudage ou de découpage par oxycou- page classique ou au chalumeau à plasma.
Cette sensibilité de 1'acier est accentuée par la présence de zones ségrégées contenant plus de carbone et d'éléments d'alliage que la composition moyenne. Ces zones ségrégées sont d'autant plus impor¬ tantes que 1'acier est utilisé sous forme de produits massifs par exemple de tôles dont 1'épaisseur va de 5 mm à quelques centaines de millimètres.
Pour diminuer cette sensibilité de 1'acier à la fissuration à l'hydrogène, l'homme de métier sait qu'il faut en combinaison ou séparément réduire au maximum les inclusions non métalliques, réduire la teneur en éléments d'alliage aux teneurs minimales nécessaires pour obtenir les caractéristiques mécaniques souhaitées et, de préférence, faire un traitement ther¬ mique de trempe et de revenu pour obtenir une structure martensitique revenue.
Cependant, les codes de construction d'ap¬ pareils à pression, le code ASME par exemple, n'autori- sent pas toujours l'utilisation d'aciers trempés reve¬ nus.
Le fait d'abaisser au minimum les teneurs en éléments d'alliage rend souvent difficile l'obtention des caractéristiques mécaniques imposées par les mêmes codes.
Le brevet européen EP-0021349 propose un acier à haute limite d'élasticité contenant du Cobalt pour améliorer la résistance à la fissuration par l'hydrogène induite par la présence d'H2S.
Mais ce brevet exige que l'acier soit trempé et revenu.
De plus, il indique clairement que l'opération de trempe doit être faite après une austénitisation très rapide, à une vitesse de l'ordre de 2°C/S, ce qui limite cet acier à des applications utilisant des produits minces donc exempts de zones ségrégées importantes. En fait, ce brevet concerne des aciers pour tubes à parois minces (au plus quelques millimètres). Ce brevet indique que le Cobalt agirait en formant à la surface de l'acier une couche enrichie en Cobalt, ralentissant la pénétration d'hydrogène du fait de la corrosion par 1'H2S.
Cette barrière est d'autant mieux formée que 1'austénitisation avant trempe est plus rapide.
Ce brevet explique également que 1'effet du Cobalt est très faible lorsque la structure est de la ferrite perlite obtenue soit par normalisation soit par laminage contrôlé. Enfin, il ne dit rien de l'influence du Cobalt sur le soudage et sur 1'aptitude au découpage par oxy- coupage ou au plasma.
Le problème soulevé précédemment reste donc entier. Le but de l'invention est donc de trouver un moyen permettant d'améliorer la résistance à la fragili¬ sation par l'hydrogène d'aciers utilisés notamment en forte épaisseur et contenant de ce fait des zones ségré- gées, tout en permettant notamment de satisfaire aux codes de construction d'appareils chaudronnés à pres¬ sion, que l'hydrogène soit introduit dans le métal par une corrosion en milieu acide, tel que IΗ2S humide, ou lors d'opérations de soudage ou de découpage par voie thermique; de ce fait, le but de l'invention est égale¬ ment d'améliorer la soudabilité et 1'aptitude au décou¬ page.
L'objet de lîinvention est un agent destiné à améliorer la résistance à la fissuration par l'hydrogène des aciers utilisés notamment en milieu hydrogénés, destiné également a améliorer la soudabilité et 1•ap¬ titude au découpage par des moyens thermiques de ces aciers notamment lorsqu'ils sont destinés à réaliser des pièces de forte épaisseur. Cet agent est du Cobalt ajouté en des teneurs pondérales comprises entre 0,05% et 2%.
L'invention concerne également des aciers faiblement alliés destinés notamment à la réalisation d'ensembles chaudronnés utilisés dans des milieux en- richis en H2S, à soudabilité et découpabilité améliorée dont la composition chimique pondérale comporte de 0,05% à 0,6% de Carbone et moins de 10% d'éléments d'alliage pris notamment parmi le Silicium, le Manganèse, le Nickel, le Chrome, le Molybdène et dans lesquels on a ajouté en outre de 0,05% à 2% en poids de Cobalt, le reste étant constitué par du fer et des impuretés rési¬ duelles résultant de la fusion des matières à 1'élabora¬ tion.
De façon préférentielle, la composition chimi- que pondérale de ces aciers comprend : - de 0,05% à 0,6% de Carbone
- moins de 1% de Silicium
- moins de 2% de Manganèse
- moins de 6% de Nickel - moins de 6% de Chrome
- moins de 2% de Molybdène
- de 0,05% à 2% de Cobalt
De préférence, on peut ajouter des éléments carburigènes tels que le Vanadium ou le Niobium en des teneurs pouvant atteindre 0,2%.
Ces aciers correspondent notamment aux aciers:
- A 516 tous grades
- A 515 tous grades
- A 537 classe 1 - A 633 tous grades définis par la norme américaine ASTM ou les nuances équivalentes des autres normes auxquels on a ajouté de 0,05% à 2% de Cobalt; l'utilisation de ces aciers est imposée par le code ASME de construction d'appareils à pression.
L'invention concerne également un procédé de fabrication de blocs, plaques, barres, tubes ou pièces selon lequel ou élabore un acier conforme à 1'invention, on met en forme cet acier soit par moulage de pièces, soit par déformation plastique à chaud de lingots, brames, barres, billettes ou analogue pour obtenir des blocs, des plaques, des barres, des tubes ou des pièces moulées, lesdits plaques, barres, tubes ou pièces subis¬ sent un traitement thermique de normalisation à une température supérieure à AC3 et éventuellement un revenu à une température inférieure à AC^.
Dans un autre mode de réalisation, les blocs, plaques, barres, tubes ou pièces subissent un traitement de trempe suivi d'un revenu. L'invention concerne enfin tout bloc, plaque, barre, tube ou pièce réalisé en acier objet de l'inven¬ tion à l'aide du procédé selon l'invention, lesdits blocs, plaques, barres, tubes ou pièces présentant une bonne résistance à la fissuration par l'hydrogène, une bonne soudabilité et une bonne aptitude au découpage par des procédés thermiques.
La plus p'etite dimension de ces blocs, pla¬ ques, barres, tubes ou pièces étant supérieure ou égale à 5 mm, et dans certains modes de réalisation, cette plus petite dimension est supérieure ou égale à 200 mm.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig.l représente' des diagrammes de trans¬ formation en refroidissement continu (TRC) pour deux aciers pris en exemple;
- la Fig.2*est un diagramme donnant les con¬ traintes limites de fissuration mesurées sur des éprou- vettes d'essai de soudure réalisées avec les aciers pris en exemple;
- la Fig.3 est une généralisation des résul¬ tats de la Fig.2 obtenue pour une pluralité d'aciers se différenciant en particulier pair leur teneur en carbone. Comme il a été indiqué plus haut, des fis¬ sures peuvent être induites dans les aciers faiblement ou moyennement alliés par la présence d'hydrogène ap¬ porté par des phénomènes du type corrosion en particu¬ lier lorsque 1'acier est au contact de gaz enrichis en H2S, ce qui réduit la tenue en service des installations travaillant dans de telles conditions. L'hydrogène peut être également apporté soit par une opération de souda¬ ge, soit par une opération de -découpe thermique, notam¬ ment par oxycoupage classique ou à 1'aide d'un chalumeau à plasma; un acier sensible à l'hydrogène verra donc sa soudabilité ou sa découpabilité, c'est à dire son ap¬ titude à être soudé ou découpé sans apparition de fis¬ sures, diminuées. Par acier faiblement ou moyennement alliés, on entend tous les aciers utilisés notamment en chaudron¬ nerie qui contiennent de 0,05% à 0,6% de Carbone et moins de 10% d'éléments d'alliage pris de façon non exclusive parmi le silicium, le manganèse, le nickel, le chrome, le molybdène, le vanadium.
A titre indicatif cela recouvre les aciers dont la composition chimique pondérale se trouve à 1'intérieur du domaine suivant :
- de 0,05% à 0,6% de Carbone - moins de 1% de Silicium
- moins de 2% de Manganèse
- moins de 6% de Nickel
- moins de 6% de Chrome
- moins de 2% de Molybdène Et en particulier, cela recouvre les aciers imposés par les codes de construction pour les appareils à pression tels que le code ASME ou les codes analogues.
Ces codes font en particulier référence à la norme américaine ASTM qui définit notamment les aciers : - A 516 tous grades
- A 515 tous grades
- A 537 classe 1
- A 633 tous grades
Ces aciers, ainsi que les aciers équivalents des autres normes existant dans le monde sont concernés par 1'invention.
Pour tous ces aciers, la sensiblité à la fisssuration par l'hydrogène est liée en particulier à la présence de .ségrégations, c'est à dire des zones dont la composition chimique est plus riche en Carbone et en éléments d'alliage que la composition moyenne des aciers.
L'homme de métier sait que ces ségrégations sont d'autant plus importantes que le bloc d'acier ou la pièce est massif, par exemple qu'une tôle est épaisse, qu'une barre a un grand diamètre, etc..
A titre indicatif, le phénomène devient déjà sensible lorsque 1'épaisseur d'une tôle dépasse 5 mm et devient très sensible lorsque l'on atteint ou dépasse des épaisseurs de 100 mm.
Les ségrégations accentuent la sensibilité de l'acier à la fissuration par l'hydrogène parce que ce sont des zones dont le comportement au cours des cycles thermiques que subissent les blocs, plaques, barres, tubes ou pièces, n'est pas le même que le comportement moyen de 1'acier.
A titre d'exemple, lors du refroidissement qui suit un traitement de normalisation, alors que la masse de la pièce a une structure du type ferrite-perlite, les zones ségrégées peuvent être "trempées" et avoir une structure martensitique brute de trempe très dure et très sensible à 1'hydrogène.
De même, aia cours d'opérations de soudage ou dOxycoupage, au voisinage des joints soudés ou des coupes, l'acier subit un cycle thermique qui peut con¬ duire a des structures martensitiques dures et sensibles à l'hydrogène.
De même, après une trempe et un revenu, les zones ségrégées sont plus dures et plus fragiles que la masse des blocs ou pièces.
On a constaté que le Cobalt diminuait les effets néfastes de ces zones ségrégées. Le Cobalt agis¬ sant par deux mécanismes : - tout d'abord dans la masse des blocs ou pièces, il est susceptible de piéger l'hydrogène, ce qui limite 1'hydrogène susceptible d'atteindre les zones ségrégées. - d'autre part, et surtout, le Cobalt est un élément qui diminue la trempabilité de l'acier; c'est ce que l'on voit à la figure 1 dans laquelle la courbe 1 correspond à un acier sans Cobalt et la courbe 2, au même acier auquel on a ajouté 0,15% de Cobalt; la trem- pabilité de 1'acier sans Cobalt correspond à une vitesse critique de trempe de 3 x 10^°C/h alors que pour l'acier au Cobalt, cette vitesse critique est supérieure à 10^°C/h; l'acier au Cobalt est donc beaucoup moins trempant que l'acier sans Cobalt; du fait de cette moindre trempabilité et de la ségrégation du Cobalt, les zones ségrégées seront moins facilement trempées dans l'acier au Cobalt que dans l'acier sans Cobalt, ce qui diminue la sensibilité de 1'acier à la fissuration par 1'hydrogène. L'invention consiste donc en un agent, le
Cobalt, qui, ajouté en des teneurs comprises entre 0,05% et 2% aux aciers faiblement et moyennement alliés, améliore la résistance à la fissuration par 1'hydrogène et par voie de conséquence, la soudabilité et l'aptitude à la coupe par des moyens thermiques tels que 1'oxycou¬ page. Cet agent agissant :
- d'une part en piégeant une partie de 1'hy¬ drogène ;
- d'autre part, en diminuant la trempabilité des zones ségrégées.
L'acier pris en exemple pour la Fig.l a la composition suivante :
- 0,2% de Carbone
- 1,1% de Manganèse - 0,3% de Silicium - 0,25% de Nickel
- 0,15% de Chrome
- 0,05% de Molybdène et 0% de Cobalt dans un cas (courbe 1 de la Fig.l) et 0,15% de Cobalt dans l'autre cas (courbe 2 de la Fig.l). Différents essais comparatifs peuvent être envisagés pour mettre en évidence l'effet du cobalt. On a choisi l'essai de fissuration sur implants, méthode bien connue de l'homme de métier, notamment pour quali- fier la résistance à la fissuration à froid par l'hydro¬ gène, lors des opérations de soudage.
Mais cet essai peut permettre également d'éva¬ luer 1'effet du cobalt dans le cas d'opérations d'oxy¬ coupage sur des aciers ou d'aciers subissant une cor- rosion en milieu hydrogéné.
A cet effet, des simulations sur implants destinées à évaluer la contrainte limite de non-fissura¬ tion ont été réalisées sur deux aciers de compositions analytiques comparables dont 1'une ne comporte pas de cobalt et dont l'autre comporte 0,15% de cobalt. Les résultats sont indiqués à la Fig.2 qui montre que, pour des éprouvettes prises en long comme en travers dans des plaques, la contrainte limite de non fissuration est de:
- 100 MPa pour l'acier sans Cobalt - 150 MPa pour l'acier avec du Cobalt
Ce qui démontre l'effet favorable du Cobalt. Ce résultat a été confirmé par des essais réalisés sur huit aciers :
- deux contenant environ 0,150% de Carbone et 0% de Co - deux contenant environ 0,150% de Carbone et 0,15% de
Co \
- deux contenant enviϋron 0,200% de Carbone et 0% de Co
- deux contenant environ 0,2% de Carbone et 0,15% de Co
Les résultats sont indiqués à la Fig.3 et montrent que les aciers au Cobalt ont une contrainte limite de non fissuration plus élevée que les aciers sans Cobalt.
L'écart entre les contraintes de non fissura¬ tion pour les aciers avec et sans Cobalt est d'environ 100 MPa lorsque la teneur en Carbone est d'environ 0,150% et de 50 MPa lorsque cette teneur est d'environ 0,2%.
Là encore, l'effet du Cobalt est démontré puisque ce critère de contrainte limite de non fissura- tion intervient aussi bien pour la fissuration par 1'hydrogène induite par une corrosion ou lors d'un oxycoupage que pour celle qui est induite lors d'un soudage et il est à noter que tous les résultats présen¬ tés ont été obtenus sur des échantillons obtenus après normalisation donc, ayant une structure ferrite-perlite hors des zones ségrégées.
L'effet du Cobalt étant sensible à la teneur en Carbone, on peut améliorer cet effet en introduisant dans 1'acier des éléments carburigènes tels que le Vanadium et le Niobium, en des teneurs inférieures ou égales à 0,2%. En effet, ces éléments, en formant des carbures diminuent la teneur en Carbone "libre" qui seul a un effet défavorable. On peut également augmenter la teneur en Cobalt. Naturellement, l'addition de Cobalt n'empêche en rien de mettre en oeuvre les moyens connus de 1'homme de métier pour diminuer la sensibilité à la fissuration par l'hydrogène. Ces moyens étant en particulier une bonne propreté de 1'acier (inclusions non métalliques réduites au minimum).
L'invention concerne également le procédé qui permet de réaliser des blocs, plaques, barres, tubes ou pièces en utilisant un acier dans lequel on a introduit du Cobalt en tant qu'agent réduisant la sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène. Ce procédé consiste à :
- élaborer l'acier selon les régies de l'art
- ajouter du Cobalt en la teneur souhaitée
- couler l'acier pour le solidifier selon les régies de 1'art.
. soit sous forme de demi-produits tels que lingots, brames, blooms, billettes.
. soit sous forme de pièces moulées.
- lorsqu'il s'agit de demi produit, de les mettre en forme par déformation plastique à chaud par forgeage, laminage ou tout autre moyen équivalent.
- à effectuer un traitement thermique selon les régies de 1'art pour obtenir les caractéristiques mécaniques souhaitées; ce traitement thermique peut être une normalisation par réchauffage au-dessus de AC3 ou une trempe, ces traitements étant éventuellement suivi d'un revenu à une température inférieure à AC^ ou un detensionnement par un maintien à une température de l'ordre de 200°C. L'invention- concerne enfin tout bloc, plaque, barre, tube ou pièce obtenus par le procédé qui vient d'être décrit en utilisant un acier auquel on a ajouté du Cobalt en tant qu'agent réduisant la sensibilité à la fissuration par l'hydrogène.

Claims

REVENDICATIONS
1. Agent pour améliorer la résistance à la fissuration par l'hydrogène des aciers faiblement ou moyennement alliés utilisés notamment pour réaliser des appareils chaudronnés travaillant dans des milieux hydrogénés tels que du gaz enrichi en H2S et pour amé¬ liorer également la soudabilité et 1'aptitude au décou¬ page par des moyens thermiques de ces aciers en par¬ ticulier lorsqu'ils sont utilisés sous forme de pièces de forte épaisseur, caractérisé en ce que cet agent est du Cobalt ajouté en des teneurs pondérales comprises entre 0,05% et 2%.
2. Aciers faiblement ou moyennement alliés à résistance à la fissuration par l'hydrogène et découpa- bilité par des moyens thermiques et soudabilité amélio¬ rés contenant en leur composition pondérale de 0,05% à 0,6% de Carbone et moins de 10% d'éléments d'alliage pris notamment parmi le Silicium, le Manganèse, le Nickel, le Chrome, le Molybdène, caractérisés en ce qu'ils comprennent en outre de 0,05% à 2% de Cobalt, le reste étant constitué par du fer et des impuretés rési¬ duelles résultant de la fusion des matières nécessaires à l'élaboration.
3. Aciers selon la revendication 2, carac- térisés en ce qu'ils contiennent en outre dans leur composition pondérale de base des éléments carburigènes pris notamment parmi le niobium et le vanadium en des teneurs inférieures à 0,2%.
4. Aciers selon l'une quelconque des reven- dications 2 et 3, caractérisés en ce que leur composi¬ tion chimique pondérale contient :
- de 0,05% à 0,6% de Carbone
- moins de 1% de Silicium
- moins de 2% de Manganèse - moins de 6% de Nickel - moins de 6% de Chrome
- moins de 2% de Molybdène
- de 0,05% à 2% de Cobalt
5. Aciers du type : - A 516 tous grades
- A 515 tous grades
- A 537 classe 1
- A 633 tous grades définis par la norme américaine ASTM ou les nuances analogues définies par les autres normes et dont l'uti¬ lisation est imposée notamment par le code de construc¬ tion ASME pour les appareils à pression, caractérisés en ce qu'ils contiennent en outre de 0,05% à 2% de Cobalt.
6. Procédé de fabrication de blocs, plaques, barres, tubes ou pièces réalisés en un acier selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'au cours de l'élaboration on ajoute de 0,05% à 2% en poids de Cobalt, et en ce qu'après solidification sous forme de lingots, brames, barres, billettes ou analogue et mise en forme par déformation plastique à chaud de ces demi-produits ou après solidification sous forme de pièces moulées, lesdits blocs, plaques, barres, tubes ou pièces subissent un traitement thermique de normalisa¬ tion à une température supérieure à AC3 et éventuelle- ment un traitement thermique complémentaire tel qu'un revenu à une température inférieure à AC^.
7. Blocs, plaques, barres, tubes ou pièces réalisés à 1'aide du procédé selon la revendication 6 en utilisant un acier selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 5 et présentant une bonne decoupabilité par des moyens thermiques, une soudabilité améliorée et une résistance à la fissuration par l'hydrogène améliorée.
8. Blocs, plaques, tubes ou pièces selon la revendication 7, caractérisés en ce que leur plus petite dimension est supérieure ou égale à 5 mm.
9. Blocs, plaques, barres, tubes ou pièces selon la revendication 8, caractérisés en ce que leur plus petite dimension est supérieure ou égale à 100 mm.
PCT/FR1991/000102 1990-02-14 1991-02-11 Agent pour ameliorer la resistance a la fissuration par l'hydrogene d'aciers faiblement ou moyennement allies, procede d'utilisation de cet agent et pieces obtenues WO1991012351A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR90/01758 1990-02-14
FR9001758A FR2658207B1 (fr) 1990-02-14 1990-02-14 Acier de chaudronnerie et/ou de construction faiblement allie utilisable notamment en milieux hydrogenes.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1991012351A1 true WO1991012351A1 (fr) 1991-08-22

Family

ID=9393712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR1991/000102 WO1991012351A1 (fr) 1990-02-14 1991-02-11 Agent pour ameliorer la resistance a la fissuration par l'hydrogene d'aciers faiblement ou moyennement allies, procede d'utilisation de cet agent et pieces obtenues

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5221374A (fr)
EP (1) EP0469115A1 (fr)
JP (1) JPH04505483A (fr)
FR (1) FR2658207B1 (fr)
WO (1) WO1991012351A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6149862A (en) * 1999-05-18 2000-11-21 The Atri Group Ltd. Iron-silicon alloy and alloy product, exhibiting improved resistance to hydrogen embrittlement and method of making the same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR626814A (fr) * 1926-12-28 1927-09-20 Acier fondu composé
GB404565A (en) * 1932-08-01 1934-01-18 Krupp Ag Improvements in the manufacture of articles from steel alloys
US2631096A (en) * 1951-02-01 1953-03-10 United States Steel Corp High-temperature steel
GB734676A (en) * 1950-11-03 1955-08-03 Nyby Bruk Ab Heat resisting alloy steel and method for its heat treatment
FR1570294A (fr) * 1967-06-29 1969-06-06
EP0021349A1 (fr) * 1979-06-29 1981-01-07 Nippon Steel Corporation Acier à résistance élevée à la traction et procédé pour sa fabrication

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3155500A (en) * 1959-05-29 1964-11-03 Wilson Brothers Alloy steels

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR626814A (fr) * 1926-12-28 1927-09-20 Acier fondu composé
GB404565A (en) * 1932-08-01 1934-01-18 Krupp Ag Improvements in the manufacture of articles from steel alloys
GB734676A (en) * 1950-11-03 1955-08-03 Nyby Bruk Ab Heat resisting alloy steel and method for its heat treatment
US2631096A (en) * 1951-02-01 1953-03-10 United States Steel Corp High-temperature steel
FR1570294A (fr) * 1967-06-29 1969-06-06
EP0021349A1 (fr) * 1979-06-29 1981-01-07 Nippon Steel Corporation Acier à résistance élevée à la traction et procédé pour sa fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
US5221374A (en) 1993-06-22
EP0469115A1 (fr) 1992-02-05
FR2658207B1 (fr) 1993-09-24
FR2658207A1 (fr) 1991-08-16
JPH04505483A (ja) 1992-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0974678B1 (fr) Procédé pour la fabrication d'une enceinte chaudronnée, travaillant en présence d'hydrogène sulfuré
CA2442299C (fr) Acier et tube en acier pour usage a haute temperature
CA2506347C (fr) Procede pour fabriquer une tole en acier resistant a l'abrasion et tole obtenue
CA2239478C (fr) Acier inoxydable austenoferritique a tres bas nickel et presentant un fort allongement en traction
EP1896624B1 (fr) Composition d'acier inoxydable martensitique, procede de fabrication d'une piece mecanique a partir de cet acier et piece ainsi obtenue
EP3783116B1 (fr) Tôles prerevêtues permettant la fabrication de pieces d'acier revêtues et durcies a la presse
CA2506349C (fr) Procede pour fabriquer une tole en acier resistant a l'abrasion et tole obtenue
CA3022115A1 (fr) Procede de fabrication d'une piece en acier inoxydable martensitique a partir d'une tole
EP1990431A1 (fr) Procédé de fabrication de tôles d'acier laminées à froid et recuites à très haute résistance, et tôles ainsi produites
EP1867748A1 (fr) Acier inoxydable duplex
EP1749895A1 (fr) Procédé de fabrication de tôles d'acier présentant une haute résistance et une excellente ductilité, et tôles ainsi produites
FR2744733A1 (fr) Acier pour la fabrication de piece forgee et procede de fabrication d'une piece forgee
EP0629714A1 (fr) Acier inoxydable martensitique à usinabilité améliorée
EP0209437B1 (fr) Cylindre forgé pour laminage à froid en acier faiblement allié
EP1778886A1 (fr) Objet comprenant une partie en acier de construction metallique, cette partie comportant une zone soudee a l'aide d'un faisceau a haute densite d'energie et presentant une excellente tenacite dans la zone fondue ; methode de fabrication de cet objet
WO2013182582A1 (fr) Procede de soudage de deux bords d'une ou plusieurs pieces en acier l' un a l'autre incluant une etape de traitement thermique posterieure a l'etape de soudure : conduite forcee obtenue par un tel procede
JP2011089159A (ja) 耐粒界応力腐食割れ性に優れたマルテンサイト系ステンレス鋼溶接管の製造方法
CA2559562C (fr) Acier pour pieces mecaniques, procede de fabrication de pieces mecaniques l'utilisant et pieces mecaniques ainsi realisees
CA2654521A1 (fr) Compositions d'aciers pour usages speciaux
CN113661027A (zh) 钢铁材料的表面改性方法和钢铁结构物
WO1991012351A1 (fr) Agent pour ameliorer la resistance a la fissuration par l'hydrogene d'aciers faiblement ou moyennement allies, procede d'utilisation de cet agent et pieces obtenues
FR2471831A1 (fr) Procede de realisation d'un joint soude
EP0481844A1 (fr) Acier à soudabilité améliorée
EP2742165B1 (fr) Acier pour la fabrication de pièces cémentées, pièce cémentée réalisée avec cet acier et son procédé de fabrication
JP7390865B2 (ja) 二相ステンレス熱間圧延鋼材および溶接構造物

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IT LU NL SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1991904295

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1991904295

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1991904295

Country of ref document: EP