Tubes en acier de précision : Les tubes brillants de précision (tubes en acier de précision) sont des tubes en acier de haute précision obtenus par étirage fin ou laminage à froid de tubes en acier sans soudure ordinaires (ou de tubes en acier soudés de diamètre réduit). Grâce à l’absence de couche d’oxyde sur leurs parois intérieure et extérieure, ces tubes résistent à des pressions élevées sans fuite. Ils présentent une grande précision, une finition impeccable, une absence de déformation après cintrage à froid et de fissures après expansion et aplatissement. Ils sont principalement utilisés pour la fabrication de composants pneumatiques ou hydrauliques, tels que des vérins ou des cylindres hydrauliques. Ils peuvent être sans soudure ou soudés.
La composition chimique des tubes brillants de précision comprend du carbone (C), du silicium (Si), du manganèse (Mn), du soufre (S), du phosphore (P) et du chrome (Cr). Fabriqués en acier au carbone de haute qualité, ils bénéficient d'un laminage fin, d'un traitement thermique brillant sans oxydation (état NBK), et sont soumis à des contrôles non destructifs. La paroi intérieure du tube est brossée à l'aide d'un équipement spécial et lavée sous haute pression. Une huile antirouille est appliquée pour prévenir la corrosion, et les deux extrémités sont scellées pour empêcher la pénétration de poussière. Les parois intérieure et extérieure du tube présentent une grande précision et une finition impeccable. Après traitement thermique, le tube est exempt de couche d'oxyde et sa paroi intérieure est parfaitement propre. Résistant à la haute pression, le tube ne se déforme pas lors du cintrage à froid et ne se fissure pas lors de l'expansion ou de l'aplatissement. Les tubes en acier de précision peuvent être soumis à diverses déformations complexes et à des opérations d'usinage. Leur couleur est blanche brillante, avec un éclat métallique intense.
Principales utilisations des tubes en acier de précision :
Les secteurs de l'automobile, de la mécanique et des machines exige une grande précision et une finition irréprochable des tubes en acier. Les utilisateurs de tubes en acier de précision ne sont pas les seuls à avoir des exigences élevées en la matière. Grâce à leur haute précision et à une tolérance de 2 à 8 fils, de nombreux opérateurs de transformation mécanique optent progressivement pour la fabrication de tubes en acier sans soudure ou ronds, afin de réaliser des économies de main-d'œuvre, de matériaux et de temps.
Les effets des éléments présents dans les tubes brillants de précision sur la fragilité à revenu à haute température sont divisés en :
(1) Éléments d'impuretés tels que le phosphore, l'étain, l'antimoine, etc. qui provoquent une fragilité à haute température des tubes brillants de précision.
(2) Les éléments d'alliage favorisent ou ralentissent la fragilisation par revenu à haute température, et ce, à des degrés divers. Le chrome, le manganèse, le nickel, le silicium et d'autres éléments favorisent cette fragilisation, tandis que le molybdène, le tungstène, le titane et d'autres éléments la ralentissent. Le carbone favorise également cette fragilisation.
En général, les tubes brillants de précision en acier au carbone ne sont pas sensibles à la fragilisation par revenu à haute température. Les aciers alliés binaires ou multi-éléments contenant du chrome, du manganèse, du nickel et du silicium y sont très sensibles, et leur sensibilité varie selon le type et la teneur en éléments d'alliage.
La structure initiale des tubes brillants de précision trempés présente une sensibilité très variable à la fragilité de l'acier après revenu à haute température. La structure martensitique est la plus sensible à cette fragilité, suivie de la structure bainitique, tandis que la structure perlitique est la moins sensible.
On attribue généralement la fragilité des tubes brillants de précision lors du revenu à haute température à la ségrégation d'éléments d'impuretés tels que le phosphore, l'étain, l'antimoine et l'arsenic aux joints de grains de l'austénite initiale, provoquant une fragilisation intergranulaire. Les éléments d'alliage comme le manganèse, le nickel et le chrome co-ségrègent avec ces impuretés aux joints de grains, favorisant leur concentration et aggravant la fragilisation. Le molybdène, en revanche, interagit fortement avec des impuretés comme le phosphore, ce qui peut induire la formation de phases précipitées dans le cristal et freiner la ségrégation du phosphore aux joints de grains, réduisant ainsi la fragilité lors du revenu à haute température. Les terres rares ont des effets similaires à ceux du molybdène. Le titane favorise plus efficacement la précipitation d'impuretés comme le phosphore dans le cristal, affaiblissant ainsi la ségrégation de ces impuretés aux joints de grains et atténuant la fragilité lors du revenu à haute température.
Les mesures visant à réduire la fragilité thermique à haute température des tubes brillants de précision comprennent :
(1) Utiliser un refroidissement à l'huile ou un refroidissement rapide à l'eau après un revenu à haute température pour inhiber la ségrégation des éléments d'impuretés à la limite des grains ;
(2) Utiliser des tubes brillants de précision contenant du molybdène. Lorsque la teneur en molybdène dans l'acier atteint 0,7 %, la tendance à la fragilisation par revenu à haute température est fortement réduite. Au-delà de cette limite, des carbures spéciaux riches en molybdène se forment dans le tube en acier de précision n° 20, la teneur en molybdène dans la matrice diminue et la tendance à la fragilisation du tube brillant de précision augmente.
(3) Réduire la teneur en éléments impurs dans les tubes en acier de précision 20# ;
(4) Pour les pièces fonctionnant durablement dans la zone de fragilisation par revenu à haute température, l'ajout de molybdène seul ne suffit pas à prévenir la fragilisation. Seule la réduction de la teneur en impuretés dans les tubes en acier de précision n° 20, l'amélioration de la pureté des tubes brillants de précision et l'ajout d'un alliage composite d'aluminium et de terres rares permettent de prévenir efficacement la fragilisation par revenu à haute température.
Les principaux états de livraison des tubes en acier de précision sont : NBK (+N), GBK (+A), BK (+C), BKW (+LC) et BKS (+SR). Après trempe du tube brillant de précision pour obtenir une structure martensitique, un revenu peut être effectué à une température comprise entre 450 et 600 °C ; ou après revenu à 650 °C, un refroidissement lent entre 350 et 600 °C ; ou encore après revenu à 650 °C, un chauffage prolongé entre 350 et 650 °C. Tous ces traitements rendent le tube brillant de précision cassant. Si le tube en acier de précision n° 20, devenu cassant, est réchauffé à 650 °C puis refroidi rapidement, sa ténacité peut être restaurée. On parle alors de « fragilité réversible au revenu ». La fragilité au revenu à haute température se manifeste par une augmentation de la température de transition ténacité-fragilité du tube brillant de précision. La sensibilité est généralement exprimée par la différence (Δ% ; T) entre la température de transition ténacité-fragilité de l'état trempé et celle de l'état fragile. Plus la fragilité à haute température est importante, plus la proportion de rupture intergranulaire lors de la rupture du tube brillant de précision est élevée.
Date de publication : 31 octobre 2024