Quel que soit le procédé de traitement thermique adopté, qu'il s'agisse de normalisation, de recuit, de revenu, de trempe ou autre, les tubes en acier subissent des processus fondamentaux de chauffage, de trempage et de refroidissement pendant le traitement thermique, qui peuvent tous entraîner des défauts dans les tubes. Les défauts de traitement thermique des tubes en acier comprennent principalement une microstructure et des propriétés insatisfaisantes, des dimensions surdimensionnées, des fissures de surface, des rayures, une oxydation sévère, une décarburation, une surchauffe ou une surcombustion, ainsi qu'une oxydation de surface pendant le traitement thermique sous gaz protecteur.
Microstructure et propriétés insatisfaisantes des tubes en acier : pendant le traitement thermique, des températures de chauffage incorrectes, des temps de trempage déraisonnables ou des vitesses de refroidissement trop rapides ou trop lentes peuvent entraîner un non-respect des exigences en matière de propriétés des tubes en acier. Pour résoudre ce problème, il est essentiel, tout d'abord, lors de la formulation du processus de chauffage, de prendre en compte de manière approfondie l'influence des éléments d'alliage dans l'acier, des températures de chauffage et de la microstructure et des dimensions d'origine sur la transformation austénitique de l'acier. Deuxièmement, établir la température de chauffage pour le traitement thermique des tubes en acier sur la base du diagramme d'équilibre fer-carbone. Troisièmement, clarifier la méthode de traitement thermique, la température de chauffage, la température de revenu et la vitesse de refroidissement. Après avoir formulé le plan de processus, il doit être vérifié par une production en petits lots avant le début de la production en série.
Dimensions insatisfaisantes des tubes en acier : après traitement thermique, les dimensions des tubes en acier peuvent subir des changements importants dans certains cas, notamment des changements de diamètre extérieur, d'ovalité et de pliage. Les changements de diamètre extérieur se produisent souvent pendant la trempe, car la microstructure primaire se transforme en martensite et en bainite, ce qui entraîne des changements volumétriques qui augmentent le diamètre extérieur. Pour réduire ce changement, un processus de calibrage est souvent ajouté après l'étape de revenu. Les changements d'ovalité se produisent généralement aux extrémités des tubes en acier, principalement en raison du chauffage prolongé à haute température de tubes à parois minces de grand diamètre. Pour éviter les changements d'ovalité, il est essentiel de garantir un système de chauffage raisonnable. Même avec un système de chauffage raisonnable, si le rapport D/S est trop grand, il peut provoquer l'« effondrement » du tube, ce qui entraîne une extrémité « non ronde ». Dans de tels cas, s'assurer que le tube en acier tourne pendant qu'il est chauffé peut éviter ce problème.
De nombreux facteurs influencent le cintrage, notamment un chauffage et un refroidissement irréguliers, et notamment des vitesses de refroidissement irrégulières le long des sections longitudinales ou transversales lors de la trempe. En général, les tubes en acier cintrés peuvent être redressés à l'aide d'une machine à redresser.
Fissures superficielles dans les tubes en acier : des contraintes thermiques excessives pendant le traitement thermique peuvent provoquer des fissures superficielles dans les tubes en acier, principalement en raison de vitesses de chauffage ou de refroidissement trop rapides. Lors du chauffage de tubes en acier allié à parois épaisses, si la température du four est trop élevée, le chauffage rapide du tube à son entrée dans le four peut créer une différence de température importante entre la surface et les métaux internes, générant des contraintes thermiques. Lorsque ces contraintes atteignent la résistance à la traction ultime du matériau, des fissures superficielles apparaissent.
En raison de la nature de la trempe, la probabilité de fissures de surface est relativement élevée lors de la trempe métallographique des tubes en acier. La présence d'inclusions non métalliques, de ségrégation compositionnelle et de ségrégation microstructurelle dans les tubes en acier peut augmenter la possibilité de fissures de trempe. Pour atténuer les fissures de traitement thermique dans les tubes en acier, il est nécessaire d'une part de formuler des systèmes de chauffage et de refroidissement spécifiques au type d'acier, en sélectionnant des milieux de trempe appropriés. D'autre part, les tubes en acier trempés revenus ou recuits doivent être traités rapidement pour éliminer les contraintes internes.
Rayures et contusions sur la surface des tubes en acier : ces défauts apparaissent principalement pendant le chauffage dans le four ou après le chauffage, dans l'équipement de trempe ou pendant le transport sur convoyeur à rouleaux, en raison de collisions ou d'abrasions entre le tube en acier et les outils ou pièces en contact. Pour éviter ces défauts, tout en garantissant le fonctionnement normal de l'équipement de chauffage, minimisez la vitesse de glissement relative entre les tubes en acier, les pièces, les outils et les rouleaux, réduisant ainsi les risques de collision.
En résumé, qu'il s'agisse du chauffage des billettes avant perforation pour les tubes en acier sans soudure laminés à chaud, du réchauffage des tubes bruts avant calibrage (réduction) après laminage ou du recuit intermédiaire des tubes en acier laminés à froid (étirés), une conception et un contrôle inappropriés des paramètres du processus de chauffage peuvent entraîner des défauts de qualité tels qu'un chauffage irrégulier, une oxydation, une décarburation, des fissures de chauffage, une surchauffe ou une surchauffe des billettes (tubes en acier), affectant en fin de compte la qualité des tubes en acier. Par conséquent, il est impératif de renforcer le contrôle de la qualité dans tous les aspects du chauffage des billettes (tubes en acier).
