Perfectionnements aux procédés de fabrication de profilés
laminés creux en acier.
La présente invention se rapporte à des perfectionnements aux procédés de fabrication de profilés laminés creux en acier, tels que par exemple des tubes de formes ou sections diverses.
On sait que les principales qualités que les utilisateurs réclament des tubes sont, entre autres, une limite élastique aussi élevée que possible, (par exemple> 50 kg/mm<2>), ainsi qu'une soudabilité, une résistance à la fatigue et une ductilité ,également les plus élevées possible.
Il est connu d'autre part que, pour améliorer la soudabilité et la ductilité d'un acier, il faut diminuer sa teneur en carbone et en manganèse, ce qui, concurremment, provoque une diminution de sa résistance à la traction. Pour remédier à cet inconvénient, on peut soumettre l'acier à un traitement de refroidissement approprié, appliqué de préférence directement
à sa sortie du laminoir ce qui permet, dans une certaine mesure, de relever la limite élastique du rond.
Or, d'une manière générale, dans les trains de laminoirs actuels, le refroidissement des ronds et des tubes s'effectuant par convection ou rayonnement, la loi du refroidissement ne dépend quasi que du diamètre du rond, ce qui a pour conséquence que, pour un rond ou tube d'un diamètre déterminé, il faut, pour modifier sa limite élastique, faire appel à d' autres procédés que celui consistant en un refroidissement pur et simple.
Parmi ces procédés, on peut citer notamment l'addition d'éléments dispersotdes (Nb, V), qui affinent le grain et provoquent un durcissement de la ferrite par précipitation. Ce procédé est certes efficace mais présente l'inconvénient d'un coût qui va croissant au fur et à mesure que l'on vise une limite élastique plus élevée.
La présente invention a pour objet un procédé permettant d'éviter l'inconvénient cité ci-dessus, sans que les teneurs de l'acier en carbone et en manganèse augmentent de façon inacceptable au point de vue soudabilité.
Le procédé, objet de la présente invention, est essentiellement caractérisé en ce que, à partir de la chaude de laminage, et à une température à laquelle l'acier du profilé considéré ne contient pas plus de 15 % de ferrite, le dit profilé est soumis extérieurement à une trempe martensitique superficielle par un brouillard aqueux projeté sur sa paroi pendant une durée comprise entre 5 et 15 secondes, de telle façon qu'à la sortie
\ de la zone de trempe par le brouillard, la partie non trempée <EMI ID=1.1>
du profilé se trouve à une température telle qu'elle permet d'une part, de réaliser le revenu de la couche superficielle de martensite et d'autre part, d'assurer la transformation de l'austénite en ferrite plus carbure au moins dans la zone centrale de l'épaisseur du profilé et en ce qu'après cette phase de revenu, le profilé est soumis à refroidissement à l'air calme.
Suivant l'invention, le procédé peut être appliqué soit directement à la sertie du laminoir, soit après un sciage effectué immédiatement à la sortie du laminoir; il peut également être appliqué intérieurement au profilé, celui-ci présentant alors une couche de martensite revenue également sur sa paroi interne.
Le procédé décrit ci-dessus s'est avéré spécialement intéressant pour des tubes en acier dont l'épaisseur ne dépasse pas 6 mm et dont la composition vérifie les relations ci-après :
<EMI ID=2.1>
Grâce au procédé ci-dessus, les tubes dont la composition centésimale vérifie lès relations susindiquées, pour lesquelles la température de revenu se situe entre 500[deg.]C et 700[deg.]C présentent une résistance à la rupture comprise entre 500 et 900 N/mm<2> (valeurs données à titre d'exemple non limitatif).
Le schéma donné ci-après montre que, pour deux types de tubes en acier trempés extérieurement conformément au procédé
<EMI ID=3.1>
épaisseur du dit tube en fonction de la distance (en mm) à la face interne du tube. Dans les deux cas, la température ini-tiale au moment de la trempe est de 800[deg.]C et la durée de passage devant les rampes de refroidissement est de 10 secondes.
Le premier tube (A) se caractérise par un diamètre extérieur de 320 mm, une épaisseur de paroi de 25 mm. Revenu à
601[deg.]C, il présente une structure comportant 25,1 % de martensite, disposée en sa paroi externe.
Le second tube (B) se caractérise par un diamètre extérieur de 340 mm et une épaisseur de paroi de 30 mm. Revenu
à 635[deg.]C, il présente une structure comportant 21,5 % de martensite, disposée en sa paroi externe.
REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de profilés laminés creux
en acier, caractérisé en ce que, à partir de la chaude de laminage, et à une température à laquelle l'acier du profilé considéré ne contient pas plus de 15 % de ferrite, le dit profilé est
soumis extérieurement à une trempe martensitique superficielle
par un brouillard aqueux projeté sur sa paroi pendant une durée
comprise entre 5 et 15 secondes, de telle façon qu'à la sortie
<EMI ID=4.1>
profilé se trouve à une température telle qu'elle permet d'une
part, de réaliser le revenu de la couche superficielle de martensite et d'autre part, d'assurer la transformation de l'austénite
en ferrite plus carbure, au moins dans la zone centrale de l'épaisseur du profilé et en ce qu'après cette phase de revenu, le
profilé est soumis à refroidissement à l'air calme.
Improvements to profile manufacturing processes
hollow rolled steel.
The present invention relates to improvements to the methods of manufacturing hollow rolled steel sections, such as, for example, tubes of various shapes or sections.
It is known that the main qualities that users demand from tubes are, among others, an elastic limit as high as possible, (for example> 50 kg / mm <2>), as well as weldability, fatigue resistance and ductility, also as high as possible.
It is also known that, in order to improve the weldability and ductility of a steel, its carbon and manganese content must be reduced, which, at the same time, causes a reduction in its tensile strength. To remedy this drawback, the steel can be subjected to an appropriate cooling treatment, preferably applied directly.
at its exit from the rolling mill which makes it possible, to a certain extent, to raise the elastic limit of the round.
However, in general, in current rolling mill trains, the cooling of the rounds and tubes taking place by convection or radiation, the law of cooling depends almost only on the diameter of the round, which has the consequence that, for a round or tube of a determined diameter, it is necessary, in order to modify its elastic limit, to resort to other methods than that consisting of pure and simple cooling.
Among these processes, mention may in particular be made of the addition of dispersing elements (Nb, V), which refine the grain and cause hardening of the ferrite by precipitation. This process is certainly effective but has the drawback of a cost which increases as the aim is to achieve a higher elastic limit.
The object of the present invention is a process making it possible to avoid the drawback mentioned above, without the steel contents of carbon and of manganese increasing in an unacceptable manner from the point of view of weldability.
The method, object of the present invention, is essentially characterized in that, from the hot rolling, and at a temperature at which the steel of the section considered does not contain more than 15% of ferrite, said section is externally subjected to a surface martensitic quenching by an aqueous mist sprayed on its wall for a period of between 5 and 15 seconds, so that at the outlet
\ of the fog quenching area, the unquenched part <EMI ID = 1.1>
of the profile is at a temperature such that it makes it possible, on the one hand, to temper the surface layer of martensite and, on the other hand, to ensure the transformation of the austenite into ferrite plus carbide at least in the central zone of the thickness of the profile and in that after this tempering phase, the profile is subjected to cooling in still air.
According to the invention, the method can be applied either directly to the setting of the rolling mill, or after sawing carried out immediately at the outlet of the rolling mill; it can also be applied internally to the profile, the latter then having a layer of martensite also returned to its internal wall.
The process described above has been found to be particularly advantageous for steel tubes whose thickness does not exceed 6 mm and whose composition satisfies the following relationships:
<EMI ID = 2.1>
Thanks to the above process, the tubes whose percentage composition satisfies the above-mentioned relationships, for which the tempering temperature is between 500 [deg.] C and 700 [deg.] C exhibit a breaking strength of between 500 and 900 N / mm <2> (values given by way of non-limiting example).
The diagram given below shows that, for two types of steel tubes hardened externally according to the process
<EMI ID = 3.1>
thickness of said tube as a function of the distance (in mm) from the internal face of the tube. In both cases, the initial temperature at the time of quenching is 800 [deg.] C and the passage time in front of the cooling ramps is 10 seconds.
The first tube (A) is characterized by an outer diameter of 320 mm, a wall thickness of 25 mm. Returned to
601 [deg.] C, it has a structure comprising 25.1% martensite, arranged in its outer wall.
The second tube (B) is characterized by an outer diameter of 340 mm and a wall thickness of 30 mm. Returned
at 635 [deg.] C, it has a structure comprising 21.5% martensite, disposed in its outer wall.
CLAIMS
1. Manufacturing process of hollow rolled sections
made of steel, characterized in that, from hot rolling, and at a temperature at which the steel of the section considered does not contain more than 15% ferrite, said section is
externally subjected to a surface martensitic hardening
by an aqueous mist projected on its wall for a period of time
between 5 and 15 seconds, so that on exit
<EMI ID = 4.1>
profile is at a temperature such that it allows
on the one hand, to achieve the tempering of the surface layer of martensite and on the other hand, to ensure the transformation of the austenite
ferrite plus carbide, at least in the central zone of the thickness of the profile and in that after this tempering phase, the
profile is subjected to cooling in still air.