nouvelles de l'entreprise Les pièges cachés de la réchauffement de la soudure

Des fissures inexpliquées après traitement thermique?

** Dévoilant les pièges cachés de la réchauffement des fissures de soudage **

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### **01 Définition **

> Certains aciers à haute résistance et alliages à haute température contenant des éléments de renforcement par précipitation (par exemple, Al, Ti, Nb), tels que les aciers à haute résistance à faible alliage, les aciers perlitiques résistants à la chaleur,Superalliages renforcés par précipitation, et certains aciers inoxydables austénitiques, peuvent développer des fissures lors du traitement thermique post-soudure (PWHT) ou du service à haute température, même si aucune fissure n'était présente après le soudage.Ces fissures sont appelées fissures de soulagement du stress.En ingénierie, les fissures formées lors de la PWHT ou d'un service à long terme (par exemple, à 500 ‰ 600 °C) sont collectivement désignées sous le nom de "réchauffement des fissures" (Reheat Cracking).

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### **02 Caractéristiques clés du réchauffement de la fissuration**

> (1) Se produit uniquement dans les matériaux contenant des éléments de renforcement par précipitation.

> (2) Affiche une fourchette sensible aux températures (par exemple, 500 à 700 °C pour les aciers peu alliés; 700 à 900 °C pour les aciers inoxydables austénitiques et les superalliages).

> (3) Les fissures commencent et se propagent le long des limites de grains grossiers dans la zone affectée par la chaleur (HAZ) **, en suivant des chemins intergranulaires près de la ligne de fusion.

> (4) Requiert des contraintes résiduelles élevées et une concentration de contraintes dans les zones soudéses.

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### **03 Facteurs qui influencent le réchauffement du craquage**

> (1) ** Les éléments formant des carbures** (Cr, Mo, V, Ti, Nb) augmentent la sensibilité. Par exemple, le vanadium (V) augmente considérablement le risque de fissuration SR dans les aciers perlitiques résistants à la chaleur.

> (2) Vitesse de chauffage et temps de séjour dans la plage de température sensible.

> (3) La taille des grains grossiers dans les HAZ augmente la tendance à la fissuration.

> (4) **Méthodes de soudage**: Les procédés à haute chaleur (par exemple, soudage par arc submergé) favorisent le grossièreté des grains, ce qui augmente le risque de fissuration par réchauffement dans les aciers sensibles aux grains.

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### **04 Mesures de prévention

> (1) Utiliser des matériaux de soudure assortis de faible résistance**.

> (2) Appliquer un préchauffage ou un postchauffage pour contrôler les taux de refroidissement.

> (3) Évitez de rester longtemps dans la plage de température sensible.

> 4) Réduire les contraintes résiduelles et atténuer la concentration de contraintes.

> (5) Effectuer un traitement thermique de stabilisation pour des alliages spécifiques (par exemple, Incoloy 800HT pour des températures de service ≥ 538 °C).

> (6) Effectuer des essais non destructifs après traitement thermique pour les matériaux sensibles.

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### **05 Réchauffer les matériaux sensibles aux fissures**

> 15MnVR, 15MnNbR, 18MnMoNbR, 13MnMoNbR, 07MnCrMoVR, 07MnNiMoVDR, 17Cr1Mo1V et acier japonais CF-62.

> **Note**: Les fissures de réchauffement sont insidieuses et peuvent entraîner des pannes soudaines.

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### **06 Mécanismes de réchauffement du craquage**

> Le craquage par réchauffement provient de la "nucléation de micro-craquage" à la limite du grain en raison d'un glissement préférentiel pendant le relâchement de la contrainte.

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> **1. Théorie de la fragilisation à la limite des céréales**

> La séparation des impuretés (p. ex., P, S) affaiblit les limites des grains. La précipitation de carbure/nitrure (Cr, Mo, V, Nb) renforce la matrice, concentrant les contraintes aux limites fragiles.

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> **2. Théorie du renforcement intra-granulaire (craquage par coude) **

> Les précipitats dispersés (par exemple, les carbures Cr, V) empêchent la déformation intragranulaire, ce qui oblige le relâchement de la contrainte à se produire aux limites du grain.

>

La théorie de la rupture de creep.

> Les dommages accumulés par la rampe pendant le relâchement par contrainte accélèrent la fissuration intergranulaire.

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### **07 Réchauffer la formule de sensibilité à la fissuration **

> La sensibilité au réchauffement dépend de la composition chimique et du stress résiduel.

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> **△G = Cr + 3,3 Mo + 8,1 V + 10C 2**

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> - **△G < 1,5**: faible sensibilité

> - **1,5 < △G < 2**: sensibilité modérée

> - **△G > 2**: sensibilité élevée

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### **08 Analyse d'experts

> **1.** La fissuration par réchauffement se produit dans les joints soudés contraints pendant le PWHT ou le service à haute température, historiquement observée dans les aciers inoxydables austénitiques dans les centrales électriques,il est lié à des précipitations intragranulaires qui renforcent la matriceLes mécanismes exacts restent en partie non résolus.

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> **2.** Les grains grossiers, une mauvaise conception de la soudure (par exemple, un rétrécissement excessif) et des techniques de soudage agressives aggravent les fissurations.

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> **Deux types de fissuration par réchauffement**:

> 1) **Fracturation par soulagement du stress (Fracturation par SR) **: se produit pendant le PWHT.

> 2) **Cracking à long terme**: se développe pendant le fonctionnement à haute température.

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> ** Caractéristiques clés**:

> - limité aux matériaux contenant des éléments de renforcement par précipitation (Ti, Al).

> - dépendant de la température, avec des plages de sensibilité distinctes.

> - Propagation intergranulaire dans les régions HAZ à grains grossiers.

> - Requiert un stress résiduel et une concentration de stress.

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