1.Qu'est-ce que le traitement en solution ? Pourquoi les bobines d'acier inoxydable-laminées à froid doivent-elles subir ce traitement ?
Le traitement en solution est un processus de traitement thermique qui consiste à chauffer des bobines d'acier laminées à froid à une température élevée (généralement entre 1 050 et 1 100 degrés pour l'acier inoxydable austénitique) et à les maintenir à cette température pendant un certain temps. Cela permet aux carbures (tels que les carbures de chrome) et aux autres phases d'alliage de l'acier de se dissoudre complètement dans la matrice austénitique. Un refroidissement rapide (tel qu'un refroidissement par eau ou un refroidissement par air forcé) se produit alors, aboutissant à une solution solide monophasée sursaturée -à température ambiante.
Pourquoi est-ce nécessaire ?
Les bobines-laminées à froid subissent un écrouissage important pendant le processus de laminage, ce qui entraîne une dureté accrue et une diminution de la plasticité, les rendant directement inutilisables. Simultanément, si le laminage à chaud ou le recuit précédent est inapproprié, ou si la bobine d'acier est lentement refroidie, le carbone et le chrome se combinent facilement pour former du carbure de chrome (Cr₂₃C₆), qui précipite aux joints de grains, entraînant un appauvrissement du chrome près des joints de grains et faisant perdre à l'acier sa résistance à la corrosion. Le traitement de solution existe précisément pour résoudre ces deux problèmes.
2.Comment le traitement en solution restaure-t-il et améliore-t-il la résistance à la corrosion des bobines laminées à froid ?
Cette relation est très étroite et implique la prévention de la corrosion intergranulaire. Lors du laminage à froid ou du refroidissement lent, le carbone présent dans l'acier se combine au chrome, précipitant le carbure de chrome aux joints de grains. En raison du faible taux de diffusion du chrome, la matrice entourant le carbure de chrome forme des zones appauvries en chrome - (teneur en chrome inférieure à la valeur critique requise pour la résistance à la corrosion, telle que 11,5 %) à mesure que le chrome est éliminé.
Dissolution : pendant le chauffage de la solution, la température dépasse la température à laquelle les carbures se dissolvent complètement (généralement au-dessus de 1 050 degrés), provoquant la dissolution de ces carbures nocifs aux joints de grains dans la matrice.
Homogénéité : les atomes de chrome diffusent à haute température, éliminant les zones appauvries en chrome et réhomogénéisant la distribution du chrome dans toute la matrice austénitique.
Mise en solution et refroidissement rapide : Lors d'un refroidissement rapide (trempe), le carbone n'a pas le temps de précipiter à nouveau et est fermement fixé au sein des grains austénitiques. Cela redonne à l’acier une homogénéité optimale de sa composition chimique, améliorant considérablement sa résistance à la corrosion intergranulaire, à la corrosion par piqûre et à la corrosion sous contrainte.
3. Outre la prévention de la rouille, quel impact le traitement avec la solution a-t-il sur les propriétés mécaniques des tôles d'acier laminées à froid ?
Élimination de l'écrouissage et restauration de la plasticité : les tôles d'acier laminées à froid-ont des grains allongés et fragmentés avec une densité de dislocation extrêmement élevée, ce qui entraîne une dureté et une fragilité élevées. Les températures élevées du traitement en solution provoquent une recristallisation, générant de nouveaux grains équiaxes non déformés, éliminant complètement les contraintes internes et l'écrouissage générés lors du laminage à froid.
Obtenir des propriétés-à l'état mou optimales : la limite d'élasticité de l'acier inoxydable austénitique traité (tel que le 304) tombe généralement à environ 200-250 MPa, tandis que l'allongement peut récupérer jusqu'à plus de 40 %. Cet état de faible -dureté et de haute plasticité permet à la tôle d'acier de subir des processus ultérieurs d'emboutissage, de pliage et d'autres processus de formage en douceur.
Qualité de surface : Le processus de décapage (ou l'utilisation d'une atmosphère protectrice) après le traitement en solution élimine le tartre d'oxyde de fer généré lors du laminage à froid, rétablissant l'éclat métallique et assurant l'état de surface du produit final.
4.Dans le processus de production de tôles d'acier-laminées à froid, à quelle étape le traitement en solution est-il généralement effectué ?
Pour les-bobines laminées à froid, le traitement en solution est généralement effectué après le laminage à froid. Cependant, pour répondre à différentes exigences de performances, l'ordre peut varier :
Processus conventionnel (le plus courant) : bobine laminée à chaud-(peau noire) → Recuit et décapage (traitement en solution laminée à chaud-) → Laminage à froid → Traitement en solution finale (ligne de recuit et de décapage continus) → Nivellement/redressage sous tension.
Pour l'acier inoxydable, le laminage à froid durcit le matériau, nécessitant un traitement final de mise en solution après le laminage à froid avant la livraison au client.
Traitement par solution intermédiaire (moins courant) : pour certaines épaisseurs extrêmement fines ou nuances d'acier difficiles à déformer (comme les aciers fortement alliés contenant du titane), une réduction excessive au cours d'une seule opération de laminage à froid peut facilement conduire à des fissures. Dans de tels cas, un processus de recuit de solution intermédiaire peut être effectué pendant le laminage à froid pour ramollir l'acier avant un deuxième laminage à froid.
Configuration de la ligne de production : le traitement des solutions pour les-bobines laminées à froid est généralement effectué sur de grandes lignes de recuit et de décapage continus (CAPL ou APL). La bande d'acier passe continuellement à travers la section de chauffage, la section de trempage, la section de trempe et la section de décapage en un seul processus continu.
5.Quels sont les défauts typiques qui peuvent survenir si le traitement de la solution n'est pas correctement contrôlé ?
Température de chauffage ou temps de maintien insuffisant : les carbures ne se dissolvent pas complètement, laissant du carbure de chrome résiduel aux joints de grains, conduisant à une corrosion intergranulaire lors d'une utilisation ultérieure ou d'essais de corrosion (surface semblable à une peau d'orange - ou fissuration après pliage).
Température de chauffage trop élevée (surchauffe) : Les grains d'austénite se développent rapidement, ce qui rend la tôle d'acier cassante (plasticité réduite). Des dépôts d'oxyde importants ou même des marques de fusion peuvent apparaître sur la surface, détériorant les propriétés mécaniques.
Taux de refroidissement insuffisant (refroidissement lent) : il s'agit d'un non-non majeur ! Après une fusion à haute -température, si la température reste trop longtemps dans la plage de température de sensibilisation (450 degrés ~ 850 degrés), le carbone précipitera à nouveau sous forme de carbure de chrome aux joints de grains, provoquant à nouveau un appauvrissement du chrome et réduisant considérablement la résistance à la corrosion. Pour les bobines laminées à froid-de faible épaisseur-, une vitesse de refroidissement suffisante doit être assurée.
Défauts de surface : un mauvais contrôle de l'atmosphère dans le four de chauffage peut entraîner une oxydation excessive de la surface, que le décapage ne peut pas éliminer, ce qui entraîne un décapage excessif (surface rugueuse) ou un décapage insuffisant (tartre d'oxyde résiduel).