1. Soulagement du stress résiduel
Les processus de travail à froid tels que le laminage, l'étirage, l'emboutissage et le pliage introduiront des contraintes résiduelles élevées à l'intérieur du Monel 400, entraînant une concentration de contraintes internes, un risque accru de fissuration par corrosion sous contrainte et une instabilité dimensionnelle.
La trempe à haute température du Monel 400 est généralement effectuée dans une plage de températures allant de 538 degrés à 649 degrés, le temps de maintien étant déterminé par l'épaisseur du composant et le degré de traitement. À cette température, la diffusion atomique est accélérée, les dislocations se déplacent et se réorganisent et le réseau déformé se rétablit progressivement. Ce procédé élimine efficacement les contraintes résiduelles de traction et de compression générées par la déformation plastique.
Le soulagement des contraintes est l’amélioration la plus critique du revenu à haute température :
Il réduit considérablement la susceptibilité à la fissuration par corrosion sous contrainte (SCC) dans les chlorures, les alcalis chauds et d'autres milieux agressifs, améliorant ainsi la sécurité et la durée de vie des composants.
Il stabilise la précision dimensionnelle des pièces, empêchant la déformation, le gauchissement ou la dérive dimensionnelle pendant l'usinage, le stockage et le service à long terme-, ce qui est essentiel pour les composants de précision et les structures soudées.
2. Ajustement des propriétés mécaniques
Monel 400 obtient une résistance et une dureté élevées grâce au travail à froid, mais souffre d'une ductilité et d'une ténacité réduites. Le revenu à haute température peut ajuster de manière réversible ses propriétés mécaniques en contrôlant la récupération et la recristallisation partielle.
Réduction de la dureté et de la résistance : à mesure que les dislocations sont éliminées et que la structure écrouie -est relâchée, la résistance à la traction, la limite d'élasticité et la dureté du Monel 400 -écroui diminuent progressivement avec l'augmentation de la température de revenu et du temps de maintien. Cet effet adoucissant permet au matériau de retrouver son usinabilité, facilitant ainsi les opérations ultérieures de découpe, perçage et formage.
Amélioration de la ductilité et de la ténacité : après un revenu à haute température, l'allongement et la réduction de la surface sont sensiblement améliorés. Le matériau passe d'un état fragile et dur à un état dur et plastique, améliorant sa résistance aux charges d'impact et empêchant la rupture fragile sous contrainte dynamique. Ceci est particulièrement important pour les composants de pipelines, les fixations et les équipements marins soumis à des vibrations et à des chocs.
Il convient de souligner que le Monel 400 ne peut pas être renforcé par un revenu à haute température. Si une résistance élevée est requise, le travail à froid reste la méthode principale et le revenu n'est utilisé que pour le soulagement des contraintes et l'adaptation de la ténacité.
3. Amélioration de la résistance à la corrosion
La résistance à la corrosion du Monel 400 travaillé à froid est souvent affaiblie en raison des contraintes résiduelles et de la distorsion du réseau. Le revenu à haute température apporte deux améliorations clés :
Premièrement, la réduction des contraintes élimine les chemins de corrosion induits par les contraintes. Les contraintes résiduelles peuvent provoquer une rupture locale du film passif, accélérant ainsi la corrosion par piqûres et fissures. Après revenu, le film passif uniforme et stable sur la surface de l'alliage est plus facile à former et à entretenir, améliorant ainsi la résistance générale à la corrosion dans les acides réducteurs, l'eau de mer et les environnements alcalins.
Deuxièmement, la trempe homogénéise la microstructure. Le travail à froid entraîne une distorsion du grain et une répartition inégale des éléments. La diffusion à haute température favorise l'homogénéité des éléments, réduisant la corrosion galvanique locale et améliorant l'uniformité globale de la corrosion. Ceci est particulièrement utile pour les applications dans les systèmes de traitement chimique, d’ingénierie maritime et de désulfuration des gaz de combustion.
4. Amélioration des performances de soudage
Les joints soudés de Monel 400 sont sujets aux contraintes résiduelles, au durcissement et aux fissures à chaud. Le revenu à haute température, en particulier le traitement thermique après-soudage (PWHT), apporte des améliorations évidentes :
Il soulage les contraintes résiduelles de soudage, réduisant ainsi le risque de fissuration et de déformation des soudures.
Il adoucit la zone affectée thermiquement-(ZAT) durcie, améliorant ainsi la plasticité et la ténacité du joint et rétablissant la cohérence des propriétés mécaniques entre le métal de base et la soudure.
Il réduit la ségrégation dans la microstructure de la soudure, améliorant ainsi la cohérence de la résistance à la corrosion de la structure soudée et évitant une défaillance par corrosion localisée au niveau de la soudure.
Conclusion
Le revenu à haute température ne produit pas de renforcement par précipitation pour le Monel 400, mais apporte des améliorations essentielles des performances grâce à la réduction des contraintes, à la récupération de la microstructure et à l'homogénéisation des propriétés. Il élimine efficacement les contraintes résiduelles, améliore la stabilité dimensionnelle, ajuste les propriétés mécaniques pour équilibrer la résistance et la ductilité, améliore la résistance à la corrosion et la fiabilité des joints de soudage. Pour les composants Monel 400 travaillés à froid et soudés, un revenu raisonnable à haute température est un processus de traitement thermique nécessaire pour garantir les performances de service et la durée de vie dans des conditions de travail difficiles.
