Exigence du client

Un de nos clients a requis des corps de vannes à boule forgées fabriqués à partir de matériau ASTM A182 F316L, avec une composition chimique entièrement conforme à la spécification d'origine. Nous avons rencontré un problème selon lequel, après le recuit de solution, la résistance à la traction a systématiquement échoué à répondre à l'exigence minimale de 25 000 psi dans l'ensemble du lot en testant les coupons d'essai forgés, même si la chimie du matériau elle-même a été confirmée comme étant conforme à la spécification.

Problèmes ou défis techniques

Le F316L est un matériau dont les propriétés mécaniques sont très sensibles aux conditions de traitement de solution, à l'uniformité thermique et au contrôle du refroidissement post-forgeage. Nous avons d'abord présumé que le matériau pouvait avoir été :

 Trop adouci par un traitement thermique de solution excessif.

 Chauffé de manière inégale en raison de la petite taille des pièces et d'un arrangement de chargement inapproprié.

 Gardé trop longtemps avant le trempage, permettant la croissance des grains.

 Affecté par un contrôle insuffisant de l'eau de trempe, y compris la stabilité de la température de l'eau et le temps de transfert de refroidissement.

Teamco Solutions

Étape 1 : Confirmer la norme et la méthode d'essai<br>Tout d'abord, nous avons confirmé que la résistance à la traction minimale de 25 000 psi était l'exigence ASTM A182 F316L applicable pour cette exigence produit. Nous avons également vérifié que des échantillons de traction avaient été prélevés sur le bloc forgé et que le problème affectait l'ensemble du lot, pas seulement une pièce isolée.

Étape 2 : Réviser les paramètres de forgeage et de traitement thermique

Ensuite, nous avons examiné le processus de forgeage et de traitement thermique en solution :

-Le rapport de forgeage a été confirmé à 3:1 min, ce qui affine efficacement la structure du grain.

-La température de traitement en solution a été confirmée à au moins 1040°C.

-Le temps de transfert du four au réservoir de trempe à l'eau devait être très court.

-La température de l'eau de trempe devait être contrôlée de manière stable.

-Pour contrôler la taille des grains, le temps de maintien ne pouvait pas être excessif tout en maintenant une dissolution complète des carbures.

-Le chargement et l'empilement du four ont été organisés correctement pour assurer un chauffage uniforme des pièces.

Étape 3 : Introduire le traitement thermique dans un four sous vide pour essai

Nous avons ensuite réalisé une comparaison d'essai entre le four conventionnel et le traitement thermique dans un four sous vide. Les principaux avantages du traitement sous vide étaient :

-Environnement de chauffage propre et sans oxygène.

-Oxydation de surface réduite.

-Meilleure uniformité thermique sur les petites pièces.

L'essai a montré que le traitement thermique dans un four sous vide aidait à améliorer la stabilité de la résistance, mais l'augmentation de la résistance à la traction était limitée plutôt que spectaculaire. Cela indiquait que le chauffage sous vide pouvait améliorer la cohérence, mais ce n'était pas un substitut complet à l'optimisation des processus.

Étape 4 : Ajuster le processus lorsque la résistance était encore insuffisante

gauche

Nous avons encore optimisé le parcours de fabrication avant d'obtenir un résultat pleinement satisfaisant :

-Ajout de déformation de dimension contrôlée là où cela était permis.

-Redesign du rapport de forgeage et du flux de refroidissement post-forgeage.

-Amélioration du temps de transfert de trempe et du contrôle de la température de l'eau.

-Resserrement de la disposition de chargement du four pour garantir que chaque pièce reçoive une exposition uniforme à la chaleur.

-Contrôler la température finale de forgeage pour préserver la structure à grains fins tout en maintenant une déformation appropriée.

-Si nécessaire, nous devrions sélectionner des fournisseurs de matériaux capables de fournir des structures de grains plus fines et plus cohérentes.