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Dans la famille des inox, Tube en acier inoxydable martensitique est largement utilisé dans les secteurs de la fabrication pétrolière, chimique et mécanique en raison de sa résistance et de sa dureté exceptionnelles. Cependant, pendant le processus de soudage, ce matériau rencontre souvent un problème difficile : Craquage à froid , également connue sous le nom de fissuration retardée. Ces fissures apparaissent généralement pendant le processus de refroidissement à température ambiante ou après un certain temps après le soudage, ce qui les rend hautement dissimulées et destructrices.
Cet article fournit une explication approfondie des causes sous-jacentes de la fissuration à froid lors du soudage de tubes en acier inoxydable martensitique du point de vue de la science des matériaux et des cycles thermiques de soudage.
Trempabilité et microstructure fragile
La caractéristique essentielle de Acier inoxydable martensitique est sa haute trempabilité. En raison des concentrations élevées de Carbone et Chrome dans sa composition chimique, le métal fondu et la zone affectée par la chaleur (ZAT) sont extrêmement susceptibles de former des structures martensitiques grossières après le chauffage à haute température du cycle thermique de soudage, même lorsqu'ils sont refroidis à l'air.
Bien que cette microstructure martensitique une fois trempée possède une dureté extrêmement élevée, son Ductilité et toughness are remarkably low, resulting in significant brittleness. When a welded joint lacks sufficient deformation capacity to absorb thermal stress, minor triggers can lead to brittle fracture, which serves as the physical foundation for cold cracking.
Le mécanisme de fragilisation induite par l’hydrogène
Dans le domaine du soudage, Fissuration induite par l'hydrogène est la manifestation la plus courante de la fissuration à froid. L'acier inoxydable martensitique est très sensible à l'hydrogène :
Sources d'hydrogène : Pendant le soudage, l'humidité dans l'arc, les revêtements d'électrodes humides ou la décomposition de taches d'huile sur le biseau peuvent introduire de grandes quantités d'hydrogène atomique dans le bain de fusion.
Accumulation d'hydrogène : À mesure que la température diminue, la solubilité de l'hydrogène dans l'acier diminue fortement. En raison de la forte distorsion du réseau dans la structure martensitique, les atomes d'hydrogène se diffusent facilement et s'accumulent dans les zones de concentration de contraintes, telles que le pied ou la racine de la soudure.
Effet de pression : Les atomes d'hydrogène accumulés se combinent en molécules d'hydrogène au niveau de défauts microscopiques, générant une immense pression moléculaire. Lorsqu'elle est superposée à des contraintes de soudage résiduelles, cela induit directement l'amorçage de fissures.
Contraintes de soudage résiduelles importantes
Le soudage est un processus non uniforme de chauffage et de refroidissement localisés. Acier inoxydable martensitique Tube possède une faible conductivité thermique et un coefficient de dilatation thermique élevé.
Lors du refroidissement, il existe un gradient de température important entre les parois intérieure et extérieure du tube. De plus, comme la transformation martensitique s'accompagne d'une expansion de volume, des contraintes complexes de transformation de phase se produisent. Pour les tubes à paroi épaisse, le Retenue la contrainte de l’articulation est extrêmement élevée. Lorsque la contrainte de traction provoquée par la contraction thermique et le changement de phase dépasse la résistance instantanée à la rupture du matériau, des fissures à froid se forment et se propagent instantanément.
Tendances en matière d’application et de soudage de l’acier inoxydable martensitique 2026
Alors que l’industrie mondiale évolue vers la précision et l’intelligence, le marché en 2026 démontre les tendances suivantes :
Vulgarisation de l’acier super martensitique : Pour résoudre les difficultés de soudage des tubes en acier martensitique traditionnel, bas carbone, haute teneur en nickel Acier inoxydable super martensitique devient courant. Ce matériau réduit considérablement les tendances au durcissement grâce à une optimisation de la composition, améliorant considérablement la stabilité du soudage des pipelines longue distance sur le terrain.
Automatisation et soudage hybride laser : Avec la maturation de la technologie de soudage robotisé en 2026, le soudage hybride laser-arc est largement appliqué aux tubes martensitiques de haute qualité. Ce processus à haute densité énergétique raccourcit le temps de séjour dans la zone affectée thermiquement, réduisant ainsi la génération de microstructures grossières.
Surveillance numérique de la teneur en hydrogène : De nouvelles machines à souder intelligentes peuvent désormais surveiller en temps réel l’humidité et la teneur en hydrogène de l’atmosphère de soudage. Ils utilisent des modèles de données pour prédire les risques de fissuration à froid, atteignant ainsi une production zéro défaut à la source du processus.
