Quelle est la contrainte interne des tubes rodés ?

La contrainte interne est un concept crucial dans la fabrication et l'application de tubes adoucis. En tant que fournisseur de tubes affûtés, j'ai été témoin de l'impact significatif que les contraintes internes peuvent avoir sur les performances et la durabilité de ces produits. Dans ce blog, j'examinerai ce qu'est le stress interne dans les tubes affûtés, comment il se forme, ses effets et quelles mesures peuvent être prises pour le gérer.

Qu'est-ce que la contrainte interne dans les tubes adoucis ?

La contrainte interne, également appelée contrainte résiduelle, fait référence à la contrainte qui existe dans un matériau même lorsqu'aucune force externe n'agit sur lui. Dans le cadre des tubes rectifiés, ces contraintes sont verrouillées dans le matériau lors de différents processus de fabrication. Lorsqu'un tube adouci est produit, il subit une série de traitements mécaniques et thermiques, tels que l'étirage à froid, le rodage et le traitement thermique. Ces processus peuvent provoquer une déformation non uniforme et des modifications de la microstructure du tube, conduisant à la génération de contraintes internes.

Comment se forme la contrainte interne dans les tubes adoucis ?

Processus d'étirage à froid

L'étirage à froid est une méthode couramment utilisée dans la production de tubes polis. Au cours de ce processus, le tube est tiré à travers une filière pour réduire son diamètre et améliorer sa précision dimensionnelle. À mesure que le tube se déforme, différentes parties du matériau subissent différents degrés de contrainte. La surface extérieure du tube subit généralement plus de déformations que la partie intérieure. Cette déformation non uniforme crée une contrainte interne au sein du tube. Par exemple, la couche externe peut être soumise à une contrainte de traction, tandis que la couche interne peut être soumise à une contrainte de compression.

Processus d'affûtage

Le rodage est un processus d'usinage de précision utilisé pour améliorer l'état de surface et la précision dimensionnelle de l'alésage intérieur du tube. L'outil d'affûtage enlève une petite quantité de matière de la surface intérieure du tube. Cet enlèvement de matière peut également provoquer des contraintes internes. Les efforts de coupe exercés par l'outil de rodage peuvent conduire à une déformation plastique locale du matériau, entraînant la formation de contraintes résiduelles.

Traitement thermique

Le traitement thermique est souvent utilisé pour améliorer les propriétés mécaniques des tubes adoucis, telles que la dureté et la résistance. Cependant, un chauffage et un refroidissement rapides pendant le traitement thermique peuvent provoquer une dilatation et une contraction thermiques inégales du matériau. Lorsque le tube est chauffé, il se dilate. Si le processus de refroidissement est trop rapide, la partie extérieure du tube refroidit et se contracte plus rapidement que la partie intérieure. Cette contraction différentielle crée un stress interne. Par exemple, un processus de trempe peut entraîner des contraintes de traction élevées sur la surface du tube et des contraintes de compression dans le noyau.

Effets de la contrainte interne sur les tubes adoucis

Instabilité dimensionnelle

Les contraintes internes peuvent provoquer des changements dimensionnels dans les tubes affûtés au fil du temps. Si la contrainte interne n'est pas correctement relâchée, le tube peut se déformer ou se déformer. Ceci est particulièrement problématique dans les applications où des dimensions précises sont requises, comme dans les vérins hydrauliques. Par exemple, un vérin hydraulique doté d'un tube rodé présentant une instabilité dimensionnelle peut entraîner des fuites ou une efficacité réduite du système hydraulique.

Durée de vie réduite en fatigue

Les tubes adoucis sont souvent soumis à des charges cycliques dans des applications telles que les vérins hydrauliques. La contrainte interne peut interagir avec la charge externe, augmentant ainsi le niveau de contrainte global dans le tube. Cela peut accélérer l’initiation et la propagation des fissures, réduisant ainsi la durée de vie en fatigue du tube. Un tube soumis à des contraintes internes élevées peut se briser prématurément sous une charge cyclique, entraînant des réparations coûteuses et des temps d'arrêt.

Susceptibilité à la corrosion

Les contraintes internes peuvent également augmenter la sensibilité des tubes polis à la corrosion. La présence de contraintes internes peut provoquer des modifications locales du potentiel électrochimique du matériau. Cela peut conduire à une corrosion préférentielle dans les zones de fortes contraintes, comme par exemple à la surface où les contraintes de traction sont souvent concentrées. La corrosion peut affaiblir davantage le tube et réduire sa durée de vie.

Mesurer et gérer les contraintes internes dans les tubes adoucis

Mesurer le stress interne

Il existe plusieurs méthodes disponibles pour mesurer la contrainte interne dans les tubes adoucis. Une méthode courante est la méthode de perçage de trous. Dans cette méthode, un petit trou est percé dans le tube et la relaxation de la contrainte interne autour du trou est mesurée à l'aide de jauges de contrainte. Une autre méthode est la méthode de diffraction des rayons X, qui peut mesurer les changements d'espacement des réseaux dans le matériau provoqués par les contraintes internes.

Gérer le stress interne

Pour gérer les contraintes internes dans les tubes adoucis, plusieurs techniques peuvent être utilisées.

Traitement thermique anti-stress

Le traitement thermique anti-stress est une méthode couramment utilisée pour réduire le stress interne. Le tube est chauffé à une température spécifique inférieure à sa température critique de transformation et maintenu à cette température pendant un certain temps. Cela permet au matériau de se détendre et de réduire les contraintes internes. Après le processus de soulagement des contraintes, le tube est lentement refroidi à température ambiante pour éviter la formation de nouvelles contraintes internes.

Grenaillage

Le grenaillage est un procédé mécanique qui consiste à bombarder la surface du tube avec de petites particules sphériques. Ce processus induit une contrainte de compression sur la surface du tube, qui peut contrecarrer la contrainte de traction et améliorer la résistance à la fatigue du tube.

Nos produits en tubes aiguisés

En tant que fournisseur de tubes polis, nous proposons une large gamme de tubes polis de haute qualité. NotreTube de cylindre aiguisé Baril de cylindre hydrauliqueest conçu pour être utilisé dans les vérins hydrauliques, offrant une excellente précision dimensionnelle et une excellente finition de surface. Nous avons également4140 STKM13C tubes aiguisés pour cylindres hydrauliques, qui est fabriqué en acier à haute résistance et convient aux applications à haute pression. De plus, notreTube en acier étiré à froid aiguisé E355 pour cylindresoffre de bonnes propriétés mécaniques et est idéal pour diverses applications de cylindres.

Conclusion

La contrainte interne est un facteur important qui affecte les performances et la qualité des tubes affûtés. Comprendre comment se forment les contraintes internes, leurs effets et comment les gérer est crucial pour garantir la fiabilité et la durabilité des tubes affûtés. En tant que fournisseur de tubes aiguisés, nous nous engageons à fournir des produits de haute qualité avec des contraintes internes minimisées. Si vous êtes intéressé par nos produits en tubes polis ou si vous avez des questions sur les contraintes internes dans les tubes polis, n'hésitez pas à nous contacter pour une discussion plus approfondie et d'éventuelles négociations d'approvisionnement.

Références

• Manuel ASM Volume 11 : Analyse et prévention des défaillances. ASM International.
• Fondamentaux de l'usinage et des machines-outils. Amitabha Ghosh, Ajit Kumar Mallik.