2. Analyse métallographique du substrat en acier au carbone

La morphologie de vide dans le substrat en acier au carbone de la plaque composite avant filage ressemble à celle du matériau avant traitement. Cependant, après la filature à froid, le nombre et le diamètre des vides augmentent considérablement. Cela se produit parce que, lors de la filature à froid, la base en acier au carbone subit un durcissement à froid en raison d'applications répétées de force. Cela entraîne une accumulation de dislocation et des changements dans la structure métallographique. Ces changements dans la taille et la distribution du vide sont la principale cause de déchirure et de défaillance du matériau.

2.2 Analyse métallographique des soudures d'épissage en acier inoxydable

Les soudures d'épissage sur la plaque d'acier inoxydable ont été créées à l'aide d'un soudage manuel à double face, ce qui a entraîné des formations à double face sans soudage de réparation. La soudure sur le côté lié à la base en acier au carbone est la soudure secondaire, tandis que la soudure sur la surface de la paroi interne de la tête est la soudure primaire. Un défaut géométrique, de taille inférieure à 2 mm, existe entre les deux soudures en raison d'une pénétration insuffisante lors de la seconde soudure. Ce défaut forme une imperfection de soudure linéaire continue le long du centre de soudure.

Ces défauts de soudage sont devenus des points d'initiation de fissures pendant le processus de filage à froid. Un agrandissement supplémentaire de ces défauts révèle une initiation préférentielle de fissures à leurs bords. Ainsi, le défaut de soudure linéaire de la plaque en acier inoxydable est identifié comme la source principale de déchirure interne de la tête de plaque composite.

2.3 Analyse par microscopie électronique à balayage (SEM)

L'analyse SEM des échantillons de fracture a révélé que les fractures de plaques composites en acier inoxydable présentent une structure caractéristique de fosse plastique équiaxe, indicative d'une fracture plastique de surcharge. De même, les fractures du substrat en acier au carbone présentent également une structure de fossette en plastique, mais avec des variations significatives de taille. De nombreux fossés anormalement grands ont été observés, qui étaient liés à des incohérences matérielles et des vides dans la structure métallographique. Ces vides sont une source majeure des grandes fossées dans les fractures.

Résumé

1. Les défauts de soudage comme source de fissuration
   Les défauts linéaires des soudures à arc manuelles à deux faces de la plaque en acier inoxydable, réparties le long du centre de soudure, ont été une source critique de fissuration lors de la fabrication de la tête de plaque composite DN6200. Les forces répétées au cours du processus de filage ont provoqué la propagation de ces fissures, ce qui a finalement conduit à une défaillance de la tête due à une surcharge.

2. Cavités de substrat en acier au carbone
   Les nombreux vides du substrat en acier au carbone étaient responsables de la formation de fossées anormalement grandes lors de fractures de surcharge. Ces vides contribuent aux propriétés inégales du matériau et sont les zones où les fissures sont les plus susceptibles de se produire. L'augmentation du nombre et de la taille des vides est principalement attribuée aux forces externes répétées pendant le processus de filage à froid, qui ont provoqué le durcissement du travail à froid, l'accumulation de dislocation et les changements de la structure métallographique.

3. Recommandations

   • Contrôle des vides :Des efforts devraient être faits pour réduire au minimum le nombre et la taille des vides dans le substrat en acier au carbone afin de réduire les défauts potentiels exacerbés par le travail à froid.
   • Qualité de soudage:La qualité des soudures d'épissage doit être strictement contrôlée. En particulier, lors du soudage à arc manuel de plaques en acier inoxydable, une inspection approfondie des soudures d'épissage est essentielle pour éliminer les défauts internes cachés et garantir l'intégrité fiable de la soudure.