Résilience de l’acier 28 CDV 508 évolution des spécifications^*

Incidences métallurgiques sur le comportement au fluage et à la relaxation

Creusot-Loire

Résumé

La propriété d’emploi recherchée à l’origine de la mise en œuvre des aciers au chrome-molybdène-vanadium a été leur résistance au fluage et à la relaxation. Toutes les études effectuées dans ce domaine montrent que l’élément essentiel de cette résistance au fluage est constitué par le carbure de vanadium dont la précipitation la plus efficace est obtenue lors de la transformation de l’austénite au refroidissement dans le domaine bainitique. Les autres facteurs également favorables pour obtenir un haut niveau de résistance au fluage sont une température d’austénitisation suffisamment élevée pour la mise en solution de tous les carbures avant la trempe et un niveau de résistance à la température ambiante également élevé.

La conjonction de ces différentes conditions se trouve pratiquement réalisée dans la définition de l’acier 28 CDV 508 telle qu’elle apparaît dans la norme AFNOR.

Cependant, l’utilisation prolongée de la boulonnerie dans un domaine de températures comprises entre 450 et 550 °C engendre aussi un phénomène de fragilisation de l’acier dont les conséquences peuvent être plus ou moins nuisibles pour l’emploi, dans les périodes d’arrêt des installations et notamment au cours d’opérations de démontage ou de resserrage.

Nous retiendrons ici l’hypothèse selon laquelle la recherche d’un niveau de résilience relativement élevé (par exemple KCV/0 °C ≥ 7 daj/cm²) pour la boulonnerie avant la mise en service peut avoir pour effet de ménager une marge suffisante pour que la température de transition après fonctionnement ne soit pas trop décalée au-dessus de l’ambiante. Ainsi, l’objet de notre travail sera de déterminer quelles sont les conditions métallurgiques qui permettent d’atteindre cet objectif et les conséquences pour la résistance au fluage et à la relaxation de l’acier.

Abstract

The property for use aimed at the beginning of Cr-Mo-V steel manufacturing was its relaxation and creep properties. In that fied, all studies show the vanadium carbide as the main element for creep strength; the best efficiency being obtained with a precipitation made during the γ → α a transformation on cooling in the bainitic range. The other convenient factors to obtain a high creep strength are a high austenitizing temperature to dissolve all carbide before quenching, and also a high room strength level.

The combination of these different conditions is practically found in the 28 CDV 508 steel specification as it appears in AFNOR - Standard.

Yet the extended use of bolting in a range of temperatures between 450 and 550 °C produces an additional steel embrittlement. It has more or less harmful consequences for materials specially in transient periods before opening and after closing the turbine for inspection.

Bearing in mind the assumption according to which, in bolting, a comparatively high Charpy V level at 0 °C, as for example 7 daJ/cm², can be beneficial to secure a transition temperature of steel after use at not higher than room temperatures, the scope of our work will be to determine the metallurgical conditions to perform this purpose and the consequences for relaxation and creep properties of steel.