FR2580524A1 - Procede pour realiser des tubes sans couture ou sans cordon de soudure en metaux ou alliage non ferreux - Google Patents
Procede pour realiser des tubes sans couture ou sans cordon de soudure en metaux ou alliage non ferreux Download PDFInfo
- Publication number
- FR2580524A1 FR2580524A1 FR8601951A FR8601951A FR2580524A1 FR 2580524 A1 FR2580524 A1 FR 2580524A1 FR 8601951 A FR8601951 A FR 8601951A FR 8601951 A FR8601951 A FR 8601951A FR 2580524 A1 FR2580524 A1 FR 2580524A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- tubes
- process according
- weight
- welded
- titanium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 title description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 title description 2
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 title description 2
- 229910021652 non-ferrous alloy Inorganic materials 0.000 title 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 23
- 229910001093 Zr alloy Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 14
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 13
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 9
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 8
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 claims description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 6
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000723368 Conium Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001676573 Minium Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 description 1
- 238000010961 commercial manufacture process Methods 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000009958 sewing Methods 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B21/00—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
- B21B15/0085—Joining ends of material to continuous strip, bar or sheet
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B3/00—Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
A.PROCEDE POUR REALISER DES TUBES SANS COUTURE OU SANS CORDON DE SOUDURE. B.PROCEDE CARACTERISE EN CE QUE L'ON CHAUFFE DES SEGMENTS AXIAUX SUCCESSIFS DES TUBES SOUDES SUR TOUTE L'ETENDUE DE LA PAROI DE CES TUBES, Y COMPRIS LA SOUDURE, POUR TRANSFORMER UNIFORMEMENT LE MATERIAU HETEROGENE AINSI SOUDE DANS LA PHASE BETA; EN REFROIDISSANT CES SEGMENTS DE TUBES EN PHASE BETA; CE CHAUFFAGE ET CE REFROIDISSEMENT ETANT EFFECTUES SUFFISAMMENT RAPIDEMENT POUR EMPECHER LA CROISSANCE DE GRAINS BETA A L'INTERIEUR DU MATERIAU AU-DELA DE 200MICROMETRES EN DIAMETRE, PUIS EN DEFORMANT ENSUITE CES TUBES AINSI REFROIDIS POUR LEUR DONNER LEUR FORME FINALE. C.L'INVENTION SE RAPPORTE AUX PROCEDES POUR REALISER DES TUBES SANS COUTURE, OU SANS CORDON DE SOUDURE.
Description
"Procédé pour réaliser des tubes sans couture ou
sans cordon de soudure."
La présente invention concerne un procédé
pour réaliser des tubes sans couture à partir de tubes pré-
curseurs soudés constitués de zirconium, d'alliages de zir-
conium, de titane ou d'alliages de titane. Le procédé four-
nit des tubes ayant une structure alpha uniforme d'un bout à l'autre, y compris la soudure et les zones adjacentes
cette soudure.
Des produits soudés, par exemple des tubes,
peuvent souvent être produits de façon beaucoup plus écono-
mique que des produits eans couture. Toutefois des produits sans couture tels que des tubes en alliages de zirconium et en alliages de titane, sont préférés aux tubes soudés dans des applications délicates telles que des revêtements de combustibles de réacteurs nucléaires (pour des alliages de zirconium) et pour des tuyauteries hydrauliques d'avions
(pour des alliages de titane) du fait d'une uniformité amé-
liorée dans la structure et les propriétés des produits sans couture. La non-uniformité ou l'hétérogénéité de la
structure d'un produit soudé est à la présence de la struc-
ture de soudure ainsi solidifiée et aux zones affectées par
la chaleur de soudage dans la structure contigre à la sou-
dure. Dans des produits soudés, la structure des 2.- grains de la soudure et des zones affectées par la chaleur, peut être affinée par un traitement à la température élevée dans le domaine de la phase beta, mais le traitement de
tubes finis ou presque finis en dimensions de métaux réac-
tifs tels que le zirconium ou le titane à des températures supérieures à la transition beta, c'est-à-dire supérieure à environ 95000 ou 930 0C respectivement, est impraticable de façon générale et du fait de l'oxydation et de la médiocre
résistance mécanique à ces températures.
1l 'Un procédé pour améliorer la résistance au fluage de tubes en zircaloy est décrit dans le brevet US nO 3 865 635. Conformément à ce procédé, des tubes sans couture d'alliages de zirconium sont chauffés jusqu'à la gamme de température beta avant le dernier travail à froid et sont ensuite refroidis à la température du local. Les
tubes ont été préparés de la façon normale par fusion, mou-
lage, travail à chaud et à froid jusqu'à et y compris la dernière et unique étape de travail à froid. le chauffage par induction des tubes avant l'étape finale de travail à froid est alors effectué à une température se situant entre
860 et 125000 et les tubes sont travaillés à froid et fina-
lement recuits. Dans une telle préparation des tubes, des
tubes sans couture sont obtenus et il n'y a plus de soudure.
Un procédé qui décrit la formation de produits d'alliages à base de zirconium tels que des canaux creux, qui peuvent être réalisés à partir de formes intermédiaires soudées et d'un revêtement de combustible sans soudure, est décrit dans le brevet US N 4 238 251. Ces produits sont fabriqués et ensuite chauffés Jusqu'au niveau alpha-beta ou beta et refroidis rapidement pour obtenir des produits résistants à la corrosion. On insiste toutefois dans la
description de ce procédé pour éviter des opérations subsé-
quentes au chauffage et au refroidissement précités, tel-
les qu'un laminage à chaud ou à froid et un recuit. Un ef-
fet d'un tel travail à froid ou d'un tel recuit est reconnu 3.-
pour être uneré-homogénéisatli de la ségrégation micro-
structurelle produite par le procédé de l'invention, et qui
doit être évitée dans les opérations de fabrication suivan-
tes. Un autre procédé pour réaliser des tubes en alliages de zirconium est décrit dans le brevet US N03 486 219
qui prévoit l'homogénéisation de la structure d'un tube réa-
lisé par soudage en bout, y compris la réduction de l'épais-
seur de la paroi du matériau du tube par emboutissage plané-
taire et traitement thermique du matériau du tube pour obte-
nir une recristallisation de la structure. Il est décrit
un traitement de tubes soudés en bouts en zircaloy dans le-
quel le tube-est travaillé à froid par emboutissage plané-
taire à billes et le traitement thermique suivant est mis en oeuvre à une température se situant au-dessous de la transformation alpha-beta du zircaloy. (marque déposée) Un procédé pour améliorer la résistance à la corrosion à un environnement aqueux à haute température d'une structure en alliage de zirconium alpha est décrit
dans la demande de brevet US N 343 788, déposée le 29 Jan-
vier 1982, et dans lequel la surface d'une structure en
alliages de zirconium est rapidement hbalayée avec un fais-
ceau laser ou un autre faisceau à haute énergie pour engen-
drer une couche de microstructure beta sur un produit in-
termédiaire d'alliages de zirconium alpha. Le produit ainsi trai-
té est alors travaillé sous la forme alpha à des dimen-
sions finales pour fournir des produits tels que des tubes
sans couture, susceptibles d'être utilisés dans des réac-
teurs nucléaires à eau pressurisée et à eau bouillante.
Des procédés de fabrication d'alliages de zircaloy et des produits qui en résultent qui présentent également une résistance améliorée à la corrosion dans un
environnement aqueux à haute température et à haute pres-
sion, sont décrits dans la demande de brevet US N 343 782 déposée le 29 Janvier 1982. Cette demande décrit un procédé 4.- dans lequel un traitement beta classique est suivi par un travail à une température réduite alpha et par un recuit pour fournir un produit alpha ayant des dimensions réduites ainsi qu'une résistance améliorée à la corrosion dans un environnement aqueux à haute température et à haute pres- sion.
Un but de la présente invention est de pro-
duire des tubes à partir de zirconium ou de titane ou d'alliages de zirconium et de titane par le traitement de tubes précurseurs soudés constitués d'un tel matériau afin d'obtenir un matériau homogène et de soumettre le matériau homogène à des étapes de mise en forme pour donner des
tubes sans couture.
En conséquence, la présente invention consis-
te en un procédé pour réaliser des tubes sans couture à par-
tir de tubes précurseurs constitués de zirconium, d'alliages de zirconium, de titane ou d'alliages de titane, et ayant
une structure hétérogène résultant de leurs soudages, procé-
dé caractérisé en ce que l'on chauffe des segments axiaux successifs des tubes soudés sur toute l'étendue de la paroi
de ces tubes, y compris la soudure, pour transformer unifor-
mément le matériau hétérogène ainsi soudé dans la phase beta; en refroidissant ces segments de tubes en phase beta, ce chauffage et ce refroidissement étant effectués suffisamment
rapidement pour empocher la croissance de grains beta à l'in-
térieur du matériau au-delà de 200 micromètres en diamètre, puis en déformant ensuite ces tubes ainsi refroidis pour
leur donner leur forme finale.
De préférence, le chauffage est réalisé en chauffant le tube soudé par induction ou par un faisceau laser, tandis que la mise en forme des tubes refroidis est de préférence réalisée par travail à froid de ces tubes dans au moins une étape de travail à froid qui réduit la surface
du matériau des tubes d'au moins 30 %.
En utilisant ce procédé, les tubes sont réalisés 5.- d'une façon plus efficace et plus économique qu'actuellement
avec la fabrication des tubes sans soudure, et les tubes pré-
curseurs soudés peuvent être traités de façon à donner fi-
nalement des tubes qui ne présentent pas les désavantages des tubes produits classiquement par soudage.
Les tubes précurseurs soudés constitués d'al-
liages de zirconium contiennent classiquement moins de 5% en poids d'un élément d'alliage. Les éléments généralement utilisés dans la réalisation de tels alliages de zirconium
comprennent le niobium, l'oxygène, l'étain, le fer, le chro-
me, le nickel, le molybdène, le cuivre, le vanadium, etc...
Des alliages spécialement utilisables sont les alliages contenant jusqu'à 2,5 % de niobium, et les alliages connus sous le nom de zircaloy-2 et de zircaloy-4. Le zircaloy-2 contient en poids 1,2 à 1,7 % d'étain, 0,07 à 0, 20 % de fer, 0,05 à 0,15 % de chrome et environ 0,03 à 0,08 % de nickel, le complément étant du zirconium, tandis que le zircaloy-4 contient en poids 1,2 à 1,7 % d'étain, 0,12 à 0,18 % de fer,
et 0,005 à 0,15 % de chrome, le complément étant du zirco-
nium. Ces alliages sont utilisables dans les tubes d'échan-
geurs thermiques et dans les composants de réacteurs nuclé-
aires, tels qu'un revêtement de combustibles.
Des tubes précurseurs soudés constitués d'al-
liages de titane contiennent classiquement moins de 30 % en poids d'un élément d'alliages. Les éléments généralement
utilisés dans la réalisation de tels alliages de titane com-
prennent l'aluminium, l'étain, le vanadium, le chrome, le molybdène, le niodium. Des exemples de tels alliages sont un alliage de titane contenant 6 % en poids d'aluminium et 4 % en poids de vanadium, un alliage contenant 3 % en poids
d'aluminium et 2,5 % en poids de vanadium, un alliage con-
tenant 8 % d'aluminium, 1 % de vanadium et 1 % de molybdène, et un alliage de titane contenant 13 % de vanadium, 11 % de chrome et 3 % d'aluminium. De tels alliages de titane sont utilisables dans des tubes de condenseurs, dans des tubes 6.-
d'échangeurs thermiques, et dans des tuyauteries hydrau-
liques d'avions.
Dans un but de concision, la description qui
va suivre se référera aux tubes en zircaloy bien que des tubes en zirconium ou d'autres alliages de zirconium, en titabe et en alliages de titane puissent être traités de
façon similaire.
Le matériau soumis à un procédé selon une for-
me de réalisation de la présente invention est constitué par des tubes soudés en zircaloy obtenus en soudant ensemble les extrémités aboutéoe d'une feuillure roulée pour constituer des tubes précurseurs. Ces tubes peuvent être cylindriques ou d'une autre forme qui comportent au moins une couture soudée tout le long du tube précurseur. Comme on le sait,
lors de la réalisation de tels tubes soudés, une hétérogé-
néité de la structure du matériau zircaloy existe par rap-
port au reste du tube dans la soudure et au moins dans
les zones du tube adjacentes à cette soudure, cette hété-
rogénéité nuisant aux propriétés mécaniques et/ou à la ré-
sistance à la corrosion. Le procédé précité traite le ma-
tériau de façon à engendrer une structure homogène d'un
bout à l'autre du tube final, ce qui améliore les proprié-
tés du tube ainsi produit.
Les tubes précurseurs soudés en zircaloy sont traités pour obtenir une structure homogène sur l'ensemble
du tube en chauffant rapidement des segments axiaux succes-
sifs des tubes soudés sur la totalité de la paroi de ceux-
ci pour transférer le matériau dans la phase beta, qui en refroidissant rapidement les tubes ainsi transférés en phase beta, et en formant ensuite les tubes ainsi refroidis par travail à froid pour produire les tubes définitifs. Les
tubes précurseurs soudés sont traités en chauffant rapi-
dement des segments axiaux successifs des tubes à une tem-
pérature qui assure la transformation de la structure des tubes en phase beta, température qui pour le zircon um 7.- pourrait être une température dépassant 900 0, bien que pour des alliages de zirconium contenant jusqu'à 5 % des éléments précités, de telles températures pourraient être de 95000 ou davantage, selon l'élément ou les éléments d'alliages utilisés et leurs proportions dans le zirconium. Pour le titane et les alliages de titane, la transition en
phase beta serait différente avec une température d'envi-
ron 93000 pour le titane. Par exemple une température d'en-
viron 900 0 conviendrait pour un alliage à 6 % d'aluminium,
4 % de vanadium, une température de 800 à 10000C convien-
drait pour un alliage à 13 % de vanadium, 11 % de chrome et 3 % d'aluminium, et une température d'environ 10250C pour un alliage à 8 % d'aluminium, 1 % de molybdène et 1 % de vanadium. Le présent procédé est utiliseable avec des métaux et des alliages de structures en phase alpha, en phase beta et en phase alpha-beta. Par exemple, dans les
matériaux précités, le titane métal présenterait une struc-
ture alpha, tandis que l'alliage de titane à 13 % de va-
nadium, 11 % de chrome et 3 % d'aluminium présenterait une
structure beta, et que l'alliage de titane à 8 % d'alumi-
nium, 1 % de molybdène et 1 % de vanadium ainsi que l'al-
liage de titane à 6 % d'aluminium, 4 % de vanadium et ce-
lui à 3 % d'aluminium, 2,5 % de vanadium présenteraient
une structure alpha-beta ou voisine de la structure alpha.
De préférence, le matériau est chauffé à une température supérieure d'environ 5000 à la température de transition beta, laquelle, comme décrit ci-dessus, peut varier en
fonction du matériau particulier traité.
Le chauffage rapide de segments axiaux suc-
cessifs peut être réalisé soit en utilisant un faisceau à
haute énergie, tel qu'un faisceau laser, ou bien par chauf-
fage par induction des tubes. Le chauffage est réalisé de façon que le chauffage s'effectue sur toute la paroi des tubes y compris la soudure et la partie des tubes adjacente 8.- à la soudure. Le chauffage de segments axiaux successifs des tubes peut être réalisé en déplaçant le tube le long de la source de chaleur ou bien en déplaçant la source de chaleur par rapport au tube, la première solution étant préférable. Après que les segments axiaux du tube aient été chauffés sur toute la paroi du tube, Jusqu'à la phase beta, les segments axiaux ainsi chauffée sont rapidement refroidis de façon à empêcher une croissance excessive des
grains beta dans la structure du matériau. Ce refroidisse-
ment rapide peut être réalisé par la circulation d'un gaz de refroidissement tel que l'argon pour des tubes à parois
minces ou par un refroidissement à l'eau tel qu'une pulvé-
risation d'eau pour des tubes à parois plus épaisses. Une vitesse moyenne de refroidissement d'environ 60000 C par
minute s'est révélée appropriée.
Le chauffage et le refroidissement sont réa-
lisés à une vitesse qui doit empêcher une croissance exces-
sive des grains beta dans-le matériau, de sorte que les
grains beta présents dans le tube précurseur refroidi n'excé-
dent pas en diamètre 200 micromètres, de tels petits
grains beta facilitant le travail du matériau. Pour obte-
nir une telle structure de fines dimensions des grains
beta, le chauffage et le refroidissement doivent être réa-
lisés de façon que le matériau soit dans la phase beta en
une période de temps inférieure à 10 secondes et de pré-
férence, inférieure à 2 secondes.
Après que les tubes précurseurs aient été ainsi chauffés et refroidis de façon à donner des grains beta dans tout le matériau qui n'excède pas 200 micromètres en diamètre, les tubes précurseurs sont ensuite soumis à des étapes de réduction à froid pour réduire l'épaisseur
de paroi à celle désirée pour les tubes définitifs. Le tra-
vail à froid peut être effectué en une seule étape ou en une pluralité d'étapes avec des recuits de recristallisation 9.- intermédiaires entre chacune de ces étapes. Le matériau à la dimension finale peut alors être soumis, soit à un recuit de recristallisation ou à un recuit pour éliminer
les contraintes.
Le travail à froid peut être réalisé par éti- rage du tube ou par une étape de travail à froid telle que le laminage à pas de pélerin qui réduira la surface du tube d'au moins 30 % ou davantage. La structure fine Widmanstatten ou martensitique résultant du cycle rapide de traitement thermique, présente une ductilité suffisante pour permettre une déformation à froid appréciable compatible avec la
fabrication commerciale des tubes.
-
Claims (14)
1.- Procédé pour réaliser des tubes sans cou-
ture à partir de tubes précurseurs constitués de zirconium, d'alliages de zirconium, de titane, ou d'alliages de titane, et ayant une structure hétérogène résultant de leurs soudages, procédé caractérisé en ce que l'on chauffe des segments axiaux successifs des tubes soudés sur toute l'étendue de
la paroi de. ces tubes, y compris la soudure, pour transfor-
mer uniformément le matériau hétérogène ainsi soudé dans la phase beta; en refroidissant ces segments de tubes en phase
beta, ce chauffage et ce refroidissement étant effectués suf-
fisamment rapidement pour empocher la croissance de grains beta à l'intérieur du matériau au-delà de 200 micromètres en diamètre, puis en déformant ensuite ces tubes ainsi refroidis
pour leur donner leur forme finale.
2.- Procédé selon la revendication 1, carac-
térisé en ce que les tubes refroidis sont déformés en les travaillant à froid au cours d'au moins une étape de travail à froid qui réduit la surface du matériau des tubes d'au
moins 30 %.
3.- Procédé selon la revendication 2, carac-
térisé en ce que ce travail à froid s'effectue par laminage
à pas de pèlerin.
4.- Procédé selon l'une quelconque des reven-
dications 1 à 3, caractérisé en ce que le chauffage est ef-
fectué en chauffant par induction les tubes soudés.
5.- Procédé selon l'une quelconque des reven-
dications 1 à 3, caractérisé en ce que le chauffage est réa-
lisé en chauffant par un faisceau laser les tubes soudés.
6.- Procédé selon l'une quelconque des reven-
dications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau des tubes précurseurs soudés est constitué de zirconium ou d'un alliage de zirconium contenant moins de 5 % en poids d'un élément d'alliage.
7.- Procédé selon la revendication 6, carac-
11,-
térisé en ce que le matériau est du zircaloy-2.
8.- Procédé selon la revendication 6, carac-
térisé en ce que le matériau est du zircaloy-4.
9.- Procédé selon la revendication 6, carac-
térisé en ce que le matériau est un alliage de zirconium
contenant 2,5 % en poids de niobium.
10.- Procédé selon l'une quelconque des reven-
dications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau des tu-
bes précurseurs soudés est constitué de titane ou d'un al-
liage de titane, contenant moins de 30 % d'éléments d'al-
liage.o
11.- Procédé selon la revendication 10, carac-
térisé en ce que le matériau est un alliage de titane con-
tenant 6 % en poids d'aluminium et 4 % en poids de vanadium.
12.- Procédé selon la revendication 10, carac-
térisé en ce que le matériau est un alliage de titane conte-
nant 3 % en poids d'aluminium et 2,5 % en poids de vanadium.
13.- Procédé selon la revendication 10, caracté-
risé en ce que le matériau est un alliage de titane conte-
nant a % en poids d'aluminium, 1 % en poids de vanadium et
1 % en poids de molybdène.
14.- Procédé selon la revendication 10, carac-
térisé en ce que le matériau est un alliage de titane con-
tenant 13 % en poids de vanadium, 11 % en poids de chrome et
3 % en poids d'aluminium.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/701,326 US4690716A (en) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | Process for forming seamless tubing of zirconium or titanium alloys from welded precursors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2580524A1 true FR2580524A1 (fr) | 1986-10-24 |
| FR2580524B1 FR2580524B1 (fr) | 1991-12-06 |
Family
ID=24816916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR868601951A Expired - Lifetime FR2580524B1 (fr) | 1985-02-13 | 1986-02-13 | Procede pour realiser des tubes sans couture ou sans cordon de soudure en metaux ou alliage non ferreux |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4690716A (fr) |
| JP (1) | JPS61186462A (fr) |
| KR (1) | KR860006559A (fr) |
| BE (1) | BE904221A (fr) |
| FR (1) | FR2580524B1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2622210A1 (fr) * | 1987-10-23 | 1989-04-28 | Haynes Int Inc | Procede perfectionne de formation de tubes sans soudure et d'autres produits en alliage de titane |
Families Citing this family (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5226981A (en) * | 1992-01-28 | 1993-07-13 | Sandvik Special Metals, Corp. | Method of manufacturing corrosion resistant tubing from welded stock of titanium or titanium base alloy |
| US6103027A (en) * | 1997-11-12 | 2000-08-15 | Kaiser Aerospace & Electronics Corp. | Method of making seam free welded pipe |
| US6419768B1 (en) * | 2001-01-29 | 2002-07-16 | Crucible Materials Corp. | Method for producing welded tubing having a uniform microstructure |
| US20040221929A1 (en) | 2003-05-09 | 2004-11-11 | Hebda John J. | Processing of titanium-aluminum-vanadium alloys and products made thereby |
| US7837812B2 (en) | 2004-05-21 | 2010-11-23 | Ati Properties, Inc. | Metastable beta-titanium alloys and methods of processing the same by direct aging |
| US7922065B2 (en) | 2004-08-02 | 2011-04-12 | Ati Properties, Inc. | Corrosion resistant fluid conducting parts, methods of making corrosion resistant fluid conducting parts and equipment and parts replacement methods utilizing corrosion resistant fluid conducting parts |
| US7687012B2 (en) * | 2005-08-30 | 2010-03-30 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method and apparatus to shape a composite structure without contact |
| US7682554B2 (en) * | 2005-08-30 | 2010-03-23 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method and apparatus to mechanically shape a composite structure |
| US9375771B2 (en) | 2009-08-17 | 2016-06-28 | Ati Properties, Inc. | Method of producing cold-worked centrifugal cast tubular products |
| US8479549B1 (en) * | 2009-08-17 | 2013-07-09 | Dynamic Flowform Corp. | Method of producing cold-worked centrifugal cast tubular products |
| US9574684B1 (en) | 2009-08-17 | 2017-02-21 | Ati Properties Llc | Method for producing cold-worked centrifugal cast composite tubular products |
| US10053758B2 (en) | 2010-01-22 | 2018-08-21 | Ati Properties Llc | Production of high strength titanium |
| US9255316B2 (en) | 2010-07-19 | 2016-02-09 | Ati Properties, Inc. | Processing of α+β titanium alloys |
| US8499605B2 (en) | 2010-07-28 | 2013-08-06 | Ati Properties, Inc. | Hot stretch straightening of high strength α/β processed titanium |
| US8613818B2 (en) | 2010-09-15 | 2013-12-24 | Ati Properties, Inc. | Processing routes for titanium and titanium alloys |
| US9206497B2 (en) | 2010-09-15 | 2015-12-08 | Ati Properties, Inc. | Methods for processing titanium alloys |
| US10513755B2 (en) | 2010-09-23 | 2019-12-24 | Ati Properties Llc | High strength alpha/beta titanium alloy fasteners and fastener stock |
| US8652400B2 (en) | 2011-06-01 | 2014-02-18 | Ati Properties, Inc. | Thermo-mechanical processing of nickel-base alloys |
| US9050647B2 (en) | 2013-03-15 | 2015-06-09 | Ati Properties, Inc. | Split-pass open-die forging for hard-to-forge, strain-path sensitive titanium-base and nickel-base alloys |
| US10118259B1 (en) | 2012-12-11 | 2018-11-06 | Ati Properties Llc | Corrosion resistant bimetallic tube manufactured by a two-step process |
| US9869003B2 (en) | 2013-02-26 | 2018-01-16 | Ati Properties Llc | Methods for processing alloys |
| US9192981B2 (en) | 2013-03-11 | 2015-11-24 | Ati Properties, Inc. | Thermomechanical processing of high strength non-magnetic corrosion resistant material |
| US9777361B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-10-03 | Ati Properties Llc | Thermomechanical processing of alpha-beta titanium alloys |
| US11111552B2 (en) | 2013-11-12 | 2021-09-07 | Ati Properties Llc | Methods for processing metal alloys |
| US10094003B2 (en) | 2015-01-12 | 2018-10-09 | Ati Properties Llc | Titanium alloy |
| US10502252B2 (en) | 2015-11-23 | 2019-12-10 | Ati Properties Llc | Processing of alpha-beta titanium alloys |
| US11848112B2 (en) * | 2020-02-14 | 2023-12-19 | BWXT Advanced Technologies LLC | Reactor design with controlled thermal neutron flux for enhanced neutron activation potential |
| CN115261772B (zh) * | 2022-07-09 | 2024-05-31 | 北京市春立正达医疗器械股份有限公司 | 一种在锆合金表面快速制备陶瓷改性层的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3486219A (en) * | 1965-03-01 | 1969-12-30 | Atomic Energy Authority Uk | Method of making tubes |
| US3865635A (en) * | 1972-09-05 | 1975-02-11 | Sandvik Ab | Method of making tubes and similar products of a zirconium alloy |
| FR2368547A2 (fr) * | 1976-10-22 | 1978-05-19 | Gen Electric | Procede et appareil pour le traitement thermique de zone de longues pieces en alliage de zirconium |
| US4238251A (en) * | 1977-11-18 | 1980-12-09 | General Electric Company | Zirconium alloy heat treatment process and product |
| EP0071193A1 (fr) * | 1981-07-29 | 1983-02-09 | Hitachi, Ltd. | Procédé de fabrication d'un alliage à base de zirconium |
| EP0085552A2 (fr) * | 1982-01-29 | 1983-08-10 | Westinghouse Electric Corporation | Alliages de zirconium |
| EP0085553A2 (fr) * | 1982-01-29 | 1983-08-10 | Westinghouse Electric Corporation | Procédés de fabrication d'alliage de zirconium |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1252144A (en) * | 1917-04-24 | 1918-01-01 | Thomas E Murray Jr | Process of and apparatus for welding metal bodies and for annealing said bodies at the welded joint. |
| US2057841A (en) * | 1932-05-23 | 1936-10-20 | Allis Chalmers Mfg Co | Method of stress relieving welded joints |
| US2133926A (en) * | 1936-06-13 | 1938-10-18 | Texas Co | Heat treatment of welded joints |
| US3147115A (en) * | 1958-09-09 | 1964-09-01 | Crucible Steel Co America | Heat treatable beta titanium-base alloys and processing thereof |
| US3342648A (en) * | 1963-04-22 | 1967-09-19 | Westinghouse Electric Corp | Production of tubing |
| GB1030047A (en) * | 1963-09-25 | 1966-05-18 | Deutsche Edelstahlwerke Ag | Method of heating by induction |
| US3556877A (en) * | 1967-04-03 | 1971-01-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Method for hardening a tubular shaped structure |
| US3562031A (en) * | 1968-03-29 | 1971-02-09 | Glenn J Gibson | Continuous small diameter ferrous tube manufacture |
| US3686041A (en) * | 1971-02-17 | 1972-08-22 | Gen Electric | Method of producing titanium alloys having an ultrafine grain size and product produced thereby |
| US3915763A (en) * | 1971-09-08 | 1975-10-28 | Ajax Magnethermic Corp | Method for heat-treating large diameter steel pipe |
| US3795970A (en) * | 1973-01-23 | 1974-03-12 | A Keathley | Processes for extruding a product |
| US4142713A (en) * | 1974-11-26 | 1979-03-06 | Nippon Steel Corporation | Method of heat-treatment of welded pipe and apparatus therefor |
| US4279667A (en) * | 1978-12-22 | 1981-07-21 | General Electric Company | Zirconium alloys having an integral β-quenched corrosion-resistant surface region |
| US4294631A (en) * | 1978-12-22 | 1981-10-13 | General Electric Company | Surface corrosion inhibition of zirconium alloys by laser surface β-quenching |
| US4365136A (en) * | 1981-02-23 | 1982-12-21 | Hydril Company | Zone refinement of inertia welded tubulars to impart improved corrosion resistance |
| US4450016A (en) * | 1981-07-10 | 1984-05-22 | Santrade Ltd. | Method of manufacturing cladding tubes of a zirconium-based alloy for fuel rods for nuclear reactors |
| SE434679B (sv) * | 1982-07-01 | 1984-08-06 | Asea Ab | Anordning vid hermetiskt slutna lastceller for eliminering av inverkan pa metverdet av en skillnad mellan trycket i ett givarrum och atmosferstrycket |
-
1985
- 1985-02-13 US US06/701,326 patent/US4690716A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-02-12 BE BE0/216261A patent/BE904221A/fr not_active IP Right Cessation
- 1986-02-13 FR FR868601951A patent/FR2580524B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-02-13 JP JP61028067A patent/JPS61186462A/ja active Pending
- 1986-02-13 KR KR1019860001016A patent/KR860006559A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3486219A (en) * | 1965-03-01 | 1969-12-30 | Atomic Energy Authority Uk | Method of making tubes |
| US3865635A (en) * | 1972-09-05 | 1975-02-11 | Sandvik Ab | Method of making tubes and similar products of a zirconium alloy |
| FR2368547A2 (fr) * | 1976-10-22 | 1978-05-19 | Gen Electric | Procede et appareil pour le traitement thermique de zone de longues pieces en alliage de zirconium |
| US4238251A (en) * | 1977-11-18 | 1980-12-09 | General Electric Company | Zirconium alloy heat treatment process and product |
| EP0071193A1 (fr) * | 1981-07-29 | 1983-02-09 | Hitachi, Ltd. | Procédé de fabrication d'un alliage à base de zirconium |
| EP0085552A2 (fr) * | 1982-01-29 | 1983-08-10 | Westinghouse Electric Corporation | Alliages de zirconium |
| EP0085553A2 (fr) * | 1982-01-29 | 1983-08-10 | Westinghouse Electric Corporation | Procédés de fabrication d'alliage de zirconium |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2622210A1 (fr) * | 1987-10-23 | 1989-04-28 | Haynes Int Inc | Procede perfectionne de formation de tubes sans soudure et d'autres produits en alliage de titane |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2580524B1 (fr) | 1991-12-06 |
| US4690716A (en) | 1987-09-01 |
| KR860006559A (ko) | 1986-09-13 |
| BE904221A (fr) | 1986-08-12 |
| JPS61186462A (ja) | 1986-08-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2580524A1 (fr) | Procede pour realiser des tubes sans couture ou sans cordon de soudure en metaux ou alliage non ferreux | |
| US5226981A (en) | Method of manufacturing corrosion resistant tubing from welded stock of titanium or titanium base alloy | |
| EP0071193B1 (fr) | Procédé de fabrication d'un alliage à base de zirconium | |
| CN107626880B (zh) | 一种大型环形锻件的制造工艺 | |
| US20050058851A1 (en) | Composite tube for ethylene pyrolysis furnace and methods of manufacture and joining same | |
| US6527160B2 (en) | Method of producing metal composites which can be processed at high temperatures | |
| CN102513479A (zh) | 大直径细小等轴晶组织钛合金棒材生产工艺 | |
| RU2555267C2 (ru) | Способ изготовления тонких листов из двухфазного титанового сплава и изделие из этих листов | |
| WO2019051979A1 (fr) | Procédé de formation de construction métallique modulaire | |
| CN108435998A (zh) | 一种环件复合制坯热轧成形方法 | |
| US4573629A (en) | Method of production of cladding tube for nuclear fuel element | |
| CN110918646B (zh) | 一种复合板轧制方法 | |
| CN112958626A (zh) | 一种适用于TiAl合金轧制的包套及其制备方法 | |
| Wu et al. | Achieving superior low temperature and high strain rate superplasticity in submerged friction stir welded Ti-6Al-4V alloy | |
| FR2585593A1 (fr) | Procede de fabrication d'un tube metallique et tube ainsi obtenu, notamment le traitement des gaines pour combustible nucleaire | |
| CN117867308B (zh) | 一种高强度ta18无缝钛合金及其大口径薄管的生产方法 | |
| FR2458876A1 (fr) | Procede de fabrication de tube de gainage pour element de combustible nucleaire et tube ainsi obtenu | |
| US3140108A (en) | Process and product of metallurgically joining zirconium to ferrous metal | |
| EP0916420B1 (fr) | Méthode de fabrication des tubes métalliques des materiaux soudables et ductiles | |
| US5004143A (en) | Method of manufacturing clad bar | |
| CN115635263A (zh) | 一种基于径向套装组坯的超大规格金属环件制备方法 | |
| RU2610653C1 (ru) | Способ изготовления металлических и композиционных заготовок из листовых материалов | |
| RU2625372C2 (ru) | Способ изготовления металлических и композиционных заготовок из листовых материалов | |
| FR2688232A1 (fr) | Procede de fabrication de tubes a base de zirconium formes de couches de composition differente. | |
| Rebak et al. | Fabrication and Mechanical Aspects of Using FeCrAl for Light Water Reactor Fuel Cladding |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |