Tuyaux en acier mécanique ASTM A519

Introduction

ASTM A519 est une spécification standard pour les tubes mécaniques sans soudure en acier au carbone et allié. Ces tuyaux sont utilisés dans diverses applications mécaniques et structurelles où une résistance élevée, dureté, et des dimensions précises sont nécessaires. La spécification comprend plusieurs qualités, chacun étant conçu pour répondre à des propriétés mécaniques et des compositions chimiques spécifiques.

Gamme de tailles(mm):

• Diamètre extérieur:10-324mm
• Épaisseur du mur:1-30mm
• Longueur:14000mm maximum

Qualités clés et composition chimique

ASTM A519 couvre une gamme de nuances d'acier au carbone et alliés, y compris:

• 1010
• 1020
• 1026
• 4130
• 4140
• 8620

Composition chimique

Voici les compositions chimiques de certaines qualités ASTM A519 courantes:

Grade 1010

• Carbone (C): 0.08 – 0.13%
• Manganèse (Mn): 0.30 – 0.60%
• Phosphore (P.): ≤ 0.04%
• Soufre (S): ≤ 0.05%

Grade 1020

• Carbone (C): 0.18 – 0.23%
• Manganèse (Mn): 0.30 – 0.60%
• Phosphore (P.): ≤ 0.04%
• Soufre (S): ≤ 0.05%

Grade 4130

• Carbone (C): 0.28 – 0.33%
• Manganèse (Mn): 0.40 – 0.60%
• Phosphore (P.): ≤ 0.035%
• Soufre (S): ≤ 0.04%
• Silicium (Et): 0.15 – 0.35%
• Chrome (Cr): 0.80 – 1.10%
• Molybdène (Mo): 0.15 – 0.25%

Grade 4140

• Carbone (C): 0.38 – 0.43%
• Manganèse (Mn): 0.75 – 1.00%
• Phosphore (P.): ≤ 0.035%
• Soufre (S): ≤ 0.04%
• Silicium (Et): 0.15 – 0.35%
• Chrome (Cr): 0.80 – 1.10%
• Molybdène (Mo): 0.15 – 0.25%

Grade 8620

• Carbone (C): 0.18 – 0.23%
• Manganèse (Mn): 0.70 – 0.90%
• Phosphore (P.): ≤ 0.035%
• Soufre (S): ≤ 0.04%
• Silicium (Et): 0.15 – 0.35%
• Chrome (Cr): 0.40 – 0.60%
• Nickel (Dans): 0.40 – 0.70%
• Molybdène (Mo): 0.15 – 0.25%

Propriétés mécaniques

Les propriétés mécaniques des tuyaux ASTM A519 varient en fonction de la qualité et du traitement thermique appliqué.. Voici quelques propriétés typiques des qualités courantes:

Grade 1010

• Résistance à la traction: 365 MPa (53,000 psi)
• Limite d'élasticité: 205 MPa (30,000 psi)
• Élongation: ≥ 20%

Grade 1020

• Résistance à la traction: 415 MPa (60,000 psi)
• Limite d'élasticité: 245 MPa (35,000 psi)
• Élongation: ≥ 15%

Grade 4130

• Résistance à la traction: 560 MPa (81,000 psi)
• Limite d'élasticité: 460 MPa (67,000 psi)
• Élongation: ≥ 20%

Grade 4140

• Résistance à la traction: 655 MPa (95,000 psi)
• Limite d'élasticité: 415 MPa (60,000 psi)
• Élongation: ≥ 18%

Grade 8620

• Résistance à la traction: 620 MPa (90,000 psi)
• Limite d'élasticité: 415 MPa (60,000 psi)
• Élongation: ≥ 15%

Numéro JIS et normes étrangères correspondantes

Processus de fabrication

Fabrication de tuyaux sans soudure

Les tubes mécaniques sans soudure conformes à la norme ASTM A519 sont produits à l'aide de diverses méthodes.:

1. Chauffage des billettes: Les billettes d'acier sont chauffées à haute température pour les rendre malléables.
2. Perçant: La billette chauffée est percée pour créer un tube creux.
3. Roulement: Le tube creux est roulé pour obtenir le diamètre et l'épaisseur de paroi souhaités.
4. Dimensionnement: Le tuyau est ensuite traité pour obtenir des dimensions précises.
5. Etirage à froid (Facultatif): Le tuyau peut être étiré à froid pour affiner les dimensions et améliorer les propriétés mécaniques.

Traitement thermique

Un traitement thermique est souvent appliqué pour obtenir les propriétés mécaniques souhaitées:

• Recuit: Chauffer le tuyau à haute température puis le refroidir lentement pour ramollir le matériau et améliorer la ductilité.
• Normalisation: Chauffer le tuyau à une température spécifique puis le refroidir à l'air pour affiner la structure des grains.
• Trempe et revenu: Chauffer le tuyau à haute température puis le refroidir rapidement (trempe), suivi d'un réchauffage à une température plus basse (trempe) pour améliorer la ténacité et réduire la fragilité.

Exigences de test

ASTM A519 spécifie plusieurs tests pour garantir la qualité et les performances des tuyaux:

• Essai de traction: Mesure la résistance à la traction, limite d'élasticité, et allongement.
• Essai de dureté: Garantit que le matériau répond aux exigences de dureté spécifiées.
• Contrôles non destructifs (CND): Méthodes telles que les tests par ultrasons (Utah) ou contrôle par magnétoscopie (MT) sont utilisés pour détecter les défauts internes et de surface.
• Contrôle dimensionnel: Garantit que les tuyaux répondent aux dimensions et tolérances spécifiées.

Applications

Les tuyaux en acier mécanique ASTM A519 sont utilisés dans diverses applications, y compris:

• Industrie automobile: Arbres de transmission, essieux, et d'autres composants critiques.
• Construction: Composants structurels dans les bâtiments, ponts, et autres infrastructures.
• Machinerie: Composants pour machinerie et équipement lourds.
• Industrie pétrolière et gazière: Tuyaux et tubes pour équipements de forage et d'extraction.
• Ingénierie générale: Arbres, roulements, rouleaux, et autres pièces mécaniques nécessitant des dimensions précises et une haute résistance.

Avantages et limites

Avantages

• Haute résistance: Convient aux applications à fortes contraintes.
• Durabilité: Conçu pour des performances à long terme dans des environnements exigeants.
• Dimensions précises: L'étirage à froid et d'autres procédés de fabrication garantissent des tolérances dimensionnelles serrées.
• Versatilité: Applicable à un large éventail d’industries et d’utilisations.

Limites

• Coût: Coût plus élevé par rapport aux tuyaux soudés en raison du processus de fabrication sans soudure.
• Fabrication complexe: Nécessite un contrôle précis de la composition chimique et des processus de traitement thermique.
• Disponibilité: Des qualités et tailles spécifiques peuvent avoir des délais de livraison plus longs.

Conclusion

Les tuyaux en acier mécanique ASTM A519 sont essentiels pour les applications nécessitant une résistance élevée, durabilité, et dimensions précises. Leurs propriétés mécaniques supérieures, combiné à des processus de fabrication et de test rigoureux, s’assurer qu’ils répondent aux exigences exigeantes de diverses industries. Comprendre les spécifications détaillées, notes, et les applications des tuyaux ASTM A519 aident les ingénieurs et les concepteurs à sélectionner les bons matériaux pour leurs projets, assurer la sécurité et l’efficacité dans des environnements difficiles.

En examinant la composition chimique, propriétés mécaniques, procédés de fabrication, et applications, cette analyse fournit un aperçu complet des tuyaux en acier mécanique ASTM A519, soulignant leur importance dans les applications industrielles de haute performance.

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