(A) Si le tuyau en acier entier est refroidi à la température d'arrêt de transformation martensitique (point Mf) ou en dessous par trempe à l'eau forte, des fissures de trempe se produiront avec une forte probabilité.
(B) Étant donné que les fissures au moment de la fissuration par trempe s'étendent sensiblement dans la direction axiale du tube en acier, on peut considérer que la principale force d'expansion des fissures est la contrainte de traction dans la direction circonférentielle.
(C) Concernant l'origine de la contrainte de traction circonférentielle mentionnée précédemment, on peut supposer que la différence de température dans l'épaisseur de la paroi (température non uniforme) générée lors du refroidissement a provoqué des irrégularités entre les surfaces externe et interne du tube en acier. Il existe un décalage temporel dans la transformation.
(D) En particulier à proximité de la surface de refroidissement où l'inégalité de température est importante (c'est-à-dire que la différence de température par rapport à la surface intérieure est importante), des microfissures dues à une rupture fragile sont susceptibles d'apparaître, qui sont susceptibles de devenir le point de départ de l'extension de la fissure.
(E) Dans la plupart des cas, les fissures se propagent à partir de l'extrémité du tube en acier. Ceci s'explique probablement par le fait que le coefficient d'augmentation des contraintes à l'extrémité présentant une surface libre est supérieur à celui des autres parties du tube.
(F) Lorsque la vitesse de refroidissement est réduite sans refroidissement à l'eau, aucune fissure de trempe n'apparaît dans l'acier faiblement allié à haute teneur en carbone ni dans l'acier inoxydable à base de chrome. Il convient de noter que, pour l'acier faiblement allié à haute teneur en carbone, lorsque la sensibilisation à la fonte est supprimée et que la structure devient bainitique, aucune fissure de trempe n'apparaît. En résumé, on peut considérer que, dans la plupart des cas, les fissures de trempe se forment à partir de fissures apparues à l'extrémité du tube d'acier présentant une surface libre. Ces fissures résultent du développement de microfissures induites par le refroidissement. Les contraintes thermiques sont causées par l'hétérogénéité de la température dans l'épaisseur de la paroi, et les contraintes de traction circonférentielles (ci-après dénommées « contraintes ») dues à la transformation de phase agissent sur la zone de refroidissement près de la surface.
(G) Même pour les tubes en acier faiblement ou moyennement allié, sujets aux fissures de trempe lors d'un bain d'eau, si l'extrémité du tube n'est pas refroidie à l'eau, il est possible d'assurer une martensibilité suffisante dans les autres parties. Si le taux de refroidissement est proportionnel au volume, la trempe à l'eau peut être réalisée de manière stable, sans apparition de fissures.
(H) Lorsqu'on applique la méthode de trempe à l'eau susmentionnée à un tube en acier inoxydable martensitique, on peut garantir des performances élevées sans apparition de fissures de trempe. Cette méthode de trempe se caractérise par un refroidissement à l'eau depuis la surface extérieure du tube, l'extrémité du tube n'étant pas refroidie, mais au moins une partie de celui-ci, à l'exception de l'extrémité, l'étant. Il convient de préciser que l'expression « extrémité du tube » désigne les deux extrémités du tube.
Date de publication : 29 novembre 2023