Le service de traitement de surface SAT12SM
Le service SAT12 permet un traitement thermique des composants en acier inoxydable austénitique, également appelé supersaturation colossale à basse température (LTCSS). Ce processus consiste en une diffusion interstitielle du carbone dans le réseau cristallin de l'acier inoxydable. Le résultat est un acier inoxydable aux propriétés suivantes :
- Dureté semble à celle de l'acier à outils
- Résistance à la corrosion semblable à celle d'un alliage de nickel
- Résistance élevée à l'usure
- Ductilité d'un acier austénitique
- Absence de distorsion et de variation des dimensions
- Aucune formation de carbure
- Résistance au grippage
Le service SAT12 est constitué des étapes suivantes :
- Examen
- Nettoyage avant traitement
- Traitement au four
- Nettoyage après traitement
- Tests
Mise au point de procédé
Swagelok est le seul fabricant de raccords pour tubes à proposer le service SAT12. Nous avons mis au point de manière indépendante les procédés permettant d'atteindre à une échelle commerciale une supersaturation colossale à basse température (LTCSS), et nous possédons des brevets internationaux pour ces procédés.
Après avoir développé ce process, Swagelok a retenu la Case Western Reserve University de Cleveland, dans l'Ohio, aux États-Unis, pour participer à l'analyse des résultats. Il s'agit en outre du seul procédé de cémentation au carbone des raccords pour tubes à basse température qui ait été intégralement divulgué et qui ait fait l'objet de publications.
En conséquence, Swagelok et la Case Western Reserve University se sont vu remettre une subvention de 5,5 millions de dollars par le Third Frontier Project de l'Ohio. Cette subvention permet à Swagelok, en partenariat avec l'université, de poursuivre les recherches sur ce sujet, ainsi que d'évaluer et de commercialiser cette technologie révolutionnaire.
Nouvelles récentes
Mechanical Engineering Magazine examine le procédé breveté de traitement de surface SAT12 et ses répercussions sur la dureté, l'usure et la fatigue.
Documentation
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Supersaturation colossale du carbone dans les aciers inoxydables austénitiques cémentés à basse température
Y. Cao, F. Ernst, G.M. Michal
Département d'ingénierie et de physique des matériaux,
Case Western Reserve University
10900 Euclid Avenue, Cleveland, OH 44106-7204, États-Unis
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Résumé
Un nouveau procédé de cémentation en phase gazeuse à basse température (470°C), mis au point par la société Swagelok, augmente la dureté superficielle des aciers inoxydables austénitiques 316 de 200 à 1000 HV25, et améliore la résistance à la corrosion. Alors que la précipitation de carbures tend habituellement à limiter la teneur en carbone de l'austénite des aciers 316 à 0,015%, le traitement mis au point par Swagelok génère une supersaturation colossale atteignant 12% de carbone en solution solide. Seul un traitement prolongé finit par provoquer une précipitation des carbures, mais la supersaturation colossale en carbone de l'austénite est conservée. Fait inhabituel pour des aciers inoxydables austénitiques, les précipités sont constitués de carbure de Hägg (M5C2).
© 2003 Acta Materialia Inc. Publié par Elsevier Science Ltd. Tous droits réservés.
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Supersaturation colossale à basse température
Engineering Materials Achievement Award
Sunniva Collins
Swagelok Company
En 2006, Swagelok a remporté l'Engineering Materials Achievement Award car son procédé de traitement de surface durcit la surface des aciers inoxydables tout en améliorant la résistance de ces aciers à la corrosion.
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Introduction
La supersaturation colossale à basse température (LTCSS) est un nouveau procédé de traitement de surface qui permet une cémentation des aciers inoxydables austénitiques en évitant la précipitation des carbures. La cinétique du procédé permet d'éliminer la formation de carbure, entraînant ainsi une saturation extrême en carbone.
Par conséquent, il est habituel d'atteindre des concentrations en carbone de 12% au niveau de la surface. Ce traitement multiplie la dureté superficielle par quatre, voire cinq, renforçant ainsi la résistance à l'usure, à la corrosion et à la fatigue, tout en conservant à l'acier une ductilité importante.
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Paraéquilibre du carbone dans les aciers inoxydables austénitiques
G.M. MICHAL, F. ERNST et A.H. HEUER
Département d'ingénierie et de physique des matériaux, Case Western Reserve
University, Cleveland, OH 44106.
Courrier électronique : gmm3@case.edu
Cet article se fonde sur une présentation effectuée lors du Symposium Hillert sur la Thermodynamique et la Cinétique des Interfaces Mobiles dans les Aciers et autres Alliages Complexes, organisé du 2 au 3 décembre 2004 par l'Institut Royal de Technologie de Stockholm en Suède.
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Résumé
La cémentation des aciers inoxydables austénitiques en état de paraéquilibre, c'est-à-dire à des températures (basses) auxquelles aucune diffusion substitutionnelle ne se produit, aboutit à une famille d'aciers aux propriétés remarquables : dureté améliorée, d'où un meilleur comportement à l'usure, résistance renforcée à la fatigue et la corrosion, le tout sans diminution notable de la ductilité. Cette amélioration des propriétés est le résultat d'une extrême solubilité du carbone, dont l'ordre de grandeur, en l'absence de formation de carbure, est supérieur à la solubilité à l'équilibre.
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Brevet des États-Unis
Procédés de cémentation à basse température
Inventeurs
Peter C Williams, Cleveland Heights, Ohio
Steven V. Marx, University Heights, Ohio
Bénéficiaire
Swagelok Company, Solon, Ohio, États-Unis
Numéro du brevet : 6 093 303 B1
Date du brevet : 25 juillet 2000
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Résumé
Il s'agit d'une méthode de cémentation d'un objet en alliage de fer ou de nickel contenant du chrome, un acier inoxydable par exemple. La méthode inclut les étapes d'activation de la surface de l'objet et de cémentation à une température suffisamment basse pour éviter la formation de carbures. Dans un mode de réalisation, la surface de l'objet est activée par le dépôt d'une couche de fer.
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Brevet des États-Unis
Procédés de cémentation sélective à basse température
Inventeurs
Peter C Williams, Cleveland Heights, Ohio
Steven V. Marx, University Heights, Ohio
Bénéficiaire
Swagelok Company, Solon, Ohio, États-Unis
Numéro du brevet : 6 165 597 B1
Date du brevet : 26 décembre 2000
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Résumé
Un article en acier cémenté de manière sélective à basse température comprend un corps en alliage de fer ou de nickel contenant du chrome (acier inoxydable, par exemple) en deux parties, chaque partie ayant des caractéristiques de dureté différentes. La seconde partie représente moins que l'ensemble du corps et est pratiquement exempte de carbures. Une méthode de cémentation sélective à basse température comprend une étape d'application d'un masque bloquant le carbone sur les surfaces de l'article qui ne seront pas cémentées, un étape d'activation des surfaces à cémenter, une étape de diffusion du carbone à l'intérieur des surfaces activées à une température inférieure à la température de formation des carbures et un étape de retrait du masque bloquant.
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Brevet des États-Unis
Procédés de cémentation sélective à basse température
Inventeurs
Peter C Williams, Cleveland Heights, Ohio
Steven V. Marx, University Heights, Ohio
Bénéficiaire
Swagelok Company, Solon, Ohio
Numéro du brevet : 6 461 448 B1
Date du brevet : 8 octobre 2002
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Résumé
Il s'agit d'une méthode de cémentation d'un alliage de fer ou de nickel contenant du chrome, un acier inoxydable par exemple, ou article. La méthode inclut les étapes d'activation de la surface de l'article et de cémentation à une température suffisamment basse pour éviter la formation de carbures. Dans un mode de réalisation, la surface de l'article est activée par le dépôt d'une couche de fer.
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Brevet des États-Unis
Procédé modifié de cémentation à basse température
Inventeurs
Peter C Williams, Cleveland Heights, Ohio
Steven V. Marx, University Heights, Ohio
Bénéficiaire
Swagelok Company, Solon, Ohio, États-Unis
Numéro du brevet : 6 547 888 B1
Date du brevet : 15 avril 2003
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Résume
Une pièce contenant du fer est cémentée à basse température, procédé au cours duquel une ou plusieurs étapes sont effectuées, notamment le réglage de la température de cémentation, le réglage de la concentration des espèces chimiques dans le gaz de cémentation et la réactivation des surfaces à cémenter, afin d'améliorer le taux global et l'uniformité de la cémentation en produisant un minimum de suies, ce qui permet de réaliser la cémentation plus rapidement que par le passé.
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