calmer l'acier

La refusion sous vide, ou « deadmelting », est un procédé de refusion utilisé pour désoxyder l'acier en le chauffant à haute température, généralement de 1600 à 1700 degrés Celsius, dans un four sous conditions réductrices ou sous atmosphère protectrice. L'objectif est d'éliminer l'oxygène dissous et d'autres impuretés volatiles qui affaiblissent l'acier ou le rendent cassant. Cela produit ce qu'on appelle de l'acier calmé, un produit plus propre et plus homogène adapté aux applications exigeantes.

Le terme vient de l'association historique entre la teneur en oxygène et la « vivacité » de l'acier pendant le refroidissement. L'acier à haute teneur en oxygène mousse et éclabousse de manière imprévisible à mesure que le gaz s'échappe pendant la solidification. L'acier désoxydé se solidifie en douceur et est dit « calmé ». Les méthodes modernes de refusion à l'arc sous vide (VAR) et de refusion sous laitier électroconducteur (ESR) sont les principales méthodes de « deadmelting » dans la production de précision, bien que les fours à induction sous gaz inerte servent également à cette fin.

Le « deadmelting » est essentiel pour les aciers à outils, les aciers alliés pour aubes de turbine et les alliages d'implants médicaux où la propreté affecte directement les performances et la résistance à la fatigue. Un seul cycle de « deadmelt » peut réduire la teneur en oxygène de 300 ppm à 50 ppm ou moins, selon la méthode et la durée. Plusieurs cycles de refusion sont parfois utilisés pour les matériaux à très haute spécification.

Le processus est énergivore et coûteux, de sorte que le « deadmelting » est réservé aux matériaux de grande valeur. L'atmosphère du four doit être soigneusement contrôlée: gaz inerte pour le VAR, chimie du bain de laitier pour l'ESR. La contamination pendant la refusion, qu'elle provienne de l'érosion réfractaire ou des résidus d'électrode, est un mode de défaillance critique et annule l'objectif de l'opération.

Le « deadmelting » est distinct de la désoxydation primaire de l'acier effectuée en poche avec de l'aluminium ou du silicium. C'est une étape de finition, souvent la dernière avant la coulée en lingots ou la coulée directe en billettes. Le contrôle qualité repose sur l'analyse chimique post-coulée et parfois l'inspection ultrasonique pour vérifier la propreté avant que le matériau n'entre en usinage ou en forgeage.