BE1008976A6

BE1008976A6 - Procede de fabrication d'une bande mince en acier a haute resistance.

Info

Publication number: BE1008976A6
Application number: BE9401166A
Authority: BE
Inventors: Pierre Messien; Claude Stolz
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1994-12-27
Filing date: 1994-12-27
Publication date: 1996-10-01

Abstract

On soumet une bande d'acier à un traitement thermique de recuit, qui consiste à chauffer la bande jusqu'à une température d'au moins 650 degré C à une vitesse comprise entre 500 degré C/s et 3000 degré C/s, à maintenir la bande à cette température pendant une durée au maximum égale à 5 s et à refroidir la bande jusqu'à la température ambiante à une vitesse comprise entre 500 degré C/s et 2000 degré C/s. Le chauffage est de préférence effectué par induction. Le procédé de l'invention permet de produire des bandes minces en acier à haute résistance, notament pour fer blanc, présentant des niveaux de dureté HR30T supérieurs à 75 et un allongement uniforme supérieur à 10 %, sans nécessiter d'opération de double réduction.

Description


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  Procédé de fabrication d'une bande mince en acier à haute résistance. 



  La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une bande mince en acier à haute résistance, destinée par exemple à la production de fer blanc. 



  Dans la pratique industrielle, on utilise des tôles ou des bandes minces en acier à haute résistance pour diverses applications, en particulier dans le domaine de l'emballage. Il est fréquent que ces tôles ou bandes d'acier soient revêtues d'un métal tel que l'étain ou le chrome. Dans le cas d'un revêtement en étain, on les désigne souvent par l'expression "fer blanc à haute résistance". 



  Pour définir leur niveau de résistance, les bandes minces en acier sont généralement réparties en classes de dureté Rockwell HR30T, encore 
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 appelées"Tempers"par référence à leur classification proposée initialement par l'American Society for Testing and Materials (ASTM). 



  Les bandes d'acier à haute résistance dont il est question dans la présente demande appartiennent à la classe des tempers T8 à   T10,   auxquels correspondent des niveaux de dureté HR30T supérieurs à 75. 



  D'une manière classique, les bandes d'acier présentant des niveaux de dureté aussi élevés, dits aciers à double réduction, sont obtenues par une opération de réduction d'épaisseur à froid de l'ordre de 30 % après une étape de recuit, continu ou en bobines, de bandes ayant une épaisseur inférieure à 0,25 mm. Ces produits présentent une ductilité faible, correspondant à un allongement généralement inférieur à 5 %, tandis que leur charge de rupture est comprise entre 500 et 600 MPa. 



  La double réduction d'épaisseur de la bande d'acier constitue cependant une opération qui d'une part est coûteuse et qui d'autre part consomme un temps relativement important. 

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 Pour remédier à ces inconvénients, la présente invention a pour objet de proposer un procédé de fabrication d'une bande mince en acier à haute résistance, qui ne nécessite pas l'opération précitée de double réduction d'épaisseur de la bande et qui conduit à des produits présentant une ductilité accrue sans perte de dureté. 



  Conformément à la présente invention, un procédé de fabrication d'une bande mince en acier à haute résistance, dans lequel on soumet une bande d'acier à un traitement thermique de recuit, est caractérisé en ce que le traitement thermique de recuit consiste à chauffer la bande jusqu'à une température d'au moins 650 C à une vitesse comprise entre 500 C/s et 
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 3000. C/s, à maintenir la bande à cette température pendant une durée au maximum égale à 5 s et à refroidir la bande jusqu'à la température ambiante à une vitesse comprise entre 500'C/s et   2000. C/s.   



  Dans ce cadre, il faut comprendre que la température ambiante signifie une température suffisamment basse pour qu'elle n'ait plus d'effet sur la structure ou les propriétés de la bande. Dans ce sens, cette température est de préférence inférieure à   300. C. Il   est cependant avantageux de poursuivre le refroidissement rapide réellement jusqu'à la température ambiante, c'est-à-dire environ   20. C,   afin de réduire dans toute la mesure du possible la durée de refroidissement et donc la durée du traitement thermique de recuit. 



  Suivant une mise en oeuvre particulière, on effectue le chauffage de la bande avec une vitesse comprise entre 750 C/s et 2250 C/s. 



  Ce chauffage rapide est par exemple effectué par induction. 



  La durée du maintien à la température de recuit dépend en particulier de la valeur de cette température. 



  Selon une caractéristique supplémentaire, la température de recuit est de préférence comprise entre   650oC   et   800*C,   et de préférence encore entre 720 C et   750oC.   Un chauffage au-delà de   800"C n'apporte   en effet aucune amélioration supplémentaire des propriétés ; en revanche, il nécessite une plus grande consommation d'énergie. 

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  Dans ce domaine de température, la durée de maintien est de préférence comprise entre 0,5 s et 3,5 s. 



  Selon une autre caractéristique supplémentaire, la vitesse de refroidissement de la bande est de préférence comprise entre   1000'C/s   et   2000 C/s,   et de préférence encore comprise entre   1300'C/S   et 1700'C/s, par exemple voisine de   1500. C/s.   



  Le présent traitement thermique de recuit s'applique aux aciers utilisés couramment pour la fabrication de fer blanc. A titre indicatif, un tel acier peut présenter la composition suivante, en poids : 
C   : 0, 002-0,   1 %
Mn : 0, 1-0, 4 %
N : 0, 001-0, 006 %, le reste étant du fer et des impuretés habituelles. 



  Typiquement l'acier est calmé à l'aluminium et sa mise en oeuvre est également conventionnelle : - laminage de la brame à chaud, en phase austénitique ou ferritique, - bobinage à une température comprise entre   500oC   et 700 C, - laminage à froid jusqu'à une épaisseur inférieure à 0,25 mm. 



  Selon une autre caractéristique supplémentaire, on peut effectuer une légère opération de double réduction de la bande à froid, pour augmenter encore sa dureté superficielle. 



  On va à présent décrire de façon plus détaillée un exemple de mise en oeuvre du procédé de l'invention, en faisant référence aux dessins annexés, dans lesquels la Fig. 1 montre un cycle de traitement thermique conforme à l'inven- tion ; et la Fig. 2 illustre l'évolution de la dureté superficielle HR30T en fonction de la température de maintien. 

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 Le présent exemple porte sur une bande en acier laminée à froid, d'une épaisseur de 0,19 mm. L'acier présentait la composition suivante, en poids : 
C   : 0, 030 %  
Mn : 0, 210 %
Si   : 0, 009   %
P : 0, 012 %
S : 0, 010 %
Al : 0, 045 %
Fe : reste. 



  Des échantillons tirés de la même bobine de bande ont été soumis respectivement à des cycles de traitement dont les caractéristiques sont données dans le tableau 1. Les résultats de ces essais sont également indiqués dans ce tableau. 



   Tableau 1 : Conditions et résultats des essais 
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 ---------------------------------------------- 
 EMI4.2 
 
<tb> 
<tb> Echant. <SEP> Vit. <SEP> chauf. <SEP> Temp. <SEP> Durée <SEP> Vit. <SEP> refr. <SEP> HR30T <SEP> AI <SEP> long.
<tb> 



  N-CC/s) <SEP> (-) <SEP> (s) <SEP> ('C/s) <SEP> (X)
<tb> 1 <SEP> 1001 <SEP> 672 <SEP> 2.3 <SEP> 1500 <SEP> 76.6 <SEP> 13.5
<tb> 2 <SEP> 988 <SEP> 700 <SEP> 2.4 <SEP> 1500 <SEP> 77.3 <SEP> 13.6
<tb> 3 <SEP> 964 <SEP> 714 <SEP> 2.5 <SEP> 1500 <SEP> 77.7 <SEP> 13.5
<tb> 4 <SEP> 981 <SEP> 735 <SEP> 2.5 <SEP> 1500 <SEP> 78.4 <SEP> 13.6
<tb> 5 <SEP> 959 <SEP> 750 <SEP> 2.6 <SEP> 1500 <SEP> 78.6 <SEP> 12.3
<tb> 6 <SEP> 2033 <SEP> 665 <SEP> 2.7 <SEP> 1500 <SEP> 75.9 <SEP> 15.2
<tb> 7 <SEP> 2011 <SEP> 669 <SEP> 2.7 <SEP> 1500 <SEP> 75.6 <SEP> 14.3
<tb> 8 <SEP> 1987 <SEP> 688 <SEP> 2.9 <SEP> 1500 <SEP> 76. <SEP> 4 <SEP> 11.6
<tb> 9 <SEP> 2103 <SEP> 746 <SEP> 2.9 <SEP> 1500 <SEP> 78. <SEP> 6 <SEP> 13.2
<tb> 10 <SEP> 2006 <SEP> 743 <SEP> 3.1 <SEP> 1500 <SEP> 78.2 <SEP> 12. <SEP> 2
<tb> 
 La Fig.

   1 montre un cycle de traitement particulier dans lequel la bande est chauffée à une vitesse Vc de 964 C/s jusqu'à une température de 

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 714 C, maintenue à une température supérieure à   6000C   pendant une durée de 2,5 s puis refroidie jusqu'à la température ambiante avec une vitesse   VR   de   15000C/s.   



  La Fig. 2 illustre l'évolution de la dureté des échantillons du tableau, en fonction de la température de maintien. Dans tous les cas, le chauffage et le refroidissement des échantillons ont été effectués à une vitesse comprise dans les gammes proposées ; la durée du maintien à température était comprise entre 2,3 s et 3,1 s. La température de maintien 
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 a varié de 665 C à 750'C. La Fig. 2 montre que la dureté HR30T de la bande augmente régulièrement avec la température jusqu'à une valeur de l'ordre de 78,5 pour une température de 7250C et qu'elle se stabilise au-delà de cette température. 



  Le niveau d'allongement uniforme associé à ces duretés élevées est de l'ordre de 13 %, c'est-à-dire sensiblement supérieur aux valeurs obtenues par le procédé de la double réduction. 



  Le procédé de l'invention, comportant un cycle thermique court avec chauffage et refroidissement très rapides, permet donc de produire des bandes d'acier de dureté élevée, destinées notamment à la fabrication de fer blanc à haute résistance et ductilité élevée.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une bande mince en acier à haute résistance, dans lequel on soumet une bande d'acier à un traitement thermique de recuit, caractérisé en ce que le traitement thermique de recuit consiste à chauffer la bande jusqu'à une température d'au moins 6500C à une vitesse comprise entre 500*C/s et 30000C/s, à maintenir la bande à cette température pendant une durée au maximum égale à 5 s et à refroidir la bande jusqu'à la température ambiante à une vitesse comprise entre 500'C/s et 20000C/s.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on chauffe la bande jusqu'à une température de recuit comprise entre 650 C et 800 C.
3. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on chauffe la bande jusqu'à une température de recuit comprise entre 720oC et 750oC.
4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on effectue le chauffage de la bande avec une vitesse comprise entre 750'C/s et 22500C/s.
5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit chauffage rapide est effectué par induction.
6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on maintient la bande à ladite température de recuit pendant une durée comprise entre 0,5 s et 3,5 s.
7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on refroidit la bande avec une vitesse comprise entre 1000 C/s et 20000 (/s.
8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on refroidit la bande avec une vitesse comprise entre 1300 C/s et 17000 (/s. <Desc/Clms Page number 7>
9. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite bande a une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 0,5 mm.