Procédé pour le traitement thermique continu des tôles
La présente invention est relative à un procédé pour le traitement thermique en continu de tôles laminées à froid, permettant de conférer à ces tôles une excellente combinaison limite élastique (ou charge de rupture) allongement. Les tôles traitées présentent ainsi des qualités qui sont spécialement requises par exemple pour les tôles en acier à haute limite élastique utilisées dans l'industrie automobile ou pour les tôles pour emboutissage destinées à certaines applications, ou encore pour les tôles destinées à la galvanisation ou à l'étamage.
Quand on veut obtenir de bonnes propriétés de ductilité, d'emboutissage et d'allongement avec des tôles en acier laminées à froid, on les soumet généralement à un recuit de recristallisation en bobine, dans un four à cloche. Toutefois, un tel traitement s'avère coûteux parce qu'il est long et partant de faible productivité; en outre, les résultats ainsi obtenus présentent une assez grande dispersion.
Pour remédier à ces inconvénients, on a déjà préconisé de remplacer ce traitement de recuit par un traitement thermique continu; malgré les nombreuses variantes proposées, il est cependant encore impossible d'ob-
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sur toute leur largeur et une bonne ductilité, tout en gardant une durée de traitement acceptable.
L'amélioration des propriétés en même temps que de leur homogénéité fait l'objet de recherches variées dont certaines portent plus particulièrement sur les conditions de refroidissement de la tôle après qu'on lui ait fait subir une phase de chauffage déterminée.
Là présente invention a pour objet un procédé dans lequel on fait subir à la tôle laminée un refroidissement dont l'allure assure au produit des propriétés particulièrement intéressantes.
Le procédé pour le traitement thermique de tôles en acier laminées à froid, objet de la présente invention, procédé dans lequel on soumet la tôle d'abord à une opération de chauffage à une température supérieure à la température de recristallisation de l'acier, puis à une opération de refroidissement rapide, est essentiellement caractérisé en ce que l'on réalise l'opération de refroidissement rapide en deux phases consécutives, en ce qu'au cours de la première phase, on abaisse la température jusqu'à une valeur, dite "intermédiaire", comprise entre 18G[deg.]C et450[deg.]C avec une vitesse moyenne de refroidissement comprise entre 30[deg.]C par seconde et 300[deg.]C par seconde, en ce qu'au cours de la deuxième phase,* le refroidissement du produit est brusquement accéléré, avec une vitesse comprise entre 200[deg.]C par seconde et 1500[deg.]C par
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Suivant l'invention, le rapport entre la vitesse (V2) de refroidissement appliquée au produit après que celui-ci a atteint la température
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du produit au cours de la première phase du refroidissement rapide, est avantageusement compris entre 4 et 8 et de préférence compris entre 5 et 7.
Suivant une modalité avantageuse de mise en oeuvre de l'inventio on réalise au moins partiellement l'opération de refroidissement rapide en immergeant la tôle dans un bain maintenu sensiblement à sa température d'ébullition.
Dans le but d'obtenir une recristallisation aussi complète que possible de la structure écrouie de la tôle laminée à froid, on peut maintenir la tôle à une température égale ou éventuellement intermédiaire aux températures de fin de chauffage et de début de refroidissement, par exemple pendant un temps supérieur à 30 secondes.
A titre purement exemplatif, on décrit ci-après deux cas d'application du procédé de l'invention.
Exemple 1
Une tôle laminée à froid jusqu'à une épaisseur de 1 mm est soumise au traitement de l'invention dans les conditions suivantes :
- chauffage en 1 minute jusqu'à 800"C,
- refroidissement rapide, jusqu'à environ 350[deg.]C, à une vitesse moyenne d'environ 50[deg.]C par'seconde, par immersion dans un bain d'eau en ébullition,
- accélération du refroidissement rapide pour atteindre une vitesse d'environ 300[deg.]C par seconde; cette phase s'achève lorsque la température de la tôle atteint environ 150[deg.]C;
la vitesse de refroidissement diminue alors fortement.
Exemple 2
Une tôle laminée à froid jusqu'à une épaisseur de 0, 2 mm
est soumise à un refroidissement rapide en deux phases comportant l'immersion dans un bain d'éthylène glycol; au cours d'une première phase, la vitesse moyenne de refroidissement est d'environ 250[deg.]C par seconde, jusqu'à atteindre une température voisine de 314[deg.]C; la vitesse de refroidissement est alors accélérée jusqu'à une valeur d'environ 1500[deg.]C par seconde.
Les propriétés mécaniques de ces tôles - aptitude à l'emboutissage et limite élastique notamment - se sont révélées particulièrement
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REVENDICATIONS
1. Procédé pour le traitement thermique de tôles en acier laminées
à froid, dans lequel on soumet la tôle d'abord à une opération de chauffage à
une température supérieure à la température de recristallisation de l'acier, puis à une opération de refroidissement rapide, caractérisé en ce que l'on réalise l'opération de refroidissement rapide en deux phases consécutives, en ce qu'au cours de la première phase, on abaisse la température jusqu'à une valeur,
dite "intermédiaire", comprise entre 180[deg.]C et 450[deg.]C avec une vitesse moyenne de refroidissement comprise entre 30[deg.]C par seconde et 300[deg.]C par seconde, en ce qu'au cours de la deuxième phase, le refroidissement du produit est brusquement accéléré, avec une vitesse comprise entre 200[deg.]C par seconde et
1500[deg.]C par seconde.
Process for the continuous heat treatment of sheets
The present invention relates to a process for the continuous heat treatment of cold-rolled sheets, making it possible to give these sheets an excellent combination of elastic limit (or breaking load) elongation. The treated sheets thus have qualities which are especially required, for example, for steel sheets with high elastic limit used in the automotive industry or for stamping sheets intended for certain applications, or for sheets intended for galvanizing or tinning.
When it is desired to obtain good ductility, drawing and elongation properties with cold-rolled steel sheets, they are generally subjected to reel recrystallization annealing in a bell furnace. However, such a treatment proves to be expensive because it is long and therefore of low productivity; in addition, the results thus obtained exhibit a fairly large dispersion.
To remedy these drawbacks, it has already been recommended to replace this annealing treatment by continuous heat treatment; despite the many variations offered, it is however still impossible to obtain
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over their entire width and good ductility, while maintaining an acceptable processing time.
The improvement of the properties at the same time as their homogeneity is the subject of various researches, some of which relate more particularly to the conditions for cooling the sheet after it has been subjected to a determined heating phase.
The present invention relates to a process in which the rolled sheet is subjected to cooling, the appearance of which provides the product with particularly advantageous properties.
The process for the heat treatment of cold-rolled steel sheets, object of the present invention, in which the sheet is first subjected to a heating operation at a temperature above the recrystallization temperature of the steel, then to a rapid cooling operation, is essentially characterized in that the rapid cooling operation is carried out in two consecutive phases, in that during the first phase, the temperature is lowered to a value, called "intermediate", between 18G [deg.] C and 450 [deg.] C with an average cooling rate between 30 [deg.] C per second and 300 [deg.] C per second, in that during of the second phase, * the cooling of the product is suddenly accelerated, with a speed between 200 [deg.] C per second and 1500 [deg.] C per
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According to the invention, the ratio between the cooling speed (V2) applied to the product after it has reached the temperature
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of the product during the first phase of rapid cooling, is advantageously between 4 and 8 and preferably between 5 and 7.
According to an advantageous embodiment of the invention, the rapid cooling operation is at least partially carried out by immersing the sheet in a bath maintained substantially at its boiling temperature.
In order to obtain as complete a recrystallization as possible of the work-hardened structure of the cold-rolled sheet, the sheet can be maintained at a temperature equal or possibly intermediate to the temperatures of the end of heating and the start of cooling, for example during a time greater than 30 seconds.
By way of example only, two cases of application of the process of the invention are described below.
Example 1
A cold-rolled sheet up to a thickness of 1 mm is subjected to the treatment of the invention under the following conditions:
- heating in 1 minute up to 800 "C,
- rapid cooling, to about 350 [deg.] C, at an average speed of about 50 [deg.] C per second, by immersion in a boiling water bath,
- acceleration of the rapid cooling to reach a speed of about 300 [deg.] C per second; this phase ends when the temperature of the sheet reaches about 150 [deg.] C;
the cooling rate then drops sharply.
Example 2
Cold rolled sheet up to 0.2mm thickness
is subjected to rapid cooling in two phases comprising immersion in an ethylene glycol bath; during a first phase, the average cooling rate is around 250 [deg.] C per second, until a temperature of around 314 [deg.] C is reached; the cooling rate is then accelerated to a value of about 1500 [deg.] C per second.
The mechanical properties of these sheets - suitability for drawing and elastic limit in particular - have proved particularly
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CLAIMS
1. Process for heat treatment of rolled steel sheets
cold, in which the sheet is first subjected to a heating operation at
a temperature greater than the recrystallization temperature of the steel, then to a rapid cooling operation, characterized in that the rapid cooling operation is carried out in two consecutive phases, in that during the first phase , the temperature is lowered to a value,
said "intermediate", between 180 [deg.] C and 450 [deg.] C with an average cooling rate between 30 [deg.] C per second and 300 [deg.] C per second, in that during the second phase, the cooling of the product is suddenly accelerated, with a rate between 200 [deg.] C per second and
1500 [deg.] C per second.