BE854191A

BE854191A - Procede de traitement thermique en continu de toles laminees

Info

Publication number: BE854191A
Application number: BE6045990A
Authority: BE
Original assignee: Centre Rech Metallurgique
Priority date: 1977-05-02
Filing date: 1977-05-02
Publication date: 1977-09-01

Description


  Procédé de traitement thermique en continu de

  
tôles laminées.

  
La présente invention est relative à un procédé de traitement thermique en continu de tôles laminées à froid.

  
Ce procédé est particulièrement intéressant pour conférer à ces tôles une excellente combinaison limite élastique - allongement, avec pour conséquence une grande aptitude à l'embou-  tissage et une grande homogénéité de propriétés sur toute leur largeur. De telles qualités sont spécialement requises pour les tôles à haute limite élastique utilisées dans l'industrie automobile. 

  
Quand on veut obtenir de bonnes propriétés de ductilité, d'emboutissage et d'allongement avec des tôles 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, le demandeur a déjà préconisé de remplacer le traitement de recuit conventionnel par un traitement thermique continu consistant essent-iellement à porter la tôle à une température supérieure à sa température de recristallisation et ensuite à immerger la tôle ainsi chauffée dans un bain aqueux maintenu sensiblement à sa température d'ébullition.

  
Les résultats obtenus de cette façon se sont révélés très satisfaisants, notamment avec des tôles pour emboutissage, des tôles à haute limite élastique et des tôles à haute charge de rupture et allongement élevé.

  
Toutefois, dans certains cas, il n'est pas

  
aisé d'obtenir et de maintenir le bain en ébullition en tous points; on constate en effet que, en raison de la configuration de la cuve d'immersion, du passage même du produit ainsi que de la présence d'accessoires (rouleaux, conduits d'entrée d'eau plus froide.'..), le bain aqueux présente des écarts de température supérieurs à 25[deg.]C, ce qui procure des résultats certes satisfaisants mais hétérogènes.

  
Le procédé, objet de la présente invention,

  
a pour but de remédier à l'inconvénient de l'hétérogénéité thermique du bain aqueux à ébullition. mais également d'augmenter la vitesse de refroidissement. Cette dernière caraco téristique est particulièrement avantageuse dans le cas des acier doux, car plus l'opération de refroidissement est rapide, plus la phase de précipitation des carbonitrures peut être courte, avec pour conséquence, une meilleure ductilité et donc une meilleure aptitude à l'emboutissage.

  
En effet, il est bien connu que le cycle de recuit continu, tel qu'il est réalisé pour le fer blanc, ne convient pas pour les tôles pour emboutissage. Un tel cycle de recuit continu comprend effectivement les quatre phases suivantes :
chauffage jusqu'à une température voisine de 650[deg.]C, maintien et homogénéisation à une température voisine de 700[deg.]C, refroidissement contrôlé jusqu'à une température de l'ordre de 450[deg.]C, refroidissement rapide jusqu'à la température ambiante. L'ensemble de ces deux phases de refroidissement est trop rapide pour que le carbone et l'azote puissent précipiter, sous forme de carbonitrures. L'acier ainsi obtenu ne convient pas pour l'emboutissage profond, parce qu'il est trop dur et trop peu ductile.

  
Depuis longtemps, il est d'usage après une opération continue de recuit ou de recuit-galvanisation, de faire subir à ces aciers un traitement de précipitation du carbone entre 300[deg.]C et 400[deg.]C dans un four à cloche. On obtient alors

  
des propriétés comparables à celles obtenues par le procédé conventionnel de recuit sous cloche.

  
Des procédés continus réunissant les deux opérations ont déjà été proposés, mais ils se sont avérés trop coûteux à cause des grandes longueurs de four nécessaires pour assurer la précipitation complète du carbone dans l'acier.

  
La présente invention a précisément pour objet un procédé fondé sur les considérations émises ci-avant et permettant d'obtenir une homogénéité satisfaisante des propriétés des tôles sur toute leur largeur et une bonne ductilité, tout en gardant une durée de traitement acceptable.

  
Le procédé, objet de la présente invention, dans lequel on soumet une tôle d'acier laminée à froid à un traitement thermique comprenant une opération de chauffage suivie d'une opération de refroidissement rapide est essentiellement caractérisé en ce que l'opération de chauffage consiste à porter la tôle à une température supérieure à sa température de recristallisation et en ce que l'opération de refroidissement consiste à immerger la tôle ainsi chauffée dans un bain aqueux maintenu à une température supérieure à 75[deg.]C et de préférence supérieure à 85[deg.]C.

  
De préférence, le bain aqueux dans lequel on

  
 <EMI ID=1.1> 

  
notamment en ce qui concerne la répartition thermique.

  
Suivant une première modalité de l'invention, l'opération de chauffage est avantageusement effectuée à une vitesse supérieure à 10[deg.]C par seconde, et de préférence supérieure à 30[deg.]C par-seconde.

  
Suivant une autre modalité de l'invention, l' opération de chauffage est effectuée dans un four à flammes directes de type non oxydant ou peu oxydant.

  
Si le bain aqueux dans lequel on immerge la tôle en vue de la .refroidir rapidement peut être constitué d' eau uniquement, il peut aussi, suivant une deuxième modalité

  
de l'invention, contenir avantageusement en suspension et/ou

  
en solution des matières susceptibles de modifier le coefficient de transfert de la chaleur, par exemple des sels (notamment du chlorure de,calcium ou, du borax) ou des substances tensioactives telles que des palmitates, des stéarates, des oléates . de sodium ou de potassium ainsi qu'éventuellement des matières inhibitrices de corrosion.

  
Suivant la composition du bain:aqueux dans lequel on immerge la tôle pour la refroidir, et suivant la pression dans la chambre au-dessus du bain, la température de ce bain peut être comprise entre 80[deg.]C et 150[deg.]C.

  
Suivant encore une autre modalité de l'invention, la vitesse de refroidissement imposée par l'immersion de

  
 <EMI ID=2.1>  une première phase, entre 25[deg.]C par seconde et 180[deg.]C par seconde et de préférence entre 35[deg.] par sec. et 150[deg.]par sec. jusqu'à ce que la température de la tôle soit comprise entre 200[deg.]C et 400[deg.]C, et

  
dans la deuxième phase entre 90[deg.]C par seconde et 500[deg.]C par seconde, et de préférence entre 150[deg.]C par seconde et 450[deg.]C par seconde.

  
Suivant une variante de la présente modalité,

  
on termine la première phase de refroidissement lorsque la température de la tôle est comprise entre 200[deg.]C et 520[deg.]C et de préférence entre 200[deg.]C et 425[deg.]C.

  
Il est avantageux, suivant l'invention, d'effectuer le refroidissement de telle sorte que pendant la première phase, la valeur du produit de la vitesse de refroidissement en degrés centigrades par seconde (v) par l'épaisseur

  
en millimètres (e) soit maintenue supérieure à 25 soit

  
 <EMI ID=3.1> 

  
résultat pouvant être obtenu en réglant l'état d'oxydation de la surface à l'entrée du bain, la température et la composition du bain.

  
En ce qui concerne la deuxième phase de refroidissement, la valeur du produit de la vitesse de refroidissement en degrés centigrades par seconde, par l'épaisseur en millimètres est maintenue supérieure ou égale à 75 soit

  
 <EMI ID=4.1> 

  
de refroidissement par l'épaisseur pendant la première phase au

  
 <EMI ID=5.1> 

  
 <EMI ID=6.1> 

  
et de préférence entre 2 et 4.

  
Dans un cas d'application particulièrement intéressant de l'invention, l'acier traité est constitué par de l'acier à haute résistance. 

  
Suivant l'invention, la fabrication d'une

  
tôle à haute résistance est caractérisée en ce que l'on chauffe la tôle à une température supérieure à sa température de recristallisation, en ce que l'on maintient cette tôle pendant plus

  
de 30 secondes à une température comprise entre la température atteinte en fin de chauffage et celle à partir de laquelle on débute le refroidissement rapide, cette dernière température étant choisie entre 700[deg.]C et 1000[deg.]C, de préférence 750 - 960[deg.]C, en ce que l'on plonge ensuite cette tôle pendant une durée supérieure à 5 secondes, dans un bain aqueux, de manière à atteindre une température de préférence comprise entre 80[deg.]C et 150[deg.]C.

  
Egalement suivant l'invention, à la sortie du bain aqueux, on réchauffe la tôle à une température comprise entre 200[deg.]C et 500[deg.]C, pendant une durée supérieure à 15 secondes.

  
Dans une autre cas d'application particulièrement intéressant de l'invention, l'acier traité est constitué par de l'acier doux pour emboutissage.

  
bans le but d'obtenir une recristallisation aussi complète que possible de la structure écrouie de la tôle laminée à froid, on maintient la tôle après chauffage à une température comprise entre 650[deg.]C et 900[deg.]C, pendant un temps supérieur à 30 secondes.

  
Dans le cas d'aciers effervescents, on maintient la tôle après chauffage à une température inférieure à
840[deg.]C et de préférence inférieure à 780[deg.]C.

  
Suivant l'invention, la tôle refroidie par immersion dans un bain aqueux est avantageusement soumise à une opération de revenu ou de survieillissement consistant à chauffer la dite tôle à une température comprise entre 275[deg.]C et 525[deg.]C, et de préférence entre 380[deg.]C et 490[deg.]C, pendant un temps compris entre 30 secondes et 250 secondes et de préférence entre 40 secondes et 180 secondes, ce qui permet d'augmenter la ductilité du métal. 

  
Suivant une modalité particulièrement avantageuse de l'invention, le temps de maintien t (sec.) à la température T ([deg.]C) de revenu ou de survieillissement est au moins égal à celui donné par la forme suivante :

  

 <EMI ID=7.1> 


  
Egalement suivant l'invention, l'opération de revenu ou de survieillissement comprend ou est suivie d'un refroidissement lent, jusqu'à une température inférieure à 400[deg.]C et de préférence supérieure à 350[deg.]C avant d'aborder la phase de refroidissement final.

  
Il peut être avantageux que l'opération de recuit ou de survieillissement soit effectuée en deux phases dont

  
 <EMI ID=8.1> 

  
tre à une température comprise entre 300[deg.]C et 400[deg.]C, ces deux phases étant séparées par un refroidissement rapide.

  
Dans le cas où l'opération de revenu ou de survieillissement est effectuée en deux phases avec refroidissement rapide intermédiaire, ce dernier peut consister en une trempe dans un bain aqueux à une température supérieure ou égale à 60[deg.]C et de préférence supérieure ou égale à 80[deg.]C.

  
Dans ce même cas où l'opération de revenu ou de survieillissement est effectuée en deux phases, la première est maintenue pendant une période égale ou supérieure à 10 secondes et de préférence égale ou supérieure à 20 secondes et

  
la deuxième est maintenue pendant une période égale ou inférieure à 15 secondes et de préférence égale ou supérieure à

  
20 secondes.

  
Suivant l'invention, la composition de l'acier

  
 <EMI ID=9.1> 

  
Si ^0,020 %. 

  
Egalement suivant l'invention, on ajoute une quantité de bore comprise entre 0,001 % et 0,050 %.

  
Encore suivant l'invention, les teneurs en bore et en azote de l'acier satisfont à l'expression :

  

 <EMI ID=10.1> 


  
où B = bore, N = azote

  
K = coefficient compris entre 1 et 3. 

  
Suivant une modalité avantageuse de l'invention, après l'opération de revenu ou de survieillissement, on refroidit la tôle lentement jusqu'à la température -ambiante par des moyens connus tels que soufflage de gaz d'atmosphère,"waterj acket" , etc...

  
Suivant une variante de l'invention, après l' opération de revenu ou de survieillissement, la tôle est refroidie par trempe dans un bain aqueux à une température supérieure

  
 <EMI ID=11.1> 

  
Suivant une autre modalité de l'invention, le dernier bain est suivi ou sert lui-même de traitement de surface tel que décapage, rinçage, passivation, recouvrement métallique ou non métallique (phosphatation).

  
Suivant encore une autre modalité de l'inven-

  
 <EMI ID=12.1> 

  
exemple l'eau passant d'un bac à l'autre dans le sens inverse de la progression de la bande.

  
Les vapeurs provenant des différents bains aqueux sont avantageusement, suivant l'invention, condensées dans un condenseur commun et l'eau de condensation sert avan-

  
 <EMI ID=13.1>  

  
Les trois figures ci-annexées sont données à titre d'exemple non limitatif pour montrer les possibilités de l'invention.

  
La figure 1 représente la variation de la charge de rupture en fonction de la distance à l'axe d'une tôle soumise au procédé décrit ci-dessus, pour différentes températures du bain de trempe. La figure 2 représente la variation de l'allongement en fonction de la limite élastique et de la charge de rupture de tôles soumises au procédé décrit ci-dessus d'une part, et aux procédés classiques d'autre part, pour différentes températures du bain de trempe. La figure 3 représente la variation du temps de décapage en fonction de la température du bain de trempe d' une tôle soumise au procédé décrit ci-dessus.

  
Pour établir la figure 1, on a chauffé des tôles laminées à froid contenant 0,06 % C, 0,6 % Mn et 0,2 %

  
Si à une température de 800[deg.]C sous atmosphère.On a maintenu

  
ces tôles à cette température pendant 1 minute, puis on les a soumises à une trempe dans des bains d'eau distillée à des tem-

  
 <EMI ID=14.1> 

  
Sur ces tôles, on a prélevé des éprouvettes situées l'une à côté de l'autre suivant leur largeur et après les avoir soumises à un

  
 <EMI ID=15.1> 

  
On constate que pour des températures égales à 40[deg.]C, 50[deg.]C et 60[deg.]C, il existe une très grande hétérogénéité de la charge de rupture sur toute la largeur des tôles.

  
Par contre, pour des températures égales à
80[deg.]C, 90[deg.]C et 98[deg.]C, cette hétérogénéité fait place à une homogénéité de plus en plus nette. 

  
Pour établir la figure 2, on a effectué les mêmes essais avec le même acier que pour la figure 1 et on a établi un diagramme en portant en ordonnée l'allongement (A %) des différentes éprouvettes et en abscisse la limite élastique
(E, kg/mm<2>) d'une part, et la charge de rupture (R, kg/mm<2>) d' autre part.

  
Sur la figure 2, la zone hachurée repérée 1 indique le domaine des valeurs de la limite élastique et de l'allongement à la rupture soit A (E) aisément réalisables, à condition de mettre suffisamment d'éléments d'alliages dans l'acier, par les procédés conventionnels. De même, la zone hachurée repérée (2) indique le domaine des valeurs de la'charge de rupture et de l'allongement à la rupture, soit A (R) réalisables également par les procédés conventionnels.

  
On constate que, outre la grande dispersion des résultats relatifs aux points représentant les températures de 40[deg.]C et 60[deg.] C, le niveau général de l'allongement est moins bon que pour les procédés conventionnels représentés en hachuré.

  
 <EMI ID=16.1> 

  
est moindre et le niveau de l'allongement atteint quasiment les valeurs des procédés conventionnels.

  
 <EMI ID=17.1> 

  
delà, la dispersion est encore moindre surtout en ce qui concerne la.combinaison de 1''allongement et de la limite élastique, le niveau de l'allongement étant nettement meilleur que pour les procédés conventionnels. En ce qui concerne la combinaison de l'allongement et de la charge de rupture, le résultat serait encore meilleur si on choisissait par exemple un acier à plus haute teneur en manganèse.

  
Les résultats représentés à la figure 3 sont relatifs à des tôles de 0,88 mm d'épaisseur, en acier doux, chauffées sous atmosphère à 800[deg.]C et maintenues à cette température pendant 1 minute. Ces tôles ont ensuite été trempées dans des bains d'eau distillée à différentes températures (de 15[deg.]C à 98[deg.]C) sans passage à l'air. A la sortie des bains, on a prélevé des échantillons qui présentaient évidemment une légère oxydation et on a mesuré le temps qu'il fallait pour les dé-

  
 <EMI ID=18.1> 

  
ment choisi cette solution de décapage très peu efficace, afin de pouvoir étaler les durées nécessaires de décapage.

  
On a établi le diagramme en portant en ordonnée les temps de décapage (secondes) et en abscisse la température du bain d'eau distillée dans lequel les tôles ont été refroidies.

  
On constate que les temps de décapage diminuent très fortement pour des températures de bain de trempe égales ou supérieures à 75[deg.]C.

  
Les exemples d'application ci-après sont également donnés à titre indicatif, mais non limitatif.

  
EXEMPLE 1 : tôle à haute limite élastique.

  
On a réalisé dans un four électrique de 500 kg un acier de composition suivante :

  

 <EMI ID=19.1> 


  
Cet acier a été laminé à chaud avec les caractéristiques suivantes :
- température de fin de laminage à chaud : 910[deg.]C,
- température de bobinage : 580[deg.]C, 
- épaisseur finale : 2,7 mm.

  
La bobine ainsi obtenue a été décalaminée à l'acide chlorhydrique, puis laminée à froid avec un taux de réduction de 63 %,

  
 <EMI ID=20.1> 

  
On a alors prélevé des échantillons en vue de leur faire subir les traitements thermiques suivante : 

  
Cycle A a) chauffage en 40 secondes à 800[deg.]C, b) maintien à 800[deg.]C pendant 1 minute, c) immersion dans de l'eau à 90[deg.]C, pendant 10 secondes, d) refroidissement final jusqu'à la température ambiante.

  
Cycle B :
a) chauffage en 1 minute à 850[deg.]C, b) maintien à 850[deg.]C pendant 1 minute, c) immersion pendant 12 secondes dans de l'eau à 92[deg.]C, d) revenu pendant 1 minute dans un four à 400[deg.]C, e) refroidissement final jusqu'à la température ambiante.

  
Cycle C :
a) chauffage en 90 secondes à 920[deg.]C, b) maintien entre 920 et 880[deg.]C pendant 90 secondes, c) immersion dans de l'eau à 85[deg.]C pendant 15 secondes température-au départ du traitement : 880[deg.]C d) revenu pendant 2 minutes dans un four à 250[deg.]C, e) refroidissement final jusqu'à la température ambiante.

  
Cycle D :
a) chauffage en 1 minute à 850[deg.] C, b) maintien à 850[deg.]C pendant 1 minute, c) trempe à l'eau froide avec une vitesse de refroidissement de l'ordre de 500[deg.]C/sec.,  d) revenu à 400[deg.]C pendant 1 minute, e) refroidissement final jusqu'à la température ambiante.

  
Cycle E :
a) chauffage en 1 minute à 850[deg.]C, b) maintien à 850[deg.]C pendant 1 minute, c) refroidissement lent (20[deg.]C/sec.) jusqu'à la température ambiante, d) revenu à 400[deg.]C pendant 1 minute, e) refroidissement final jusqu'à la température ambiante.

  
Les produits ainsi obtenus avaient les propriétés suivantes :

  

 <EMI ID=21.1> 


  
A titre de comparaison, signalons que cet acier à l'état laminé à chaud, et après un recuit classique dans un four à cloche en bobine serrée à 700[deg.]C pendant 12 heures, avait les propriétés suivantes : 

  

 <EMI ID=22.1> 
 

  
On constate que les trois cycles A, B et C conformes à l'invention permettent de réaliser des combinai-

  
 <EMI ID=23.1> 

  
longement insuffisant, tandis que l'acier tcaité suivant le cycle E, tout en ayant un allongement inférieur à ceux donnés par les cycles A, 3 et C, a en outre une limite élastique plus faible.

  
Le:3 traitements réalisés selon l'invention,

  
 <EMI ID=24.1> 

  
résistance supérieure à celle de la tôle à &#65533;haud à haute résistance, tout en gardant les propriétés de ductilité et d'emboutissage caracté::istiques d'un acier laminé à froid, de qualité ordinaire. Par rapport au recuit conventionnel, le progrès est encore plus considérable, puisque la limite élastique passe de 28 à 42 kg/nua<2>, l'allongement ne baissant que de 4 % environ.

  
 <EMI ID=25.1> 

  
élevé.

  
On a réalisé de la même manière que dans l'exemple 2, deux aciers de composition suivante : 

  

 <EMI ID=26.1> 


  
On a effectué sur des échantillons de ces aciars à l'état laminé à froid, les traitements suivants,  tous deux conformes à l'invention. 

  
Cycle A :
a) chauffage à 800[deg.]C en 40 secondes, b) maintien à 800[deg.]C pendant 40 secondes, c) traitement dans de l'eau distillée à 95[deg.]C pendant 1, 25 sec., d) refroidissement final jusqu'à la température ambiante.

  
Cycle B ; <EMI ID=27.1>  c) traitement dans de l'eau distillée à l'ébullition pendant 1,25 sec., <EMI ID=28.1>  e) refroidissement final jusqu'à la température ambiante.

  
On a ainsi obtenu les propriétés suivantes :

  

 <EMI ID=29.1> 
 

  
On voit que l'on peut soit modifier l'analyse de l'acier pour obtenir un effet de trempe plus marqué et diminuer le rapport limite élastique , tout en supprimant le

  
 <EMI ID=30.1> 

  
palier de la courbe de traction, soit garder celui-ci de même qu'une limite élastique élevée, en effectuant un revenu.

  
EXEMPLE <3> : tôle en acier doux pour emboutissage.

  
On a réalisé en usine, de manière habituelle, un lingot de 17 tonnes d'acier effervescent. Ce lingot a été réduit en brame puis laminé à chaud, avec les caractéristiques suivantes : 
- température de fin de laminage à chaud : 885[deg.]C
- température de bobinage : 6200C
- épaisseur finale : 2,5 mm.

  
La composition du produit ainsi obtenu est donnée ci-dessous :

  

 <EMI ID=31.1> 


  
La bobine de tôle a ensuite été décalaminée à l'acide chlorhydrique, puis laminée à froid avec un taux de réduction de 60 % jusqu'à l'épaisseur finale de 1 mm.

  
 <EMI ID=32.1> 

  
née à froid et on leur a fait subir les traitements suivants :

  
Traitement conventionnel

  
Recuit selon le procédé conventionnel,en bo-

  
 <EMI ID=33.1> 

  
heures.

  
Skin-pass avec taux de réduction de 1 %. 

  
Cycle A : Conforme à l'invention.

  
chauffage en 40 secondes jusqu'à 800[deg.]C maintien à 800[deg.]C pendant 40 secondes

  
 <EMI ID=34.1> 

  
réchauffage à 450[deg.]C en 15 secondes maintien à 450[deg.]C pendant 45 secondes

  
 <EMI ID=35.1> 

  
skin-pass : 1 %

  
Cycle B : Conforme à l'invention

  
chauffage en 30 secondes jusqu'à 750[deg.]C

  
 <EMI ID=36.1> 

  
trempe dans un bain d'eau à 90[deg.]C pendant 10 secondes réchauffage à 450[deg.]C en 15 secondes

  
maintien à 450[deg.]C pendant 45 secondes

  
réf. à l'air en 45 secondes jusqu'à 70[deg.]C skin-pass : 1 %

  
Les cycles C à K ont la première étape du traitement, à savoir le chauffage, la recristallisation et le refroidissement rapide, en commun et ne diffèrent que par l'étape de survieillissement.

  
étape commune, cycles C à K :
- chauffage en 25 secondes jusqu'à 700[deg.]C
- maintien entre 720 et 680[deg.]C pendant 50 secondes
- refroidissement rapide dans un bain à 85[deg.]C :
- à une vitesse de 55[deg.]C/seconde jusqu'à 240[deg.]C
- à une vitesse de 150[deg.]C/seconde de 240 à 85[deg.]C

  
Cycle C : 1ère étape comme décrit ci-dessus puis :

  
réchauffage en 10 secondes jusqu'à 250[deg.]C

  
(inférieur à l'invention : 275[deg.]C)

  
maintien à cette température pendant 150 secondes refroidissement final à l'air en 25 secondes jusqu'à
70[deg.]C

  
skin-pass 1 %. 

  
CyclesD : 1ère étape comme décrit ci-dessus, puis :

  
réchauffage en 10 secondes jusqu'à 300[deg.]C

  
Dl. maintien à cette température pendant 120 secondes D2. maintien à cette température pendant 180 secondes

  
refroidissement final à l'air en 30 secondes jusqu'à
70[deg.] C

  
skin-pass : 1 % 

  
 <EMI ID=37.1> 

  
réchauffage en 12 secondes jusqu'à 350[deg.]C

  
El. maintien à cette température pendant 60 secondes

  
E2. maintien à cette température pendant 120 secondes

  
refroidissement,final à l'air en 35 secondes jusqu'à
70[deg.] C

  
skin-pass : 1 %.

  
Cycles F: 1ère étape comme décrit ci-dessus, puis :

  
réchauffage en 14 secondes jusqu'à 400[deg.]C

  
Fl maintien à cette température pendant 30 secondes F2 maintien à cette température pendant 60 secondes F3 maintien à cette température pendant 90 secondes

  
refroidissement final à l'air en 40 secondes jusqu'à <EMI ID=38.1>  skin-pass : 1 %.

  
Cycles G: 1ère étape comme décrit ci-dessus, puis :

  
réchauffage en 15 secondes jusqu'à 450[deg.]C

  
Gl. maintien à cette température pendant 20 secondes G2. maintien à cette température pendant 60 secondes G3. maintien à cette température pendant 90 secondes

  
refroidissement final à l'air en 45 secondes jusqu'à
70[deg.] C

  
 <EMI ID=39.1>  Cycles H : 1ère étape comme décrit ci-dessus, puis :

  
chauffage en 18 secondes jusqu'à 500"C Hl. maintien à cette température pendant 30 secondes H2. maintien à cette température pendant 40 secondes H3. maintien à cette température pendant 60 secondes H4. maintien à cette température pendant 120 secondes refroidissement à l'air en 50 secondes jusqu'à 70[deg.]C skin-pass : 1 %.

  
Cycles I : 1ère étape comme décrit ci-dessus, puis :

  
réchauffage en 15 secondes jusqu'à 450[deg.]C

  
 <EMI ID=40.1> 

  
Il. refroidissement à l'air

  
12. refroidissement du bain à 85[deg.]C

  
13. refroidissement en 20 secondes jusqu'à 300[deg.]C,

  
puis refroidissement du bain à 85[deg.]C

  
14. refroidissement dans un bain à 100[deg.]C contenant

  
des substances tensio-actives, jusqu'à 350[deg.]C, maintien pendant 30 secondes à 350[deg.]C -

  
 <EMI ID=41.1>  

TABLEAU DES PROPRIETES

  

 <EMI ID=42.1> 
 

  
On constate que les propriétés varient peu avec la température de recristallisation, bien qu'il semble y avoir avantage au point de vue de l'allongement à la rupture à recristalliser à une température relativement basse
(650 - 7800C).

  
Par contre, le traitement de survieillissement a une grande importance et la comparaison des cycles C à H montre :

  
1) il faut une température de survieillissement supérieure

  
ou égale à 275[deg.]C: 

  
2) de bonnes propriétés, c'est-à-dire surtout un allongement

  
à la rupture supérieur ou égal à 41 %, sont obtenues pour

  
 <EMI ID=43.1> 

  
le temps (en secondes) de maintien à la température de survieillissement est égal ou supérieur à

  
 <EMI ID=44.1> 

  
survieillissement en [deg.]C (voir figure 4) .

  
D'autra part et surtout, pour les hautes températures de survieillissement, il n'y a pas lieu de prolonger ce ternes de maintien outre mesure, car alors une grande quantité de carbone reste en solution, ce que l'on voit bien en

  
 <EMI ID=45.1> 

  
Enfin, la comparaison des cycles I aux cycles G montre qu'il y a moyen de raccourcir le refroidissement final à condition de ne pas faire débuter celui-ci à une température trop élevée. L'idéal est de réaliser le survieillissement en deux étapes afin de ne garder en solution que le carbone correspondant à l'équilibre à la plus basse des températures choisies. 

  
Sur la figure 4, on a reporté en abscisse les temps de maintien à la température de survieillissement et en ordonnée la température de survieillissement.

  
Les résultats considérés comme non satisfaisants sont représentés par des croix et les résultats considérés comme satisfaisants sont représentés par des points.

  
La courbe tracée en traits pleins représente les durées (en secondes) de maintien à la température de

  
 <EMI ID=46.1> 

T

  
On remarque d'une façon générale que tous les résultats situés au-dessus de cette courbe sont satisfaisants et d'autre part que les zones comprises entre les hachurés correspondent au domaine de l'invention, c'est-à-dire correspondent aux températures comprises entre 275[deg.]C et 525[deg.]C.

  
..Il.est à noter que le refroidissement final est toujours un refroidissement à l'air (cycles C à H). 

REVENDICATIONS

  
1. Procédé de traitement thermique en continu

  
de tôles d'acier laminées à froid, comprenant une opération de chauffage suivie d'une opération de refroidissement rapide, caractérisé en ce que l'opération de chauffage consiste à porter

  
la tôle à une température supérieure à sa température de recristallisation et en ce que l'opération de refroidissement

  
consiste à immerger la tôle ainsi chauffée dans un bain aqueux maintenu sensiblement à une température supérieure à 75[deg.]C et

  
de préférence supérieure à 85[deg.]C.

Claims

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le bain aqueux dans lequel on immerge la tôle présente un caractère particulièrement homogène, notamment en

ce qui concnerne la répartition thermique.

3. Rrocédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'opération de chauf- <EMI ID=47.1>

<EMI ID=48.1>

4. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'opération de chauffage

<EMI ID=49.1>

dant ou peu oxydant.

5. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bain aqueux dans lequel on immerge la tôle en vue de la refroidir est constitué

d'eau uniquement. 6. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bain aqueux dans lequel on immerge la tôle en vue de la refroidir rapidement contient en suspension et/ou en solution des matières susceptibles de modifier le coefficient de transfert de la chaleur, par exemples des sels (notamment du chlorure de calcium ou du borax) ou des substances tensio-actives telles que des palmitates, des stéarates, des oléates de sodium ou ds potassium ainsi qu'éventuellement des matières inhibitrices de corrosion.

7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, suivant la composition du bain aqueux dans lequel on immerge la tôle pour la refroidir, et suivant la pression dans la chambre au-dessus du bain, la température de ce bain est comprise entre 80[deg.]C et 150[deg.]C.

8. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la vitesse de refroidissement de la tôle dans le bain aqueux est comprise, dans une première phase, entre.25[deg.]C par seconde et 180[deg.]C par seconde

et de préférence entre 35[deg.]C par seconde et 1500C par seconde, jusqu'à ce que la température de la tôle soit comprise entre 200[deg.]C et 400[deg.]C et dans la deuxième phase, entre 90[deg.]C par seconde

<EMI ID=50.1>

et 450[deg.]C par seconde.

9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que l'on termine la première phase de refroidissement lorsque la température de la tôle est comprise entre 200[deg.]C et 520[deg.]C et de préférence entre 200[deg.]C et 425[deg.]C.

10. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'on effectue le refroidissement de telle sorte que pendant la première phase, la valeur du produit de la vitesse de refroidissement en degrés centigrades par seconde (v) par l'épaisseur en millimètres (e) <EMI ID=51.1>

<EMI ID=52.1>

obtenu en réglant l'état d'oxydation de la surface à l'entrée du bain, la température et la composition du bain.

11. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que, lors de la deuxième phase de refroidissement, la valeur du produit de la vitesse de refroidissement en degrés centigrades par seconde, par l' épaisseur en millimètres est maintenue supérieure ou égale à

<EMI ID=53.1>

12. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la valeur du rap-

<EMI ID=54.1>

<EMI ID=55.1>

des mêmes grandeurs pendant la deuxième phase, c'est-à-dire

<EMI ID=56.1>

rence entre 2 et 4.

13. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'acier traité est constitué par de l'acier à haute résistance.

14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'on chauffe la tôle à une température supérieure à sa température de recristallisation, en ce que l'on maintient cette tôle pendant plus de 30 secondes à une température comprise entre la température atteinte en fin de chauffage et celle à partir de laquelle on débute le refroidissement rapide, cette dernière température étant choisie entre 700[deg.]C et 1000[deg.]C, de préférence 750 - 960[deg.]C, en ce que l'on plonge ensuite cette tôle pendant une durée supérieure à 5 secondes, dans un bain aqueux, de manière à atteindre une température de préférence comprise entre 80[deg.]C et 150[deg.]C. <EMI ID=57.1>

dications 13 et 14, caractérisé en ce que, à la sortie du bain aqueux, on réchauffe la tôle à une température comprise entre 200[deg.]C et 500[deg.]C, pendant une durée supérieure à 15 secondes.

16. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'acier traité est constitué par de l'acier doux pour emboutissage.

17. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que, dans le but d'obtenir une recristallisation aussi complète que possible de la structpre écrouie de la tôle laminée à froid, on maintient la tôle après chauffage à une température comprise entre 650[deg.]C et 900[deg.]C, pendant un temps supérieur à 30 secondes.

18. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que, dans le cas d' aciers effervescents, on maintient la tôle après chauffage à

<EMI ID=58.1>

<EMI ID=59.1>

19. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que la tôle refroidie par immersion dans un bain aqueux est soumise à une opération de revenu ou de survieillissement consistant à chauffer la dite tôle à une température comprise entre 275 et 525[deg.]C et de préférence entre 380[deg.]C et 490[deg.]C, pendant un temps compris entre 30 secondes et 250 secondes et de préférence entre 40 secondes et 180 secondes.

20. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que le temps de maintien t (sec.) à la température T ([deg.]C) de revenu ou de survieillissement est au moins égal à celui donné par la formule <EMI ID=60.1>

T

21. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 16 à 20, caractérisé en ce que l'opération de revenu ou de survieillissement comprend ou est suivie d'un refroidissement lent jusqu'à une température inférieure à 400[deg.]C et de préférence supérieure à 350[deg.]C avant d'aborder la phase

de refroidissement final.

22. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 16 à 20, caractérisé en ce que l'opération de revenu ou de survieillissement est effectuée en'deux phases dont l'une à une température comprise entre 400[deg.]C et 500[deg.]C et l'autre à une température comprise entre 300[deg.]C et 400[deg.]C, ces deux phases étant séparées par un refroidissement rapide.

23. Procédé suivant la revendication 22, caractérisé en ce que, dans le cas où l'opération de revenu ou

de survieillissement est effectuée en deux phases avec refroidissement rapide intermédiaire, ce dernier consiste en une trempe dans un bain aqueux à une température supérieure ou

<EMI ID=61.1>

24. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 22 et 24; caractérisé en ce que, dans le cas où l' opération de revenu ou de survieillissement est effectuée en deux phases, la première est maintenue pendant une période égale ou supérieure à 10 secondes et de préférence égale ou supérieure à 20 secondes et la deuxième est maintenue pendant une période égale ou supérieure à 15 secondes et de

<EMI ID=62.1>

25. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 16 à 24, caractérisé en ce que la composition de l'acier traité est : <EMI ID=63.1>

si 40,020

26. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 16 à 25, caractérisé en ce que l'on ajoute une quantité de bore comprise entre 0,001 % et 0,050 %.

<EMI ID=64.1>

vendications 16 à 26, caractérisé en ce que les teneurs en bore et en azote de l'acier satisfont à l'expression

% B = K % N

où B = bore, N = azote

K = coefficient compris entre 1 et 3.

28. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 27, caractérisé en ce que, après l'opération de revenu ou de surviéillissement, on refroidit la tôle lentement jusqu'à la température ambiante par des moyens connus tels que soufflage de gaz d'atmosphère, "water-jacket", etc...

29. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 27, caractérisé en ce que, après l'opération de revenu ou de survieillissement, la tôle est refroidie par trempe dans un bain aqueux à une température supérieure ou

<EMI ID=65.1>

30. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 29, caractérisé en ce que le dernier bain est suivi ou sert lui-mime de traitement de surface tel que décapage, rinçage, passivation,1 recouvrement métallique ou non métallique, (phosphatation). 31. Procédé suivant l'une ou l'autre des re-

<EMI ID=66.1>

aqueux communiquent entre eux, par exemple l'eau passant d'un bac à l'autre dans le sens inverse de la progression de la bande.

32. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 31, caractérisé en ce que les vapeurs provenant des différents bains aqueux sont condensés dans un condenseur commun.

33. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 à 32, caractérisé en ce que l'eau de condensation sert de rinçage final.

34. Procédé tel que décrit dans les exemples ci-dessus. NOTE D ' INFORMATION

En date du 2 mai 1977. j'ai déposé au Siège du Gouvernement Provincial de LIEGE, une demande de brevet relative à un "Procédé de traitement thermique en continu de tôles laminées".

Cette demande, déposée au nom du CENTRE DE RECHERCHES METALLURGIQUES - CENTRUM VOOR RESEARCH IN DE

METALLURGIE, association sans but lucratif - vereniging

zondër winstoogmerk,47, rue Montoyer à BRUXELLES, a reçu

le numéro d'inscription provisoire 6/45.990.

Je vous serais obligé de bien vouloir joindre,

la présente lettre, au dossier de cette demande, lettre par laquelle je vous notifie mon désir d'apporter les modifications ci-après au texte de la description et aux revendications. <EMI ID=67.1>

Le soussigné n'ignore pas qu'aucun document joint au dossier d'un brevet d'invention ne peut être de nature à apporter, soit à la description, soit aux dessins, des modifications de fond

et déclare que le contenu de cette note n'apporte pas de telles modifications et n'a d'autre objet que de signaler une ou plusieurs erreurs matérielles.

Il reconnaît que le contenu de cette note ne peut avoir pour effet de rendre valable totalement ou partiellement la demande de brevet n[deg.] 6/45.990 si celle-ci ne l'était pas en tout ou en partie en vertu de la législation actuellement en vigueur. Il autorise l'administration à joindre cette note au dossier du brevet et à en délivrer photocopie.

Veuillez agréer, Messieurs, l'expression de mes salu-

<EMI ID=68.1>