CA2342256C - Acier lamine a chaud a tres haute limite d'elasticite et resistance mecanique utilisable notamment pour la realisation de piece de vehicules automobiles - Google Patents
Acier lamine a chaud a tres haute limite d'elasticite et resistance mecanique utilisable notamment pour la realisation de piece de vehicules automobiles Download PDFInfo
- Publication number
- CA2342256C CA2342256C CA002342256A CA2342256A CA2342256C CA 2342256 C CA2342256 C CA 2342256C CA 002342256 A CA002342256 A CA 002342256A CA 2342256 A CA2342256 A CA 2342256A CA 2342256 C CA2342256 C CA 2342256C
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- vanadium
- steel
- hot
- motor vehicle
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
- C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
- C21D8/0226—Hot rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/19—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering by interrupted quenching
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
- C21D2211/002—Bainite
Abstract
Acier laminé à chaud à très haute résistance mécanique utilisable notamment pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisée en la composition pondérale suivante : 0,08% < carbone < 0,16% 1 % < manganèse < 2% 0,02% < aluminium < 0,1 % silicium < 0,5% phosphore < 0,03% soufre < 0,01 % vanadium < 0,3% chrome < 1 % azote < 0,015% molybdène < 0,6%
Description
Acier laminé à chaud à très haute limite d'élasticité et résistance mécanique utilisable notamment pour la réalisation de piièce de véhicules automobiles.
L'invention concerne un acier laminé à chaud à très haute limite d'élasticité
et résistance mécanique utilisable notamment pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles.
Dans le domaine de la réalisation de tôles d'acier laminées à chaud, acier dont les caractéristiques sont obtenues par un laminage contrôlé, il est connu des produits à
limite d'élasticité élevée, c'est à dire comprise entre 315 MPa et 700 MPa.
Dans le domaine des tôles laminées à chaud issues d'un train à bande, la tenue en service des pièces obtenues par mise en forme à partir de ces tôles est un critère io important puisqu'elle définit la durée de vie des pièces mises en forme, comme par exemple par emboutissage, profilage ou hydroformage.
La tenue en service liée à la tenue en fatigue définit la durée de vie pour des charges déterminées.
Afin d'améliorer la tenue en fatigue de pièces mises en forme, une solution consiste en l'utilisation d'aciers à très haute résistance qui présentent des propriétés en fatigue importantes car il existe en première approximation, une relation proportionnelle entre la limite d'endurance et la résistance mécanique. Il faut néanmoins que l'acier soit apte à l'emboutissage. Or, en général, les propriétés de mise en forme diminuent avec l'augmentation de la résistance mécanique limitant ainsi les possibilités de mise en forme de pièces réalisables avec les aciers à haute résistance.
La tenue au choc est également une propriété importante pour des raisons de sécurité notamment dans des applications concernant l'automobile, puisque la tenue au choc définit la résistance à la rupture brutale des pièces. Afin d'améliorer cette propriété des pièces mises en forme, une solution consiste en l'utilisation d'aciers à très haute limite d'élasticité car il existe en première approximation, une relation linéaire entre la résistance au choc et la limite d'élasticité. Cependant, en général, les propriétés de mise en forme diminuent avec l'augmentation de la limite d'élasticité.
Dans la gamme des produits plats courants laminés à chaud, dont les caractéristiques mécaniques sont obtenues par laminage contrôlé sur un train à
large 3o bande, il existe notamment quatre familles principales d'aciers à
caractéristiques mécaniques élevées.
Les aciers HLE, aciers à haute limite d'élasticité, sont des aciers micro alliés qui présentent une limite d'élasticité comprise entre 315 MPa et 700 MPa, mais qui possèdent une aptitude au formage limitée du fait, en particulier, d'un rapport Re/Rm élevé supérieur à 0,85. Ces aciers présentent une structure ferrite-phase carburée du type cémentite. Le niveau de limite d'élasticité est obtenu par un laminage contrôlé et
L'invention concerne un acier laminé à chaud à très haute limite d'élasticité
et résistance mécanique utilisable notamment pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles.
Dans le domaine de la réalisation de tôles d'acier laminées à chaud, acier dont les caractéristiques sont obtenues par un laminage contrôlé, il est connu des produits à
limite d'élasticité élevée, c'est à dire comprise entre 315 MPa et 700 MPa.
Dans le domaine des tôles laminées à chaud issues d'un train à bande, la tenue en service des pièces obtenues par mise en forme à partir de ces tôles est un critère io important puisqu'elle définit la durée de vie des pièces mises en forme, comme par exemple par emboutissage, profilage ou hydroformage.
La tenue en service liée à la tenue en fatigue définit la durée de vie pour des charges déterminées.
Afin d'améliorer la tenue en fatigue de pièces mises en forme, une solution consiste en l'utilisation d'aciers à très haute résistance qui présentent des propriétés en fatigue importantes car il existe en première approximation, une relation proportionnelle entre la limite d'endurance et la résistance mécanique. Il faut néanmoins que l'acier soit apte à l'emboutissage. Or, en général, les propriétés de mise en forme diminuent avec l'augmentation de la résistance mécanique limitant ainsi les possibilités de mise en forme de pièces réalisables avec les aciers à haute résistance.
La tenue au choc est également une propriété importante pour des raisons de sécurité notamment dans des applications concernant l'automobile, puisque la tenue au choc définit la résistance à la rupture brutale des pièces. Afin d'améliorer cette propriété des pièces mises en forme, une solution consiste en l'utilisation d'aciers à très haute limite d'élasticité car il existe en première approximation, une relation linéaire entre la résistance au choc et la limite d'élasticité. Cependant, en général, les propriétés de mise en forme diminuent avec l'augmentation de la limite d'élasticité.
Dans la gamme des produits plats courants laminés à chaud, dont les caractéristiques mécaniques sont obtenues par laminage contrôlé sur un train à
large 3o bande, il existe notamment quatre familles principales d'aciers à
caractéristiques mécaniques élevées.
Les aciers HLE, aciers à haute limite d'élasticité, sont des aciers micro alliés qui présentent une limite d'élasticité comprise entre 315 MPa et 700 MPa, mais qui possèdent une aptitude au formage limitée du fait, en particulier, d'un rapport Re/Rm élevé supérieur à 0,85. Ces aciers présentent une structure ferrite-phase carburée du type cémentite. Le niveau de limite d'élasticité est obtenu par un laminage contrôlé et
2 une précipitation des éléments de micro alliage tels que niobium, vanadium, titane lors de la transformation ferritique.
Les aciers Dual-Phase sont des aciers de structure ferrite-martensite ayant une propriété de mise en forme remarquable. Les niveaux de résistance mécanique sont généralement compris entre 550 MPa et 800 MPa. Le niveau le plus élevé est obtenu par précipitation d'éléments de micro alliage lors de la transformation ferritique qui vient compléter l'effet durcissant de la martensite.
Les aciers HR sont des aciers dits haute résistance, au carbone et au manganèse, subissant après laminage, un refroidissement relativement rapide associé
to à un bobinage à basse température pour leur conférer une structure ferrito-bainitique.
Ils ont une caractéristique de formabilité intermédiaire entre les aciers HLE
et les aciers Dual-Phase. Le niveau de résistance varie entre 450 MPa et 800 MPa.
Les aciers martensitiques dont les niveaux de résistance sont les plus élevés.
Ces aciers ont une structure martensitique obtenue par traitement thermique après laminage. La réalisation de ce type de structure sur un train à large bande est difficile de par la fragilité de la martensite qui conduit à des ruptures de la bande après laminage. Les aciers martensitiques permettent d'atteindre des niveaux de résistance supérieurs à 1000 MPa mais avec un niveau de ductilité très faible et des allongements inférieurs à 8%. II est de plus nécessaire de réaliser un traitement thermique après laminage.
L'augmentation du niveau de résistance de l'ensemble des aciers ci-dessus cités s'accompagne d'une augmentation des efforts de laminage qui limite la réduction d'épaisseur ne permettant pas de bénéficier complètement des possibilités d'allègement.
Le but de l'invention est de présenter un acier laminé à chaud à très haute limite d'élasticité et résistance mécanique présentant de bonnes propriétés de mise en forme pour la réalisation de pièces par emboutissage, profilage, hydroformage notamment pour l'industrie automobile.
L'objet de l'invention est un acier laminé à chaud à très haute limite d'élasticité et 3o résistance mécanique utilisable notamment pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisée en la composition pondérale suivante :
0,08% < carbone < 0,2%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1 %
silicium < 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01 %
vanadium < 0,3%
chrome < 1%
Les aciers Dual-Phase sont des aciers de structure ferrite-martensite ayant une propriété de mise en forme remarquable. Les niveaux de résistance mécanique sont généralement compris entre 550 MPa et 800 MPa. Le niveau le plus élevé est obtenu par précipitation d'éléments de micro alliage lors de la transformation ferritique qui vient compléter l'effet durcissant de la martensite.
Les aciers HR sont des aciers dits haute résistance, au carbone et au manganèse, subissant après laminage, un refroidissement relativement rapide associé
to à un bobinage à basse température pour leur conférer une structure ferrito-bainitique.
Ils ont une caractéristique de formabilité intermédiaire entre les aciers HLE
et les aciers Dual-Phase. Le niveau de résistance varie entre 450 MPa et 800 MPa.
Les aciers martensitiques dont les niveaux de résistance sont les plus élevés.
Ces aciers ont une structure martensitique obtenue par traitement thermique après laminage. La réalisation de ce type de structure sur un train à large bande est difficile de par la fragilité de la martensite qui conduit à des ruptures de la bande après laminage. Les aciers martensitiques permettent d'atteindre des niveaux de résistance supérieurs à 1000 MPa mais avec un niveau de ductilité très faible et des allongements inférieurs à 8%. II est de plus nécessaire de réaliser un traitement thermique après laminage.
L'augmentation du niveau de résistance de l'ensemble des aciers ci-dessus cités s'accompagne d'une augmentation des efforts de laminage qui limite la réduction d'épaisseur ne permettant pas de bénéficier complètement des possibilités d'allègement.
Le but de l'invention est de présenter un acier laminé à chaud à très haute limite d'élasticité et résistance mécanique présentant de bonnes propriétés de mise en forme pour la réalisation de pièces par emboutissage, profilage, hydroformage notamment pour l'industrie automobile.
L'objet de l'invention est un acier laminé à chaud à très haute limite d'élasticité et 3o résistance mécanique utilisable notamment pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisée en la composition pondérale suivante :
0,08% < carbone < 0,2%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1 %
silicium < 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01 %
vanadium < 0,3%
chrome < 1%
3 azote < 0,015%
Molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration.
De préférence, l'acier est caractérisé en la composition pondérale suivante :
0,1% < carbone < 0,14%
1,4% < manganèse < 1,8%
0,02% < aluminium < 0,08%
0,15% < silicium < 0,3%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,008%
0,1% < vanadium < 0,3%
0,3% < chrome < 0,6%
azote < 0,012%
0,15 < molybdène < 0,4 le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'une bande de tôle d'acier laminée à
chaud à très haute résistance utilisable notamment pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisée en ce que l'acier de composition pondérale suivante 0,08% < carbone < 0,2%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1 %
silicium < 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01 %
vanadium < 0,3%
chrome < 1%
azote < 0,015%
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration est soumis à
- un laminage à une température inférieure à 950 C et de préférence inférieure à
880 C, - un refroidissement effectué à une vitesse supérieure à 20 C par seconde, et de préférence à une vitesse comprise entre 100 C et 200 C par seconde jusqu'à une température comprise entre 400 C et 600 C, et de préférence jusqu'à une température comprise entre 450 C et 500 C.
La description qui suit et les figures annexées, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre l'invention.
3a Un aspect de l'invention concernant un acier laminé à chaud à très haute limite d'élasticité et résistance mécanique, présentant une structure entièrement bainitique, utilisable pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisé en la composition pondérale suivante:
0,08% < carbone < 0,2%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1 silicium < 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01 %
0,1 % < vanadium < 0,3%
chrome < 1%
azote < 0,015%
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration.
Un autre aspect de l'invention concernant un procédé de réalisation d'une bande de tôle d'acier laminée à chaud à très haute résistance présentant une structure entièrement bainitique, utilisable notamment pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisé en ce que l'acier de composition pondérale suivante:
0,08% < carbone < 0,20%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1%
silicium< 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01%
0,1 % < vanadium < 0,3%
chrome < 1 %
azote < 0,015%.
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration, est soumis à:
- un laminage à une température inférieure à 950 C, - un refroidissement effectué à une vitesse supérieure à 20 C par seconde, jusqu'à
une température comprise entre 400 C et 600 C.
Molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration.
De préférence, l'acier est caractérisé en la composition pondérale suivante :
0,1% < carbone < 0,14%
1,4% < manganèse < 1,8%
0,02% < aluminium < 0,08%
0,15% < silicium < 0,3%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,008%
0,1% < vanadium < 0,3%
0,3% < chrome < 0,6%
azote < 0,012%
0,15 < molybdène < 0,4 le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'une bande de tôle d'acier laminée à
chaud à très haute résistance utilisable notamment pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisée en ce que l'acier de composition pondérale suivante 0,08% < carbone < 0,2%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1 %
silicium < 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01 %
vanadium < 0,3%
chrome < 1%
azote < 0,015%
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration est soumis à
- un laminage à une température inférieure à 950 C et de préférence inférieure à
880 C, - un refroidissement effectué à une vitesse supérieure à 20 C par seconde, et de préférence à une vitesse comprise entre 100 C et 200 C par seconde jusqu'à une température comprise entre 400 C et 600 C, et de préférence jusqu'à une température comprise entre 450 C et 500 C.
La description qui suit et les figures annexées, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre l'invention.
3a Un aspect de l'invention concernant un acier laminé à chaud à très haute limite d'élasticité et résistance mécanique, présentant une structure entièrement bainitique, utilisable pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisé en la composition pondérale suivante:
0,08% < carbone < 0,2%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1 silicium < 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01 %
0,1 % < vanadium < 0,3%
chrome < 1%
azote < 0,015%
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration.
Un autre aspect de l'invention concernant un procédé de réalisation d'une bande de tôle d'acier laminée à chaud à très haute résistance présentant une structure entièrement bainitique, utilisable notamment pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisé en ce que l'acier de composition pondérale suivante:
0,08% < carbone < 0,20%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1%
silicium< 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01%
0,1 % < vanadium < 0,3%
chrome < 1 %
azote < 0,015%.
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration, est soumis à:
- un laminage à une température inférieure à 950 C, - un refroidissement effectué à une vitesse supérieure à 20 C par seconde, jusqu'à
une température comprise entre 400 C et 600 C.
4 La figure 1 est un schéma présentant la variation de température en fonction de temps lors du refroidissement de la bande d'acier laminé à chaud.
La figure 2 présente une courbe d'allongement en fonction de la contrainte pour un acier selon l'invention.
L'acier selon l'invention, dont la composition pondérale est la suivante :
0,08% < carbone < 0,2%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1%
silicium < 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01 %
vanadium < 0,3%
chrome < 1 %
azote < 0,015%
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration, possède une structure entièrement bainitique. Sous cette forme, il est possible d'atteindre un niveau de résistance supérieur à 1000 MPa avec un allongement supérieur à 10%.
L'itcier mis sous forme d'une bande laminée à chaud selon l'invention est soumis à:
- un laminage à une température inférieure à 950 C et de préférence inférieure à
880 C, - un refroidissement effectué à une vitesse supérieure à 20 C par seconde, et de préférence à une vitesse comprise entre 100 C et 200 C par seconde jusqu'à une température comprise entre 400 C et 600 C, et de préférence jusqu'à une température comprise entre 450 C et 500 C.
Comme représenté sur le schéma de la figure 1, le cycle de refroidissement à
partir d'une température comprise entre 400 C et 600 C, et de préférence jusqu'à une température comprise entre 450 C et 500 C est effectué en bobine.
Du point de vue de la composition de l'acier selon l'invention - le carbone limité à 0,2% permet d'assurer une bonne soudabilité tout en permettant un durcissement par précipitation avec le vanadium.
- le manganèse permet d'abaisser les points de transformation AR3, Bs et Ms qui correspondent respectivement, à la température de début de la transformation ferritique, à la température de début de la transformation bainitique et à la température de début de la transformation martensitique. Il permet de par cet effet d'augmenter la trempabilité en évitant de former de la ferrite du fait des vitesses de refroidissement élevées et d'obtenir une structure entièrement bainitique. Le début de transformation bainitique (Bs) abaissé permet d'augmenter les propriétés mécaniques.
- l'aluminium est utilisé pour calmer l'acier.
- le silicium est conservé à des teneurs relativement faibles pour bénéficier du pouvoir durcissant en solution solide qu'il apporte sans dégrader l'état de surface après décapage, ni la revêtabilité du produit sur ligne de galvanisation ou d'électrozingage en continue. Le silicium est connu pour dégrader d'une part, l'aspect de surface des
La figure 2 présente une courbe d'allongement en fonction de la contrainte pour un acier selon l'invention.
L'acier selon l'invention, dont la composition pondérale est la suivante :
0,08% < carbone < 0,2%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1%
silicium < 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01 %
vanadium < 0,3%
chrome < 1 %
azote < 0,015%
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration, possède une structure entièrement bainitique. Sous cette forme, il est possible d'atteindre un niveau de résistance supérieur à 1000 MPa avec un allongement supérieur à 10%.
L'itcier mis sous forme d'une bande laminée à chaud selon l'invention est soumis à:
- un laminage à une température inférieure à 950 C et de préférence inférieure à
880 C, - un refroidissement effectué à une vitesse supérieure à 20 C par seconde, et de préférence à une vitesse comprise entre 100 C et 200 C par seconde jusqu'à une température comprise entre 400 C et 600 C, et de préférence jusqu'à une température comprise entre 450 C et 500 C.
Comme représenté sur le schéma de la figure 1, le cycle de refroidissement à
partir d'une température comprise entre 400 C et 600 C, et de préférence jusqu'à une température comprise entre 450 C et 500 C est effectué en bobine.
Du point de vue de la composition de l'acier selon l'invention - le carbone limité à 0,2% permet d'assurer une bonne soudabilité tout en permettant un durcissement par précipitation avec le vanadium.
- le manganèse permet d'abaisser les points de transformation AR3, Bs et Ms qui correspondent respectivement, à la température de début de la transformation ferritique, à la température de début de la transformation bainitique et à la température de début de la transformation martensitique. Il permet de par cet effet d'augmenter la trempabilité en évitant de former de la ferrite du fait des vitesses de refroidissement élevées et d'obtenir une structure entièrement bainitique. Le début de transformation bainitique (Bs) abaissé permet d'augmenter les propriétés mécaniques.
- l'aluminium est utilisé pour calmer l'acier.
- le silicium est conservé à des teneurs relativement faibles pour bénéficier du pouvoir durcissant en solution solide qu'il apporte sans dégrader l'état de surface après décapage, ni la revêtabilité du produit sur ligne de galvanisation ou d'électrozingage en continue. Le silicium est connu pour dégrader d'une part, l'aspect de surface des
5 produits décapés par la formation de Fe2O3SiO4 et d'autre part, la mouillabilité et donc, l'adhérence des revêtements.
- le molybdène, par son effet de trempabilité notamment une diminution de Bs, permet d'augmenter les propriétés mécaniques et cela par la formation d'une structure entièrement bainitique.
to - le vanadium est l'élément nécessaire à la formation de précipité de type nitrures et carbures qui se forment à différentes températures au cours du traitement thermomécanique. Ces précipités très durcissants permettent d'atteindre le niveau de propriétés mécaniques très élevé. Cet élément permet ce durcissement par précipitation sans augmentation de la dureté à chaud. Cet effet est contradictoire avec les effets connus des éléments de micro alliage qui, par précipitation induite au cours du laminage, conduisent à une augmentation de ladite dureté à chaud. Cette constatation a permis aux inventeurs d'obtenir, avec l'élément vanadium contenu dans l'acier selon l'invention, de laminer de fines épaisseurs de tôle jusqu'à 1,4 mm d'épaisseur sans augmentation des efforts de laminage.
Les exemples ci-dessous présentent les résultats obtenus pour un exemple B
d'application selon l'invention encadrée par deux exemples de comparaison A et C, les analyses des deux exemples de comparaison comportant, l'une, une teneur en vanadium faible, l'autre une teneur en vanadium élevée.
Les compositions des exemples sont présentées sur le tableau 1 suivant :
Tableau 1.
Acier C Mn Cr Mo Si N V P
A 0,11 1,58 0,51 0,33 0,2 0,0035 0 0,02 B 0,11 1,58 0,51 0,32 0,2 01,0040 0,2 0,02 C 0,11 1,58 0,51 0,34 0,2 0,0050 0,45 0,02 Le tableau 2 suivant donne les conditions du traitement thermique après le laminage à
chaud.
Tableau 2.
Acier Tem de Vitesse de Temps de laminage C refroidissement. C/s bobinage. C
- le molybdène, par son effet de trempabilité notamment une diminution de Bs, permet d'augmenter les propriétés mécaniques et cela par la formation d'une structure entièrement bainitique.
to - le vanadium est l'élément nécessaire à la formation de précipité de type nitrures et carbures qui se forment à différentes températures au cours du traitement thermomécanique. Ces précipités très durcissants permettent d'atteindre le niveau de propriétés mécaniques très élevé. Cet élément permet ce durcissement par précipitation sans augmentation de la dureté à chaud. Cet effet est contradictoire avec les effets connus des éléments de micro alliage qui, par précipitation induite au cours du laminage, conduisent à une augmentation de ladite dureté à chaud. Cette constatation a permis aux inventeurs d'obtenir, avec l'élément vanadium contenu dans l'acier selon l'invention, de laminer de fines épaisseurs de tôle jusqu'à 1,4 mm d'épaisseur sans augmentation des efforts de laminage.
Les exemples ci-dessous présentent les résultats obtenus pour un exemple B
d'application selon l'invention encadrée par deux exemples de comparaison A et C, les analyses des deux exemples de comparaison comportant, l'une, une teneur en vanadium faible, l'autre une teneur en vanadium élevée.
Les compositions des exemples sont présentées sur le tableau 1 suivant :
Tableau 1.
Acier C Mn Cr Mo Si N V P
A 0,11 1,58 0,51 0,33 0,2 0,0035 0 0,02 B 0,11 1,58 0,51 0,32 0,2 01,0040 0,2 0,02 C 0,11 1,58 0,51 0,34 0,2 0,0050 0,45 0,02 Le tableau 2 suivant donne les conditions du traitement thermique après le laminage à
chaud.
Tableau 2.
Acier Tem de Vitesse de Temps de laminage C refroidissement. C/s bobinage. C
6 Le tableau 3 suivant présente les caractéristiques mécaniques en résistance mécanique Rm, limite d'élasticité Re, et allongement A, des trois exemples de réalisation.
s Tableau 3.
Acier Rm Re A
(MPa) (MPa) (%) B 1090 990 10,4 r C 1125 1015 8,9 On peut remarquer que le vanadium augmente la résistance mécanique et réduit l'allongement. Le vanadium est l'élément nécessaire, dans l'acier à structure bainitique, pour la réalisation d'un effet durcissant, ce qui est inattendu car les éléments de micro io alliage ont un effet durcissant par précipitation mais cette précipitation est complètement terminée à plus haute température et doit se faire dans le domaine ferritique pour pouvoir être durcissante. Cet effet ne peut être obtenu par d'autres éléments de micro alliage comme le titane ou le niobium car ces éléments conduisent à
une augmentation de la dureté à chaud qui limite les taux de réduction en laminage à
15 chaud et donc l'épaisseur minimale réalisable pour ce type de tôle. Il s'avère que le vanadium n'a pas d'effet sur la dureté à chaud.
D'autres éléments résiduels peuvent être présents et utilisés en fonction de leurs propriétés connues comme le Cu, Ni. L'ajout d'éléments d'alliage comme le titane ou le bore peuvent être utilisés pour favoriser la précipitation des carbures de vanadium au 2o dépend des nitrures de vanadium. Le titane et le bore forment des nitrures à haute température qui restent stables au cours du traitement thermomécanique ultérieur.
Des essais industriels ont été réalisés sur la base de l'analyse B présentée dans le tableau n 4.
Tableau n 4 C% Mn% Cr% N% V% Mo% AI% SI%
0,124 1,560 0,389 0,0051 0,189 0,280 0,031 0,185 Un exemple de propriété mécanique obtenue pour une épaisseur de 1,7 mm est présenté sur la figure 2 à travers une courbe de traction.
Les caractéristiques de l'acier sont une résistance mécanique de 1015 MPa, une limite d'élasticité de 880 MPa, un allongement de 12%.
La structure finale de l'acier selon l'invention est une structure bainitique.
Cette structure permet d'obtenir une limite d'élasticité supérieure à 700 MPa, une résistance
s Tableau 3.
Acier Rm Re A
(MPa) (MPa) (%) B 1090 990 10,4 r C 1125 1015 8,9 On peut remarquer que le vanadium augmente la résistance mécanique et réduit l'allongement. Le vanadium est l'élément nécessaire, dans l'acier à structure bainitique, pour la réalisation d'un effet durcissant, ce qui est inattendu car les éléments de micro io alliage ont un effet durcissant par précipitation mais cette précipitation est complètement terminée à plus haute température et doit se faire dans le domaine ferritique pour pouvoir être durcissante. Cet effet ne peut être obtenu par d'autres éléments de micro alliage comme le titane ou le niobium car ces éléments conduisent à
une augmentation de la dureté à chaud qui limite les taux de réduction en laminage à
15 chaud et donc l'épaisseur minimale réalisable pour ce type de tôle. Il s'avère que le vanadium n'a pas d'effet sur la dureté à chaud.
D'autres éléments résiduels peuvent être présents et utilisés en fonction de leurs propriétés connues comme le Cu, Ni. L'ajout d'éléments d'alliage comme le titane ou le bore peuvent être utilisés pour favoriser la précipitation des carbures de vanadium au 2o dépend des nitrures de vanadium. Le titane et le bore forment des nitrures à haute température qui restent stables au cours du traitement thermomécanique ultérieur.
Des essais industriels ont été réalisés sur la base de l'analyse B présentée dans le tableau n 4.
Tableau n 4 C% Mn% Cr% N% V% Mo% AI% SI%
0,124 1,560 0,389 0,0051 0,189 0,280 0,031 0,185 Un exemple de propriété mécanique obtenue pour une épaisseur de 1,7 mm est présenté sur la figure 2 à travers une courbe de traction.
Les caractéristiques de l'acier sont une résistance mécanique de 1015 MPa, une limite d'élasticité de 880 MPa, un allongement de 12%.
La structure finale de l'acier selon l'invention est une structure bainitique.
Cette structure permet d'obtenir une limite d'élasticité supérieure à 700 MPa, une résistance
7 mécanique supérieure à 1000 MPa et un allongement supérieur à 10%. Ces valeurs montrent les bonnes propriétés de mise en forme de l'acier selon l'invention.
L'invention permet le laminage d'un acier ayant une épaisseur comprise entre 1,4 et 5 mm qui possède à la fois, une résistance mécanique élevée, c'est-à-dire supérieure à 1000 MPa et des propriétés de mise en forme remarquables, grâce à
un allongement supérieur à 10%.
L'état de surface, sans défaut, après le décapage de la tôle laminée à chaud est assuré, dans la composition de l'acier, par une teneur en silicium inférieure à 0,5%.
La bande de tôle d'acier laminée à chaud de l'invention présente un avantage 1o dans son utilisation dans des secteurs d'activité comme par exemple l'automobile et la construction mécanique en général, pour des pièces embouties, pliées, profilées ou hydroformées, pièces pouvant être allégées tout en assurant des performances en fatigue, une amélioration des performances au choc et une combinaison de ces avantages.
L'invention permet le laminage d'un acier ayant une épaisseur comprise entre 1,4 et 5 mm qui possède à la fois, une résistance mécanique élevée, c'est-à-dire supérieure à 1000 MPa et des propriétés de mise en forme remarquables, grâce à
un allongement supérieur à 10%.
L'état de surface, sans défaut, après le décapage de la tôle laminée à chaud est assuré, dans la composition de l'acier, par une teneur en silicium inférieure à 0,5%.
La bande de tôle d'acier laminée à chaud de l'invention présente un avantage 1o dans son utilisation dans des secteurs d'activité comme par exemple l'automobile et la construction mécanique en général, pour des pièces embouties, pliées, profilées ou hydroformées, pièces pouvant être allégées tout en assurant des performances en fatigue, une amélioration des performances au choc et une combinaison de ces avantages.
Claims (3)
1. Acier laminé à chaud à très haute limite d'élasticité et résistance mécanique, présentant une structure entièrement bainitique, utilisable pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisé en la composition pondérale suivante:
0,08% < carbone < 0,2%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1 silicium < 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01%
0,1% < vanadium < 0,3%
chrome < 1 %
azote < 0,015%
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration.
0,08% < carbone < 0,2%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1 silicium < 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01%
0,1% < vanadium < 0,3%
chrome < 1 %
azote < 0,015%
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration.
2. Acier selon la revendication 1 caractérisé en la composition pondérale suivante :
0,1 % < carbone < 0,14%
1,4% < manganèse < 1,8%
0,02% < aluminium < 0,08%
0,15% < silicium < 0,3%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,008%
0,1% < vanadium < 0,3%
0,3% < chrome < 0,6%
azote < 0,012%
0,15% < molybdène < 0,4%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration.
0,1 % < carbone < 0,14%
1,4% < manganèse < 1,8%
0,02% < aluminium < 0,08%
0,15% < silicium < 0,3%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,008%
0,1% < vanadium < 0,3%
0,3% < chrome < 0,6%
azote < 0,012%
0,15% < molybdène < 0,4%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration.
3. Procédé de réalisation d'une bande de tôle d'acier laminée à chaud à très haute résistance présentant une structure entièrement bainitique, utilisable notamment pour la réalisation de pièce de véhicules automobiles caractérisé en ce que l'acier de composition pondérale suivante:
0,08% < carbone < 0,20%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1%
silicium< 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01%
0,1 % < vanadium < 0,3%
chrome < 1%
azote < 0,015%.
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration, est soumis à:
- un laminage à une température inférieure à 950°C, - un refroidissement effectué à une vitesse supérieure à 20°C par seconde, jusqu'à
une température comprise entre 400°C et 600°C.
0,08% < carbone < 0,20%
1 % < manganèse < 2%
0,02% < aluminium < 0,1%
silicium< 0,5%
phosphore < 0,03%
soufre < 0,01%
0,1 % < vanadium < 0,3%
chrome < 1%
azote < 0,015%.
molybdène < 0,6%
le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à l'élaboration, est soumis à:
- un laminage à une température inférieure à 950°C, - un refroidissement effectué à une vitesse supérieure à 20°C par seconde, jusqu'à
une température comprise entre 400°C et 600°C.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0003958A FR2807068B1 (fr) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | Acier lamine a chaud a tres haute limite d'elasticite et resistance mecanique utilisable notamment pour la realisation de piece de vehicules automobiles |
| FR0003958 | 2000-03-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2342256A1 CA2342256A1 (fr) | 2001-09-29 |
| CA2342256C true CA2342256C (fr) | 2009-10-06 |
Family
ID=8848604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002342256A Expired - Lifetime CA2342256C (fr) | 2000-03-29 | 2001-03-27 | Acier lamine a chaud a tres haute limite d'elasticite et resistance mecanique utilisable notamment pour la realisation de piece de vehicules automobiles |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6554919B2 (fr) |
| EP (1) | EP1138796B1 (fr) |
| JP (1) | JP4846916B2 (fr) |
| AR (1) | AR027746A1 (fr) |
| AT (1) | ATE331821T1 (fr) |
| BR (1) | BR0101222B1 (fr) |
| CA (1) | CA2342256C (fr) |
| DE (1) | DE60121084T2 (fr) |
| ES (1) | ES2267692T3 (fr) |
| FR (1) | FR2807068B1 (fr) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030172512A1 (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-18 | Suarez Carlos Infanzon | Process for manufacturing fuel tanks by blast shaping of steel |
| FI114484B (fi) † | 2002-06-19 | 2004-10-29 | Rautaruukki Oyj | Kuumavalssattu nauhateräs ja sen valmistusmenetelmä |
| CN101471216B (zh) * | 2003-02-18 | 2010-10-13 | 松下电器产业株式会社 | 等离子体显示屏的制造方法以及基板保持件 |
| EP2020451A1 (fr) * | 2007-07-19 | 2009-02-04 | ArcelorMittal France | Procédé de fabrication de tôles d'acier à hautes caractéristiques de résistance et de ductilité, et tôles ainsi produites |
| FI20095528A (fi) * | 2009-05-11 | 2010-11-12 | Rautaruukki Oyj | Menetelmä kuumavalssatun nauhaterästuotteen valmistamiseksi sekä kuumavalssattu nauhaterästuote |
| FI122313B (fi) * | 2010-06-07 | 2011-11-30 | Rautaruukki Oyj | Menetelmä kuumavalssatun terästuotteen valmistamiseksi sekä kuumavalssattu teräs |
| CN110643894B (zh) * | 2018-06-27 | 2021-05-14 | 宝山钢铁股份有限公司 | 具有良好的疲劳及扩孔性能的超高强热轧钢板和钢带及其制造方法 |
| US20220056543A1 (en) | 2018-09-20 | 2022-02-24 | Arcelormittal | Hot rolled steel sheet with high hole expansion ratio and manufacturing process thereof |
| WO2020065381A1 (fr) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | Arcelormittal | Tôle d'acier laminée à chaud et son procédé de fabrication |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5900075A (en) * | 1994-12-06 | 1999-05-04 | Exxon Research And Engineering Co. | Ultra high strength, secondary hardening steels with superior toughness and weldability |
| US5743972A (en) * | 1995-08-29 | 1998-04-28 | Kawasaki Steel Corporation | Heavy-wall structural steel and method |
| DE19719546C2 (de) * | 1996-07-12 | 1998-12-03 | Thyssen Stahl Ag | Warmband aus Stahl und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP3635803B2 (ja) * | 1996-09-10 | 2005-04-06 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 靱性に優れた高張力鋼材の製造方法 |
| FR2756298B1 (fr) * | 1996-11-26 | 1998-12-24 | Ascometal Sa | Acier et procede pour la fabrication d'une piece de mecanique ayant une structure bainitique |
| FR2757877B1 (fr) * | 1996-12-31 | 1999-02-05 | Ascometal Sa | Acier et procede pour la fabrication d'une piece en acier mise en forme par deformation plastique a froid |
| DE19710125A1 (de) * | 1997-03-13 | 1998-09-17 | Krupp Ag Hoesch Krupp | Verfahren zur Herstellung eines Bandstahles mit hoher Festigkeit und guter Umformbarkeit |
| KR100386767B1 (ko) * | 1997-07-28 | 2003-06-09 | 닛폰 스틸 가부시키가이샤 | 인성이 우수한 초고강도 용접성 강의 제조방법 |
-
2000
- 2000-03-29 FR FR0003958A patent/FR2807068B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-03-27 CA CA002342256A patent/CA2342256C/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-27 EP EP01400777A patent/EP1138796B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-27 DE DE60121084T patent/DE60121084T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-27 AT AT01400777T patent/ATE331821T1/de active
- 2001-03-27 ES ES01400777T patent/ES2267692T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-28 BR BRPI0101222-3A patent/BR0101222B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-03-28 JP JP2001093740A patent/JP4846916B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-29 AR ARP010101513A patent/AR027746A1/es active IP Right Grant
- 2001-03-29 US US09/819,630 patent/US6554919B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2342256A1 (fr) | 2001-09-29 |
| ES2267692T3 (es) | 2007-03-16 |
| FR2807068B1 (fr) | 2002-10-11 |
| FR2807068A1 (fr) | 2001-10-05 |
| AR027746A1 (es) | 2003-04-09 |
| BR0101222B1 (pt) | 2009-01-13 |
| DE60121084D1 (de) | 2006-08-10 |
| EP1138796B1 (fr) | 2006-06-28 |
| DE60121084T2 (de) | 2007-06-14 |
| BR0101222A (pt) | 2001-10-30 |
| EP1138796A1 (fr) | 2001-10-04 |
| US20010049956A1 (en) | 2001-12-13 |
| ATE331821T1 (de) | 2006-07-15 |
| JP2001316767A (ja) | 2001-11-16 |
| JP4846916B2 (ja) | 2011-12-28 |
| US6554919B2 (en) | 2003-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2533023C (fr) | Procede de fabrication de toles d'acier austenitique fer-carbone-manganese, a haute resistance, excellente tenacite et aptitude a la mise en forme a froid, et toles ainsi produites | |
| CA2686940C (fr) | Procede de fabrication de toles d'acier laminees a froid et recuites a tres haute resistance, et toles ainsi produites | |
| EP1913169B1 (fr) | Procede de fabrication de tôles d'acier presentant une haute resistance et une excellente ductilite, et tôles ainsi produites | |
| EP2291547B1 (fr) | Procede de fabrication de toles d'aciers dual phase laminees a froid a tres haute resistance et toles ainsi produites | |
| EP0889145B1 (fr) | Acier inoxydable austénoferritique à très bas nickel et présentant un fort allongement en traction | |
| EP2137327B1 (fr) | Acier pour formage a chaud ou trempe sous outil, a ductilite amelioree | |
| EP2855725B1 (fr) | Acier lamine a chaud ou a froid a faible densite, son procede de mise en oeuvre et son utilisation | |
| EP2707513B1 (fr) | Procede de fabrication d'acier martensitique a tres haute resistance et tôle ou piece ainsi obtenue | |
| FR2878257A1 (fr) | Procede de fabrication de toles d'acier austenitique, fer-carbone-manganese a tres hautes caracteristiques de resistance et d'allongement, et excellente homogeneite | |
| EP3146083A1 (fr) | Tôle d'acier doublement recuite a hautes caracteristiques mecaniques de resistance et de ductilite, procede de fabrication et utilisation de telles tôles | |
| KR20190042022A (ko) | 추가 처리를 위한 향상된 특성을 갖는 고강도 강 스트립을 제조하기 위한 방법 및 이 유형의 강 스트립 | |
| CA2342256C (fr) | Acier lamine a chaud a tres haute limite d'elasticite et resistance mecanique utilisable notamment pour la realisation de piece de vehicules automobiles | |
| EP1587963B1 (fr) | Acier laminé à chaud à très haute résistance et procédé de fabrication de bandes | |
| FR2833617A1 (fr) | Procede de fabrication de toles laminees a froid a tres haute resistance d'aciers dual phase micro-allies | |
| EP1099769B1 (fr) | Procédé de réalisation d'une bande de tôle laminée à chaud à très haute résistance, utilisable pour la mise en forme et notamment pour l'emboutissage | |
| JPS6145688B2 (fr) | ||
| EP2257652B1 (fr) | Procede de fabrication de tôles d'acier inoxydable austenitique a hautes caracteristiques mecaniques, et tôles ainsi obtenues | |
| EP0748877B1 (fr) | Procédé de réalisation d'une bande de tôle d'acier laminée à chaud à très haute limite d'élasticité et tôle d'acier obtenue | |
| CA2975149A1 (fr) | Tole d'acier revetue a haute resistance a la traction ayant subi un post-recuit ayant une limite d'elasticite conventionnelle et un resultat d'essai d'agrandissement de trou ameli ores | |
| JPH03287719A (ja) | 溶接性に優れた加工用熱延鋼板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request | ||
| MKEX | Expiry |
Effective date: 20210329 |