CA2514736C - Procede de fabrication d'une bande d'acier dual-phase a structure ferrito-martensitique, laminee a froid et bande obtenue - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication d'une bande d'acier dualphase à structure ferrito-martensitique, laminée à froid dans lequel on lamine à chaud une brame dont la composition chimique comprend, en poids 0,010% <= C <= 0,100% 0,050% <= Mn <= 1,0% 0,010% <= Cr <= 1,0% 0,010% <= Si <= 0,50% 0,001% <= P <= 0,20% 0,010% <= AI <= 0,10% N <= 0,010% le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, ledit procédé comprenant ensuite les étapes consistant à - bobiner la bande à chaud obtenue à une température comprise entre 550 et 850°C, puis - à laminer à froid la bande avec un taux de réduction compris entre 60 et 90%, puis - à recuire la bande de façon continue dans le domaine intercritique, et - à la refroidir jusqu'à la température ambiante, en une ou plusieurs étapes, la vitesse de refroidissement entre 600°C et la température ambiante étant comprise entre 100°C/s et 1500°C/s, - et éventuellement à lui faire subir un revenu à une température inférieure à 300°C, les opérations de recuit et de refroidissement étant menées de telle sorte que la bande comprenne finalement de 1 à 15% de martensite, et la bande d'acier ainsi formée.
Description
2 PCT/FR2004/000209 hr~cé~é de fa~rioati~n ~9'~ane ~an~e d'acier dual-~ha~~ à sfrc~ctu~-e ~~~~i~~-~r~~~n~ifi:ia~u~, I~mi~è~ ~ ~~-~i~ ~r~ ~an~l~ ~~~~n~ae s La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une bande d'acier dual-phase à structure ferrito-martensitique, laminée à froid, et la bande pouvant ëtre obtenue par ce procédé, qui est plus particulièrement destinée à la fabrication de pièces pour automobile par emboutissage lo profond.
Les aciers à très haute résistance ont été développés ces dernières années, notamment afin de répondre aux besoins spécifiques de l'industrie automobile, qui sont en particulier la réduction du poids et donc de l'épaisseur des pièces, et l'ari~élioration de la sécurité qui passe par l'augmentation de la is résistance à la fatigue et de la tenue aux chocs des pièces. Ces améliorations ne doivent en outre pas détériorer l'aptitude à la mise en forme des tôles utilises pour la fabrication des pièces.
Ainsi, on a développé des aciers dits dual-phase, dont la structure est ferrito-martensitique et qui permettent d'atteindre des résistances à la traction 2o Rm de plus de 400 MPa, mais qui ne présentent pas de bonnes caractéristiques d'emboutissabilité, car leur coefficient d'anisotropie r moyen est proche de 1. Par ailleurs, leur aptitude à la galvanisation est mauvaise, car ils contiennent de fortes quantités de silicium ou d'autres éléments néfastes au bon mouillage de la surface de la bande par le zinc en fusion.
2s Par ailleurs, on connaît des aciers dont la structure est monophasée et qui présentent un coefficient moyen d'anisotropie r élevé, mais ont des caractéristiques mécaniques moyennes, avec une résistance à la traction Rm ne dépassant pas 400 MPa.
~n citera à titre d'exemple les aciers à bas interstitiels, ou les aciers calmés à l'aluminium et re-phosphorés. Les tentatives d'amplifier les mécanismes de durcissement classiques pour ces types d'acier ne permettent _ 2 pas d'améliorer sensiblement leurs caractéristiques mécaniques. En outre, cet acier doit être apte à la galvanisation.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des aciers de l'arfi antérieur en proposant une bande d'acier apte à
l'emboutissage s profond, et présentant à la fois d'excellentes caractérisüques mécaniques et d'excellentes caractéristiques d'anisotropie.
A cet effet, l'invention a pour premier objet un procédé de fabrication d'une bande d'acier dual-phase à structure ferrito-mariensitique, laminée à
froid caractérisé en ce qu'on lamine à chaud une brame dont la composition lo chimique comprend, en poids 0,010% < C < 0,100%
0,050% < Mn < 1,0%
0,010% < Cr < 1,0%
0,010% < Si < 0,50%
ls 0,001 % < P < 0,20%
0,010% < AI < 0,10%
N < 0,010%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, ledit procédé comprenant ensuite les étapes consistant à
20 - bobiner la bande â chaud obtenue à une température comprise entre 550 et 850°C, puis - à laminer à froid la bande avec un taux de réduction compris entre GO
et 90%, puis - à recuire la bande de façon continue dans le domaine intercritique, et 2s - à la refroidir jusqu'à la température ambiante, en une ou plusieurs étapes, la vitesse de refroidissement entre 600°C et la température ambiante étant comprise entre 100°C/s et 1500°C/s, - et éventuellement à lui faire subir un revenu à une température inférieure à 300°C, 30 les opérations de recuit et de refroidissement étant menées de telle sorte que la bande comprenne finalement de 1 à 15% de martensite.
Les aciers à très haute résistance ont été développés ces dernières années, notamment afin de répondre aux besoins spécifiques de l'industrie automobile, qui sont en particulier la réduction du poids et donc de l'épaisseur des pièces, et l'ari~élioration de la sécurité qui passe par l'augmentation de la is résistance à la fatigue et de la tenue aux chocs des pièces. Ces améliorations ne doivent en outre pas détériorer l'aptitude à la mise en forme des tôles utilises pour la fabrication des pièces.
Ainsi, on a développé des aciers dits dual-phase, dont la structure est ferrito-martensitique et qui permettent d'atteindre des résistances à la traction 2o Rm de plus de 400 MPa, mais qui ne présentent pas de bonnes caractéristiques d'emboutissabilité, car leur coefficient d'anisotropie r moyen est proche de 1. Par ailleurs, leur aptitude à la galvanisation est mauvaise, car ils contiennent de fortes quantités de silicium ou d'autres éléments néfastes au bon mouillage de la surface de la bande par le zinc en fusion.
2s Par ailleurs, on connaît des aciers dont la structure est monophasée et qui présentent un coefficient moyen d'anisotropie r élevé, mais ont des caractéristiques mécaniques moyennes, avec une résistance à la traction Rm ne dépassant pas 400 MPa.
~n citera à titre d'exemple les aciers à bas interstitiels, ou les aciers calmés à l'aluminium et re-phosphorés. Les tentatives d'amplifier les mécanismes de durcissement classiques pour ces types d'acier ne permettent _ 2 pas d'améliorer sensiblement leurs caractéristiques mécaniques. En outre, cet acier doit être apte à la galvanisation.
Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des aciers de l'arfi antérieur en proposant une bande d'acier apte à
l'emboutissage s profond, et présentant à la fois d'excellentes caractérisüques mécaniques et d'excellentes caractéristiques d'anisotropie.
A cet effet, l'invention a pour premier objet un procédé de fabrication d'une bande d'acier dual-phase à structure ferrito-mariensitique, laminée à
froid caractérisé en ce qu'on lamine à chaud une brame dont la composition lo chimique comprend, en poids 0,010% < C < 0,100%
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le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, ledit procédé comprenant ensuite les étapes consistant à
20 - bobiner la bande â chaud obtenue à une température comprise entre 550 et 850°C, puis - à laminer à froid la bande avec un taux de réduction compris entre GO
et 90%, puis - à recuire la bande de façon continue dans le domaine intercritique, et 2s - à la refroidir jusqu'à la température ambiante, en une ou plusieurs étapes, la vitesse de refroidissement entre 600°C et la température ambiante étant comprise entre 100°C/s et 1500°C/s, - et éventuellement à lui faire subir un revenu à une température inférieure à 300°C, 30 les opérations de recuit et de refroidissement étant menées de telle sorte que la bande comprenne finalement de 1 à 15% de martensite.
3 Dans un mode de réalisation préféré, la composition chimique comprend en outre, en poids 0,020/~ < C < 0,060%
0,300/~ < fin < 0,500/~
s 0,~~ 0% ~ Cr e ~ ,~~
0,~~ ~/~ < SI < 0,5~/~
0,00% < P < 0,00%
e C C e lo le reste tant du fer et des s rsultant de l'laboration.
impuret Le procédé selon l'invention peut également comprendre les caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison - on lamine la bande à chaud à une température supérieure à 850°C, ls - on bobine la bande à chaud à une température comprise entre 550 et 750°C, - on lamine à froid la bande avec un taux de réduction compris entre 70 et 80%, - le recuit continu de la bande laminée à froid comprend une phase de 2o montée en température, puis une phase de maintien à une température prédéterminée, - la température de maintien est comprise entre Ac1 et 900°C, - la température de maintien est comprise entre 750 et 850°C, - le refroidissement jusqu'à la température ambiante comprend un 2s premier refroidissement lent entre la température de maintien et 600°G, au cours duquel la vitesse de refroidissement est inférieure à 50°C/s, puis un second refroidissement à une vitesse plus élevée et comprise entre 100°C/s et ~ 500°C/s, jusqu'à la température ambiante.
0,300/~ < fin < 0,500/~
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- 4 L'invention a également pour deuxième objet une bande d'acier dual-phase à structure ferrito-martensitique, laminèe à froid, dont la composition chimique comprend, en poids 0,010/~ < C < 0,100%
s 0,050% < Mn ~ 1,0%
, ~ < Cr < 1,0~
0,01~% < Si ~ 0,5~~
r ~~ ~ ~ e ~~
0,010/~ < AI < 0,10/~
io N < 0,010/~
le reste tant du fer et des impurets rsultant de l'laboration, la bande comportant en outre entre 1 %
et 15% de martensite.
Dans un mode de ralisation prfr, la composition de la bande est la suivante 1s 0,020% < C < 0,060%
0,300% < Mn < 0,500%
0,010% < Cr < 1,0%
0,010% < Si < 0,50%
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20 0,010% < AI < 0,10%
N < 0,010%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
La bande selon l'invention peut également comprendre les caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison 2s - elle présente une résistance à la traction Rm supérieure à 450 MPa, - elle présente une résistance à la traction Rm supérieure à 500 MPa, - elle présente une résistance à la fraction Rm supérieure à 600 MPa, - elle présente un coefficient d'anisotropie moyen r supérieur à 1,1, - elle présente un coefficient d'anisotropie moyen r supérieur à 1,3, 30 - elle comporte en outre entre 1 °/~ et 10°/~ de martensite, - elle comporte en outre entre 5% et 8% de martensite.
' s Enfin, l'invention a pour troisième objet l'utilisation d'une bande d'acier selon l'invention, pour la fabrication de pièces pour automobile par emboutissage profond.
Le procédé selon l'invention consiste à laminer à chaud une brame de s composition spécifique, puis à bobiner la bande à chaud obtenue à une température comprise entre 550 efi 350°C.
Ce bobinage à température élevée est en effet favorable au développement de ce que l'on appelle une texture, c'est à dire une structure anisotrope. Un tel bobinage permet en effet de faire coalescer la précipitation lo de cémentite Fe3C, et de réduire la quantité de carbone remise en solution lors du recuit, nocive au développement de la texture de recrisfiallisation.
Le procédé consiste ensuite à laminer à froid la bande avec un taux de réduction compris entre 60 et 90%, puis à la recuire la bande de façon continue dans le domaine intercritique.
is Le recuit intercritique permet de re-dissoudre la majorité des phases carburées formées lors du bobinage après la recristallisation. Le fait que l'austénitisation et la dissolution des phases carburées intervienne après la recristallisation permet de conserver le carbone piégé lors de la recristallisation et de le libérer une fois que la texture de la ferrite recristallisée 2o est développée. La texture ne sera donc pas affectée par le carbone en , solution solide, comme dans le cas d'un bobinage à basse température, mais uniquement altérée par le caractère isotrope de la martensite formée.
Le procédé consiste ensuite à refroidir la bande jusqu'à la température ambiante, en une ou plusieurs étapes, la vitesse de refroidissement entre 2s 600°C et la tempérafiure ambiante étant comprise entre 100°C/s et 1500°C/s, et éventuellement à lui faire subir un revenu à une température inférieure à
300°C.
Cette phase de refroidissement rapide permet de former de la marlensite dans la structure de l'acier, ce qiai permet d'obtenir de très bonnes 3o caractéristiques mécaniques. Cependant, on veille à ne pas former trop de martensite, car celle-ci est isotrope et réduit donc le coefficient moyen d'anisotropie r.
La trempe a l'eau permet de former des proporüons importantes de phases carburées par rapport à l'analyse considérée. ~n peut réduire la s fraction de phase martensitique formëe en abaissant la température de maintien vers des valeurs plus basses dans le domaine intercritique, ou bien encore en pratiquant un refroidissement lent avant trempe.
~n peut également réduire la différence de dureté entre la matrice ferritique et la phase martensitique, en refroidissant plus lentement la bande lo ou en pratiquant un court revenu, de l'ordre d'une minute, de la phase martensitique formée aprës trempe à l'eau.
II est à noter que ce revenu n'est en aucun cas un traitement de survieillissement comme on en trouve dans l'art antérieur. En effet, ces traitements de survieillissement (ou overaging en anglais), qui sont ls généralement effectués entre 300 et 500°C, ont notamment pour effet de supprimer la martensite qui est un élément essentiel de la présente invention.
Le revenu éventuellement pratiqué selon l'invention, consiste à précipiter une partie du carbone en solution solide piégé dans la martensite, sans diminuer la proportion de cette martensite. La température maximale de ce revenu est zo de 300°C, de préférence de 250°C, et de façon plus particuliërement préférée, de 200°C.
La composition selon l'invention comprend du carbone à une teneur comprise entre 0,010% et 0,100%. Cet élément est essentiel à l'obtention de bonnes caractéristiques mécaniques, mais ne doit pas être présent en trop 2s grande quantité, car il génërerait la formation d'une trop grande proportion de phase martensitique.
Elle comprend également du manganëse à une teneur comprise entre 0,050°/~ et 1,0°/~. Le manganëse améliore la limite d'élasticité
de l'acier tout en réduisant fortement sa ductilité, ce pour quoi on limite sa teneur.
3o La composition comprend également du chrome à une teneur comprise entre 0,010% et 1,0% qui aide à la formation recherchée de martensite.
' 7 La composition comprend également du silicium à une teneur comprise entre 0,010% et 0,50%. II améliore fortement la limite d'élasticité de l'acier tout en réduisant faiblement sa ductilité et en détériorant sa revétabilité.
La composition comprend également du phosphore à une teneur s comprise entre 0,001 °/~ et 0,X0°/~, qui durcit la microstructure sans affecter sa texte re.
La composition comprend également de l'aluminium à une teneur comprise entre 0,010°/~ et 0,10°/~ qui évite le vieillissement en piégeant l'azote.
lo Exemples A titre d'exemple non limitatif, et afin de mieux illustrer l'invention, deux nuances d'acier ont été élaborées. Leur composition, en millièmes de ls pourcent est donnée dans le tableau suivant C Mn Cr Si P AI N
B 43 373 76 13 22 56 5,7 Le reste des compositions est constitué de fer et d'impuretés inévitables 2o résultant de l'élaboration.
Abréviations employées Re : limite d'élasticité en MPa Rm : résistance à la traction en MPa 2s r : coefficient d'anisotropie P : palier %m : proportion de martensite Après élaboration, les deux nuances ont été austénitisée à 1250°C
pendant une heure, afin d'obtenir une mise en s~lutic~n des nitror~~
d'aluminium. Les brames ont ensuite été laminées à chaud de telle sorte que s la température de fin de laminage soit supérieure à 900°C, la valeur de AR3 étant de 870°C environ pour les deux nuances.
Les bandes laminées à chaud ont ensuite été refroidies par trempe à
l'eau, à une vitesse de refroidissement de l'ordre de 25°C/s, jusqu'à
atteindre la température de bobinage. La nuance A a été bobinée à 720°C, tandis lo qu'un échantillon de la nuance ~ a été bobiné à 550°C et l'autre à
720°C.
Les différents échantillons ont ensuite été laminés à froid jusqu'à
atteindre un taux de réduction de 75%, puis ont été soumis à un traitement de recuit à une température de maintien de 750°C pour certains échantillons, et de 800°C pour d'autres. Le refroidissement jusqu'à la température ambiante is est alors effectué à une vitesse de l'ordre de 25°C/s, par trempe à
l'eau.
~n mesure ensuite les caractérisfiiques mécaniques et d'anisotropie des aciers obtenus.
2o Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant NuanceTbob TmaintienDirectionRe Rm P r r moyen% m (~) (fVIPa)(fVIPa)(%) T 420 711 , 800 L 405 713 0 1,11 098 14 4~5 425 720 0 0,85 T 443 713 0 1,26 750 L 438 717 0 1,13 1 ~ 12 45 451 736 0 0,84 T 432 656 0 1,46 800 L 430 697 0 1,60 1,27 8 45 436 668 0 1,01 T 454 662 0 2,04 750 L 457 690 0 1,41 1,37 7 B
45 461 677 0 1,01 T 455 677 0 1,47 800 L 446 667 0 1,44 1,21 6 45 472 687 0 0,97 T 475 680 0,3 1,46 750 L 463 668 0,4 1,25 1,09 5 45 482 697 0,3 0,83 L'anisotropie globale d'un acier est déterminée par le coefficient d'anisotropie normale r moyen rT+rL+2(r45°)) r -où rT désigne la valeur de r mesurée dans la direction transversale au sens de laminage de la bande, ' 10 rL désigne la valeur de r mesurée dans la direction longitudinale au sens de laminage de la bande, r45° désigne la valeur de r mesurée à 45° par rapport au sens de laminage de la bande.
s Pour une température de bobinage de 720°C, on a représenté en figure 1, la relation existant entre le coefficient r moyen et le tain de martensite formé %m pour les nuances A et ~. ~n constate que plus le taux de markensite augmente, plus l'acier est isotrope.
Par ailleurs, on constate que plus le taux de mariensite est important, lo plus les caractéristiques mécaniques sont élevées.
A titre d'illustration, on a fait figurer en figure 2 la microstructure obtenue avec la nuance A, bobinée à 720°C, puis recuit à 750°C
pour obtenir finalement 12% de martensite. ~n y distingue bien la ferrite et la martensite forme.
s 0,050% < Mn ~ 1,0%
, ~ < Cr < 1,0~
0,01~% < Si ~ 0,5~~
r ~~ ~ ~ e ~~
0,010/~ < AI < 0,10/~
io N < 0,010/~
le reste tant du fer et des impurets rsultant de l'laboration, la bande comportant en outre entre 1 %
et 15% de martensite.
Dans un mode de ralisation prfr, la composition de la bande est la suivante 1s 0,020% < C < 0,060%
0,300% < Mn < 0,500%
0,010% < Cr < 1,0%
0,010% < Si < 0,50%
0,010% < P < 0,100%
20 0,010% < AI < 0,10%
N < 0,010%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
La bande selon l'invention peut également comprendre les caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison 2s - elle présente une résistance à la traction Rm supérieure à 450 MPa, - elle présente une résistance à la traction Rm supérieure à 500 MPa, - elle présente une résistance à la fraction Rm supérieure à 600 MPa, - elle présente un coefficient d'anisotropie moyen r supérieur à 1,1, - elle présente un coefficient d'anisotropie moyen r supérieur à 1,3, 30 - elle comporte en outre entre 1 °/~ et 10°/~ de martensite, - elle comporte en outre entre 5% et 8% de martensite.
' s Enfin, l'invention a pour troisième objet l'utilisation d'une bande d'acier selon l'invention, pour la fabrication de pièces pour automobile par emboutissage profond.
Le procédé selon l'invention consiste à laminer à chaud une brame de s composition spécifique, puis à bobiner la bande à chaud obtenue à une température comprise entre 550 efi 350°C.
Ce bobinage à température élevée est en effet favorable au développement de ce que l'on appelle une texture, c'est à dire une structure anisotrope. Un tel bobinage permet en effet de faire coalescer la précipitation lo de cémentite Fe3C, et de réduire la quantité de carbone remise en solution lors du recuit, nocive au développement de la texture de recrisfiallisation.
Le procédé consiste ensuite à laminer à froid la bande avec un taux de réduction compris entre 60 et 90%, puis à la recuire la bande de façon continue dans le domaine intercritique.
is Le recuit intercritique permet de re-dissoudre la majorité des phases carburées formées lors du bobinage après la recristallisation. Le fait que l'austénitisation et la dissolution des phases carburées intervienne après la recristallisation permet de conserver le carbone piégé lors de la recristallisation et de le libérer une fois que la texture de la ferrite recristallisée 2o est développée. La texture ne sera donc pas affectée par le carbone en , solution solide, comme dans le cas d'un bobinage à basse température, mais uniquement altérée par le caractère isotrope de la martensite formée.
Le procédé consiste ensuite à refroidir la bande jusqu'à la température ambiante, en une ou plusieurs étapes, la vitesse de refroidissement entre 2s 600°C et la tempérafiure ambiante étant comprise entre 100°C/s et 1500°C/s, et éventuellement à lui faire subir un revenu à une température inférieure à
300°C.
Cette phase de refroidissement rapide permet de former de la marlensite dans la structure de l'acier, ce qiai permet d'obtenir de très bonnes 3o caractéristiques mécaniques. Cependant, on veille à ne pas former trop de martensite, car celle-ci est isotrope et réduit donc le coefficient moyen d'anisotropie r.
La trempe a l'eau permet de former des proporüons importantes de phases carburées par rapport à l'analyse considérée. ~n peut réduire la s fraction de phase martensitique formëe en abaissant la température de maintien vers des valeurs plus basses dans le domaine intercritique, ou bien encore en pratiquant un refroidissement lent avant trempe.
~n peut également réduire la différence de dureté entre la matrice ferritique et la phase martensitique, en refroidissant plus lentement la bande lo ou en pratiquant un court revenu, de l'ordre d'une minute, de la phase martensitique formée aprës trempe à l'eau.
II est à noter que ce revenu n'est en aucun cas un traitement de survieillissement comme on en trouve dans l'art antérieur. En effet, ces traitements de survieillissement (ou overaging en anglais), qui sont ls généralement effectués entre 300 et 500°C, ont notamment pour effet de supprimer la martensite qui est un élément essentiel de la présente invention.
Le revenu éventuellement pratiqué selon l'invention, consiste à précipiter une partie du carbone en solution solide piégé dans la martensite, sans diminuer la proportion de cette martensite. La température maximale de ce revenu est zo de 300°C, de préférence de 250°C, et de façon plus particuliërement préférée, de 200°C.
La composition selon l'invention comprend du carbone à une teneur comprise entre 0,010% et 0,100%. Cet élément est essentiel à l'obtention de bonnes caractéristiques mécaniques, mais ne doit pas être présent en trop 2s grande quantité, car il génërerait la formation d'une trop grande proportion de phase martensitique.
Elle comprend également du manganëse à une teneur comprise entre 0,050°/~ et 1,0°/~. Le manganëse améliore la limite d'élasticité
de l'acier tout en réduisant fortement sa ductilité, ce pour quoi on limite sa teneur.
3o La composition comprend également du chrome à une teneur comprise entre 0,010% et 1,0% qui aide à la formation recherchée de martensite.
' 7 La composition comprend également du silicium à une teneur comprise entre 0,010% et 0,50%. II améliore fortement la limite d'élasticité de l'acier tout en réduisant faiblement sa ductilité et en détériorant sa revétabilité.
La composition comprend également du phosphore à une teneur s comprise entre 0,001 °/~ et 0,X0°/~, qui durcit la microstructure sans affecter sa texte re.
La composition comprend également de l'aluminium à une teneur comprise entre 0,010°/~ et 0,10°/~ qui évite le vieillissement en piégeant l'azote.
lo Exemples A titre d'exemple non limitatif, et afin de mieux illustrer l'invention, deux nuances d'acier ont été élaborées. Leur composition, en millièmes de ls pourcent est donnée dans le tableau suivant C Mn Cr Si P AI N
B 43 373 76 13 22 56 5,7 Le reste des compositions est constitué de fer et d'impuretés inévitables 2o résultant de l'élaboration.
Abréviations employées Re : limite d'élasticité en MPa Rm : résistance à la traction en MPa 2s r : coefficient d'anisotropie P : palier %m : proportion de martensite Après élaboration, les deux nuances ont été austénitisée à 1250°C
pendant une heure, afin d'obtenir une mise en s~lutic~n des nitror~~
d'aluminium. Les brames ont ensuite été laminées à chaud de telle sorte que s la température de fin de laminage soit supérieure à 900°C, la valeur de AR3 étant de 870°C environ pour les deux nuances.
Les bandes laminées à chaud ont ensuite été refroidies par trempe à
l'eau, à une vitesse de refroidissement de l'ordre de 25°C/s, jusqu'à
atteindre la température de bobinage. La nuance A a été bobinée à 720°C, tandis lo qu'un échantillon de la nuance ~ a été bobiné à 550°C et l'autre à
720°C.
Les différents échantillons ont ensuite été laminés à froid jusqu'à
atteindre un taux de réduction de 75%, puis ont été soumis à un traitement de recuit à une température de maintien de 750°C pour certains échantillons, et de 800°C pour d'autres. Le refroidissement jusqu'à la température ambiante is est alors effectué à une vitesse de l'ordre de 25°C/s, par trempe à
l'eau.
~n mesure ensuite les caractérisfiiques mécaniques et d'anisotropie des aciers obtenus.
2o Les résultats sont rassemblés dans le tableau suivant NuanceTbob TmaintienDirectionRe Rm P r r moyen% m (~) (fVIPa)(fVIPa)(%) T 420 711 , 800 L 405 713 0 1,11 098 14 4~5 425 720 0 0,85 T 443 713 0 1,26 750 L 438 717 0 1,13 1 ~ 12 45 451 736 0 0,84 T 432 656 0 1,46 800 L 430 697 0 1,60 1,27 8 45 436 668 0 1,01 T 454 662 0 2,04 750 L 457 690 0 1,41 1,37 7 B
45 461 677 0 1,01 T 455 677 0 1,47 800 L 446 667 0 1,44 1,21 6 45 472 687 0 0,97 T 475 680 0,3 1,46 750 L 463 668 0,4 1,25 1,09 5 45 482 697 0,3 0,83 L'anisotropie globale d'un acier est déterminée par le coefficient d'anisotropie normale r moyen rT+rL+2(r45°)) r -où rT désigne la valeur de r mesurée dans la direction transversale au sens de laminage de la bande, ' 10 rL désigne la valeur de r mesurée dans la direction longitudinale au sens de laminage de la bande, r45° désigne la valeur de r mesurée à 45° par rapport au sens de laminage de la bande.
s Pour une température de bobinage de 720°C, on a représenté en figure 1, la relation existant entre le coefficient r moyen et le tain de martensite formé %m pour les nuances A et ~. ~n constate que plus le taux de markensite augmente, plus l'acier est isotrope.
Par ailleurs, on constate que plus le taux de mariensite est important, lo plus les caractéristiques mécaniques sont élevées.
A titre d'illustration, on a fait figurer en figure 2 la microstructure obtenue avec la nuance A, bobinée à 720°C, puis recuit à 750°C
pour obtenir finalement 12% de martensite. ~n y distingue bien la ferrite et la martensite forme.
Claims (17)
1. Procédé de fabrication d'une bande d'acier dual-phase à structure ferrito-martensitique, laminée à froid présentant une résistance à la traction Rm supérieure à 600 MPa, caractérisé en ce qu'on lamine à chaud une brame dont la composition chimique comprend, en poids 0,20% <= C <= 0,060%
0,300% <= Mn <= 0,500%
0,010% <= Cr <= 1,0%
0,010% <= Si <= 0,50%
0,010% <= P <= 0,100%
0,010% <= Al <= 0,10%
N <= 0,010%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, ledit procédé
comprenant ensuite les étapes consistant à
- bobiner la bande à chaud obtenue à une température comprise entre 550 et 850°C, puis - à laminer à froid la bande avec un taux de réduction compris entre 60 et 90%, puis - à recuire la bande de façon continue dans le domaine intercritique, et - à la refroidir jusqu'à la température ambiante, en une ou plusieurs étapes, la vitesse de refroidissement entre 600°C et la température ambiante étant comprise entre 100°C/s et 1500°C/s, - et éventuellement à lui faire subir un revenu à une température inférieure à 300°C, les opérations de recuit et de refroidissement étant menées de telle sorbe que la bande comprenne finalement de 1 à 15% de martensite, et la bande d'acier dual-phase à structure ferrito-martensitique fabriqué selon le procédé présente une résistance à la traction Rm supérieure à 600 MPa, et un coefficient d'anisotropie moyen r supérieur à 1.1.
0,300% <= Mn <= 0,500%
0,010% <= Cr <= 1,0%
0,010% <= Si <= 0,50%
0,010% <= P <= 0,100%
0,010% <= Al <= 0,10%
N <= 0,010%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, ledit procédé
comprenant ensuite les étapes consistant à
- bobiner la bande à chaud obtenue à une température comprise entre 550 et 850°C, puis - à laminer à froid la bande avec un taux de réduction compris entre 60 et 90%, puis - à recuire la bande de façon continue dans le domaine intercritique, et - à la refroidir jusqu'à la température ambiante, en une ou plusieurs étapes, la vitesse de refroidissement entre 600°C et la température ambiante étant comprise entre 100°C/s et 1500°C/s, - et éventuellement à lui faire subir un revenu à une température inférieure à 300°C, les opérations de recuit et de refroidissement étant menées de telle sorbe que la bande comprenne finalement de 1 à 15% de martensite, et la bande d'acier dual-phase à structure ferrito-martensitique fabriqué selon le procédé présente une résistance à la traction Rm supérieure à 600 MPa, et un coefficient d'anisotropie moyen r supérieur à 1.1.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on lamine la bande à chaud à une température supérieure à 850°C.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on bobine la bande à chaud à une température comprise entre 550 et 750°C.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on lamine à froid la bande avec un taux de réduction compris entre 70 et 80%.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le recuit continu de la bande laminée à froid comprend une phase de montée en température, puis une phase de maintien à une température prédéterminée.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la température de maintien est comprise entre Ac1 et 900°C.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la température de maintien est comprise entre 750 et 850°C.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le refroidissement jusqu'à la température ambiante comprend un premier refroidissement lent entre la température de maintien et 500°C, au cours duquel la vitesse de refroidissement est inférieure à 50°C/s, puis un second refroidissement à une vitesse plus élevée et comprise entre 100°C/s et 1500°C/s, jusqu'à la température ambiante.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second refroidissement est réalisé par trempe à l'eau.
10. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le refroidissement est effectuée en une seule opération, à une vitesse de refroidissement comprise entre 100°C/s et 1500°C/s.
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le refroidissement est réalisé par trempe à l'eau.
12. Bande d'acier dual-phase à structure ferrito-martensitique, laminée à
froid, dont la composition chimique comprend, en poids :
0,020% <= C <= 0,060%
0,300% <= Mn <= 0,500%
0,010% <= Cr <= 1,0%
0,010% <= Si <= 0,50%
0,010% <= P <= 0,100%
0,010% <= AI <= 0,10%
N <= 0,010%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, la bande comportant entre 1 % et 15% de martensite, et la bande d'acier dual-phase à
structure ferrito-martensitique présente une résistance à la traction Rm supérieure à 600 MPa, et un coefficient d'anisotropie moyen r supérieur à 1.1.
froid, dont la composition chimique comprend, en poids :
0,020% <= C <= 0,060%
0,300% <= Mn <= 0,500%
0,010% <= Cr <= 1,0%
0,010% <= Si <= 0,50%
0,010% <= P <= 0,100%
0,010% <= AI <= 0,10%
N <= 0,010%
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, la bande comportant entre 1 % et 15% de martensite, et la bande d'acier dual-phase à
structure ferrito-martensitique présente une résistance à la traction Rm supérieure à 600 MPa, et un coefficient d'anisotropie moyen r supérieur à 1.1.
13. Bande d'acier selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle présente un coefficient d'anisotropie moyen r supérieur à 1,1.
14. Bande d'acier selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle présente un coefficient d'anisotropie moyen r supérieur à 1,3.
15. Bande d'acier selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisée en ce qu'elle comporte entre 1 % et 10% de martensite.
16. Bande d'acier selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comporte entre 5% et 8% de martensite.
17. Utilisation d'une bande d'acier selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, pour la fabrication de pièces pour automobile par emboutissage profond.
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