CA2623146A1 - Procede de fabrication d'une piece en acier de microstructure multi-phasee - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une pièce en acier présentant une microstructure multi-phasée, ladite microstructure comprenant de la ferrite et étant homogène dans chacune des zones de ladite pièce, comprenant les étapes consistant à : découper un flan dans une bande en acier dont la composition est typique de celle des aciers de microstructure multi-phasée ; chauffer ledit flan jusqu'à atteindre une température de maintien T1 supérieure à Ac1 mais inférieure à Ac3, et le maintenir à cette température de maintien T1 pendant un temps de maintien M ajusté de manière à ce que l'acier après chauffage du flan comprenne une proportion d'austénite supérieure ou égale à 25 % surfacique ; transférer ledit flan chauffé au sein d'un outillage de mise en forme de manière à former à chaud ladite pièce ; et refroidir la pièce au sein de l'outillage avec une vitesse de refroidissement V telle que la microstructure de l'acier après refroidissement de la pièce soit une microstructure multi-phasée, ladite microstructure comprenant de la ferrite et étant homogène dans chacune des zones de ladite pièce.

Claims (19)

1. Procédé de fabrication d'une pièce en acier présentant une microstructure multi-phasée, ladite microstructure comprenant de la ferrite et étant homogène dans chacune des zones de ladite pièce, comprenant les étapes consistant à :
- découper un flan dans une bande en acier dont la composition est constituée en % en poids :
0,01 <= C <= 0,50%
0,50 <= Mn <= 3,0%
0,001 <= Si <= 3,0%
0,005 <= Al <= 3,0%
Mo <= 1,0%
Cr <= 1,5%
P <= 0,10%
Ti <= 0,20%
V <= 1,0%, à titre optionnel, un ou plusieurs éléments tels que Ni <= 2,0%
Cu <= 2,0%
S <= 0,05%
Nb <= 0,15%
le reste de la composition étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, - éventuellement pré-déformer à froid ledit flan, - chauffer ledit flan jusqu'à atteindre une température de maintien T1 supérieure à Ac1 mais inférieure à Ac3, et le maintenir à cette température de maintien T1 pendant un temps de maintien M ajusté
de manière à ce que l'acier après chauffage du flan comprenne une proportion d'austénite supérieure ou égale à 25 % surfacique, - transférer ledit flan chauffé au sein d'un outillage de mise en forme de manière à former à chaud ladite pièce, et - refroidir la pièce au sein de l'outillage avec une vitesse de refroidissement V telle que la microstructure de l'acier après refroidissement de la pièce soit une microstructure multi-phasée, ladite microstructure comprenant de la ferrite et étant homogène dans chacune des zones de ladite pièce.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce que la microstructure de l'acier après refroidissement de la pièce est une microstructure multi-phasée comprenant une proportion de ferrite supérieure ou égale à 25 % surfacique.
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel la composition de l'acier comprend en % en poids :
0,01 <= C <= 0,25 %
0,50 <= Mn <= 2,50%
0,01 <= Si <= 2,0%
0,005 <= Al <= 1,5%
0,001 <= Mo <= 0,50 %
Cr <= 1,0%
P <= 0,10%
Ti <= 0,15%
Nb <= 0,15 %
V <= 0,25%, le reste de la composition étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, le flan est maintenu à la température de maintien T1 pendant un temps de maintien M ajusté de manière à ce que l'acier après chauffage comprenne une proportion d'austénite comprise entre 25 et 75 % surfacique, et la microstructure de l'acier après refroidissement de la pièce est une microstructure multi-phasée comprenant de la ferrite, et soit de la martensite, soit de la bainite, soit encore de la martensite et de la bainite.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en outre en ce que l'acier comprend en % en poids :
0,08 <= C <= 0,15%
1,20 <= Mn <= 2,00%
0,01 <= Si <= 0,50%
0,005 <= Al <= 1,0%
0,001 <= Mo <= 0,10%

Cr <= 0,50%
P <= 0,10%
Ti <= 0,15%
Nb <= 0,15%
V <= 0,25 %, le reste de la composition étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que le temps de maintien M est compris entre 10 et 1000 s.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la vitesse de refroidissement V est supérieure à 10 °C/s.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en outre en ce que la microstructure multi-phasée de l'acier, après refroidissement de ladite pièce, comprend 25 à 75 % surfacique de ferrite, et 25 à 75 % surfacique de martensite et/ou de bainite.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel l'acier comprend en % en poids :
0,05 <= C <= 0,50%
0,50 <= Mn <= 3,0%
0,001 <= Si <= 3,0 %
0,005 <= Al <= 3,0 %
Mo <= 1,0%
Cr <= 1,50%
Ni <= 2,0%
Cu <= 2,0%
P <= 0,10%
S <= 0,05 %
Ti <= 0,20%
V <= 1,0%, le reste de la composition étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration, la microstructure de l'acier après refroidissement de la pièce est une microstructure multi-phasée TRIP comprenant de la ferrite, de l'austénite résiduelle, et éventuellement de la martensite et/ou de la bainite.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en outre en ce que l'acier comprend en % en poids :
0,10 <= C <= 0,30%
0,60 <= Mn:<= 2,0%
0,01 <= Si <= 2,0 %
0,005 <= AI <= 3,0 %
Mo <= 0,60 %
Cr <= 1,50%
Ni <= 0,20 %
Cu <= 0,20%
P <= 0,10%
S <=0,05%
Ti <= 0,20%
V <=0,60%, le reste de la composition étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le temps de maintien M est compris entre 10 et 1000 s.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la vitesse de refroidissement V est comprise entre 10 et 200 °C/s.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en outre en ce que, après refroidissement de la pièce, la microstructure multi-phasée de l'acier TRIP est constituée, en % surfacique, de ferrite à
une proportion supérieure ou égale à 25 %, de 3 à 30 % d'austénite résiduelle, et éventuellement de martensite et/ou de bainite.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce l'opération de mise en forme est une opération d'emboutissage.
14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la bande en acier est préalablement revêtue par un revêtement métallique, avant d'être découpée pour former un flan.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en que le revêtement métallique est un revêtement à base de zinc ou d'alliage de zinc.
16. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en que le revêtement métallique est un revêtement à base d'aluminium ou d'alliage d'aluminium.
17. Pièce en acier présentant une microstructure multi-phasée homogène dans chacune des zones de ladite pièce, ladite microstructure comprenant de la ferrite, pouvant être obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.
18. Utilisation de la pièce en acier selon la revendication 17, pour absorber l'énergie.
19. Véhicule terrestre à moteur comprenant la pièce en acier selon la revendication 17.
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