CA2645059A1 - Procede de fabrication de toles d'acier a tres hautes caracteristiques de resistance, de ductilite et de tenacite, et toles ainsi produites - Google Patents

Procede de fabrication de toles d'acier a tres hautes caracteristiques de resistance, de ductilite et de tenacite, et toles ainsi produites Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une tôle d'acier laminée à chaud de résistance supérieure à 1200 MPa, de rapport Re/Rm inférieur à 0,75, d'allongement à rupture supérieur à 10%, dont la composition comprend, les teneurs étant exprimées en poids : 0,10% <= C <= 0,25%, 1 %<= Mn < 3%, Al >= 0,015 %, Si<=1,985%, Mo < 0,30%, Cr <= 1,5%, S < 0,015%, P<= 0,1 %, Co<1 ,5%, B <= 0,005%, étant entendu que 1% <=Si+Al <=2%, Cr+(3 x Mo) >=0,3%, le reste de la composition étant constitué de fer et d'impuretés inévitables résultant de l'élaboration, la microstructure de l'acier étant constituée d'au moins 75% de bainite, d'austénite résiduelle en quantité supérieure ou égale à 5%, et de martensite en quantité supérieure ou égale à 2%.

Claims (22)

1. Tôle d'acier laminée à chaud de résistance supérieure à 1200 MPa, de rapport limite d'élasticité/résistance Re/R m inférieur à 0,75, d'allongement à rupture supérieur à 10%, dont la composition contient, les teneurs étant exprimées en poids:

0, 10% <= C <= 0,25%
1% <= Mn <= 3%
Al >= 0,015%
Si <= 1,985%
Mo <= 0,30%
Cr <= 1,5%
S <= 0,015%
P <= 0,11%
Co <= 1,5%
B <= 0,005%
étant entendu que 1% <= Si+Al <= 2%, Cr+(3 x Mo) >=3%, le reste de la composition étant constitué de fer et d'impuretés inévitable résultant de l'élaboration, la microstructure dudit acier étant constituée d'au moins 75% de bainite, d'austénite résiduelle en quantité
supérieure ou égale à 5%, et de martensite en quantité supérieure ou égale à 2%
2. Tôle d'acier selon la revendication 1, caractérisée en ce que la composition dudit acier contient, la teneur étant exprimée en poids :

0,10% <= C <= 0,15%
3. Tôle d'acier selon la revendication 1, caractérisée en ce que la composition dudit acier contient, la teneur étant exprimée en poids :
0,15% < C <= 0,17%
4. Tôle d'acier selon la revendication 1, caractérisée en ce que la composition dudit acier contient, la teneur étant exprimée en poids :
0,17% < C <= 0,22%
5. Tôle d'acier selon la revendication 1, caractérisée en ce que la composition dudit acier contient, la teneur étant exprimée en poids :
0,22% < C <= 0,25%
6. Tôle d'acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la composition dudit acier contient, la teneur étant exprimée en poids :
1% <= Mn <= 1,5%
7. Tôle d'acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la composition dudit acier contient, la teneur étant exprimée en poids :
1,5% < Mn <= 2,3%
8. Tôle d'acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la composition dudit acier contient, la teneur étant exprimée en poids :
2,3% < Mn <= 3%
9. Tôle d'acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la composition dudit acier contient, la teneur étant exprimée en poids :
1,2% <= Si <= 1,8%
10. Tôle d'acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la composition dudit acier contient, la teneur étant exprimée en poids :
1,2% <= Al <= 1,8%
11. Tôle d'acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la composition dudit acier contient, la teneur étant exprimée en poids :
Mo<=0.010%
12. Tôle d'acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la teneur en carbone de l'austénite résiduelle est supérieure à 1% en poids
13. Tôle d'acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, comportant des carbures entre les lattes de bainite, caractérisée en ce que le nombre N desdits carbures interlattes de taille supérieure à
0,1micromètre par unité de surface est inférieur ou égal à
50000/mm2.
14. Tôle d'acier selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, comportant des îlots martensite-austénite résiduelle caractérisée en ce que le nombre N MA par unité de surface, desdits îlots martensite-austénite résiduelle dont la taille maximale L max est supérieure à 2 micromètres et dont le facteur d'élongation (taille maximale L max/taille minimale L min) est inférieur à 4, est inférieur à 14000/mm2
15. Procédé de fabrication d'une tôle d'acier laminée à chaud de résistance supérieure à 1200 MPa, de rapport Re/Rm inférieur à
0,75, d'allongement à rupture supérieur à 10%, selon lequel :
- on approvisionne un acier de composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, - on procède à la coulée d'un demi-produit à partir de cet acier - on porte ledit demi-produit à une température supérieure à 1150 C
- on lamine à chaud ledit demi-produit dans un domaine de température où la microstructure de l'acier est entiérement austénitique, puis - on refroidit la tôle ainsi obtenue à partir d'une température T DR
située au dessus de Ar3 jusqu'à une température de transformation T FR de telle sorte que la vitesse de refroidissement primaire V R entre T DR et T FR soit comprise entre 50 et 9O C/s et que la température T FR
soit comprise entre B' s et M s+50 C, B' s désignant une température définie par rapport à la température Bs de début de transformation bainitique, et M s désignant la température de début de transformation martensitique, puis - on refroidit ladite tôle à partir de la température T FR avec une vitesse de refroidissement secondaire V' R comprise entre 0,08 C/min et 600 C/min jusqu'à la température ambiante, - ladite température B's étant égale à Bs lorsque ladite vitesse V' R est comprise entre 0,08 et 2 C/min - ladite température B's étant égale à Bs+60 C lorsque ladite vitesse V' R est supérieure à 2 C/min et inférieure ou égale à 600 C/min
16. Procédé de fabrication d'une tôle d'acier laminée à chaud de résistance supérieure à 1200 MPa, de rapport Re/Rm inférieur à
0,75, d'allongement à rupture supérieur à 10%, selon lequel :
- on approvisionne un acier de composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, - on procède à la coulée d'un demi-produit à partir de cet acier - on porte ledit demi-produit à une température supérieure à 1150 C
- on lamine à chaud ledit demi-produit dans un domaine de température où la microstructure de l'acier est entièrement austénitique, puis - on refroidit la tôle ainsi obtenue à partir d'une température T DR
située au dessus de Ar3 jusqu'à une température intermédiaire T I
avec une vitesse de refroidissement V R1 supérieure ou égale à

70 C/s, ladite température T I étant inférieure ou égale à 650 C, puis - on refroidit ladite tôle à partir de ladite température T I jusqu' à une température T FR, ladite température T FR étant comprise entre B' s et M s+50°C, B's désignant une température définie par rapport à la température Bs de début de transformation bainitique, et M s désignant la température de début de transformation martensitique, de telle sorte que la vitesse de refroidissement entre ladite température T DR et la ladite température T FR soit comprise entre 20 et 90 C/s, puis - on refroidit ladite tôle à partir de la température T FR avec une vitesse de refroidissement secondaire V' R comprise entre 0,08 C/min et 600 C/min jusqu'à la température ambiante, - ladite température B's étant égale à Bs lorsque ladite vitesse V' R est comprise entre 0,08 et 2 C/min - ladite température B's étant égale à Bs+60 C lorsque ladite vitesse V' R est supérieure à 2 C/min et inférieure ou égale à 600 C/min
17. Procédé de fabrication d'une tôle d'acier laminée à chaud selon lequel :
- on approvisionne un acier de composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 , - on procède à la coulée d'un demi-produit à partir de cet acier - on porte ledit demi-produit à une température supérieure à 1150 C
- on lamine à chaud ledit demi-produit dans un domaine de température où la structure de l'acier est entiérement austénitique, - on ajuste la température de début de refroidissement primaire T DR
située au dessus de Ar3, la température de fin de refroidissement primaire T FR, la vitesse de refroidissement primaire V R entre T DR et T FR, et la vitesse de refroidissement secondaire V'R, de telle sorte que la microstructure dudit acier soit constituée d'au moins 75% de bainite, d'austénite résiduelle en quantité supérieure ou égale à 5%, et de martensite en quantité supérieure ou égale à 2%
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15 ou 17, caractérisé en ce qu'on ajuste la température de début de refroidissement primaire T DR située au dessus de Ar3, la température de fin de refroidissement primaire T FR, la vitesse de refroidissement primaire V R entre T DR et T FR, et la vitesse de refroidissement secondaire V' R, de telle sorte que la teneur en carbone de l'austénite résiduelle soit supérieure à 1% en poids
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15, 17 ou 18, caractérisé en ce qu'on ajuste la température de début de refroidissement primaire T DR située au deasus de Ar3, la température de fin de refroidissement primaire T FR, la vitesse de refroidissement primaire V R entre T DR et T FR, et la vitesse de refroidissement secondaire V' R, de telle sorte que le nombre de carbures interlattes de taille supérieure à 0,1 micromètre par unité de surface soit inférieur ou égal à 50000/mm2
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 15, ou 17 à 19, caractérisé en ce qu'on ajuste la température de début de refroidissement primaire T DR située au dessus de Ar3, la température de fin de refroidissement primaire T FR, la vitesse de refroidissement primaire V R entre T DR et T FR, et la vitesse de refroidissement secondaire V' R, de telle sorte que le nombre N MA par unité de surface, d'îlots martensite-austénite résiduelle dont la taille maximale L max est supérieure à 2 micromètres et dont le facteur d'élongation ~ est inférieur à 4, soit inférieur à 14000/mm2
21. Utilisation d'une tôle d'acier laminée à chaud selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, ou fabriquée par un procédé
selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, pour la fabrication de pièces de structure ou d'éléments de renfort, dans le domaine automobile.
22. Utilisation d'une tôle d'acier laminée à chaud selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, ou fabriquée par un procédé
selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, pour la fabrication de renforts et pièces de structure pour l'industrie générale, et de pièces de résistance à l'abrasion
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