EP0787812B1 - Procédé de fabrication d'une pièce forgée en acier - Google Patents

Procédé de fabrication d'une pièce forgée en acier Download PDF

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EP0787812B1
EP0787812B1 EP97400025A EP97400025A EP0787812B1 EP 0787812 B1 EP0787812 B1 EP 0787812B1 EP 97400025 A EP97400025 A EP 97400025A EP 97400025 A EP97400025 A EP 97400025A EP 0787812 B1 EP0787812 B1 EP 0787812B1
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EP
European Patent Office
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optionally
process according
temperature
steel
heat treatment
Prior art date
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EP97400025A
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Jacques Bellus
Pierre Jolly
Claude Pichard
Vincent Jacot
Christian Tomme
Daniel Robat
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Ascometal SA
Original Assignee
Ascometal SA
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    • 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
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing 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
    • C21D1/02—Hardening articles or materials formed by forging or rolling, with no further heating beyond that required for the formation
    • 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
    • C21D1/20—Isothermal quenching, e.g. bainitic hardening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
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    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to the manufacture of forged parts at high characteristics, in steel.
  • High-characteristic forgings made of steel, and in particular the forgings with high characteristics for the automobile, are manufactured according to different techniques which each have drawbacks.
  • the parts are made of steel of the chromium-molybdenum type, the chemical composition of which comprises, by weight, 0.25% to 0.45% carbon, approximately 1% chromium and approximately 0.25% carbon molybdenum.
  • the parts are forged and then subjected to a heat treatment of quenching and tempering intended to give them a tempered martensitic structure to obtain in particular a tensile strength Rm of the order of 1000 MPa.
  • This technique has the disadvantage of being costly and sometimes of generating deformations of the geometry of the parts.
  • the forged parts can also be made of a steel containing less carbon than in the previous case, and be soaked with water in the hot forging to give them a bainitic or bainito-martensitic structure.
  • This technique makes it possible to obtain a tensile strength Rm greater than 1000 MPa and an elastic limit Rp 0.2 greater than 800 MPa, but it has the drawback of requiring water quenching which, sometimes, generates geometric deformations imposing the need for a straightening operation or which may even be unacceptable.
  • Some parts finally, are made of steel containing between 0.3% and 0.4% carbon and between 1.9% and 2.5% manganese. They are cooled to the air after forging so as to present a bainitic structure to high mechanical characteristics. But, these pieces often have segregated bands with martensitic structure making machining difficult.
  • the aim of the present invention is to propose a method for the manufacture of forgings with high characteristics which remedies these disadvantages.
  • the carbon content is less than or equal to 0.3%, of preferably also, the manganese content is less than 1.6%.
  • the silicon content can be, preferably, either greater than 1.2% or less than 0.8%.
  • the cooling rate Vr is greater than 2 ° C / s.
  • the part After maintaining between Tm and Tf, the part can be cooled to the ambient temperature and possibly subject to tempering between 150 ° C and 650 ° C.
  • the part can also be reheated to a temperature below 650 ° C, then cooled to the ambient temperature.
  • the heat treatment can be carried out either after heating the forged part to a temperature higher than AC 3 , or directly after forging.
  • a piece of steel is supplied with this composition and it is hot forged after having heated it to a temperature above AC 3, preferably above 1150 ° C., and better still, between 1200 ° C and 1280 ° C, so as to give it an entirely austenitic structure and a sufficiently low flow stress.
  • the part is subjected to a heat treatment which can be carried out either directly in the hot forging, or after cooling of the part and reheating above the temperature AC 3 of the steel.
  • the heat treatment involves cooling at a speed of cooling Vr measured at the passage at 700 ° C greater than 0.5 ° C / s, and preferably greater than 2 ° C / s, up to a temperature Tm between Ms + 100 ° C and Ms-20 ° C, Ms being the temperature at the start of transformation martensitic of steel.
  • This cooling is followed by holding for a time greater than 2 min between the temperature Tm and a temperature Tf ⁇ Tm-100 ° C, and preferably Tf ⁇ Tm-60 ° C. Maintenance is followed by either cooling to room temperature possibly supplemented by a heat between 150 ° C and 650 ° C, i.e. reheating to a temperature less than or equal to 650 ° C before cooling to temperature room.
  • This heat treatment is to give the room a structure essentially bainitic with less than 20% ferrite and at least 15%, and preferably at least 30%, of lower bainite formed between Tm and Tf. he can be carried out on the whole part or simply on a part having a special functionality.
  • Tm, Tf, duration The conditions of maintenance (Tm, Tf, duration), as well as the proportions of each of the structures, and in particular the proportion of lower bainite, can be determined, in a manner known to those skilled in the art, using dilatometric measurements on test bars.
  • the parts thus obtained have the advantage of having a tensile strength Rm between 950 MPa and 1150 MPa, an elastic limit Rp 0.2 greater than 750 MPa, a Mesnager K resilience greater than 25 Joules / Cm 2 at 20 ° C, machinability at least equal to that of parts with a ferritic-pearlitic structure and good fatigue strength: ⁇ D / Rm> 0.5 in rotary bending at 2x10 6 cycles.
  • an axle was manufactured with a steel whose chemical composition included in% by weight: VS Yes mn Or Cr MB Cu V al B Ti Nb 0.25 0.5 1.67 0.09 0.52 - 0.199 0.2 0.03 - 0.02 - this steel also contained 0.065% S to improve machinability. Its Ms temperature was 380 ° C.
  • the part was hot forged between 1280 ° C and 1050 ° C. Directly after forging, the part was cooled with blown air at a speed of 2.6 ° C / s until the temperature of 425 ° C, then maintained between 425 ° C and 400 ° C for 10 min; finally, the part was cooled to room temperature by natural air cooling.
  • a rocket was made from steel, the chemical composition of which, in% by weight: VS Yes mn Or Cr MB Cu V al B Ti Nb 0.25 0.5 1.63 0.006 0.51 0.09 0.196 0,107 0,038 0,003 0,023 - this steel also contained 0.05% S to improve machinability. Its Ms temperature was 385 ° C.
  • the part was hot forged between 1270 ° C and 1040 ° C. Directly after forging, the part was cooled with blown air at a speed of 2.6 ° C / s until the temperature of 400 ° C, then maintained between 400 ° C and 380 ° C for 10 min; the room was then brought to the temperature of 550 ° C for 1 hour, then it has been cooled to room temperature by natural air cooling.
  • a ball joint was made with a steel whose chemical composition included, in% by weight: VS Yes mn Or Cr MB Cu V al B Ti Nb 0.28 0.79 1.63 0.05 0.5 0.09 0.19 - 0.04 0.0033 0,023 - this steel also contained 0.06% S to improve machinability. Its Ms temperature was 350 ° C.
  • the part was hot forged between 1270 ° C and 1060 ° C. Directly after forging, the workpiece was cooled in still air at a speed of 1.19 ° C / s until the temperature of 380 ° C, then maintained between 380 ° C and 360 ° C for 10 min; finally, the part was cooled to room temperature by natural air cooling.
  • the parts thus obtained can in particular be parts for automotive such as wishbones, drive shafts, connecting rods, but they can also be shafts, cams or any another forged part for various machines.

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Description

La présente invention est relative à la fabrication de pièces forgées à hautes caractéristiques, en acier.
Les pièces forgées à hautes caractéristiques, en acier, et notamment les pièces forgées à hautes caractéristiques pour l'automobile, sont fabriquées selon différentes techniques qui présentent chacune des inconvénients.
Selon une première technique, les pièces sont constituées d'un acier du type chrome-molybdène, dont la composition chimique comprend, en poids, de 0,25 % à 0,45 % de carbone, environ 1 % de chrome et environ 0,25 % de molybdène. Les pièces sont forgées puis soumises à un traitement thermique de trempe et de revenu destiné à leur conférer une structure martensitique revenue pour obtenir notamment une résistance à la traction Rm de l'ordre de 1000 MPa. Cette technique présente l'inconvénient d'être coûteuse et d'engendrer parfois des déformations de la géométrie des pièces.
Selon une autre technique, les pièces sont constituées d'un acier contenant de 0,3% à 0,4% de carbone, de 1% à 1,7% de manganèse, de 0,25% à 1% de silicium et jusqu'à 0,1% de vanadium. Après forgeage, les pièces sont refroidies lentement pour leur conférer une structure ferrito-perlitique. Cette technique moins coûteuse que la précédente a cependant plusieurs inconvénients:
  • il n'est pas possible d'obtenir une résistance à la traction Rm supérieure à 1000 MPa,
  • le rapport limite d'élasticité sur résistance à la traction Rp0,2/Rm est inférieur à 0,75 ce qui limite les possibilités d'allégement des pièces lorsque celles-ci sont dimensionnées en particulier par référence à la limite d'élasticité,
  • la température de transition de la résilience est supérieure à 50°C ce qui conduit à une résistance aux chocs faible,
  • il est parfois nécessaire d'adapter les installations de fabrication en ajoutant des tunnels de refroidissement pour obtenir un refroidissement adapté après forgeage.
Les pièces forgée peuvent également être constituées d'un acier contenant moins de carbone que dans le cas précédant, et être trempées à l'eau dans la chaude de forgeage pour leur conférer une structure bainitique ou bainito-martensitique. Cette technique permet d'obtenir une résistance à la traction Rm supérieure à 1000 MPa et une limite d'élasticité Rp0,2 supérieure à 800 MPa, mais elle présente l'inconvénient d'exiger une trempe à l'eau qui, parfois, engendre des déformations géométriques imposant la nécessité d'une opération de redressage ou qui peuvent, même, être rédhibitoires.
Certaines pièces, enfin, sont constituées d'un acier contenant entre 0,3% et 0,4% de carbone et entre 1,9% et 2,5% de manganèse. Elles sont refroidies à l'air après forgeage de façon à présenter une structure bainitique à caractéristiques mécaniques élevées. Mais, ces pièces comportent souvent des bandes ségrégées à structure martensitique rendant l'usinage difficile.
Le but de la présente invention est de proposer un procédé pour la fabrication de pièces forgées à hautes caractéristiques qui remédie à ces inconvénients.
A cet effet, l'invention s'applique à un acier pour la fabrication de pièces forgées dont la composition chimique comprend, en poids: 0,1% ≤ C ≤ 0,4% 1% ≤ Mn ≤ 1,8% 0,15% ≤ Si ≤ 1,7% 0% ≤ Ni ≤ 1% 0% ≤ Cr ≤ 1,2% 0% ≤ Mo ≤ 0,3% 0% ≤ V ≤ 0,3% Cu ≤ 0,35%
  • éventuellement de 0,005% à 0,06% d'aluminium,
  • éventuellement du bore en des teneurs comprises entre 0,0005% et 0,01 %,
  • éventuellement entre 0,005% et 0,03% de titane,
  • éventuellement entre 0,005% et 0,06% de niobium,
  • éventuellement de 0,005% à 0,1% de soufre, éventuellement jusqu'à 0,006% de calcium, éventuellement jusqu'à 0,03% de tellure, éventuellement jusqu'à 0,05% de sélénium, éventuellement jusqu'à 0,05% de bismuth, éventuellement jusqu'à 0, 1 % de plomb,
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration. Nuances similaires sont déjà divoulguées dans EP-A-717116, JP-A-6017188 et JP-A-60096718.
De préférence, la teneur en carbone est inférieure ou égale à 0,3%, de préférence également, la teneur en manganèse est inférieure à 1,6%. Selon la nature des applications envisagées, la teneur en silicium peut être, de préférence, soit supérieure à 1,2% soit inférieure à 0,8%.
L'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une pièce forgée selon lequel:
  • on approvisionne un lopin en un acier ayant la composition citée et on le forge à chaud pour obtenir une pièce,
  • on soumet la pièce à un traitement thermique comportant un refroidissement depuis une température à la quelle l'acier est entièrement austénitique jusqu'à une température Tm comprise entre Ms+100°C et Ms-20°C à une vitesse de refroidissement Vr supérieure à 0,5°C/s, suivi d'un maintien de la pièce entre Tm et Tf, avec Tf ≥ Tm-100°C, et de préférence Tf > Tm-60°C, pendant au moins 2 minutes de façon à obtenir une structure essentiellement bainitique comportant au moins 15% de bainite inférieure, et de préférence, au moins 30% de bainite formée entre Tm et Tf.
De préférence, la vitesse de refroidissement Vr est supérieure à 2°C/s.
Après le maintien entre Tm et Tf, la pièce peut être refroidie jusqu'à la température ambiante et, éventuellement, être soumise à un revenu entre 150°C et 650°C.
Après le maintien entre Tm et Tf, la pièce peut, également, être réchauffée à une température inférieure à 650°C, puis refroidie jusqu'à la température ambiante.
Le traitement thermique peut être effectué soit après un chauffage de la pièce forgée à une température supérieure à AC3, soit directement après forgeage.
L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise, mais non limitative et illustrée par les exemples qui suivent.
La composition chimique de l'acier utilisé pour le procédé de l'invention comprend, en poids:
  • plus de 0,1% de carbone, et de préférence plus de 0,15%, pour obtenir une dureté suffisante, mais, moins de 0,4%, et de préférence moins de 0,3 %, afin de limiter la résistance à la traction Rm à 1200 MPa;
  • plus de 1 % de manganèse pour obtenir une trempabilité suffisante, mais moins de 1,8%, et de préférence moins de 1,6 % pour éviter la formation de bandes ségrégées;
  • plus de 0,15% de silicium pour durcir la ferrite et, éventuellement, pour favoriser la formation d'austénite résiduelle ce qui améliore la limite d'endurance en fatigue, mais moins de 1,7%, car, au delà, le silicium fragilise l'acier; entre 0,15 % et 0,8% le silicium durcit la ferrite sans favoriser la formation d'austénite résiduelle; entre 1,2 % et 1,7 % le silicium favorise suffisamment la formation d'austénite résiduelle pour améliorer la limite d'endurance en fatigue; selon les applications, la teneur en silicium peut être choisie dans l'une ou l'autre de ces plages;
  • de 0% à 1% de nickel, de 0% à 1,2% de chrome et de 0% à 0,3% de molybdène pour ajuster la trempabilité;
  • éventuellement du titane en des teneurs comprises entre 0,005% et 0,03%;
  • éventuellement du niobium en des teneurs comprises entre 0,005% et 0,06%;
  • éventuellement du bore en des teneurs comprises entre 0,0005 % et 0,01% pour compléter l'effet des élément précédents sur la trempabilité; dans ce cas, il est préférable que l'acier contienne du titane pour renforcer l'effet du bore;
  • de 0% à 0,3% de vanadium pour obtenir un durcissement complémentaire et améliorer la trempabilité;
  • moins de 0,35% de cuivre, élément résiduel présent fréquemment dans l'acier élaboré à partir de ferrailles, mais qui, en trop grande quantité, a l'inconvénient de détériorer la forgeabilité;
  • éventuellement de 0,005% à 0,06% d'aluminium pour assurer la désoxydation de l'acier et pour contrôler le grossissement du grain austénitique, notamment lorsque la teneur en silicium est inférieure à 0,5 %;
  • éventuellement de 0,005% à 0,1% de soufre, éventuellement jusqu'à 0,006% de calcium, éventuellement jusqu'à 0,03% de tellure, éventuellement jusqu'à 0,05% de sélénium, éventuellement jusqu'à 0,05% de bismuth, éventuellement jusqu'à 0,1 % de plomb, pour améliorer l'usinabilité;
le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
Pour fabriquer une pièce forgée, on approvisionne un lopin en un acier ayant cette composition et on le forge à chaud après l'avoir chauffé à une température supérieure à AC3, de préférence supérieure à 1150 °C, et mieux encore, comprise entre 1200°C et 1280 °C, de façon à lui avoir conféré une structure entièrement austénitique et une contrainte d'écoulement suffisamment faible. Après forgeage, on soumet la pièce à un traitement thermique qui peut être effectué soit directement dans la chaude de forgeage, soit après refroidissement de la pièce et réchauffage au dessus de la température AC3 de l'acier.
Le traitement thermique comporte un refroidissement à une vitesse de refroidissement Vr mesurée au passage à 700 °C supérieure à 0,5°C/s, et de préférence supérieure à 2 °C/s, jusqu'à une température Tm comprise entre Ms+100°C et Ms-20°C, Ms étant la température de début de transformation martensitique de l'acier. Ce refroidissement est suivi par un maintien pendant un temps supérieur à 2 mn entre la température Tm et une température Tf ≥ Tm-100°C, et de préférence Tf ≥ Tm-60°C. Le maintien est suivi soit d'un refroidissement jusqu'à la température ambiante éventuellement complété par un revenu entre 150 °C et 650 °C, soit d'un réchauffage jusqu'à une température inférieure ou égale à 650°C avant refroidissement jusqu'à la température ambiante.
Ce traitement thermique a pour but de conférer à la pièce une structure essentiellement bainitique comportant moins de 20% de ferrite et au moins 15%, et de préférence au moins 30 %, de bainite inférieure formée entre Tm et Tf. Il peut être effectué sur toute la pièce ou simplement sur une partie ayant une fonctionnalité particulière.
Les conditions du maintien (Tm, Tf, durée), ainsi que les proportions de chacune des structures, et en particulier la proportion de bainite inférieure, peuvent être déterminées, de façon connue par l'Homme du Métier, à l'aide de mesures dilatométriques sur des barreaux d'essai.
Les pièces ainsi obtenues ont l'avantage d'avoir une résistance à la traction Rm comprise entre 950 MPa et 1150 MPa, une limite d'élasticité Rp0,2 supérieure à 750 MPa, une résilience Mesnager K supérieure à 25 Joules/Cm2 à 20°C, une usinabilité au moins égale à celle des pièces ayant une structure ferrito-perlitique et une bonne tenue en fatigue : σD / Rm > 0,5 en flexion rotative à 2x106 cycles.
A titre de premier exemple, on a fabriqué un axe avec un acier dont la composition chimique comportait en % en poids:
C Si Mn Ni Cr Mo Cu V Al B Ti Nb
0,25 0,5 1,67 0,09 0,52 - 0,199 0,2 0,03 - 0,02 -
cet acier contenait, en outre, 0,065 % de S pour améliorer l'usinabilité. Sa température Ms était de 380°C.
La pièce a été forgée à chaud entre 1280°C et 1050°C. Directement après forgeage, la pièce a été refroidie à l'air soufflé à la vitesse de 2,6°C/s jusqu'à la température de 425°C, puis maintenue entre 425°C et 400°C pendant 10 mn; enfin, la pièce a été refroidie jusqu'à la température ambiante par refroidissement naturel à l'air.
La pièce ainsi obtenue avait une structure comportant au moins 80% de bainite. Ses caractéristiques étaient: Rm = 1100 MPa Rp0,2 = 870 MPa A% = 10% Z = 60%
A titre de deuxième exemple, on a fabriqué une fusée avec un acier dont la comoosition chimique comportait, en % en poids:
C Si Mn Ni Cr Mo Cu V Al B Ti Nb
0,25 0,5 1,63 0,006 0,51 0,09 0,196 0,107 0,038 0,003 0,023 -
cet acier contenait, en outre, 0,05% de S pour améliorer l'usinabilité. Sa température Ms était de 385°C.
La pièce a été forgée à chaud entre 1270°C et 1040°C. Directement après forgeage, la pièce a été refroidie à l'air soufflé à la vitesse de 2,6°C/s jusqu'à la température de 400°C, puis maintenue entre 400°C et 380°C pendant 10 mn; la pièce a alors été portée à la température de 550°C pendant 1 heure, puis elle a été refroidie jusqu'à la température ambiante par refroidissement naturel à l'air.
La pièce ainsi obtenue avait une structure comportant au moins 80% de bainite. Ses caractéristiques étaient: Rm = 967 MPa Rp0,2 = 822 MPa A% = 12% Z = 60%
A titre de troisième exemple, on a fabriqué une rotule avec un acier dont la composition chimique comportait, en % en poids:
C Si Mn Ni Cr Mo Cu V Al B Ti Nb
0,28 0,79 1,63 0,05 0,5 0,09 0,19 - 0,04 0,0033 0,023 -
cet acier contenait, en outre, 0,06% de S pour améliorer l'usinabilité. Sa température Ms était de 350°C.
La pièce a été forgée à chaud entre 1270°C et 1060°C. Directement après forgeage, la pièce a été refroidie à l'air calme à la vitesse de 1,19°C/s jusqu'à la température de 380°C, puis maintenue entre 380°C et 360°C pendant 10 mn; enfin, la pièce a été refroidie jusqu'à la température ambiante par refroidissement naturel à l'air.
La pièce ainsi obtenue avait une structure comportant au moins 80% de bainite. Ses caractéristiques étaient: Rm = 1170 MPa Rp0,2 = 947 MPa A% = 8% Z = 50%
Les pièces ainsi obtenues peuvent être notamment des pièces pour l'automobile telles que des triangles de suspension, des arbres de transmission, des bielles, mais elles peuvent également être des arbres, des cames ou toute autre pièce forgée pour des machines diverses.

Claims (13)

  1. Procédé pour la fabrication d'une pièce de forge caractérisé en ce que:
    on approvisionne un lopin en un acier dont la composition chimique comprend, en poids: 0,1% ≤ C ≤ 0,4% 1% ≤ Mn ≤ 1,8% 0,15% ≤ Si ≤ 1,7% 0% ≤ Ni ≤ 1% 0% ≤ Cr ≤ 1,2% 0% ≤ Mo ≤ 0,3% 0% ≤ V ≤ 0,3% Cu ≤ 0,35%
    éventuellement de 0,005% à 0,06% d'aluminium,
    éventuellement du bore en des teneurs comprises entre 0,0005% et 0,01%,
    éventuellement entre 0,005% et 0,03% de titane,
    éventuellement entre 0,005% et 0,06% de niobium,
    éventuellement de 0,005% à 0,1% de soufre, éventuellement jusqu'à 0,006% de calcium, éventuellement jusqu'à 0,03% de tellure, éventuellement jusqu'à 0,05% de sélénium, éventuellement jusqu'à 0,05% de bismuth, éventuellement jusqu'à 0,1% de plomb,
    le reste étant du fer et des impuretés résultant de l'élaboration.
    on forge à chaud le lopin pour obtenir une pièce,
    on soumet la pièce à un traitement thermique comportant un refroidissement depuis une température à la quelle l'acier est entièrement austénitique jusqu'à une température Tm comprise entre Ms+100°C et Ms-20°C à une vitesse de refroidissement Vr supérieure à 0,5°C/s, suivi d'un maintien de la pièce entre la température Tm et une température Tf supérieure ou égale à Tm-100°C pendant au moins 2 minutes de façon à obtenir une structure essentiellement bainitique comportant au moins 15% de bainite inférieure formée entre Tm et Tf et moins de 20% de ferrite perlite, Ms étant la température de début de transformation martensitique de l'acier.
  2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'acier contient moins de 0,3% de carbone.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que l'acier contient moins de 1,6% de manganèse.
  4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que l'acier contient moins de 0,8% de silicium.
  5. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que l'acier contient plus de 1,2% de silicium.
  6. procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le maintien est choisi pour que la structure comporte au moins 30% de bainite inférieure formée entre Tm et Tf.
  7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que Tf est supérieure ou égale à Tm-60°C.
  8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que la vitesse de refroidissement Vr est supérieure à 2°C/s.
  9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que après le maintien entre Tm et Tf, la pièce est refroidie jusqu'à la température ambiante.
  10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que le traitement thermique comporte en outre un revenu entre 150°C et 650°C.
  11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que après le maintien entre Tm et Tf, la pièce est réchauffée à une température inférieure à 650°C puis refroidie jusqu'à la température ambiante.
  12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué après un chauffage de la pièce à une température supérieure à AC3.
  13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué directement après forgeage.
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