EP0969112B1 - Procede de preparation des toles d'acier biphasees a haute resistance mécanique et a haute capacité d'absorption d'energie de chock - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à une tôle d'acier biphasé à haute résistance pour automobiles, qui présente d'excellentes propriétés de résistance en cas de collision et de déformation dynamique et qui est utilisée principalement pour les éléments structurels et les renforts d'automobiles, ainsi qu'à un procédé de préparation de ladite tôle. La tôle d'acier se caractérise en ce que sa microstructure, lorsqu'elle à l'état fini, est une texture composite comprenant une phase principale de ferrite et une autre phase secondaire formée à basse température, contenant de 3 à 50 % fractions de volume de martensite après le formage à 5 % de ladite tôle, en ce que la différence entre la résistance à la déformation quasi statique σs en cas de déformation dans la plage de contrainte de 5 x 10-4 à 5 x 10-3 (s-1), après l'application d'une prédéformation de plus de 0 à au plus 10 % en termes de contrainte correspondante, et la résistance à la déformation dynamique σd, en cas de déformation dans la plage de contrainte de 5 x 102 à 5 x 103 (s-1), après l'application de la prédéformation, c'est-à-dire σd-σs, n'est pas inférieure à 60 MPa, et en ce que l'indice d'écrouissage avec une contrainte de 5 à 10 % n'est pas inférieur à 0,13.

Claims (2)

1. Procédé pour produire une tôle d'acier laminé à chaud haute résistance biphasique ayant des propriétés de forte absorption de l'énergie d'impact, caractérisé en ce qu'un lingot coulé en continu contenant, en pourcentages en poids, C : 0,02 à 0,25 %, l'un ou l'autre ou les deux de Mn et Cr en une quantité totale de 0,15 à 3,5 %, un ou plusieurs choisi(s) parmi Si, Al et P en une quantité totale de 0,02 à 4,0 %, éventuellement un ou plusieurs choisi(s) parmi Ni, Cu et Mo en une quantité totale ne dépassant pas 3,5 %, éventuellement un ou plusieurs choisi(s) parmi Nb, Ti et V en une quantité ne dépassant pas 0,30 %, et éventuellement l'un ou l'autre ou les deux de Ca et REM en une quantité de 0,0005 à 0,01 % pour Ca et de 0,005 à 0,05 % pour REM, en outre éventuellement un ou plusieurs choisi(s) parmi B à raison d'au plus 0,01 %, S à raison d'au plus 0,01 % et N à raison d'au plus 0,02 %, le reste étant Fe et des impuretés inévitables, est introduit directement depuis la coulée vers une étape de laminage à chaud, ou est laminé à chaud lors du réchauffage après refroidissement momentané, est soumis à un laminage à chaud à une température de finissage d'Ar₃ - 50°C à Ar₃ + 120°C, le laminage à chaud est effectué de façon que le paramètre métallurgique A satisfasse aux inégalités (1) et (2) ci-dessous, la vitesse de refroidissement moyenne subséquente dans la table de sortie est d'au moins 5°C/s, et le bobinage est accompli de façon que la relation entre ledit paramètre métallurgique A et la température de bobinage (CT) satisfasse à l'inégalité (3) ci-dessous : $$9\le \mathrm{logA}\le 18$$

   

   $$\mathrm{\Delta T}\le 21\mathrm{x\; logA}-61$$

   

   $$\mathrm{CT}\le 6\mathrm{x\; logA}+242$$

   

   où le paramètre métallurgique A est exprimé par l'équation suivante : A = ε^* x exp{(75282 - 42745 x C_eq)/[1,978 x (FT + 273)]}

   dans laquelle :

   FT : température de finissage (°C)

   C_eq : équivalents carbone = C + Mn_eq/6 (%)

   Mn_eq : équivalents manganèse = Mn + (Ni + Cr + Cu + Mo)/2 (%)

   ε^* : vitesse de déformation au passage final (s^-1) $${\mathrm{\epsilon }}^{\mathrm{*}}\mathrm{=}\left(\mathrm{v}\mathrm{/}\sqrt{\mathrm{R}\mathrm{x}{\mathrm{h}}_{\mathrm{1}}}\right)\mathrm{x}\left(\mathrm{1}\mathrm{/}\sqrt{\mathrm{r}}\right)\mathrm{x}\mathrm{l}\mathrm{n}\left\{\mathrm{1}\mathrm{/}\left(\mathrm{1}\mathrm{-}\mathrm{r}\right)\right\}$$

   

   h₁ : épaisseur de tôle à l'approche du passage final

   h₂ : épaisseur de tôle à la sortie du passage final

   r : (h₁ - h₂)/h₁

   R : rayon du cylindre

   v : vitesse à la sortie du passage final

   AT : température de finissage (température à la sortie du passage final de finissage) - température à l'approche du finissage (température à l'approche du premier passage de finissage) $${\mathrm{\epsilon }}^{\mathrm{*}}\mathrm{=}\left(\mathrm{v}\mathrm{/}\sqrt{\mathrm{R}\mathrm{x}{\mathrm{h}}_{\mathrm{1}}}\right)\mathrm{x}\left(\mathrm{1}\sqrt{\mathrm{r}}\right)\mathrm{x}\mathrm{l}\mathrm{n}\left\{\mathrm{1}\mathrm{/}\left(\mathrm{1}\mathrm{-}\mathrm{r}\right)\right\}$$

   
2. Procédé pour produire une tôle d'acier laminé à chaud haute résistance biphasique ayant des propriétés de forte absorption de l'énergie d'impact, caractérisé en ce qu'un lingot coulé en continu contenant, en pourcentage en poids, C : 0,02 à 0,25 %, l'un ou l'autre ou les deux de Mn et Cr en une quantité totale de 0,15 à 3,5 %, un ou plusieurs choisi(s) parmi Si, Al et P en une quantité totale de 0,02 à 4,0 %, éventuellement un ou plusieurs choisi(s) parmi Ni, Cu et Mo en une quantité totale ne dépassant pas 3,5 %, éventuellement un ou plusieurs choisi(s) parmi Nb, Ti et V en une quantité ne dépassant pas 0,30 %, et éventuellement l'un ou l'autre ou les deux de Ca et REM en une quantité de 0,0005 à 0,01 % pour Ca et de 0,005 à 0,05 % pour REM, en outre éventuellement un ou plusieurs choisi(s) parmi B à raison d'au plus 0,01 %, S à raison d'au plus 0,01 % et N à raison d'au plus 0,02 %, le reste étant Fe et des impuretés inévitables, est introduit directement depuis la coulée vers une étape de laminage à chaud, ou est laminé à chaud lors du réchauffage après refroidissement momentané, est laminé à chaud, la tôle d'acier laminée à chaud et ensuite bobinée est laminée à froid après décapage acide et, durant le recuit dans une étape de recuit en continu pour la préparation du produit final, la tôle d'acier laminé à froid est chauffée à une température de recuit (To) comprise entre Ac₁ et Ac₃ et soumise au recuit tout en étant maintenue dans cette plage de température pendant au moins 10 secondes, et ensuite est refroidie à une vitesse de refroidissement primaire de 1 à 10°C/s jusqu'à une température de début de refroidissement secondaire (Tq) située dans la plage allant de 550 à 720°C puis refroidie à une vitesse de refroidissement secondaire de 10 à 200°C/s jusqu'à une température de fin de refroidissement secondaire (Te) qui n'est pas supérieure à une température (Tem),
   où Tem est la température de début de transformation en martensite pour l'austénite résiduelle à la température de début de refroidissement secondaire Tq et est définie par Tem = T1 T2, où : $$\mathrm{T}\mathrm{1}\mathrm{=}\mathrm{561}\mathrm{-}\mathrm{33}\mathrm{x}\left\{\mathrm{Mn}\mathrm{\%}\mathrm{+}\left(\mathrm{Ni}\mathrm{+}\mathrm{Cr}\mathrm{+}\mathrm{Cu}\mathrm{+}\mathrm{Mo}\right)\mathrm{/}\mathrm{2}\right\},$$

   

   $$\mathrm{T}\mathrm{2}\mathrm{=}\mathrm{474}\mathrm{x}\left({\mathrm{Ac}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}{\mathrm{Ac}}_{\mathrm{1}}\right)\mathrm{x\; C}\mathrm{/}\left(\mathrm{To}\mathrm{-}{\mathrm{Ac}}_{\mathrm{1}}\right){\mathrm{quand\; Ceq}}^{\mathrm{*}}\mathrm{=}\left({\mathrm{Ac}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}{\mathrm{Ac}}_{\mathrm{1}}\right)\mathrm{x\; C}\mathrm{/}\left(\mathrm{To}\mathrm{-}{\mathrm{Ac}}_{\mathrm{1}}\right)\mathrm{+}\left(\mathrm{Mn}\mathrm{+}\mathrm{Si}\mathrm{/}\mathrm{4}\mathrm{+}\mathrm{Ni}\mathrm{/}\mathrm{7}\mathrm{+}\mathrm{Cr}\mathrm{+}\mathrm{Cu}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{,}\mathrm{5}\mathrm{Mo}\right)\mathrm{/}\mathrm{6}\mathrm{est\; supérieur\; à}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{6}\mathrm{,}\mathrm{e}\mathrm{t}$$

   

   $$\mathrm{T}\mathrm{2}\mathrm{=}\mathrm{474}\mathrm{x}\left({\mathrm{Ac}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}{\mathrm{Ac}}_{\mathrm{1}}\right)\mathrm{x\; C}\mathrm{/}\left\{3\mathrm{x}\left({\mathrm{Ac}}_{\mathrm{3}}\mathrm{-}{\mathrm{Ac}}_{\mathrm{1}}\right)\mathrm{x\; C}+\left[\left(\mathrm{Mn}\mathrm{+}\mathrm{Si}\mathrm{/}\mathrm{4}\mathrm{+}\mathrm{Ni}\mathrm{/}\mathrm{7}\mathrm{+}\mathrm{Cr}\mathrm{+}\mathrm{Cu}\mathrm{+}\mathrm{1.5}\mathrm{Mo}\right)/2-0,85\right]x\left(\mathrm{To}\mathrm{-}{\mathrm{Ac}}_{\mathrm{1}}\right)\right\}\mathrm{quand\; Ceq}\mathrm{*}\mathrm{vaut}\mathrm{0}\mathrm{,}\mathrm{6}\mathrm{ou\; moins},$$

   

   
   où : $${\mathrm{Ac}}_1=723-0,7\mathrm{x\; Mn}\%-16,9\mathrm{x\; Ni}\%+29,1\mathrm{x\; Si}\%+16,9\mathrm{x\; Cr}\%,$$

   

   $${\mathrm{Ac}}_{\mathrm{3}}\mathrm{=}\mathrm{910}\mathrm{-}\mathrm{203}\mathrm{x}{\left(\mathrm{C}\mathrm{\%}\right)}^{\mathrm{1}\mathrm{/}\mathrm{2}}\mathrm{-}\mathrm{15}\mathrm{,}\mathrm{2}\mathrm{x\; Ni}\mathrm{\%}\mathrm{+}\mathrm{44}\mathrm{,}\mathrm{7}\mathrm{x\; Si}\mathrm{\%}\mathrm{+}\mathrm{104}\mathrm{x\; V}\mathrm{\%}\mathrm{+}\mathrm{31}\mathrm{,}\mathrm{5}\mathrm{x\; Mo}\mathrm{\%}\mathrm{-}\mathrm{30}\mathrm{x\; Mn}\mathrm{\%}\mathrm{-}\mathrm{11}\mathrm{x\; Cr}\mathrm{\%}\mathrm{-}\mathrm{20}\mathrm{x\; Cu}\mathrm{\%}\mathrm{+}\mathrm{70}\mathrm{x\; P}\mathrm{\%}\mathrm{+}\mathrm{40}\mathrm{x\; Al}\mathrm{\%}\mathrm{+}\mathrm{400}\mathrm{x\; Ti}\mathrm{\%}\mathrm{.}$$

   

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