FR2757541A1 - NON-ORIENT GRAIN MAGNETIC STEEL SHEET - Google Patents

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    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1272Final recrystallisation annealing

Abstract

A sheet steel contains less than 0.005 wt.% carbon, less than 0.1 wt.% phosphorous, 0.2 wt.% silicon, 0.1 wt.% manganese and additional quantities of Si, Mn and aluminium defined by equations 80Mn+90Si ≥ 85 (I) and 5.38 ≤ 6Mn+13Al+12Si ≤ 16 (II). Maximum levels of Si and Mn are 0.6 wt.% and 1.3 wt.% respectively. The steel is formed into a sheet, e.g. by cold-rolling, then annealed at 800-900 degrees C, remaining below the ferrite-austenite transformation temperature to produce a structure with non-oriented grains.

Description

TOLE D'ACIER MAGNETIQUE A GRAINS NON ORIENTES.NON-ORIENT GRAIN MAGNETIC STEEL SHEET.

La présente invention concerne le domaine des tôles d'acier à usage électrique, utilisées notamment pour la construction de transformateurs, de moteurs et d'alternateurs. Elle a trait spécifiquement aux tôles magnétiques à grains non  The present invention relates to the field of steel sheets for electrical use, used in particular for the construction of transformers, motors and alternators. It relates specifically to non-grain magnetic sheets

orientés laminées à froid livrées à l'état fini dites tôles "Fully Process".  cold rolled oriented delivered in the finished state so called "Fully Process" sheets.

Les tôles à usage électrique sont traditionnellement divisées en  Electrical plates are traditionally divided into

deux familles.two families.

]o0 Les tôles magnétiques laminées à froid livrées à l'état semi- fini dites tôles "Semi Process", utilisées dans des appareils de faible à moyenne puissance (moteurs d'appareils électroménagers petits et moyens, transformateurs, alternateurs d'automobile par exemple) constituent la  ] o0 Cold-rolled magnetic sheets delivered in the semi-finished state, known as "Semi Process" sheets, used in low to medium power appliances (small and medium-sized electrical appliance engines, transformers, automobile alternators, for example) ) constitute the

première famille.first family.

Ces tôles contiennent en poids une teneur en carbone comprise entre 0,03 et 0,08 %, une teneur en manganèse comprise entre 0,2 et 1,0 %, une teneur en phosphore comprise entre 0,01 et 0,25 %, et éventuellement mais non obligatoirement de l'aluminium et/ou du silicium, la teneur en aluminium étant inférieure à 1,0 % et la teneur en silicium étant inférieure à  These sheets contain, by weight, a carbon content of between 0.03 and 0.08%, a manganese content of between 0.2 and 1.0% and a phosphorus content of between 0.01 and 0.25%. and optionally, but not necessarily, aluminum and / or silicon, the aluminum content being less than 1.0% and the silicon content being less than

0,2 %.0.2%.

Ces tôles sont fabriquées par laminage à chaud et à froid, puis recuit de recristallisation et passage dans une cage écrouisseuse (skin pass)  These sheets are manufactured by hot and cold rolling, then recrystallized annealing and passage in a skin pass

pour écrouir le métal par une déformation de 4 à 10 %, parfois plus.  to harden the metal by a deformation of 4 to 10%, sometimes more.

C'est sous cette forme que les tôles sont expédiées au client, mais à ce stade, leurs propriétés magnétiques sont médiocres car elles ont  It is in this form that the sheets are shipped to the customer, but at this stage, their magnetic properties are poor because they have

été dégradées lors de l'écrouissage.  have been degraded during hardening.

Cet écrouissage est cependant nécessaire pour que le métal  This hardening is however necessary for the metal

puisse aisément être découpé par le client.  can easily be cut by the customer.

Celui-ci doit, après découpage et mise en forme de la tôle, effectuer un traitement thermique visant d'une part à décarburer l'acier jusqu'à une teneur en carbone inférieure à 0,005 %, et d'autre part à augmenter sa taille de grains (opération facilitée par l'écrouissage qui a été  The latter must, after cutting and shaping of the sheet, perform a heat treatment aimed firstly to decarburize the steel to a carbon content of less than 0.005%, and secondly to increase its size. of grain (operation facilitated by hardening which has been

réalisé au skin pass).realized in the skin pass).

Les tôles magnétiques laminées à froid livrées à l'état fini dites  Cold-rolled magnetic sheets delivered in the so-called finished state

tôles "Fully Process" constituent la deuxième famille.  "Fully Process" sheets constitute the second family.

Ces tôles ont la particularité d'être utilisables par le client directement dans l'état de livraison du producteur, sans qu'un traitement thermique ultérieur soit nécessaire pour obtenir les propriétés magnétiques visées. Ces tôles "Fully Process" sont divisées en deux catégories. Les tôles "Fully Process" à grains orientés constituent la  These sheets have the particularity of being usable by the customer directly in the delivery condition of the producer, without the need for a subsequent heat treatment to obtain the magnetic properties concerned. These sheets "Fully Process" are divided into two categories. Grain-oriented "Fully Process" plates constitute the

première catégorie.first category.

Elles ont la particularité de contenir des teneurs en silicium élevées (de l'ordre de 3 %), et d'avoir une orientation de leur texture très io marquée du type (110-001), la direction 100 étant orientée dans le sens du laminage, qui correspond, en usage de la tôle, à la direction selon laquelle le  They have the particularity to contain high silicon contents (of the order of 3%), and to have a very marked orientation of their texture (110-001), the direction 100 being oriented in the direction of rolling, which corresponds, in use of the sheet, to the direction in which the

champ magnétique est appliqué.magnetic field is applied.

Le silicium augmente la résistivité de la tôle et limite ainsi les  Silicon increases the resistivity of the sheet and thus limits

pertes par courants de Foucault.eddy current losses.

Es1 Les tôles de ce type sont appliquées notamment à la fabrication  Es1 Sheet of this type is applied in particular to the manufacture

de transformateurs de puissance.of power transformers.

Les tôles "Fully Process" à grains non orientés constituent la  Non-oriented grain "Fully Process" sheets constitute the

deuxième catégorie.second category.

Elles contiennent du silicium dans des proportions qui peuvent être plus faibles que pour les précédentes (de 0,2 à 3,0 %), et également du phosphore. Ce dernier élément joue le même rôle que le silicium dans la limitation des pertes par courants de Foucault, et sa substitution partielle au  They contain silicon in proportions that may be lower than the previous ones (0.2 to 3.0%), and also phosphorus. This last element plays the same role as silicon in the limitation of eddy current losses, and its partial substitution at

silicium permet de ne pas trop augmenter la fragilité du métal.  Silicon makes it possible not to increase too much the fragility of the metal.

Les tôles de ce type ne présentent pas une texture particulière et sont appliquées notamment à la fabrication de machines tournantes,  The sheets of this type do not have a particular texture and are applied in particular to the manufacture of rotating machines,

moteurs ou alternateurs par exemple.  motors or alternators for example.

Cette deuxième famille de tôles dites tôles "Fully Process" contiennent généralement en poids une teneur en carbone inférieure à 0,005 %, une teneur en manganèse comprise entre 0,1 et 0,7 %, une teneur en silicium supérieure à 0,2 %, une teneur en phosphore comprise entre 0,1 et 0,2 %, et sont fabriquées comme suit: - on élabore, coule et lamine sous forme de tôle un acier ayant la composition ci-dessus, - puis on fait subir à la tôle ainsi élaborée un traitement de recuit, par exemple un recuit en continu, sous atmosphère neutre à température élevée (dans la gamme 800 à 900 C) et de manière à rester en dessous du point de transformation ferrite-austénite (a -- y) de la nuance  This second family of sheets called "Fully Process" sheets generally contain by weight a carbon content of less than 0.005%, a manganese content of between 0.1 and 0.7%, a silicon content of greater than 0.2%, a phosphorus content of between 0.1 and 0.2%, and are manufactured as follows: - a steel having the above composition is prepared, cast and rolled in the form of sheet metal, and then the sheet metal is subjected to developed an annealing treatment, for example a continuous annealing, under a high temperature neutral atmosphere (in the range 800 to 900 C) and so as to remain below the ferrite-austenite (a-y) transformation point of the shade

d'acier traitée.of treated steel.

Comme on l'aura compris, le procédé de fabrication d'une telle tôle "Fully Process" consiste à obtenir une teneur en carbone inférieure à 0, 005 %, puis à faire subir à celle-ci un recuit permettant de lui donner les  As will be understood, the method of manufacturing such a sheet "Fully Process" is to obtain a carbon content of less than 0.005%, then to subject it to an annealing to give it the

propriétés magnétiques requises.magnetic properties required.

Pour obtenir la teneur en carbone inférieure à 0,005 %, on peut soit effectuer un traitement de décarburation à l'aciérie par l'usage d'un appareil permettant de dégazer l'acier liquide sous vide du type RH ou DH, soit effectuer après laminage à froid un recuit décarburant sous atmosphère  To obtain the carbon content of less than 0.005%, it is possible either to carry out a decarburization treatment at the steelworks by the use of an apparatus for degassing vacuum-type liquid steel of the RH or DH type, or to carry out after rolling. cold a decarburizing annealing under atmosphere

contenant un mélange de gaz oxydants.  containing a mixture of oxidizing gases.

Chacune de ces deux familles de tôles à usage électrique  Each of these two families of electric sheets

présentent certains avantages et certains inconvénients.  have certain advantages and disadvantages.

On sait que les caractéristiques magnétiques d'une tôle d'acier sont obtenues d'une part par certains éléments d'alliage, et d'autre part par le  It is known that the magnetic characteristics of a steel sheet are obtained on the one hand by certain alloying elements, and on the other hand by the

biais de la taille des grains de la structure du métal.  grain size of the metal structure.

En effet, certains éléments d'alliage, tels que le manganèse, le phosphore, le silicium et l'aluminium font augmenter très fortement la  Indeed, certain alloying elements, such as manganese, phosphorus, silicon and aluminum, increase very strongly the

résistivité du métal, et lui confère ainsi de bonnes propriétés magnétiques.  resistivity of the metal, and thus gives it good magnetic properties.

De même, plus la taille de grains est importante (dans une certaine limite supérieure), meilleures seront les caractéristiques  Similarly, the larger the grain size (to a certain upper limit), the better the characteristics

magnétiques du métal.magnetic metal.

Dans le cas des tôles "Semi Process", I'obtention des caractéristiques magnétiques est garantie par l'opération de recuit de recristallisation et de grossissement des grains effectuée après découpage  In the case of "Semi Process" sheets, the magnetic characteristics are guaranteed by the recrystallization and grinding annealing operation carried out after cutting.

de la tôle.sheet metal.

Outre l'effet d'écrouissage critique, le passage au skin pass permet l'obtention des caractéristiques mécaniques favorables pour réaliser  In addition to the effect of critical hardening, the transition to the skin pass makes it possible to obtain the favorable mechanical characteristics to achieve

la découpe de la tôle.the cutting of the sheet.

Ainsi, la composition chimique du métal, en termes d'éléments d'alliage est relativement secondaire du point de vue caractéristiques mécaniques et découpabilité, car celles-ci sont assurées par l'opération  Thus, the chemical composition of the metal, in terms of alloying elements, is relatively secondary from the point of view of mechanical characteristics and cutability, because these are provided by the operation

d'écrouissage au skin pass.from hardening to skin pass.

Ainsi une tôle "Semi Process" ne pose pas de problèmes particuliers de découpage, mais elle impose une étape supplémentaire de traitement (recuit de décarburation, recristallisation et grossissement de grains) et de réaliser cette étape sur des pièces découpées, ce qui entraîne une productivité moindre que si cette étape était effectuée par le producteur  Thus a sheet "Semi Process" does not pose any particular problems of cutting, but it imposes an additional stage of treatment (annealing of decarburization, recrystallization and grinding of grains) and to achieve this step on cut pieces, resulting in productivity less than if this step was carried out by the producer

au cours du cycle de fabrication de la tôle.  during the manufacturing cycle of the sheet.

Dans le cas des tôles "Fully Process", il est impossible d'optimiser les caractéristiques mécaniques du métal après recuit de grossissement de grains, sous peine de détériorer ses caractéristiques magnétiques. La composition chimique, en termes d'éléments d'alliage revêt 0o donc dans ce cas une importance toute particulière car elle conditionne fortement l'obtention des caractéristiques mécaniques nécessaires à une  In the case of "Fully Process" sheets, it is impossible to optimize the mechanical properties of the metal after annealing of grain magnification, otherwise its magnetic characteristics will be damaged. In this case, the chemical composition, in terms of alloying elements, is of particular importance since it strongly conditions the obtaining of the mechanical characteristics necessary for

bonne découpabilité de la tôle.good cutability of the sheet.

Ces tôles "Fully Process" se découpent néanmoins plus difficilement que les tôles "Semi Process" car le rapport entre la limite d'élasticité et la charge à la rupture Re/Rm est compris entre 0,65 et 0,70, et  These "Fully Process" sheets are nevertheless less difficult to cut than the "Semi Process" sheets because the ratio between the elastic limit and the breaking load Re / Rm is between 0.65 and 0.70, and

l'allongement A% est élevé (supérieur à 30).  the elongation A% is high (greater than 30).

Le but de l'invention est de proposer des tôles en acier à usage électrique, pour appareils électriques de puissance faible à moyenne, présentant une excellente découpabilité, et fabriquée selon une filière courte  The object of the invention is to propose steel sheets for electrical use, for electrical appliances of low to medium power, having excellent cutability, and manufactured according to a short chain

et économique, du type "Fully Process".  and economic, of the "Fully Process" type.

A cet effet, I'invention a pour objet une tôle en acier à usage électrique, du type comportant moins de 0,005 % en poids de carbone, obtenue en deux étapes, une première étape consistant à fabriquer sous forme de tôle un acier, puis une seconde étape consistant à faire subir à ladite tôle un traitement de recuit à une température prise dans la gamme 800 C à 900 C et de manière à rester en dessous du point de transformation ferrite-austénite (a --> y), caractérisée en ce que la tôle comprend en poids une teneur en carbone inférieure à 0,005 %, une teneur en phosphore inférieure à 0,1 %, une teneur en silicium égale à 0, 2 %, une teneur en manganèse égale à 0,1 %, et un ou plusieurs éléments choisis parmi le silicium, le manganèse et l'aluminium, avec des teneurs telles que: Mn+90 Si >85 et 5,38 < 6Mn+13AI+12Si < 16 et la teneur en silicium total est inférieure à 0,6 % et la teneur en manganèse total est inférieure à 1,3 %,  For this purpose, the subject of the invention is a steel sheet for electrical use, of the type comprising less than 0.005% by weight of carbon, obtained in two stages, a first step consisting in manufacturing a sheet of steel, then a second step of subjecting said sheet to an annealing treatment at a temperature in the range 800 C to 900 C and so as to remain below the point of transformation ferrite-austenite (a -> y), characterized in that that the sheet comprises, by weight, a carbon content of less than 0.005%, a phosphorus content of less than 0.1%, a silicon content equal to 0.2%, a manganese content equal to 0.1%, and a or more elements selected from silicon, manganese and aluminum, with contents such that: Mn + 90 Si> 85 and 5.38 <6Mn + 13AI + 12Si <16 and the total silicon content is less than 0, 6% and the total manganese content is less than 1.3%,

le reste étant du fer et des impuretés résiduelles inévitables.  the rest being iron and unavoidable residual impurities.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention, - la teneur en poids en phosphore est comprise entre 0,01 % et  According to other characteristics of the invention, the content by weight of phosphorus is between 0.01% and

0,09 %;0.09%;

-le rapport entre la teneur en silicium total et la teneur en manganèse total est inférieur à 0,5; - la tôle comprend en poids une teneur en carbone inférieure ou égale à 0,004 %, une teneur en silicium comprise entre 0,25 et 0,35 %, une teneur en manganèse comprise entre 0, 8 et 1,0 %, une teneur en phosphore comprise entre 0,05 et 0,09 %, une teneur en aluminium comprise entre 0,08  the ratio between the total silicon content and the total manganese content is less than 0.5; the sheet comprises, by weight, a carbon content of less than or equal to 0.004%, a silicon content of between 0.25 and 0.35%, a manganese content of between 0.8 and 1.0%, a content of phosphorus between 0.05 and 0.09%, an aluminum content of between 0.08 and

o0 et 0,12 %, le reste étant du fer et des impuretés résiduelles inévitables.  o0 and 0.12%, the remainder being iron and unavoidable residual impurities.

Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à  The features and advantages of the invention will become apparent

la suite de la description qui suit, donnée uniquement à titre d'exemple.  following the description which follows, given only as an example.

La première caractéristique importante de l'invention réside  The first important characteristic of the invention lies

dans la limitation de la teneur en phosphore de l'acier à 0,1 % en poids.  in limiting the phosphorus content of the steel to 0.1% by weight.

Les inventeurs ont constaté que la présence de phosphore dans l'acier, avec une teneur comprise entre 0,10 et 0,20 % en poids, est néfaste pour la découpabilité de la tôle réalisée à partir d'un tel acier, et ceci  The inventors have found that the presence of phosphorus in the steel, with a content of between 0.10 and 0.20% by weight, is detrimental to the cutability of the sheet made from such steel, and this

indépendamment des caractéristiques mécaniques.  independently of the mechanical characteristics.

Lorsque l'on réalise la découpe d'un flan de tôle au moyen d'un dispositif comportant un poinçon et une matrice à arêtes tranchantes, cette découpe s'opère en deux phases: une première phase de cisaillage du métal, et une deuxième phase d'arrachement du métal. Le bord de découpe présente donc deux zones: une première zone cisaillée située côté poinçon,  When cutting a blank of sheet metal by means of a device comprising a punch and a die with cutting edges, this cutting takes place in two phases: a first phase of shearing the metal, and a second phase tearing metal. The cutting edge therefore has two zones: a first shear zone located on the punch side,

et une deuxième zone rompue située côté matrice.  and a second broken area located on the die side.

Dans la première phase de découpe, on cisaille donc le métal, puis s'amorcent des fissures dans le métal au niveau le l'arête de coupe du poinçon et de l'arête de coupe de la matrice, qui se rejoignent dans la phase  In the first cutting phase, the metal is sheared, and cracks in the metal at the cutting edge of the punch and the cutting edge of the die, which meet in the

terminale de la découpe, provoquant la rupture du métal.  end of the cut, causing the metal to break.

Dans une tôle "Fully Process" dont la teneur en phosphore est supérieure à 0,10 % en poids, celui-ci a tendance à ségréger en couches, situées généralement entre un quart et trois quart de l'épaisseur de ladite tôle. Ces couches de ségrégation du phosphore sont des couches présentant une dureté supérieure au reste de la tôle, et ce phénomène nuit à  In a sheet "Fully Process" whose phosphorus content is greater than 0.10% by weight, it tends to segregate into layers, generally between one quarter and three quarters of the thickness of said sheet. These layers of phosphorus segregation are layers having a hardness greater than the rest of the sheet, and this phenomenon is detrimental to

I'homogénéité de la découpe.The homogeneity of the cut.

Les fissures qui s'amorcent dans le métal après la première phase de découpe d'un flan prélevé dans une telle tôle sont déviées lorsqu'elles rencontrent une couche de ségrégation du phosphore et prennent une orientation horizontale, ce qui nuit à la qualité de la zone rompue de la s découpe. En effet, cette zone rompue de la découpe est d'autant plus nette  Cracks that begin in the metal after the first phase of cutting a blank taken from such a sheet are deflected when they encounter a layer of segregation of phosphorus and take a horizontal orientation, which affects the quality of the broken area of the cut. Indeed, this broken area of the cut is even sharper

que l'orientation des fissures est verticale.  that the orientation of the cracks is vertical.

La découpe présente ainsi une zone rompue non homogène  The cut thus presents a broken non-homogeneous zone

avec apparition de bavures.with appearance of burrs.

De plus, I'orientation horizontale des fissures entraîne souvent io le détachement de certaines particules de métal, entraînant une usure  In addition, the horizontal orientation of the cracks often causes the detachment of certain metal particles, causing wear and tear.

abrasive des outils de coupe.abrasive cutting tools.

Il est donc apparu important de limiter la teneur en phosphore dans l'acier, et les inventeurs ont constaté que ce phénomène n'est plus significatif lorsque cette teneur en phosphore est inférieure à 0,10 % en  It has therefore appeared important to limit the phosphorus content in steel, and the inventors have found that this phenomenon is no longer significant when this phosphorus content is less than 0.10% by weight.

poids.weight.

Préférentiellement, la teneur en phosphore est comprise entre  Preferably, the phosphorus content is between

0,01 %et 0,09 %.0.01% and 0.09%.

Cette limitation de la teneur en phosphore, favorable à la  This limitation of the phosphorus content, favorable to the

découpabilité de la tôle, présente toutefois deux effets néfastes.  However, there are two detrimental effects of sheet metal cutting.

D'une part d'un point de vue caractéristiques mécaniques, le phosphore est un des éléments d'alliage les plus efficaces pour conférer à la tôle une dureté suffisante, et d'autre part, la diminution de la teneur en phosphore entraîne une dégradation des caractéristiques magnétiques, en  On the one hand, from a mechanical characteristics point of view, phosphorus is one of the most efficient alloying elements to give the sheet a sufficient hardness, and on the other hand, the reduction of the phosphorus content leads to a degradation. magnetic characteristics, in

particulier en matière de pertes totales spécifiques.  particular in terms of specific total losses.

Il est donc nécessaire de remplacer une partie du phosphore par un ou plusieurs autres éléments qui augmentent les caractéristiques  It is therefore necessary to replace part of the phosphorus with one or more other elements which increase the characteristics

mécaniques de la tôle ainsi que ses caractéristiques magnétiques.  sheet metal and its magnetic characteristics.

Les inventeurs ont constaté que ces éléments peuvent être  The inventors have found that these elements can be

avantageusement choisis parmi le manganèse, le silicium et l'aluminium.  advantageously chosen from manganese, silicon and aluminum.

La seconde caractéristique importante de l'invention est donc que la tôle comprend en poids, outre une teneur en carbone inférieure à 0,005 % et une teneur en phosphore inférieure à 0,1 %, une teneur en silicium égale à 0,2 %, une teneur en manganèse égale à 0,1 %, et un ou plusieurs éléments choisis parmi le silicium, le manganèse et l'aluminium, avec des teneurs telles que: Mn+90 Si >85 et 5,38 < 6Mn+13AI+12Si < 16 et la teneur en silicium total est inférieure à 0,6 % et la teneur en manganèse total est inférieure à 1,3 %,  The second important characteristic of the invention is therefore that the sheet comprises, by weight, in addition to a carbon content of less than 0.005% and a phosphorus content of less than 0.1%, a silicon content equal to 0.2%, a a manganese content equal to 0.1%, and one or more elements chosen from silicon, manganese and aluminum, with contents such that: Mn + 90 Si> 85 and 5.38 <6Mn + 13Al + 12Si < 16 and the total silicon content is less than 0.6% and the total manganese content is less than 1.3%,

le reste étant du fer et des impuretés résiduelles inévitables.  the rest being iron and unavoidable residual impurities.

On peut également limiter la teneur en silicium total à 0,5 % pour rester dans le domaine des aciers dits non alliés. En effet, si la teneur en silicium total est supérieure à 0,5 %, les normes en vigueur classent un tel  We can also limit the total silicon content to 0.5% to remain in the field of so-called non-alloyed steels. Indeed, if the total silicon content is greater than 0.5%, the standards in force classify such

acier dans la catégorie des aciers alliés.  steel in the category of alloy steels.

La teneur minimale en silicium égale à 0,2 % est nécessaire  The minimum silicon content of 0.2% is necessary

io pour limiter les pertes par courants de Foucault.  to limit eddy current losses.

La limitation de la teneur en manganèse total est nécessaire afin de garantir que le recuit effectué dans la seconde étape du procédé de fabrication de l'acier s'effectue correctement, c'est à dire dans le domaine ferritique tout en permettant un grossissement suffisant des grains. En effet, si la teneur en manganèse total est supérieure à 1,3 %, la température du point de transformation ferrite-austénite (a -> y) est abaissée et compte tenu qu'il est indispensable d'effectuer le recuit dans le domaine ferritique, la température de ce recuit ne sera plus suffisante pour obtenir une structure avec des grains suffisamment gros pour conférer à cet acier les caractéristiques magnétiques requises. On dit que le manganèse est un  The limitation of the total manganese content is necessary in order to ensure that the annealing carried out in the second step of the steel manufacturing process is carried out correctly, ie in the ferritic field while allowing sufficient magnification of the grains. Indeed, if the total manganese content is greater than 1.3%, the temperature of the ferrite-austenite transformation point (a -> y) is lowered and given that it is essential to carry out the annealing in the field. ferritic, the temperature of this annealing will no longer be sufficient to obtain a structure with grains large enough to give this steel the magnetic characteristics required. It is said that manganese is a

élément y-gène.y-gene element.

Ainsi, de préférence, on choisira de remplacer le phosphore par un élément dit a-gène, comme par exemple le silicium, ou plusieurs éléments  Thus, preferably, it will be chosen to replace the phosphorus by a so-called a-gene element, such as for example silicon, or several elements

dont au moins un est a-gène.at least one of which is a-gene.

Il est également important de respecter la condition selon laquelle 80 Mn + 90 Si > 85, car si elle n'est pas respectée, les  It is also important to respect the condition that 80 Mn + 90 Si> 85, because if it is not respected, the

caractéristiques mécaniques de la tôle obtenue seront insuffisantes.  mechanical characteristics of the sheet obtained will be insufficient.

Enfin, il est important de respecter la condition selon laquelle ,38 < 6 Mn + 13 AI + 12 Si < 16, afin de garantir les caractéristiques magnétiques de la tôle, en termes de pertes totales spécifiques et de perméabilité. Pour obtenir la teneur en carbone inférieure à 0,005 %, on peut soit effectuer un traitement de décarburation à l'aciérie par l'usage d'un appareil permettant de dégazer l'acier liquide sous vide du type RH ou DH, soit effectuer après laminage à froid un recuit décarburant sous atmosphère contenant un mélange de gaz oxydants, qui peut être combiné avec le recuit  Finally, it is important to respect the condition that, 38 <6 Mn + 13 AI + 12 Si <16, in order to guarantee the magnetic characteristics of the sheet, in terms of specific total losses and permeability. To obtain the carbon content of less than 0.005%, it is possible either to carry out a decarburization treatment at the steelworks by the use of an apparatus for degassing vacuum-type liquid steel of the RH or DH type, or to carry out after rolling. cold decarburizing annealing under an atmosphere containing a mixture of oxidizing gases, which can be combined with the annealing

de recristallisation et de grossissement de grains (seconde étape).  of recrystallization and enlargement of grains (second stage).

Le tableau ci-après indique la composition de plusieurs  The table below shows the composition of several

exemples de réalisation de l'invention, les teneurs étant exprimées en pour-  embodiments of the invention, the contents being expressed in terms of

cent poids. Acier carbone phosphore silicium manganèse aluminium  hundred weight. Carbon steel phosphorus silicon manganese aluminum

A 0,002 0,09 0,4 0,7 0,001A 0.002 0.09 0.4 0.7 0.001

B 0,002 0,05 0,3 1,2 0,001B 0.002 0.05 0.3 1.2 0.001

C 0,004 0,05 0,5 0,6 0,2C 0.004 0.05 0.5 0.6 0.2

D 0,004 0,01 0,01 1,2 0,3D 0.004 0.01 0.01 1.2 0.3

E 0,004 0,03 0,2 1,0 0,3E 0.004 0.03 0.2 1.0 0.3

Selon un mode préférentiel de l'invention, l'acier présente une caractéristique supplémentaire consistant à limiter le rapport entre la teneur  According to a preferred embodiment of the invention, the steel has an additional characteristic of limiting the ratio between the content

n0 en silicium total et la teneur en manganèse total à 0,5.  n0 in total silicon and the total manganese content to 0.5.

En effet, si le rapport entre la teneur en silicium total et la teneur en manganèse total est supérieur à 0,5, I'acier peut poser quelques problèmes en termes de soudabilité, en particulier en soudage par étincelage, ce qui est préjudiciable, d'une part à la mise en oeuvre de la tôle i5 réalisée en cet acier, et d'autre part pour la mise en oeuvre du procédé de  Indeed, if the ratio between the total silicon content and the total manganese content is greater than 0.5, the steel may pose some problems in terms of weldability, in particular in spark welding, which is detrimental to partly to the implementation of the plate i5 made of this steel, and secondly for the implementation of the method of

fabrication en continu d'une bande de tôle réalisée en cet acier.  continuous manufacture of a sheet metal strip made of this steel.

Ainsi, le mode préféré de réalisation de l'invention consiste à réaliser une tôle d'acier qui comprend en poids une teneur en carbone inférieure ou égale à 0,004 %, une teneur en silicium comprise entre 0,25 et 0,35 %, une teneur en manganèse comprise entre 0,8 et 1,0 %, une teneur en phosphore comprise entre 0,05 et 0,09 %, une teneur en aluminium comprise entre 0,08 et 0,12 %, le reste étant du fer et des impuretés  Thus, the preferred embodiment of the invention consists in producing a steel sheet which comprises, by weight, a carbon content of less than or equal to 0.004%, a silicon content of between 0.25 and 0.35%, a a manganese content between 0.8 and 1.0%, a phosphorus content between 0.05 and 0.09%, an aluminum content of between 0.08 and 0.12%, the balance being iron and impurities

résiduelles inévitables.inevitable residuals.

Une telle tôle présente l'avantage de présenter de bonnes caractéristiques magnétiques et d'être correctement découpable et soudable  Such a sheet has the advantage of having good magnetic characteristics and of being correctly cutable and weldable

en particulier par étincelage.especially by spark erosion.

Des essais ont été réalisés à partir d'une tôle selon l'invention afin de montrer l'amélioration sur la découpabilité par rapport à une tôle de  Tests were carried out from a sheet according to the invention in order to show the improvement on the cutability with respect to a metal sheet.

l'état de la technique.the state of the art.

La composition exacte des aciers pris en compte dans ces essais est mentionnée dans le tableau ci-après, les teneurs étant exprimées  The exact composition of the steels taken into account in these tests is mentioned in the table below, the contents being expressed

en pour-cent poids.in percent weight.

Acier carbone phosphore silicium manganèse aluminium  Carbon steel phosphorus silicon manganese aluminum

F 0,003 0,159 0,486 0,404 0,132F 0.003 0.159 0.486 0.404 0.132

G 0,002 0,180 0,325 0,420 0,001G 0.002 0.180 0.325 0.420 0.001

H 0,005 0,047 0,326 0,885 0,094H 0.005 0.047 0.326 0.885 0.094

Les aciers F et G correspondent à un acier conforme à la technique antérieure et l'acier H correspond à un mode de réalisation de l'invention.  Steels F and G correspond to a steel according to the prior art and steel H corresponds to one embodiment of the invention.

Ces trois aciers ont été élaborés de la même manière, c'est-à-  These three steels were developed in the same way, that is,

io dire en deux étapes, une première étape consistant à fabriquer l'acier sous forme de tôle d'épaisseur égale à 1 mm, puis une seconde étape consistant à faire subir à ladite tôle un traitement de recuit à une température prise dans la gamme 800 C à 900 C et de manière à rester en dessous du point de  i to say in two steps, a first step consisting in manufacturing the steel in the form of a sheet of thickness equal to 1 mm, then a second step consisting of subjecting said sheet to an annealing treatment at a temperature taken in the range 800 C at 900 C and so as to stay below the point of

transformation ferrite-austénite.ferrite-austenite transformation.

Cette étape de recuit a été identique pour ces trois aciers et a constitué spécifiquement en un recuit en continu à une température égale à  This annealing step was identical for these three steels and specifically constituted a continuous annealing at a temperature equal to

870 C pendant 2 minutes.870 C for 2 minutes.

Les trois tôles F, G et H ont été comparées en termes de caractéristiques mécaniques, de caractéristiques magnétiques et en termes  The three sheets F, G and H were compared in terms of mechanical characteristics, magnetic characteristics and in terms of

de découpabilité.cutability.

Les caractéristiques magnétiques ont été mesurées sur cellule à bande unique avec des éprouvettes prélevées dans le sens de laminage des tôles. La découpabilité a été comparée lors d'essais de découpage suivant deux critères, I'énergie dissipée par frottement lors de la découpe d'une part, et la force de découpage en fin de rupture d'autre part. Ce dernier critère permet en particulier d'estimer l'impact des ségrégations. Le découpage a été effectué au moyen d'un poinçon en carbure de diamètre  Magnetic characteristics were measured on a single-band cell with specimens taken in the rolling direction of the sheets. The cutability was compared during cutting tests according to two criteria, the energy dissipated by friction during cutting on the one hand, and the cutting force at the end of rupture on the other hand. This last criterion makes it possible in particular to estimate the impact of segregations. The cutting was carried out using a carbide punch of diameter

égal à 12 mm, le jeu entre le poinçon et la matrice étant égal à 7 %.  equal to 12 mm, the clearance between the punch and the die being equal to 7%.

Le tableau suivant reprend le résultat moyen de ces essais.  The following table shows the average result of these tests.

Re Rm A% Pertes à 1,5 T Induction àCritère Force en fin Acier (MPa) (MPa) (W/kg) 5000A/m d'usure de rupture (Tesla) J/mm) (N)  Re Rm A% Losses at 1.5 T Induction at Criterion Strength in Fine Steel (MPa) (MPa) (W / kg) 5000A / m Breakage Wear (Tesla) J / mm) (N)

F 300 420 34 11,8 1,724 13900 2420F 300 420 34 11.8 1.724 13900 2420

G 302 422 30,8 12,0 1,722 13420 2746  G 302 422 30.8 12.0 1.722 13420 2746

H 300 415 24,5 12,2 1,722 8490 840H 300 415 24.5 12.2 1.722 8490 840

Du point de vue des caractéristiques mécaniques, on constate que l'acier H de l'invention présente une limite d'élasticité Re et une charge à la rupture Rm quasiment identiques à celles des aciers F et G de la technique antérieure. En revanche, l'allongement A% est considérablement diminué,  From the point of view of the mechanical characteristics, it is found that the steel H of the invention has a yield strength Re and a breaking load Rm that are almost identical to those of the steels F and G of the prior art. On the other hand, the elongation A% is considerably decreased,

inférieur à 30, ce qui est favorable à la découpabilité de la tôle de l'invention.  less than 30, which is favorable to the cutability of the sheet of the invention.

Du point de vue des caractéristiques magnétiques, on constate  From the point of view of the magnetic characteristics,

que celles-ci sont quasiment identiques dans les trois cas.  that these are almost identical in all three cases.

Enfin on constate que l'énergie dissipée par frottement ainsi que io la force en fin de rupture sont considérablement diminuées dans le cas de l'acier H de l'invention, ce qui montre bien la meilleure découpabilité de cet acier H selon l'invention par rapport aux aciers F et G de la technique antérieure. Il  Finally, it is found that the energy dissipated by friction as well as the force at the end of the rupture are considerably reduced in the case of the steel H of the invention, which shows the best cutability of this steel H according to the invention. compared to the steels F and G of the prior art. he

Claims (4)

REVENDICATIONS 1 - Tôle en acier à usage électrique, du type comportant moins de 0,005 % en poids de carbone, obtenue en deux étapes, une première étape consistant à fabriquer sous forme de tôle un acier, puis une seconde étape consistant à faire subir à ladite tôle un traitement de recuit à une température prise dans la gamme 800 C à 900 C et de manière à rester en dessous du point de transformation ferrite-austénite (a -> y), caractérisée en ce qu'elle comprend en poids une teneur en carbone inférieure à 0,005 %, io une teneur en phosphore inférieure à 0,1 %, une teneur en silicium égale à 0,2 %, une teneur en manganèse égale à 0, 1 %, et un ou plusieurs éléments choisis parmi le silicium, le manganèse et l'aluminium, avec des teneurs telles que: Mn + 90 Si > 85 et 5,38 < 6 Mn + 13AI + 12 Si < 16 et la teneur en silicium total est inférieure à 0,6 % et la teneur en manganèse total est inférieure à 1,3 %,  1 - Steel sheet for electrical use, of the type comprising less than 0.005% by weight of carbon, obtained in two steps, a first step of manufacturing in the form of sheet metal a steel, then a second step of subjecting said sheet metal an annealing treatment at a temperature in the range 800 C to 900 C and so as to remain below the point of transformation ferrite-austenite (a -> y), characterized in that it comprises by weight a carbon content less than 0.005%, a phosphorus content of less than 0.1%, a silicon content equal to 0.2%, a manganese content equal to 0.1%, and one or more elements chosen from silicon, manganese and aluminum, with contents such that: Mn + 90 Si> 85 and 5.38 <6 Mn + 13Al + 12 Si <16 and the total silicon content is less than 0.6% and the manganese content total is less than 1.3%, le reste étant du fer et des impuretés résiduelles inévitables.  the rest being iron and unavoidable residual impurities. 2 - Tôle en acier selon la revendication 1, caractérisée en ce  2 - Steel sheet according to claim 1, characterized in that que la teneur en poids en phosphore est comprise entre 0,01 % et 0,09 %.  that the content by weight of phosphorus is between 0.01% and 0.09%. 3 - Tôle en acier selon les revendications 1 ou 2, caractérisée  3 - Steel sheet according to claims 1 or 2, characterized en ce que le rapport entre la teneur en silicium total et la teneur en  in that the ratio between the total silicon content and the content of manganèse total est inférieur à 0,5.  Total manganese is less than 0.5. 4 - Tôle en acier selon les revendications 1, 2 ou 3, caractérisée  4 - Steel sheet according to claims 1, 2 or 3, characterized en ce qu'elle comprend en poids une teneur en carbone inférieure ou égale à 0,004 %, une teneur en silicium comprise entre 0,25 et 0,35 %, une teneur en manganèse comprise entre 0,8 et 1,0 %, une teneur en phosphore comprise entre 0,05 et 0,09 %, une teneur en aluminium comprise entre 0,08 et 0,12 %,  in that it comprises by weight a carbon content less than or equal to 0.004%, a silicon content of between 0.25 and 0.35%, a manganese content of between 0.8 and 1.0%, a phosphorus content between 0.05 and 0.09%, an aluminum content of between 0.08 and 0.12%, le reste étant du fer et des impuretés résiduelles inévitables.  the rest being iron and unavoidable residual impurities.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3867211A (en) * 1973-08-16 1975-02-18 Armco Steel Corp Low-oxygen, silicon-bearing lamination steel
US4851056A (en) * 1981-12-28 1989-07-25 Nippon Steel Corporation Process for producing a semi-processed non-oriented electrical steel sheet having a low watt loss and a high magnetic flux density
JPH03249130A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Nkk Corp Production of nonoriented silicon steel sheet
EP0487443A1 (en) * 1990-11-19 1992-05-27 Sollac S.A. Steel sheet for electrical applications
JPH07207343A (en) * 1994-01-18 1995-08-08 Nippon Steel Corp Production of semiprocessed grain nonoriented silicon steel sheet
JPH08157966A (en) * 1994-11-30 1996-06-18 Nkk Corp Production of fullprocessed nonoriented silicon steel sheet

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3867211A (en) * 1973-08-16 1975-02-18 Armco Steel Corp Low-oxygen, silicon-bearing lamination steel
US4851056A (en) * 1981-12-28 1989-07-25 Nippon Steel Corporation Process for producing a semi-processed non-oriented electrical steel sheet having a low watt loss and a high magnetic flux density
JPH03249130A (en) * 1990-02-28 1991-11-07 Nkk Corp Production of nonoriented silicon steel sheet
EP0487443A1 (en) * 1990-11-19 1992-05-27 Sollac S.A. Steel sheet for electrical applications
JPH07207343A (en) * 1994-01-18 1995-08-08 Nippon Steel Corp Production of semiprocessed grain nonoriented silicon steel sheet
JPH08157966A (en) * 1994-11-30 1996-06-18 Nkk Corp Production of fullprocessed nonoriented silicon steel sheet

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 043 (C - 0907) 4 February 1992 (1992-02-04) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 095, no. 011 26 December 1995 (1995-12-26) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 096, no. 010 31 October 1996 (1996-10-31) *

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