FR2798676A1 - HOT ROLLED STEEL PLATE FOR EAMILLING ONE OR TWO FACES - Google Patents
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Abstract
Tôle d'acier laminé à chaud pour émaillage une ou deux faces caractérisée en ce que l'acier de composition pondérale suivante :0, 04% < carbone < 0, 08%0, 2% < manganèse < 0, 35% silicium < 0, 030%0, 04% < nickel < 0, 20%soufre < 0, 01%phosphore < 0, 020%0, 020% c aluminium < 0, 040%0, 08%< cuivre < 0, 40%0, 040% < azote < 0, 070%0, 025 < titane < 0, 035%le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à la fabrication, comporte une quantité de titane ajustée de telle manière à obtenir toujours au moins un taux de titane efficace sous la forme de TiC + Ti4 C2 S2 supérieur ou égal à 0, 010%.Hot-rolled steel sheet for one- or two-sided enamelling characterized in that the steel of the following weight composition: 0.04% <carbon <0.08% 0.2% <manganese <0.35% silicon <0 , 030% 0.04% <nickel <0, 20% sulfur <0.01% phosphorus <0, 020% 0, 020% c aluminum <0, 040% 0, 08% <copper <0, 40% 0, 040% <nitrogen <0, 070% 0, 025 <titanium <0, 035% the remainder being iron and impurities inherent in the manufacture, includes a quantity of titanium adjusted so as to always obtain at least a level of titanium effective in the form of TiC + Ti4 C2 S2 greater than or equal to 0, 010%.
Description
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Tôle d'acier laminé à chaud pour émaillage une ou deux faces. Hot-rolled steel sheet for one- or two-sided enameling.
L'émaillage des tôles laminées à froid est bien connu et il existe de Enamelling of cold-rolled sheets is well known and there are
nombreuses applications, en particulier dans le domaine de l'électroménager. many applications, especially in the field of household appliances.
En ce qui concerne les tôles laminées à chaud, le domaine est beaucoup moins répandu et les tôles d'aciers utilisées doivent satisfaire à des cahiers des charges très contraignants. En effet, dans le cas des accumulateurs d'eau chaude, qui est le principal marché des tôles laminées à chaud le produit doit satisfaire: - une bonne caractéristique à l'emboutissage, pour la réalisation des fonds io d'accumulateur, - une bonne aptitude à l'émaillage une face, - une bonne tenue aux coups d'ongle, - une bonne adhérence de l'émail sur l'acier, - une nécessité de conserver des caractéristiques mécaniques élevées après With regard to hot-rolled sheets, the field is much less widespread and the steel sheets used must meet very stringent specifications. Indeed, in the case of hot water accumulators, which is the main market for hot-rolled sheets, the product must satisfy: a good stamping characteristic, for the production of the accumulator bottoms, a good ability to enamel one side, - good resistance to nail strokes, - good adhesion of enamel on steel, - a need to maintain high mechanical characteristics after
déformation et cuisson d'émaillage. deformation and enameling firing.
Une conservation des caractéristiques mécaniques permet de diminuer au maximum l'épaisseur de la tôle laminée à chaud. La tôle laminée à chaud doit également générer le moins possible de calamine notamment sur la face non A conservation of the mechanical characteristics makes it possible to reduce as much as possible the thickness of the hot-rolled sheet. The hot-rolled sheet must also generate the least possible calamine especially on the non-surface
revêtue et la calamine en surface de ladite tôle doit être la plus adhérente possible. coated and calamine surface of said sheet must be as adherent as possible.
En effet, la face de la tôle qui n'est pas émaillée subit le traitement de cuisson en atmosphère non réductrice et génère des quantités importantes de calamine qui se détachent et encrassent les fours de cuisson. La formation de calamine contribue également à une diminution de l'épaisseur de la tôle et peut être considérée comme un poids de métal perdu pouvant être estimé à environ 57% du poids de ladite Indeed, the face of the sheet which is not enamelled undergoes the baking treatment in a non-reducing atmosphere and generates significant amounts of scale that come off and foul the cooking ovens. The formation of calamine also contributes to a decrease in the thickness of the sheet and can be considered as a weight of lost metal that can be estimated at about 57% of the weight of said sheet.
calamine formée.calamine formed.
Il est connu, des aciers laminés à chaud qui seront pris en référence. Or dans certains cas d'emboutis difficiles, ces tôles d'acier se révèlent incapables d'une part, d'être correctement embouties de par leurs caractéristiques mécaniques élevées et d'autre part, de conserver leurs caractéristiques mécaniques après déformations et It is known, hot-rolled steels which will be taken as a reference. However, in some cases of difficult stamping, these steel sheets are unable on the one hand, to be properly stamped by their high mechanical characteristics and on the other hand, to retain their mechanical characteristics after deformation and
cuisson d'émaillage.enameling baking.
L'invention a pour but de proposer une tôle d'acier laminée à chaud pouvant présenter une épaisseur relativement faible, et comporter de très bonnes The object of the invention is to propose a hot-rolled steel sheet which may have a relatively small thickness, and have very good
caractéristiques pour l'émaillage. characteristics for enameling.
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L'invention a pour objet une tôle d'acier laminée à chaud pour émaillage une ou deux faces qui se caractérise en ce que l'acier de composition pondérale suivante: 0,04%< carbone < 0,08% 0,2%< manganèse < 0,35% silicium < 0,030% 0,04% < nickel < 0,20% soufre < 0,01% phosphore < 0, 020% lo 0,020% < aluminium < 0,040% 0,08%< cuivre < 0,40% 0,040% < azote < 0,070% 0,025 < titane <0,035% le reste étant du fer et des impuretés inhérentes à la fabrication, comporte une quantité de titane ajustée de telle manière à obtenir toujours au moins un taux de The subject of the invention is a hot rolled steel sheet for one or two-sided enamelling, characterized in that the steel of the following weight composition: 0.04% <carbon <0.08% 0.2% < manganese <0.35% silicon <0.030% 0.04% <nickel <0.20% sulfur <0.01% phosphorus <0.020% w 0.020% <aluminum <0.040% 0.08% <copper <0, 40% 0.040% <nitrogen <0.070% 0.025 <titanium <0.035% the rest being iron and impurities inherent in the manufacture, includes a quantity of titanium adjusted so as to always obtain at least a rate of
titane efficace sous la forme de TiC + Ti4C2S2 supérieur ou égal à 0,010%. effective titanium in the form of TiC + Ti4C2S2 greater than or equal to 0.010%.
Les autres caractéristiques de l'invention sont: -dans la composition pondérale de l'acier, la somme des teneurs en Cu et Ni est The other characteristics of the invention are: in the weight composition of the steel, the sum of the Cu and Ni contents is
comprise entre 0,12% et 0,60%.between 0.12% and 0.60%.
- dans la composition pondérale de l'acier, le cuivre est introduit dans un intervalle de teneurs comprises entre 0,080% et 0,40% et le nickel dans un intervalle de in the weight composition of the steel, the copper is introduced in a range of contents between 0.080% and 0.40% and the nickel in a range of
teneurs comprises entre 0,040% et 0,20%. contents between 0.040% and 0.20%.
- dans la composition de l'acier, le taux de titane efficace vérifie l'égalité: TiC + Ti4C2S2 = Ti total - 3,42 N, le titane efficace étant dans une teneur supérieure ou in the composition of the steel, the effective titanium content verifies the equality: TiC + Ti4C2S2 = total Ti = 3.42 N, the effective titanium being in a higher content or
égale à 0,010%.equal to 0.010%.
La description qui suit avec la figure annexée, le tout donné à titre d'exemple The following description with the attached figure, all given as an example
non limitatif fera bien comprendre l'invention. non-limiting will make clear the invention.
La figure 1 présente l'évolution des caractéristiques mécaniques Re et Rm en Mpa, en fonction de la teneur en titane précipité sous forme de TiC et de Ti4C2S2 Figure 1 shows the evolution of the mechanical characteristics Re and Rm in Mpa, as a function of the titanium content precipitated in the form of TiC and Ti4C2S2
en millième de pour cent.in thousandths of a percent.
Dans son principe, la tôle d'acier laminée à chaud selon l'invention est obtenue à partir d'un acier facilement emboutissable, donc, doux, en l'adaptant pour In principle, the hot-rolled steel sheet according to the invention is obtained from a steel that is easily stampable, and therefore, soft, by adapting it to
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le rendre émaillable et pour le rendre insensible à des variations de caractéristiques make it enamelable and make it insensitive to variations in characteristics
mécaniques après la cuisson de l'émail. mechanical after cooking enamel.
Pour cela, la composition de l'acier contient du titane qui lors du For this, the composition of the steel contains titanium which during the
refroidissement génère successivement du TiN, du Ti4C2S2 et du TiC. cooling successively generates TiN, Ti4C2S2 and TiC.
La quantité de titane sous forme de TiN n'a que peu d'effet sur le durcissement de l'acier ou sur la formation des pièges à hydrogène. Le titane précipite successivement sous la forme de TiN, de Ti4C2S2 de TiC suivant la relation: The amount of TiN titanium has little effect on the hardening of steel or the formation of hydrogen traps. Titanium precipitates successively in the form of TiN, TiC2S2 of TiC according to the relation:
TiTotal = 3,42 N + 3S + TiC.TiTotal = 3.42 N + 3S + TiC.
Il a été déterminé la relation Ti efficace = Ti total - 3,42 N qui détermine la quantité réelle de titane précipitée sous la forme de TiC et Ti4C2S2 qui permet le piégeage de l'hydrogène. Dans ces conditions, tout l'oxygène est piégé lors du The effective Ti = Total Ti - 3.42 N relationship was determined which determines the actual amount of precipitated titanium in the form of TiC and Ti4C2S2 which allows the trapping of hydrogen. Under these conditions, all the oxygen is trapped during
calmage de l'acier et tout l'azote est précipité sous la forme de TiN. Calming of the steel and all the nitrogen is precipitated in the form of TiN.
Le piégeage de l'hydrogène permet d'éviter l'apparition de défaut du type The trapping of hydrogen makes it possible to avoid the appearance of defects of the type
coups d'ongle.nail strokes.
Le titane permet également de conserver les caractéristiques mécaniques Titanium also helps maintain mechanical characteristics
après déformation et cuisson du fait de l'affinement provoqué des grains. after deformation and cooking due to the refinement caused by the grains.
Le soufre à des teneurs hautes favorise la formation du précipité Ti4C2S2 et en teneurs basses, celle du précipité de TiC. Ces deux précipités ont chacun, une action de piégeage de l'hydrogène. La limitation de la teneur en soufre assure Sulfur at high levels favors the formation of the Ti4C2S2 precipitate and at low levels, that of the TiC precipitate. These two precipitates each have an action of trapping hydrogen. The limitation of the sulfur content ensures
également une bonne santé interne de l'acier de base. also a good internal health of the base steel.
Le carbone est réduit à l'intervalle des teneurs compris entre 0,04% et 0, 08% pour compenser partiellement l'augmentation des caractéristiques mécaniques dues Carbon is reduced to the range of 0.04% to 0.08% to partially compensate for the increase in mechanical characteristics due to
à l'augmentation de la teneur en titane. to increase the titanium content.
La limitation en carbone, diminue légèrement les caractéristiques mécaniques Carbon limitation, slightly decreases mechanical characteristics
de la tôle diminution compensée par l'ajout de titane. Sheet metal reduction offset by the addition of titanium.
La figure 1 présente l'évolution des caractéristiques mécaniques Re et Rm en Figure 1 shows the evolution of the mechanical characteristics Re and Rm in
fonction de la teneur en titane précipité ou encore non fixé par l'azote. depending on the titanium content precipitated or not fixed by nitrogen.
Le tableau 1 suivant présente en relation avec la figure unique, pour Table 1 below presents in relation to the single figure, for
différents aciers, la teneur totale en titane et la teneur en précipités. different steels, the total titanium content and the precipitate content.
Tableau 1.Table 1.
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Acier C Mn AI Ti N S TiC+ Ti4C2S2Steel C Mn AI Ti N Si TiC + Ti4C2S2
A 63 333 41 23 4,8 <1 6A 63 333 41 23 4.8 <1 6
B 63 334 42 43 5 <1 26B 63 334 42 43 5 <1 26
C 62 334 42 60 4,9 <1 43C 62 334 42 60 4.9 <1 43
DI 64 306 38 37 2,9 <1 27DI 64 306 38 37 2.9 <1 27
D2 62 304 43 38 2,3 7 31D2 62 304 43 38 2,3 7 31
E 41 301 31 25 5,6 4,6 6E 41 301 31 25 5.6 4,6 6
F 42 302 27 33 5,8 4,8 13F 42 302 27 33 5.8 4.8 13
G 43 302 23 42 5,9 4,7 22G 43 302 23 42 5.9 4.7 22
Le taux en Ti efficace est égal à la somme des teneurs en TiC et en Ti4C2S2, et le Ti efficace est donné par la relation Ti total - 3,42 N. La teneur en azote a donc une grande importance. D'autre part, la proportion entre le taux de TiC et de Ti4C2S2 est fonction de la teneur en soufre. Du point de vue du revêtement de l'émail, une tôle est considérée comme apte à être émaillée lorsqu'elle satisfait à différents tests du type test d'adhérence matérialisé par une cotation d'un impact normalisé sur la tôle émaillée et du type coups d'ongle matérialisé par le vieillissement artificiel de la tôle émaillée introduite The effective Ti content is equal to the sum of the contents of TiC and Ti4C2S2, and the effective Ti is given by the total Ti ratio - 3.42 N. The nitrogen content is therefore of great importance. On the other hand, the proportion between TiC and Ti4C2S2 is a function of the sulfur content. From the point of view of enamel coating, a sheet is considered to be enamelled when it satisfies different tests of the type of adhesion test materialized by a rating of a standardized impact on the enamelled sheet and the type shots of nail materialized by the artificial aging of the enameled sheet introduced
dans une étuve pour vérifier l'apparition de coups d'ongles. in an oven to check the appearance of nail strokes.
Les essais d'émaillage sont effectués sur des éprouvettes selon le protocole d'essai suivant: - dégraissage alcalin, - rinçage à l'eau chaude, - rinçage à l'eau froide, - séchage à l'étuve, - dépose de l'émail par exemple, par poudrage électrostatique d'un émail sur une face, cuisson au four box à 850 C pendant 10 mn sous un point de rosée d'environ The enameling tests are carried out on specimens according to the following test protocol: - alkaline degreasing, - rinsing with hot water, - rinsing with cold water, - drying in an oven, - removal of the enamel for example, by electrostatic powdering of an enamel on one side, baking at 850 C for 10 minutes under a dew point of about
+20 C.+20 C.
Selon l'invention, la composition de l'acier contient le couple cuivre et nickel respectivement dans des teneurs qui permettent de diminuer la température AR3 et According to the invention, the composition of the steel contains the copper and nickel pair respectively in contents which make it possible to reduce the temperature AR3 and
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donc, lors du laminage à chaud de la tôle, de réduire l'épaisseur de laminage de la therefore, when hot rolling the sheet, to reduce the rolling thickness of the
tôle à une épaisseur environ 1,5 mm au train à bande. sheet to a thickness of about 1.5 mm to the belt train.
De plus, le nickel, en tant que tel, permet, dans l'intervalle de concentration donné, d'éviter le défaut de Paillette, correspondant à la formation d'un eutectique à s 1050 C qui est crée dans le cas d'un acier contenant du cuivre et ne contenant pas In addition, nickel, as such, allows, in the given concentration range, to avoid the defect of straw, corresponding to the formation of a eutectic at 1050 C which is created in the case of a steel containing copper and not containing
de nickel.of nickel.
L'effet du nickel et du cuivre est matérialisé dans un test d'oxydation dans lequel des échantillons placés dans un four box à la température d'émaillage de 8500C pendant des temps variables, présentent après oxydation et retrait de la o10 calamine par décapage, différentes pertes de poids, les pertes de poids définissant The effect of nickel and copper is materialized in an oxidation test in which samples placed in a furnace box at the enamel temperature of 8500C for varying periods of time, after oxidation and removal of the scale by etching, different weight loss, weight loss defining
le degré d'oxydation des aciers échantillonnés. the degree of oxidation of the steels sampled.
Le tableau 2 suivant présente les pertes de poids pour un acier selon l'invention contenant dans sa composition le couple cuivre plus nickel Table 2 below shows the weight losses for a steel according to the invention containing in its composition the copper plus nickel pair.
comparativement à un acier de référence ne contenant pas ces deux éléments. compared to a reference steel that does not contain these two elements.
Tableau 2.Table 2.
Oxydation four box Acier de référence Acier selon l'invention Sans Cu, sans Ni mn d'oxydation Poids de calamine g/m2 269 76 Epaisseur en microns 48 14 mn d'oxydation Poids de calamine g/m2 395 181 Epaisseur en microns 70 32 12 mn d'oxydation Poids de calamine g/m2 456 189 Epaisseur en microns 76 34 Le tableau 3 suivant présente la composition d'un acier selon l'invention contenant dans sa composition le couple cuivre plus nickel et d'un acier de référence ne contenant pas ces deux éléments. Les teneurs en éléments sont Oxidation furnace box Reference steel Steel according to the invention Without Cu, without Ni mn of oxidation Weight of calamine g / m2 269 76 Thickness in microns 48 14 min of oxidation Weight of calamine g / m2 395 181 Thickness in microns 70 32 12 min of oxidation Weight of calamine g / m2 456 189 Thickness in microns 76 34 The following table 3 presents the composition of a steel according to the invention containing in its composition the pair of copper plus nickel and a reference steel. not containing these two elements. The contents of elements are
exprimées en millième de pour cent. expressed in thousandths of a percent.
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C Mn P S Si AI Cu Ni N TiC Mn P Si Si AI Cu Ni N Ti
Acier de 55 270 12 11 11 39 7 21 1,9 - Steel of 55,270 12 11 11 39 7 21 1,9 -
référence Acier de 51 307 10 5 18 33 287 187 44 30 I'invention Du point de vue de l'adhérence de la couche d'émail, on remarque sur la tôle d'acier laminée à chaud selon l'invention, la formation d'une pellicule d'oxydes qui se désolidarise très facilement de la surface de la tôle pour laisser apparaître sur la tôle une très fine couche d'oxyde très adhérent d'aspect bleuté. L'adhérence de cette fine couche d'oxyde est expliquée par le fait que le cuivre et le nickel diffusent à l'interface métal calamine et sont présents dans cette interface. Selon l'invention, la tôle d'acier présente les aptitudes suivantes: - de bonnes propriétés d'emboutissage, - une bonne aptitude à l'émaillage, avec adhérence et sans coup d'ongle, - une aptitude à l'émaillage une face en émaillage poudre, par exemple avec un émail du type FERRO ME 7145-2 et à l'émaillage deux faces en émaillage liquide In view of the adhesion of the enamel layer, it is noticeable on the hot-rolled steel sheet according to the invention that a film of oxides which separates very easily from the surface of the sheet to reveal on the sheet a very thin layer of very adherent oxide of bluish appearance. The adhesion of this thin oxide layer is explained by the fact that copper and nickel diffuse at the calamine metal interface and are present in this interface. According to the invention, the steel sheet has the following aptitudes: - good stamping properties, - good enameling ability, with adhesion and without nail strikes, - one-side enameling ability enamelled powder, for example with an enamel type FERRO ME 7145-2 and two-sided enameling in liquid enamelling
par exemple avec un émail du type FERRO MS 520B. for example with an enamel type FERRO MS 520B.
- une conservation des caractéristiques mécaniques après déformation et cuisson d'émaillage, - une faible épaisseur de calamine générée lors de la cuisson d'émaillage sur la face non émaillée d'ou une perte moindre de métal due à l'oxydation, - la présence d'une calamine adhérente d'aspect bleuté, qui apparaît en dessous d'une couche superficielle d'oxyde non adhérente et facilement décrochable, - une possibilité d'obtention de la tôle avec une faible épaisseur au train à bande à - a preservation of the mechanical characteristics after deformation and enamelling firing, - a small thickness of calamine generated during the enameling firing on the unglazed side of or less loss of metal due to oxidation, - the presence an adherent calamine of bluish appearance, which appears beneath a superficial layer of non-adherent oxide and easily removable, - a possibility of obtaining the sheet with a small thickness to the belt train to
chaud, du fait en particulier de l'abaissement du point de transformation. hot, especially because of the lowering of the point of transformation.
7 27986767 2798676
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| JPS5651553A (en) * | 1979-10-01 | 1981-05-09 | Nippon Steel Corp | High strength hot rolled steel sheet for both-side enameling |
| JPS56169727A (en) * | 1980-05-29 | 1981-12-26 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Manufacture of hot-rolled steel plate for enameled product having excellent antifishscale property |
| JPH02305926A (en) * | 1989-05-17 | 1990-12-19 | Nippon Steel Corp | Production of hot rolled steel sheet for enamel |
| JPH07138637A (en) * | 1993-11-16 | 1995-05-30 | Nippon Steel Corp | Production of cast slab having fine sub-boundary and thick steel plate having fine metallic structure |
| US5873957A (en) * | 1996-09-19 | 1999-02-23 | Sollac | Hot-rolled sheet steel for deep drawing |
-
1999
- 1999-09-20 FR FR9911815A patent/FR2798676B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-09-20 EP EP00402600A patent/EP1085103A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 005, no. 114 (C - 064) 23 July 1981 (1981-07-23) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 006, no. 057 (C - 098) 14 April 1982 (1982-04-14) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 092 (C - 0811) 6 March 1991 (1991-03-06) * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1995, no. 08 29 September 1995 (1995-09-29) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2798676B1 (en) | 2001-10-26 |
| EP1085103A3 (en) | 2001-05-09 |
| EP1085103A2 (en) | 2001-03-21 |
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