EP0747495B1 - Tôle d'acier laminée à chaud à haute résistance et haute emboutissabilité refermant du niobium, et ses procédés de fabrication - Google Patents
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Definitions
- HLE steels are steels microalloyed with niobium, titanium or vanadium. They have a high elastic limit, the minimum according to the grade can range from approximately 300 MPa to approximately 700 MPa, obtained thanks to a refinement of the ferritic grain and a fine hardening precipitation. However, their formability is limited, especially for the highest grades. They have a high elastic limit / tensile strength (R e / R m ) ratio.
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Description
C ≤ 0,18 %; 0,5 ≤ Si ≤ 2,5 %; 0,5 ≤ Mn ≤2,5 %; P ≤ 0,05 %; S ≤ 0,02 %; 0,01 ≤ Al ≤ 0,1%; 0,02≤Ti≤0,5% et/ou 0,03≤Nb≤1%, avec C%≥0,05 + Ti/4 + Nb/8.
- C ≤ 0,12 %;
- 0,5 ≤ Mn ≤ 1,5 %;
- 0 ≤ Si ≤ 0,3 %;
- 0 ≤ P ≤ 0,1%;
- 0 ≤ S ≤ 0,05 %;
- 0,01 ≤ Al ≤ 0,1 %;
- 0 ≤ Cr ≤ 1%;
- 0,01 ≤ Nb ≤ 0,1 %
- 0 ≤ Tieff ≤ 0,05 %, Tieff étant la teneur en titane non sous forme de nitrures, de sulfures ou d'oxydes;
- reste fer et impuretés inévitables et dont la structure comprend au moins 75 % de ferrite durcie par précipitation de carbures ou de carbonitrures de niobium ou de niobium et de titane, le reste de la structure comprenant au moins 10 % de martensite et éventuellement de la bainite et de l'austénite résiduelle.
- il se place en solution solide;
- en abaissant le point Ar3, il permet d'abaisser la température de fin de laminage et d'obtenir un grain ferritique fin;
- c'est un élément trempant.
- C ≤ 0,12 %;
- 0,5 ≤ Mn ≤ 1,5 %;
- 0 ≤ Si ≤ 0,3 %;
- 0 ≤ P ≤ 0,1%;
- 0 ≤ S ≤ 0,05 %;
- 0,01 ≤ Al ≤ 0,1 %;
- 0 ≤ Cr ≤ 1 %;
- 0,01 ≤ Nb ≤ 0,1 %
- 0 ≤ Tieff ≤ 0,05 %, Tieff étant la teneur en titane non sous forme de nitrures, de sulfures ou d'oxydes;
- étape 1: refroidissement lent, à l'air, à une vitesse de 2 à 15 °C/s, effectué enttre TFL et une température dite "température de début de trempe" (TDT) située entre 730 °C et le point Ar1 de la nuance coulée; c'est au cours de ce refroidissement qu'a lieu la transformation ferritique; sa durée ne doit pas, dans le cas général, être inférieure à 8 s pour laisser à la transformation ferritique (dont on rappelle qu'elle est retardée par la présence des carbures et carbonitrures de niobium) de s'effectuer de manière correcte; ce refroidissement ne doit pas, non plus, durer plus de 40 s pour ne pas aboutir à des précipités de trop forte taille qui détérioreraient la résistance à la traction de la tôle;
- étape 2: refroidissement rapide, effectué par exemple par aspersion à l'eau, à une vitesse de 20 à 150 °C/s entre TDT et une température dite "température de fin de refroidissement" (TFR) qui est inférieure ou égale à 300 °C.
- étape 1: refroidissement rapide, à l'eau, à une vitesse de 20 à 150°C/s, commençant moins de 10 s après la fin du laminage à chaud, entre TFL et une température intermédiaire (Tinter) inférieure au point Ar3 de la nuance; pendant cette opération, l'acier reste dans le domaine austénitique;
- étape 2: refroidissement lent, à l'air, à une vitesse de 2 à 15 °C/s, d'une durée supérieure à 5 s et inférieure à 40 s, entre Tinter et TDT, qui est comprise entre le point Ar1 de la nuance et 730 °C; la transformation ferritique a lieu au cours de cette étape, et là encore la fixation d'une durée minimale pour le refroidissement a pour but d'assurer le bon déroulement de cette transformation malgré la présence de niobium;
- étape 3: refroidissement rapide, à l'eau, à une vitesse de 20 à 150 °C/s, entre TDT et TFR, cette dernière température étant inférieure ou égale à 300 °C.
- une transformation plus rapide, donc plus complète pour une durée donnée du refroidissement à l'air, qui elle-même peut être limitée par la longueur de la table de refroidissement;
- une taille de grain ferritique plus faible;
- une précipitation de carbures et de carbonitrures de niobium et titane plus fine et durcissante.
nuances d'acier testées | |||||||||
Nuance | C % | Mn % | P % | Si % | Cr % | N % | S % | Nb % | Ti % |
A (référence) | 0,072 | 0,982 | 0,040 | 0,190 | 0,750 | 0,0059 | 0,0021 | - | - |
B | 0,079 | 1,210 | 0,015 | 0,180 | 0,021 | 0,0048 | 0,0027 | 0,050 | 0,010 |
C | 0,080 | 0,990 | 0,040 | 0,200 | 0,750 | 0,0051 | 0,0020 | 0,080 | 0,061 |
Résultats expérimentaux | |||||||
Nuance | Mode de refroidissement | TDT (°C) | t (s) | Rp0,2 (MPa) | Rm (MPa) | Rp0,2/Rm | n |
A (référence) | N° 2 | 720 | 15 | 319 | 590 | 0,54 | 0,20 |
A (référence) | N° 2 | 650 | 15 | 308 | 570 | 0,54 | 0,20 |
B | N° 1 | 630 | 18 | 439 | 675 | 0,65 | 0,16 |
B | N° 2 | 700 | 15 | 449 | 680 | 0,66 | 0,16 |
B | N° 2 | 630 | 15 | 445 | 675 | 0,66 | 0,16 |
C | N° 2 | 720 | 15 | 515 | 765 | 0,67 | 0,14 |
C | N° 2 | 630 | 15 | 490 | 720 | 0,68 | 0,15 |
B | N° 1 | 730 | 6 | 550 | 590 | 0,93 | 0,12 |
B | N° 2 | 720 | 3 | 550 | 620 | 0,89 | 0,12 |
Claims (6)
- Tôle d'acier laminée à chaud à haute résistance et haute emboutissabilité, dont la composition, exprimée en pourcentages pondéraux, est:C ≤ 0,12 %;0,5 ≤ Mn ≤ 1,5 %;0 ≤ Si ≤ 0,3 %;0 ≤ P ≤ 0,1%,0 ≤ S ≤ 0,05 %;0,01 ≤ Al ≤ 0,1%;0 ≤ Cr ≤ 1 %;0,01 ≤ Nb ≤ 0,10 %0 ≤ Tieff ≤ 0,05 %, Tieff étant la teneur en titane non sous forme de nitrures, de sulfures ou d'oxydes;reste fer et impurités inévitables et dont la structure comprend au moins 75 % de ferrite durcie par précipitation de carbures ou de carbonitrures de Nb ou de Nb et de Ti, le reste de la structure comprenant au moins 10 % de martensite et éventuellement de la bainite et de l'austénite résiduelle.
- Tôle d'acier selon la revendication 1, caractérisée en ce que sa teneur en Nb est comprise entre 0,010 et 0,020 %.
- Procédé de fabrication d'une tôle d'acier laminée à chaud à haute résistance et haute emboutissabilité, dans lequel:on élabore et on coule sous forme de brame un acier dont la composition est conforme à celle de la tôle selon la revendication 1;puis on lamine à chaud ladite brame sous forme de tôle en achevant le laminage à une température comprise entre le point Ar3 et 950 °C;puis on applique à ladite tôle un refroidissement lent à une vitesse de 2 à 15 °C/s pendant une durée comprise entre 8 et 40 s, jusqu'à une température comprise entre le point Ar1 et 730 °C;puis on applique à ladite tôle un refroidissement rapide à une vitesse de 20 à 150 °C/s jusqu'à une température inférieure ou égale à 300 °C.
- Procédé de fabrication d'une tôle d'acier laminée à chaud à haute résistance et haute emboutissabilité, dans lequel:on élabore et on coule sous forme de brame un acier dont la composition est conforme à celle de la tôle selon la revendication 1;puis on lamine à chaud ladite brame sous forme de tôle en achevant le laminage à une température comprise entre le point Ar3 et 950 °C;puis on applique à ladite tôle, moins de 10 s après la fin du laminage à chaud, un refroidissement rapide à une vitesse de 20 à 150 °C/s jusqu'à une température inférieure au point Ar3;puis on applique à ladite tôle un refroidissement lent à une vitesse de 2 à 15 °C/s pendant une durée comprise entre 5 et 40 s, jusqu'à une température comprise entre le point Ar1 et 730 °C;puis on applique à ladite tôle un refroidissement rapide à une vitesse de 20 à 150 °C/s jusqu'à une température inférieure ou égale à 300 °C.
- Procédé de fabrication d'une tôle d'acier laminée à chaud à haute résistance et haute emboutissabilité, dans lequel:on élabore et on coule sous forme de brame un acier dont la composition est conforme à celle de la tôle selon la revendication 2;puis on lamine à chaud ladite brame sous forme de tôle en achevant le laminage à une température comprise entre le point Ar3 et 950 °C;puis on applique à ladite tôle un refroidissement lent à une vitesse de 2 à 15 °C/s pendant une durée inférieure à 40 s, jusqu'à une température comprise entre le point Ar1 et 730 °C;puis on applique à ladite tôle un refroidissement rapide à une vitesse de 20 à 150 "C/s jusclu'à une température inférieure ou égale à 300 °C.
- Procédé de fabrication d'une tôle d'acier laminée à chaud à haute résistance et haute emboutissabilité, dans lequel:on élabore et on coule sous forme de brame un acier dont la composition est conforme à celle de la tôle selon la revendication 2;puis on lamine à chaud ladite brame sous forme de tôle en achevant le laminage à une température comprise entre le point Ar3 et 950 °C;puis on applique à ladite tôle, moins de 10 s après la fin du laminage à chaud, un refroidissement rapide à une vitesse de 20 à 150 °C/s jusqu'à une température inférieure au point Ar3;puis on applique à ladite tôle un refroidissement lent à une vitesse de 2 à 15 °C/s pendant une durée inférieure à 40 s, jusqu'à une température comprise entre le point Ar1 et 730 °C;puis on applique à ladite tôle un refroidissement rapide à une vitesse de 20 à 150 °C/s jusqu'à une température inférieure ou égale à 300 °C.
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