Procédé de fabrication d'une bande d'acier au carbone par Laminage à basse température.
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une bande d'acier au carbone par laminage à basse température.
Par L'expression "laminage à basse température", il faut entendre au sens de la présente invention, un Laminage à chaud à des températures inférieures à celles qui sont habituellement pratiquées.
Par ailleurs, Les "aciers au carbone" visés par La présente demande comprennent des aciers contenant au maximum 0,1 % de carbone, éventuellement avec une addition de bore.
Dans La pratique actueLLe, Les brames d'acier sont réchauffées jusqu'à des températures de L'ordre de 1200[deg.]C à 1300[deg.]C dans un four à brames. Elles sont ensuite transmises au laminoir dégrossisseur, puis au Laminoir finisseur où elles entrent à une température d'environ 1050[deg.]C. Le laminoir de finition s'accompagne typiquement d'une perte de température d'environ 150[deg.]C. Dans ces conditions, La température de fin de Laminage est habituellement de l'ordre de 880 [deg.]C à 900[deg.]C pour les aciers courants. Ce niveau de température permet de laminer L'acier à L'état austénitique. Cette technique est particulièrement bien adaptée au cas, fréquent actuellement, où Les bandes sont ensuite soumises à un recuit de Longue durée en bobine, qui permet de suppri-mer Le vieillissement des aciers contenant de l'aluminium.
Il n'en va cependant pas de même lorsque l'on applique une méthode de recuit continu. Dans ce cas, le refroidissement est trop rapide pour assurer la précipitation du carbone et de l'azote. On est alors amené à pratiquer un recuit supplémentaire, dit de survieillissement,. pour provoquer la précipitation des éléments interstitiels, tels que le carbone et l'azote, qui ont été remis en solution aux températures de recuit. Ce recuit supplémentaire demande un temps non négligeable, nécessite une installation adéquate et consomme de l'énergie, ce qui nuit à la productivité et à l'économie du traitement.
Un moyen connu pour supprimer Le vieillissement de l'acier consiste à bloquer l'azote, c'est-à-dire à éviter la décomposition du nitrure
<EMI ID=1.1>
1100[deg.]C maximum.
Par température de réchauffage des brames, il faut également entendre la température d'égalisation des lingots de coulée continue tronçonnés et réchauffés, pour égaliser leur température avant d'être laminés directement.
La limitation de la température de réchauffage des brames donne cependant lieu à certains problèmes lorsque l'on désire terminer Le laminage à chaud en phase totalement austénitique, c'est-à-dire à au moins 880[deg.]C pour les aciers classiques.
Du fait de l'abaissement de la température de début de Laminage à chaud, l'intervalle de température disponible pour ce Laminage se trouve réduit et il est difficile, dans le cas de nombreux laminoirs existants, d'effectuer entièrement Le laminage en phase austénitique homogène. Le risque est grand, dans ces conditions, de devoir terminer
<EMI ID=2.1>
situées dans Le domaine intercritique où L'acier présente une
<EMI ID=3.1> domaine austénitique homogène au domaine intercritique précité entraîne une brusque chute de la résistance de L'acier à la déformation à chaud.
A son tour, une telle variation de la résistance à la déformation à chaud rend aléatoire la conduite du laminoir à chaud dans les domaines de températures concernés et elle ne permet plus de respecter, avec la précision désirée, les tolérances d'épaisseur de la bande d'acier laminée à chaud. La résistance à La déformation à chaud recommence à augmenter lorsque la température diminue encore. Le Laminage à chaud réalisé dans ces conditions, partiellement dans l'austénite, puis dans la ferrite pour la ou les dernières passes de réduction, reste difficile à conduire. En outre, il provoque un écrouissage de la structure biphasée (austénite + ferrite); un tel écrouissage influence défavorablement la microstructure de la bande laminée, en augmentant l'hétérogénéité des tailles de grain et en rendant l'acier plus dur.
Il a déjà été proposé par le brevet BE-A-905.966, de laminer certains types d'aciers dans le domaine intercritique, c'est-à-dire dans un domaine de température où ces aciers présentent la structure biphasée précitée, composée d'austénite et de ferrite. Il s'agissait alors d'aciers à très basse teneur en carbone, inférieure à 0,010 % en poids et contenant en outre des quantités déterminées de titane et/ou de niobium.
Poursuivant ses essais, le demandeur a maintenant constaté, de façon inattendue, qu'un abaissement plus important encore de la température de laminage à chaud permettait d'améliorer considérablement les propriétés mécaniques des bandes d'acier. Cette amélioration se manifeste aussi bien pour les bandes laminées à chaud que pour les bandes laminées à froid et recuites.
Conformément à la présente invention, un procédé de fabrication d'une bande d'acier au carbone par laminage à chaud à partir d'une brame, dans lequel le laminage à chaud comprend un laminage de dégrossissage et un laminage de finition, est caractérisé en ce que L'on effectue au moins Le Laminage de finition dans un domaine de température pour lequel L'acier présente une microstructure constituée essentiellement de ferrite.
Il est en effet apparu qu'en poursuivant L'abaissement de la température de laminage à chaud, la résistance de l'acier à la déformation à chaud reprend une croissance linéaire. Il en résulte que le laminoir peut à nouveau être conduit de manière rigoureuse. Une conséquence inattendue du laminage conforme à l'invention, appelé laminage ferritique pour une raison de commodité, est qu'il conduit à une réduction substantielle des efforts nécessaires pour effectuer la déformation à froid ultérieure du produit.
Suivant l'invention, il est avantageux que La température de réchauffage, respectivement d'égalisation, des brames ne soit pas supérieure
<EMI ID=4.1>
Egalement suivant l'invention, La température de début dudit laminage ferritique est avantageusement inférieure à 850[deg.]C.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la température de fin dudit laminage ferritique est comprise entre 800[deg.]C et 600[deg.]C.
La température de bobinage de La bande laminée conformément à la présente invention n'est pas soumise à des conditions particulières. De façon classique, et compte tenu de La température de fin de Laminage à chaud, cette température de bobinage se situe en général entre 700[deg.]C et 500[deg.]C.
Les bandes laminées à chaud par Le procédé de L'invention peuvent être ultérieurement laminées à froid et recuites, en continu ou en bobines, en fonction de l'utilisation envisagée.
En cas de Laminage à froid, Le taux de réduction est, de manière classique, supérieur à 20 %.
Le recuit qui suit Le Laminage à froid peut être effectué en continu, dans Les conditions usueLLes.
Dans certains cas cependant, il est avantageux d'effectuer ce recuit en bobine, ce qui permet de conférer à L'acier une structure équiaxe présentant des propriétés améliorées par rapport à La pratique habitueLLe du Laminage à chaud.
Le procédé de L'invention va maintenant être décrit et illustré de façon plus détaillée en-faisant référence à divers exemples de mise en oeuvre.
Les exemples donnés ici n'ont aucun caractère Limitatif. Ils portent sur le laminage de deux aciers, A et B, dont Les compositions sont données dans le tableau I.
TABLEAU I.
<EMI ID=5.1>
L'acier A est un acier au carbone classique, coulé en continu. L'acier B, également coulé en continu, contient du bore, ajouté afin de réduire le vieillissement de l'acier après Le recuit continu.
Les deux aciers A et B ont été coulés en continu dans des conditions analogues. Les lingots obtenus ont été tronçonnés en lingotins dont La température a été égalisée à 1050[deg.]C. Ils ont ensuite été laminés à chaud, conformément à l'invention, avec un Laminage de finition commençant à 825[deg.]C et se terminant entre 735[deg.]C et 765[deg.]C. Les bandes obtenues ont été bobinées soit à 650[deg.]C, soit à 575[deg.]C.
Pour Les besoins de la comparaison, quelques lingotins ont été traités de façon classique, c'est-à-dire par égalisation à 1250[deg.]C, laminage à chaud se terminant entre 875[deg.]C et 891[deg.]C et bobinage à 575[deg.]C ou 650[deg.]C.
On a déterminé les propriétés mécaniques des bandes à chaud obtenues, à savoir leur limite d'élasticité Re (MPa), leur charge de rupture Rr
(MPa) et leur allongement A (%).
Les résultats de ces mesures sont rassemblés dans Le tableau II. On y a indiqué la température de -fin de laminage (TFL) ainsi que la
<EMI ID=6.1>
TABLEAU II.
<EMI ID=7.1>
Ces résultats montrent que le procédé de l'invention permet d'abaisser nettement la limite d'élasticité et la charge de rupture de ces bandes, tout en augmentant légèrement l'allongement. De telles bandes sont donc particulièrement aptes à la mise à forme, notamment par emboutissage. IL faut d'ailleurs souligner que cet effet,favorable n'est pas affecté par la présence de bore.
Les bandes laminées à chaud ont ensuite été laminées à froid jusqu'à une épaisseur de 0,8 mm, avec un taux de réduction, couramment pratiqué, de 71 %.
On a déterminé, pour L'acier A, Les efforts relatifs nécessaires pour Le laminage à froid, en fonction des diverses conditions de Laminage à chaud précitées. Ces efforts sont indiqués au tableau III, où ils sont exprimés en unités arbitraires.
TABLEAU III.
<EMI ID=8.1>
IL apparaît que Le Laminage à chaud conforme à l'invention, conduit à une nette diminution des efforts, donc de l'énergie consommée,au Laminage à froid ultérieur.
Les bandes laminées à froid ont ensuite été recuites, une partie en continu et une partie en bobine. On a de nouveau déterminé les propriétés mécaniques des bandes après Les recuits respectifs.
Le recuit continu a été-effectué par chauffage à 725[deg.]C, maintien à cette température pendant 20 s, refroidissement brusque jusque 400[deg.]C et maintien de survieillissement à 400[deg.]C pendant 3 min.
Le tableau IV rassemble les données relatives aux bandes recuites en continu. L'indice de vieillissement AI (Aging Index) est défini comme étant l'accroissement de La limite d'élasticité provoqué par un maintien de 30 jours à 38[deg.]C. Il est exprimé en MPa. Le tableau donne également les valeurs de n, qui est le coefficient d'anisotropie plastique de ces bandes.
TABLEAU IV.
<EMI ID=9.1>
On constate un adoucissement important des aciers laminés suivant Le mode ferritique, quelle que soit La température de bobinage et indépendamment de la présence de bore. Les aciers bobinés à 650[deg.]C sont en outre nettement moins sensibles au vieillissement.
Les bandes d'acier laminées à froid et recuites en bobine présentent également des caractéristiques très intéressantes. Les données correspondantes sont rassemblées dans Le tableau V.
TABLEAU V.
Laminage à froid - recuit en bobines.
<EMI ID=10.1>
On constate également une nette amélioration des propriétés mécaniques des aciers, LesqueLs présentent ici une structure équiaxe.
REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication d'une bande d'acier au carbone par Laminage à chaud à partir d'une brame, dans LequeL Le Laminage à chaud comprend un Laminage de dégrossissage et un Laminage de finition, caractérisé en ce que L'on effectue au moins Le Laminage de finition dans un domaine de température pour Lequel L'acier présente une microstructure constituée essentiellement de ferrite.