<Desc/Clms Page number 1>
"Procédé pour la réalisation de tôles en acier au chrome ayant une bonne aptitude à l'emboutissage profond."
Lors de l'usinage de tales en acier contenant 15 à 25% do chrome et tout au plus 0,2% de carbone, 2% de nickel, 0,5% do manga- nèse et, au total, 2t d'autres éléments, on peut constater générale- ment le fait suivant, plus particulièrement lorsqu'il s'agit d'une bande laminée à froid.
Lors d'un fort allongement, par exemple supérieur à 201, et tel qu'il se présente lors de l'emboutissage profond des pièces de
<Desc/Clms Page number 2>
tôle, il @e feras, sur la surface de la tolet de* marques sous forme de stries ayant l'aspect do marbrures et qui sont orientée* dans le sens du laminage (dans la littérature angle-zaxonne ces stries sont désignées par le tome "ropings"),
Ainsi que mantionné, ce phénoaône est tout particulière- mont marqué lorsqu'il s'agit d'uno tôle laninée à froid;
toutefois$ même lorsqu'il s'agit d'un* tôle laminée à chaud, il existe des tra- ces de ces imperf@ctions. De toute façon, on raison du phénomène décrit, l'aspect des pièces cmbouties est détériore, plus particu- lièrement lorsqu'il s'agit d'obtenir une surface brillante. En outre l'aptitude à l'emboutissage est généralement réduite, d'une manière telle que des matières fortement atteintes ne peuvent plus résister à la déformation nécessaire et que la pièce emboutie devient inuti- lisable on raison des fissures qui se forment.
Etant donné que la réduction de l'aptitude à l'emboutissa- ge profond découlant des marbrures est très défavorable, on s'est efforce de déterminer la raison de l'apparition de ces défauts et de mettre au point des mesures pour son élimination.
A cette fin, on s'est écarté du procédé usuel qui consiste à -effectuer un laminage à chaud dans la zone alpha-gamma, suivi d'un @ recuit à une température de 820*C dans un four à hotte, étant donné que par ce procédé la formation des "ropings" ne peut pas être évitée Suivant une proposition connue, on procède donc de la manière sui- vante :
Après le laminage à chaud, dans la zone alpha-gamma, on procède à un recuit par passage continu à 927 - 1150 C de la bande laminée à chaud, recuit qui est suivi d'une trempe à l'air jusqu'à une structure ferrite/martensite.
Ensuite la bande, maintenant haute- ment résistante, est enroulée sur un treuil et les rouleaux sont soumis à un recuit à une température de 820 à 840"C pendant au moins
S heures dans le four à hotte, ceci en vue de la dissolution de la martensite. Enfin la bande est décapée et laminéeà froid.
L'invention propose d'obtenir l'amélioration visée, à sa- voir l'élimination de l'apparition des "ropings", par des mesures plus simples, plus économiques et plus sûres.
<Desc/Clms Page number 3>
Conformément à l'invention, la bande, lasinée à chaud dans la zone alpha-gamma est soumise dans un four à hotte à un recuit d' usténisation à des températures comprises entre environ 950 et 980 C et elle est ensuite refroidie, soit à uno vitesse de refroidissement d'environ 35 à 40 C par heure jusqu'à environ 750 C, soit à une vites- se de refrroidissement plus élevée jusque environ 760*C. La durée de ce refroidissement atteint plusieurs heures, de préférence environ 5 heures. Après l'une ou l'autre des variantes de ce procède, le refroi- dissemcnt ultérieur depuis environ 750 C ou 760*C et après que cette température ait été maintenue pondant S heures, peut être effectué à une vitesse quelconque.
Par cette mesure, le but de l'invention est atteint avec cer- titude, indépendamment de l'état d'oxydation de la bande laminé* à chaud, soumise au recuit; cependant, il est avantageux que le recuit soit effectue sous un gaz de protection afin de faciliter le décalami- nage de la bande avant le laminage à froid.
Les recuits en deux phases, conformes à l'invention, de la bande laminée à chaud peuvent être effectués successivement dans le même four à hotte, toutefois si l'installation qui existe devait l'exi- ger, ils peuvent également être effectués dans deux fours différents, et ce, sans nuire à l'effet; par exemple, dans les cas où en vue d'une meilleure exploitation des fours à haute température, la deuxième phase du recuit est effectuée dans une autre installation qui n'est pas ap- propriée aux températures élevées.
Ainsi que dit plus haut, au moyen du recuit conventionnel, à 820*C qui n'est qu'un recuit d'amollissement, l'apparition des "ropings" ne peut pas être évitée, même si cette température est main- tenue jusqu'à 20 heures. Cependant, même l'effet du recuit d'amollisse- ment est considérablement meilleur lorsqu'il s'agit du procédé confor- me à l'invention.
Ci-après seront indiquées les valeurs moyennes de recuits effectués dans la pratique, d'une part, suivant le procédé convention- nel et, d'autre part, suivant le procédé conforme à l'invention à 980 C suivi du refroidissement commandé indiqué on valeurs moyennes qui ont été relevées sur les produits finis de chaque fois 25 essais
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
<tb> es <SEP> @B <SEP> $/un
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 820 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (conventionnel) <SEP> 37,8kg/ms <SEP> 54,3 <SEP> kp/mm <SEP> 69,5
<tb>
<tb>
<tb> Recuit <SEP> a <SEP> 980 C <SEP> suivi
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> du <SEP> refroidissement
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> commandé <SEP> 33,6 <SEP> kg/mm <SEP> 49,4 <SEP> kg/mm <SEP> 68,5
<tb>
La supériorité du nouveau procédé ressort clairement.
La matière à usiner devient considérablement plus malléable et, ainsi qu'il ressort des photographies jointes, l'apparition des "ropings" est éliminer avec un maximum de sûreté.
Toutefois, le recuit conforme à l'invention, suivi du re- froidissement commandé, présente également des avantages du point de vue qualité par rapport au recuit suivant le brevet USA n' Z.808.353, ainsi qu'il ressort d'une comparaison des essais effectuez avec les deux procédés :
1.- Suivant le brevet USA, le chauffage jusqu'à la zone alpha-gamma est effectué très rapidement, étant donné qu'on utilise un four à passage continu qui est traversé par la bande déroulée. Le carbone de l'acier ne dispose donc pas de suffisamment do temps pour se dissoudre dans l'austénité (fig. 2). Lorsqu'il s'agit du procédé conforme à l'invention, le chauffage est effectué en rouleaux dans le four A hotte.
Ce chauffage s'effectue lentement et, en raison du type de four, particulièrement lentement partir do 950 C vers les tonpé- ratures supérieures. Pour cette raison, le carbone do l'acier dispose do suffisamment de temps pour se dissoudre dans l'austénite.
2.- Suivant le procédé USA connu, le refroidissement de- puis la température du recuit, se situant dans la zone alpha-gamma, jusqu'à la température ambiante est très rapide. Pendant le chauffage, l'austénite s'est formée principalement aux endroits à plus grande densité de carbure, c'est-à-dire sur les lignes de carbure. Après le refroidissement, la martensite qui s'est formée, est également pré- sente en lignes (fig. 3). Le carbone est très imparfaitement dissous dans l'austénite et, après.le refroidissement, on obtient une struc- ture ferrite/martensite/carbure.
Conformément à l'invention, le refroidissement est lent après que la température ait été maintenue pendant environ 1S min* à @
<Desc/Clms Page number 5>
980*C. La vitesse du refroidissement est réglée de manière que la température de 760*C ne soit pas atteinte avant S heures. Pendant cette période de refroidissement, le carbone s'élimine en tant que carbure de chrome aux limites gamma-alpha et diffuse également en grande proportion aux limites des grains de ferrite et se dispose dans ces endroits sous forme de carbure grossier. Les stries découlant du laminage à chaud sont entièrement éliminées (fig. 4).
Le même effet est atteint si, à la place du refroidisse. ment lent, on prévoit une transformation isothermique à 760 C.
3. - Suivant le procédé USA connu, l'enroulement sur treuil de la bande ayant subi le recuit doit être exécuté à chaud, et ce, à une température comprise entre 300 et 400 C, étant donné qu'autrement la bande pourrait se rompre en raison de la trop grande dureté dans la phase ferrite/martensite. L'invention ne prévoit pas d'enroulement sur treuil.
4. - Lors du recuit d'amollssement à 820 C dans le four à hotte de la bande durcie, suivant le procédé USA connu, la martensite doit se décomposer en ferrite et en carbure. Toutefois, étant donné que la martensite est présente sous forme de lignes, ainsi que dit plus haut, les carbures, éliminées de la martensite, se disposent à nouveau dans un sens déterminé (voir fig. 3). Ce recuit d'amollisse- ment est également supprimé dans le procédé conforme à l'invention.
La fig. 1 montre la disposition des carbures après le lami- nage à chaud. Les deux procédés de recuit, comparés ci-dessus, vi- sent à éliminer cette formation de lignes. A cette fin, le procédé de recuit conventionnel à 820 C/2h n'est pas approprié.
Le résultat de l'essai en laboratoire qui est décrit plus haut dans ses différentes phases, montre toutefois que le recuit suivant le brevet USA 2.808.353 n'est également pas approprié à cette fin, et ce, en raison de faits métallurgiques bien déterminés. Par contre, le procédé conforme à l'invention conduit à un succès total en maintenant la température d'austénisation pendant une période re- lativement prolongée afin que le carbone puisse se dissoudre prati- quement entièrement et qui permet, en raison du refroidissement com-
<Desc/Clms Page number 6>
mandé s'étendant sur une grande gamme de températures, d'obtenir une meilleure répartition des carbures qui se séparent A nouveau.
De ce fait., la formation do lignes de carbure qui appa- raissent lors du laminage à chaud, est largement éliminée,
La supériorité du point de vue qualité du procédé de re- cuit à 980 C, suivi d'un refroidissement commandé, découle, en outre, de la comparaison des valeurs technologiques ci-dessous.
Les va- leurs indiquées sont des moyennes de plusieurs essais :
EMI6.1
<tb> os <SEP> @B <SEP> @@SO
<tb>
<tb>
<tb> Recuit <SEP> à <SEP> 980 C <SEP> suivi <SEP> du <SEP> refroi-
<tb>
<tb> dissement <SEP> commandé <SEP> conforme <SEP> à
<tb>
<tb> l'invention <SEP> 25,6 <SEP> kp/mm- <SEP> 43,6 <SEP> kp/mm- <SEP> 52,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Recuit <SEP> suivant <SEP> le <SEP> brevet
<tb>
<tb> USA <SEP> 2.808.353 <SEP> 29,2 <SEP> kp/mm2 <SEP> 50,0 <SEP> kp/mm <SEP> 50,8
<tb>
Ici il ressort clairement que la matière (il s'agit de valeurs qui ont été déterminées sur des tôles de composition analyti- que identique), après le recuit à 980 C suivi du refroidissement commandé, présente également les meilleurs conditions pour l'obten- tion d'un acier à ruban à 17%Cr. exempt de "ropings" et à bonne ap- titude à l'emboutissage profond.
L'amélioration obtenue au moyen du procédé conforme à l'in- vention ressort également d'une comparaison entre les fige S et 6.
La fig. 5 représente une bande déformée à environ 20% à partir d'une bande laminée à froid qui a été laminée à partir d'une bande laminée à chaud, soumise à un recuit suivant le procédé conven- tionnel. Les stries en forme de cordes, visibles sur la surface, sont les "ropings".
La fige 6 représente une bande déformée à environ 20% à partir d'une bande laminée à froid. La surface de la tôle ne montre aucune strie, elle est restée absolument lisse et plane après la déformation. Ici, conformément à l'invention, la bande laminée à chaud a été soumise au recuit à 980 C suivi du refroidissement com- mandé.
<Desc / Clms Page number 1>
"Process for the production of chromium steel sheets having a good aptitude for deep drawing."
When machining steel plates containing 15 to 25% chromium and not more than 0.2% carbon, 2% nickel, 0.5% manganese and, in total, 2t other elements , the following fact can generally be observed, more particularly in the case of a cold rolled strip.
During a strong elongation, for example greater than 201, and as it occurs during the deep drawing of parts of
<Desc / Clms Page number 2>
sheet, il @e feras, on the surface of the groove of * marks in the form of streaks having the appearance of marbling and which are oriented * in the direction of rolling (in the angle-zaxonne literature these streaks are designated by the volume "ropings"),
As mentioned, this phenoone is very particular- marked when it comes to a cold rolled sheet;
however, even in the case of hot rolled sheet, there is evidence of these imperfections. In any case, due to the phenomenon described, the appearance of the stamped parts is deteriorated, more particularly when it comes to obtaining a shiny surface. Further, the drawability is generally reduced, such that severely affected materials can no longer withstand the necessary deformation and the stamped part becomes unusable due to the cracks which form.
Since the reduction in deep drawability resulting from mottling is very unfavorable, efforts have been made to determine the reason for the occurrence of these defects and to develop measures for its elimination.
To this end, we have deviated from the usual method which consists in carrying out hot rolling in the alpha-gamma zone, followed by annealing at a temperature of 820 ° C in a hood oven, since by this process the formation of "ropings" cannot be avoided According to a known proposition, we therefore proceed as follows:
After hot rolling, in the alpha-gamma zone, annealing is carried out by continuous passage at 927 - 1150 C of the hot rolled strip, annealing which is followed by quenching in air to a structure ferrite / martensite.
The tape, now highly resistant, is then wound up on a winch and the rolls are subjected to annealing at a temperature of 820 to 840 "C for at least.
S hours in the hood oven, with a view to dissolving the martensite. Finally, the strip is pickled and cold rolled.
The invention proposes to obtain the targeted improvement, namely the elimination of the appearance of "ropings", by simpler, more economical and safer measures.
<Desc / Clms Page number 3>
In accordance with the invention, the strip, hot-lasinated in the alpha-gamma zone, is subjected in a hood oven to ustenization annealing at temperatures of between approximately 950 and 980 C. and it is then cooled, ie at uno cooling rate of about 35 to 40 C per hour up to about 750 C, ie at a higher cooling rate up to about 760 ° C. The duration of this cooling reaches several hours, preferably about 5 hours. After either variation of this procedure, the subsequent cooling from about 750 ° C or 760 ° C, and after this temperature has been maintained for 5 hours, can be carried out at any rate.
By this measure, the object of the invention is achieved with certainty, regardless of the oxidation state of the hot-rolled strip * subjected to annealing; however, it is advantageous if the annealing is carried out under shielding gas in order to facilitate descaling of the strip prior to cold rolling.
The two-phase annealing of the hot-rolled strip according to the invention can be carried out successively in the same hood furnace, however if the existing installation were to require it, they can also be carried out in two. different ovens, without compromising the effect; for example, in cases where, with a view to better operation of high temperature furnaces, the second phase of annealing is carried out in another installation which is not suitable for high temperatures.
As stated above, by means of conventional annealing, at 820 ° C which is only a softening annealing, the appearance of "ropings" cannot be avoided, even if this temperature is maintained up to 'at 20 hours. However, even the effect of softening annealing is considerably better when it comes to the process according to the invention.
Hereinafter will be indicated the average values of annealing carried out in practice, on the one hand, according to the conventional process and, on the other hand, according to the process according to the invention at 980 C followed by the controlled cooling indicated on average values recorded on the finished products each time 25 tests
<Desc / Clms Page number 4>
EMI4.1
<tb> es <SEP> @B <SEP> $ / un
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Annealing <SEP> to <SEP> 820 C
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (conventional) <SEP> 37.8kg / ms <SEP> 54.3 <SEP> kp / mm <SEP> 69.5
<tb>
<tb>
<tb> Annealing <SEP> a <SEP> 980 C <SEP> followed
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> of the <SEP> cooling
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> ordered <SEP> 33.6 <SEP> kg / mm <SEP> 49.4 <SEP> kg / mm <SEP> 68.5
<tb>
The superiority of the new process is clear.
The material to be machined becomes considerably more malleable and, as can be seen from the attached photographs, the appearance of "ropings" can be removed with maximum safety.
However, the annealing according to the invention, followed by the controlled cooling, also has advantages from a quality point of view over the annealing according to US Pat. No. Z,808,353, as emerges from a comparison of the results. tests carried out with the two processes:
1.- According to the US patent, the heating up to the alpha-gamma zone is carried out very quickly, given that a continuous passage furnace is used which is traversed by the unwound strip. The carbon in the steel therefore does not have enough time to dissolve in the austenity (Fig. 2). When it comes to the process according to the invention, the heating is carried out in rolls in the hood oven.
This heating takes place slowly and, due to the type of furnace, particularly slowly from 950 ° C. to higher temperatures. For this reason, the carbon in the steel has sufficient time to dissolve in the austenite.
2.- According to the known USA process, cooling from the annealing temperature, being in the alpha-gamma zone, to ambient temperature is very rapid. During heating, austenite formed mainly at the places with the highest carbide density, i.e. on the carbide lines. After cooling, the martensite which has formed is also present in lines (fig. 3). The carbon is very imperfectly dissolved in the austenite and, after cooling, a ferrite / martensite / carbide structure is obtained.
According to the invention, cooling is slow after the temperature has been maintained for about 1S min * at @
<Desc / Clms Page number 5>
980 * C. The speed of the cooling is regulated so that the temperature of 760 * C is not reached before S hours. During this cooling period, the carbon is removed as chromium carbide at gamma-alpha limits and also diffuses in large proportion at the boundaries of the ferrite grains and disposes in these places as coarse carbide. Streaks resulting from hot rolling are completely eliminated (Fig. 4).
The same effect is achieved if instead of the cools. Slowly, an isothermal transformation is expected at 760 C.
3. - According to the known USA method, the winding of the annealed strip on a winch must be carried out hot, at a temperature between 300 and 400 C, since otherwise the strip could break due to the too great hardness in the ferrite / martensite phase. The invention does not provide for winding on a winch.
4. - During softening annealing at 820 C in the hood oven of the hardened strip, according to the known USA process, the martensite should decompose into ferrite and carbide. However, given that the martensite is present in the form of lines, as mentioned above, the carbides, eliminated from the martensite, are again arranged in a determined direction (see fig. 3). This softening annealing is also eliminated in the process according to the invention.
Fig. 1 shows the arrangement of the carbides after hot rolling. Both annealing processes, compared above, aim to eliminate this line formation. For this purpose, the conventional annealing process at 820 C / 2h is not suitable.
The result of the laboratory test which is described above in its various phases, however, shows that the annealing according to the USA patent 2,808,353 is also not suitable for this purpose, and this, due to well-determined metallurgical facts. . On the other hand, the process according to the invention leads to total success in maintaining the austenization temperature for a relatively prolonged period so that the carbon can dissolve almost entirely and which, due to the cooling, allows
<Desc / Clms Page number 6>
mandé extending over a wide range of temperatures, to obtain a better distribution of the carbides which separate again.
As a result, the formation of carbide lines which appear during hot rolling is largely eliminated.
The quality superiority of the annealing process at 980 C, followed by controlled cooling, further results from the comparison of the technological values below.
The values shown are averages of several tests:
EMI6.1
<tb> os <SEP> @B <SEP> @@ SO
<tb>
<tb>
<tb> Annealing <SEP> to <SEP> 980 C <SEP> followed <SEP> by cooling <SEP>
<tb>
<tb> <SEP> commanded <SEP> conforming <SEP> to
<tb>
<tb> the invention <SEP> 25.6 <SEP> kp / mm- <SEP> 43.6 <SEP> kp / mm- <SEP> 52.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Annealing <SEP> following <SEP> the <SEP> patent
<tb>
<tb> USA <SEP> 2.808.353 <SEP> 29.2 <SEP> kp / mm2 <SEP> 50.0 <SEP> kp / mm <SEP> 50.8
<tb>
Here it clearly emerges that the material (these are values which were determined on sheets of identical analytical composition), after annealing at 980 C followed by controlled cooling, also presents the best conditions for obtaining. tion of a band steel at 17% Cr. roping free and good for deep drawing.
The improvement obtained by means of the process according to the invention also emerges from a comparison between figures S and 6.
Fig. 5 shows a strip about 20% deformed from a cold rolled strip which has been rolled from a hot rolled strip, annealed by the conventional method. The streaks in the form of ropes, visible on the surface, are the "ropings".
Fig 6 shows a strip approximately 20% deformed from a cold rolled strip. The surface of the sheet does not show any streaks, it remained absolutely smooth and flat after deformation. Here, in accordance with the invention, the hot rolled strip was subjected to annealing at 980 ° C followed by controlled cooling.