BE657667A - - Google Patents

Description

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  Procédé d'obtention d'un acier extra-doux effervescent non vieillissant. 



   La présente invention est relative à un procédé pour obtenir un acier extra-doux effervescent non vieillis- sant, à caractéristiques améliorées, et convenant pour em- boutissage extra-profond. 



   L'emploi d'acier extra-doux (pour lequel la teneur en carbone est comprise entre 0,05 et 0,15 %, la résistance 

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 à la rupture comprise entre 32 et 38 kg/cm2,et l'allongement   @   compris entre 34 et 38 %), est bien connu dans les applications !      où l'on fait subir au métal des déformations importantes, tel-      les que par exemple les déformations résultant d'une opération d'emboutissage.

   Dans cette catégorie d'acier, on convient ha- bituellement d'attribuer la qualification de "pour emboutissage extra-profond" aux aciers dont les caractéristiques mécaniques sont les suivantes ; 
Dureté Rockwell   B #   50 
Essais Erichsen (pr 1 mm   d'épaisseur) %   11,1 
Limite élastique inférieure Rei = 17 à 22   kg/mm2   
Résistance à la rupture   Rr #   35   kg/mm2     Rei/Rr   < 0,65   Allongement   36 % obtenu sur 50 mm (éprouvette ASTM) 
Ces caractéristiques ne sont pas en général obtenues   de 'façon   permanente dans les aciers extra-doux effervescents, notamment lorsqu'ils se présentent sous forme de tôle mince. 



  Il s'y produit en effet après le recuit,(par exemple recuit classique en bobines serrées à   700 C   pendant 25 heures) et le skin-pass, un phénomène de vieillissement qui détériore cer- taines caractéristiques de l'acier au cours du temps, et les fait sortir hors du cadre ci-dessus donné, convenant pour les aciers destinés à l'emboutissage extra-profond. 



   C'est ainsi par exemple que pour un acier effervescent extra-doux, soumis à un recuit classique (690  à   700 C   pendant 25 heures), on a observé les caractéristiques suivantes, trois jours après skin-pass. 

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   Dureté Rockwell B:45 
Erichsen :   11,5   
Rei : 19 kg/mm2 
Rr : 32 kg/mm2 
Rei/Rr : 0,6 
Palier : 0,5 % (en % de la longueur initiale) 
Allongement : 40 % 
Il semblerait donc à première vue que cet acier puis- se convenir pour un emboutissage extra-profond. Toutefois après vieillissement artificiel, ces caractéristiques sont devenues : 
Dureté Rockwell B :47 
Erichsen : 11,5 
Rei : 24 kg/mm2   Rr .   32 kg/mm2   Rei/Rr   0,75 
Palier (en %) 4 
Allongement : 36 % 
Les deux tableaux ci-dessus montrent bien qu'au cours du temps, les qualités de cet acier s'altèrent et lui fond per- dre les propriétés désirées. 



   On a déjà essayé divers procédés pour remédier à   c@t   inconvénient, mais ces tentatives ne semblent pas jusqu'à pré- sent, avoir donné les résultats escomptés. 



   On a notamment envisagé de soumettre des tôles en acier ci-dessus mentionné, à un traitement de soaking décarbu- rant-dénitrurant dans une atmosphère contenant de l'hydrogène, de l'azote et de la vapeur d'eau (par exemple 15 heures à   700 C   

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 dans une atmosphère contenant 75 % d'hydrogène, 25 % d'azote et une quantité de vapeur d'eau représentant 30 % de la quanti- té totale d'azote et d'hydrogène. A cause de la décarburation et de la dénitruration subie au cours du traitement ci-dessus, cet acier est pratiquement non vieillissant.

   Après vieillisse- ment artificiel, ces tôles ont en fait présenté les   caractéris-   tiques suivantes : 
Dureté Rockwell B : 36 
Erichsen : 11,3 
Rei : 15 kg/mm2 
Rr : 30 kg/mm2   Rei/Rr :   0,5 
Palier ; 0 
Allongement : 38 % 
Toutefois un tel acier ne peut plus rentrer dans la catégorie des aciers extra-doux pour emboutissage extra-profond, à cause des valeurs très basses pour la dureté, trop basses pour Rei, et de la très faible valeur du rapport   Rei/Rr.   



   La présente invention a précisément pour objet un procédé permettant d'obtenir un acier   extr-doux   effervescent non vieillissant présentant les caractéristiques désirées pour rentrer dans la catégorie des aciers pour emboutissage extra- profond. 



   Le procédé objet de la présente invention, est es- sentiellement caractérisé en ce qu'on ajoute en four, en lîngo- tière et de préférence en poche, à un acier extra-doux, une quantité de Niobium ou de Tantale, ou un mélange de des deux, comprise entre 0,005 % et 0,15 %, en ce qu'on coule le dit acier 

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 en lingotière en laissant le phénomène d'effervescence se pro- duire, et en ce qu'après le laminage de l'acier sous forme de tôle mince, on soumet le dit acier à une opération de recuit décarburant-dénitrurant sous une atmosphère comprenant de l'hydrogène et de la vapeur d'eau, et éventuellement de l'azote, la température du recuit ainsi que sa durée étant par ailleurs connues en soi. 



   Dans le texte ci-dessus, le mot "mélange" est pris dans son sens le plus large et couvre toutes les associations physiques et/ou chimiques possibles entre le Niobium et le Tantale. 



   A titre d'exemple, une telle tôle soumise au traite- ment suivant l'invention, présente après vieillissement artifi- ciel des caractéristiques pratiquement inchangées par rapport à ce qu'elles étaient avant vieillissement. 



   Dureté Rockwell B :   43Erichsen : 11,5     Rei :   20 kg/mm2 
Rr 32 kg/mm2   Rei/Rr :   0,62 
Palier : 0 
Allongement : 38 % 
On a donc constaté que la présence du Niobium et/ou du Tantale dans l'acier extra-doux effervescent ayant subi un recuit de décarburation et de dénitruration commun a relevé sensiblement les caractéristiques mécaniques trop basses citées précédemment pour l'acier décarburé et dénitruré, en les rame- 

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 nant au niveau d'un bon acier pour emboutissage extra-profond. 



  Cet acier a d'autre part gardé ses propriétés de non-vieillis- sement dues au traitement de décarbu ration et de dénitrura- tion connu. 



   Ce résultat était d'autant plus inattendu que l'ef- fet habituel du vieillissement opéré sur un acier extra-doux effervescent est précisément de fai.re apparaître un palier d'étirement incompatible avec de bonnes qualités d'emboutis- sage. Le procédé de la demande permet ainsi d'obtenir un acier extra-doux effervescent pour emboutissage extra-profond, dont les caractéristiques mécaniques sont comparables à celles d'un acier extra-doux calmé non vieillissant. 



   Il semble que ce comportement pourrait s'expliquer par le fait qu'il reste encore dans la matrice ferritique, des précipités de carbures, nitrares ou carbo-nitrures de Niobium et/ou de Tantale, dont la présence favorise d'une part l'obten- tion d'un grain fin, et d'autre part des propriétés mécaniques adéquates aux applications citées ci-dessus. Dans ces condi- tions, la matrice ferriti.que a une teneur en éléments d'inser- tion, carbone et azote suffisamment faible pour que l'acier soit non susceptible de vieillissement âpres déformation. 



   Les résultats économiquement les plus intéressants, ont été obtenus avec des ajoutes comprises entre 0,01 % et 0,05 % de Niobium et/ou de Tantale. 

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Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un acier extra-doux effervescent non vieillissant et convenant pour emboutissage <Desc/Clms Page number 7> extra-profond, caractérisé en ce qu'on ajoute en four, en lingotière ou de préférence en poche, à un acier extra-doux, une quantité de Niobium et/ou de Tantale comprise entre 0,005 et 0,15 %, en ce qu'on coule le dit acier en lingotière en laissant le phénomène d'effervescence se produire, et en ce qu'après le laminage de l'acier sous forme de t8le mince on soumet le dit acier à une opération de recuit décarburant- dénitrurant sous une atmosphère comprenant de l'hydrogène et de la vapeur d'eau, et éventuellement de l'azote, la tempéra- ture et la durée du recuit étant par ailleurs connues en soi.

   2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de Niobium ou du Tantale, ou du mélange de Niobium et de Tantale ajoutée à l'acier est comprise entre 0,01 % et 0,05 %.

   3. Procédés tels que décrits ci-dessus.