[0001] La présente invention concerne la fabrication de tôles laminées à chaud d'aciers
inoxydables austénitiques présentant des caractéristiques mécaniques élevées, et notamment
une combinaison de résistance mécanique et d'allongement réparti très avantageuse.
[0002] Pour la fabrication d'éléments de structure dans l'industrie automobile, on utilise
couramment différentes nuances de tôles d'aciers au carbone revêtues présentant des
microstructures plus ou moins complexes. Les pièces sont réalisées à partir de tôles
d'épaisseur allant de 1 à 3 mm. Pour certaines pièces, on souhaiterait cependant disposer
simultanément d'une résistance à la corrosion plus élevée alliée à une grande capacité
de déformation de façon à réaliser des pièces avec un emboutissage complexe. On sait
par ailleurs que les aciers inoxydables austénitiques sont couramment utilisés en
raison de leur excellente tenue à la corrosion et de leurs caractéristiques mécaniques,
en particulier de leur ductilité élevée. On connaît par exemple des aciers inoxydables
austénitiques désignés selon les normes EN 10088-1 par la référence 1.4318, dont la
composition contient (teneur exprimée en poids) : C≤0,030%, Si≤1,00%, Mn≤2,00%, P≤
0,045%, S≤0,015%, Cr: 16,50 à 18,50%, Ni : 6,00 à 8,00%, N : 0.10 à 0.20%. Ces aciers
présentent des hautes caractéristiques mécaniques du fait de la formation de martensite
lors de la déformation à température ambiante. Les caractéristiques mécaniques typiques
de ces aciers à l'état recuit sont les suivantes : Limite d'élasticité Rp
0,2 (limite d'élasticité conventionnelle correspondant à 0,2% d'allongement): 300-400
MPa, allongement réparti : A ≥45%, Rm (résistance maximale) ≥ 700 MPa. Produit P=
Rp
0,2 (MPa) x allongement réparti = environ 15750 MPa.%. Il est possible d'utiliser ces
nuances à l'état écroui par laminage à froid : C850, C1000 - Norme EN-10088-2, ces
désignations correspondant respectivement à une résistance mécanique minimale de 850
et de 1000MPa. L'augmentation de limite d'élasticité conférée par cette opération
(Rp
0,2 ≥ 600MPa) se traduit par une diminution simultanée de l'allongement (A=30%). Le produit
P atteint alors 18000 MPa.% environ. Ces caractéristiques sont satisfaisantes pour
certaines applications. Elles demeurent néanmoins insuffisantes dans le cas où l'on
souhaite des hautes résistances en service, par exemple pour un gain en allègement,
et une grande aptitude pour les opérations de mise en forme préalables. Une méthode
alternative à l'écrouissage par laminage à froid est un écrouissage par laminage à
chaud à une température suffisamment basse. Cette méthode confère un meilleur compromis
allongement - résistance, mais présente l'inconvénient majeur de conduire à des localisations
de la déformation lors de la mise en forme, se traduisant par des vermiculures. Pour
éviter ces vermiculures sur l'acier standard 1.4318 non recristallisé après laminage
à chaud, il est nécessaire d'effectuer un recuit après le laminage à chaud.
[0003] Le but de l'invention est donc de disposer de tôles laminées à chaud d'acier inoxydable
austénitique à caractéristiques mécaniques supérieures ou équivalentes à celles des
nuances du type 1.4318 présentées ci-dessus, à fabrication économique, ne présentant
pas de sensibilité à l'apparition de vermiculures.
[0004] L'invention a également pour but de disposer de tôles laminées à chaud d'acier inoxydable
austénitique présentant un produit P supérieur à 21000 MPa.%, pouvant être associé
à une limite d'élasticité R
P0,2 supérieure à 650MPa, ou bien à un allongement réparti supérieur à 45%.
[0005] A cet effet, l'invention a pour objet une tôle laminée à chaud en acier inoxydable
austénitique dont la composition chimique comprend, les teneurs étant exprimées en
poids : 0,015% ≤ C ≤ 0,030%, 0,5% ≤ Mn ≤ 2%, Si ≤ 2%, 16,5%≤ Cr ≤ 18%, 6%≤ Ni ≤ 7%,
S ≤ 0,015%, P≤ 0,045%, Al ≤ 0,050%, 0,005%≤ Nib ≤ 0,40%, 0,10% ≤ N ≤ 0,17%, les teneurs
en Nb et en N étant telles que : Nb/8+0,1% ≤ N ≤ Nb/8+0,12%, et, à titre optionnel
: 0,0005%≤ B ≤ 0,0025%, Mo ≤0,6%, le reste de la composition étant constitué de fer
et d'impuretés inévitables résultant de l'élaboration.
[0006] Préférentiellement, la composition chimique de l'acier comprend, les teneurs étant
exprimées en poids : 0,10%≤ Nb ≤ 0,31%, 0,11 ≤ N ≤ 0,16%
[0007] L'invention a également pour objet une tôle laminée à chaud en acier inoxydable austénitique
selon la composition chimique ci-dessus, dont le produit P (Rp
0,2 (MPa) x allongement réparti (%)) est supérieur à 21000 MPa.%,
caractérisée en ce que les teneurs en niobium et en azote de l'acier exprimées en poids sont telles que:0,15%≤
Nb ≤ 0,31%, 0,12% ≤ N ≤ 0,16%. Selon un mode préféré, les teneurs en niobium et en
azote de l'acier exprimées en poids sont telles que:0,20%≤ Nb ≤ 0,31%, 0,12% ≤ N ≤
0,16%. L'invention a également pour objet une tôle laminée à chaud en acier inoxydable
austénitique selon l'une quelconque des compositions ci-dessus, dont la limite d'élasticité
Rp
0,2 est supérieure à 650 MPa,
caractérisée en ce que la taille moyenne de grain austénitique de l'acier est inférieure à 6 microns, que
la fraction surfacique non recristallisée est comprise entre 30 et 70%, et que le
niobium se trouve totalement sous forme de précipités. L'invention a également pour
objet une tôle laminée à chaud en acier inoxydable austénitique selon l'une quelconque
des caractéristiques ci-dessus, dont l'allongement réparti est supérieur à 45%,
caractérisée en ce que le niobium n'est pas totalement précipité.
[0008] L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une tôle laminée à
chaud en acier inoxydable austénitique dont la limite d'élasticité Rp
0,2 est supérieure à 650MPa, selon lequel on approvisionne un demi-produit d'acier de
composition selon l'une quelconque des compositions ci-dessus, puis on réchauffe le
demi-produit à une température comprise entre 1250°C et 1320°C, puis on lamine le
demi-produit avec une température de fin de laminage inférieure à 990°C et un taux
de réduction cumulé ε sur les deux dernières cages finisseuses, supérieur à 30%.
[0009] Selon un mode particulier, on approvisionne un demi-produit d'acier de composition
ci-dessus contenant 0,20%≤ Nb ≤ 0,31%, 0,12% ≤ N ≤ 0,16%, puis on lamine le demi-produit
avec une température de fin de laminage inférieure à 970°C.
[0010] L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une tôle laminée à
chaud en acier inoxydable austénitique dont l'allongement réparti est supérieur à
45%, selon lequel on approvisionne un demi-produit d'acier de composition selon l'une
quelconque des compositions ci-dessus, puis on réchauffe le demi-produit à une température
comprise entre 1250°C et 1320°C, puis on lamine le demi-produit avec une température
de fin de laminage supérieure à 1000°C.
[0011] L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une tôle laminée à
chaud en acier inoxydable austénitique dont le produit P (R
P0,2 (MPa) x allongement réparti (%)) est supérieur à 21000 MPa.%, selon lequel on approvisionne
un demi-produit d'acier de composition selon une composition ci-dessus comprenant
0,10%≤ Nb ≤ 0,31%, 0,11% ≤ N ≤ 0,16%, ou bien 0,20%≤ Nb ≤ 0,31%, 0,12 %≤ N ≤ 0,16%,
puis on réchauffe le demi-produit à une température comprise entre 1250°C et 1320°C,
puis on lamine à chaud le demi-produit.
[0012] L'invention a également pour objet l'utilisation d'une tôle laminée à chaud en acier
inoxydable selon l'une quelconque des caractéristiques ci-dessus, ou fabriquée par
l'un quelconque des procédés ci-dessus, pour la fabrication d'éléments structuraux
dans le domaine automobile.
[0013] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la
description ci-dessous, donnée à titre d'exemple.
[0014] Après de nombreux essais, les inventeurs ont montré que les différentes exigences
rapportées ci-dessus étaient satisfaites en observant les conditions suivantes :
[0015] En ce qui concerne la composition chimique de l'acier, la teneur en carbone doit
être inférieure ou égale à 0,030% afin d'éviter les risques de sensibilisation à la
corrosion intergranulaire. Dans le but d'obtenir une limite d'élasticité supérieure
à 650 MPa, la teneur en carbone doit être supérieure ou égale à 0,015 %.
[0016] Le manganèse, comme le silicium, est un élément connu pour ses propriétés désoxydantes
à l'état liquide et pour accroître la ductilité à chaud, en particulier en se combinant
avec le soufre. D'autre part, à température ambiante, il favorise la stabilité de
la phase austénitique et diminue l'énergie de défaut d'empilement. Il augmente également
la solubilité de l'azote. Ces effets favorables sont obtenus d'une manière économique
lorsque la teneur en manganèse est comprise entre 0,5 et 2%. Comme le manganèse, le
silicium est un élément ajouté usuellement dans le but de désoxyder l'acier liquide.
Le silicium augmente également la limite d'élasticité et la résistance, par durcissement
en solution solide ou par son action sur la teneur en ferrite δ. Cependant, au-delà
de 2%, la soudabilité et la ductilité à chaud sont réduites.
[0017] Le chrome est un élément bien connu pour accroître la résistance à l'oxydation et
à la corrosion en milieu aqueux. Cet effet est obtenu d'une manière satisfaisante
lorsque sa teneur est entre 16,5% et 18%.
[0018] Le nickel est un élément indispensable pour assurer une stabilité suffisante de la
structure austénitique de l'acier à température ambiante. La teneur optimale doit
être déterminée en relation avec d'autres éléments de la composition à caractère alphagène
tels que le chrome, ou ceux à caractère gammagène tels que le carbone et l'azote.
Son effet sur la stabilité de la structure est suffisant lorsque sa teneur est supérieure
ou égale à 6%. Au-delà de 7%, le coût de production croît excessivement en raison
de la cherté de cet élément d'addition.
[0019] Le molybdène permet d'augmenter la résistance à la piqûration. A titre optionnel,
une addition de molybdène en quantité allant jusqu'à 0,6% peut être effectuée.
[0020] Le bore permet d'améliorer la forgeabilité de l'acier. A titre optionnel une addition
de bore en quantité comprise entre 0,0005 et 0,0025% peut être effectuée. Une addition
en quantité supérieure diminuerait de façon critique la température de brûlure.
[0021] Le soufre est un élément qui dégrade particulièrement la forgeabilité à chaud et
la résistance à la corrosion, sa teneur doit être maintenue inférieure ou égale à
0,015%.
[0022] Le phosphore dégrade de même la ductilité à chaud, sa teneur doit être inférieure
à 0,045% pour obtenir des résultats satisfaisants.
[0023] L'aluminium est un puissant agent de désoxydation du métal liquide. En combinaison
avec les teneurs en silicium et en manganèse évoquées plus haut, un effet optimal
est obtenu lorsque sa teneur est inférieure ou égale à 0,050%.
[0024] Le niobium et l'azote sont des éléments importants de l'invention en vue de la fabrication
d'aciers inoxydables austénitiques à hautes caractéristiques mécaniques.
[0025] Le niobium retarde la recristallisation lors du laminage à chaud : pour une température
de fin de laminage à chaud donnée, son addition conduit à conserver un taux d'écrouissage
plus élevé (on parle de laminage à chaud « écrouissant »), accroissant ainsi la résistance
de l'acier. Il est généralement utilisé comme le Ti pour lutter contre la formation
de carbures de chrome (aciers inoxydables austénitiques stabilisés au Nb EN 1.4580
et EN 1.4550). Enfin, il peut conduire à la formation de phase intermétallique conférant
une amélioration de la tenue au fluage.
[0026] L'azote est un élément durcissant en solution solide interstitielle, qui augmente
tout particulièrement la limite d'élasticité à ce titre. Il est également connu, en
solution solide, comme un puissant stabilisateur de la phase austénitique et comme
retardateur de la précipitation des carbures de chrome Cr
23C
6. La solubilité de l'azote lors de la solidification connaît un maximum. Une teneur
trop élevée conduit à la formation de défauts volumiques dans le métal.
[0027] L'addition conjointe de niobium et d'azote en vue d'un durcissement est peu usuelle
dans les aciers inoxydables austénitiques. Dans le cadre de l'invention, on a mis
en évidence que les aciers inoxydables dont la composition est proche de celle des
aciers 1.4318 évoqués plus haut, bénéficiaient avantageusement d'une addition conjointe
particulière de niobium et d'azote, optimisée en vue d'obtenir certaines propriétés
mécaniques dans des conditions précises qui vont être exposées :
[0028] En premier lieu, on a mis en évidence qu'une teneur en azote allant de 0,10 à 0,17%,
conjointement avec une teneur en niobium allant de 0,005 à 0,40%Nb, les teneurs en
niobium et en azote étant telles que : Nb/8+0,1% ≤ N ≤ Nb/8+0,12% (relation 1), permettent
de fabriquer une tôle à chaud à hautes caractéristiques mécaniques destinée à être
emboutie, et ce sans la nécessité d'un recuit après laminage comme dans les aciers
conventionnels 1.4318, la pièce emboutie n'étant pas sujette à la formation de vermiculures.
[0029] La précipitation des nitrures NbN qui se produit lors de la fin de laminage à chaud
réduit la quantité d'azote en solution solide. La relation (1) précédente assure de
conserver autant d'azote en solution solide, après précipitation complète de tout
le niobium disponible, que dans la nuance 1.4318 (N≥0.1%). Cela permet donc d'obtenir
la même métastabilité de l'austénite à température ambiante. La possibilité de diminuer
la teneur en Ni en augmentant la teneur en N est bornée avec la limite de solubilité
de l'azote dans l'acier lors de la solidification. Pour les teneurs en Cr, Mn et Ni
des aciers selon l'invention, la teneur en azote doit être inférieure ou égale à 0.17%.
[0030] Une quantité suffisante de niobium doit être présente afin d'obtenir un effet durcissant
et de retarder la recristallisation. Cette quantité doit être adaptée de façon à obtenir
un solvus des NbN supérieur à la température de fin de laminage pour obtenir une précipitation
en fin de laminage à chaud.
[0031] A titre préférentiel, on choisira une teneur en niobium allant de 0,10 à 0,31%Nb,
conjointement avec une teneur en azote allant de 0,11 à 0,16%, les teneurs en niobium
et en azote étant telles que : Nb/8+0,1% ≤ N ≤ Nb/8+0,12%. En effet, on a découvert
que ces teneurs en niobium et en azote permettaient d'obtenir une précipitation importante
de NbN après laminage à chaud.
[0032] Par ailleurs, on a mis en évidence qu'une addition conjointe de 0,15 à 0,31% de niobium
(préférentiellement de 0,20 à 0,31% de niobium) et de 0,12 à 0,16% d'azote, les teneurs
en niobium et en azote étant telles que : Nb/8+0,1% ≤ N ≤ Nb/8+0,12%, permettait d'obtenir
une combinaison (limite d'élasticité-allongement) avantageuse dont le produit P est
supérieur à 21000 MPa.
[0033] Outre le fer, le reste de la composition est constituée d'impuretés inévitables résultant
de l'élaboration, telles que par exemple Sn ou Pb.
[0034] La mise en oeuvre du procédé de fabrication selon l'invention est la suivante : On
élabore un acier dont la composition a été exposée ci-dessus. Cette élaboration peut
être suivie d'une coulée en lingots ou, dans le cas le plus général, en continu, par
exemple sous forme de brames allant de 150 à 250mm d'épaisseur. On peut également
effectuer la coulée sous forme de brames minces de quelques dizaines de millimètres
d'épaisseur entre cylindres d'acier contra-rotatifs. Ces demi-produits coulés sont
tout d'abord portés à une température comprise entre 1250 et 1320°C. La température
de 1250°C a pour but de mettre en solution d'éventuels précipités à base de niobium
(nitrures, carbonitrures). La température doit cependant être inférieure à 1320 °C
sous peine d'être trop proche de la température de solidus qui pourrait être atteinte
dans d'éventuelles zones ségrégées et de provoquer un début de passage local par un
état liquide qui serait néfaste pour la mise en forme à chaud. Dans le cas d'une coulée
directe de brames minces entre cylindres contra-rotatifs, l'étape de laminage à chaud
de ces demi-produits débutant à une température inférieure à 1250°C peut se faire
directement après coulée si bien qu'une étape de réchauffage intermédiaire n'est pas
nécessaire dans ce cas.
[0035] Le laminage est effectué généralement sur un train continu à chaud comprenant notamment
des cages dégrossisseuses et des cages finisseuses. On a mis en évidence que l'on
obtenait une limite d'élasticité Rp
0,2 particulièrement élevée en contrôlant notamment le taux de réduction dans les deux
dernières cages finisseuses : si l'on désigne par e
N-2 l'épaisseur de la tôle à l'entrée de l'avant-dernière cage finisseuse, et par eN
l'épaisseur de la tôle à la sortie de la dernière cage finisseuse, on définit le taux
de réduction cumulé sur les deux dernières cages finisseuses par :

Selon l'invention, on a mis en évidence que lorsque la température de fin de laminage
est inférieure à 990°C et que le taux de réduction cumulé ε est supérieur à 30%, la
limite d'élasticité R
P0,2 du produit final obtenu était supérieure à 650 MPa, le Nb se trouvant alors totalement
sous forme de précipités.
[0036] Pour une teneur en Nb comprise entre 0,20 et 0,31% et une teneur en azote comprise
entre 0,12 et 0,16%, cette valeur minimale de 650MPa est obtenue lorsque la température
de fin de laminage est inférieure à 970°C et ε supérieur à 30%.
[0037] Selon l'invention, on a également mis en évidence que l'on obtient une tôle laminée
à chaud avec un allongement réparti supérieur à 45%, lorsque la température de fin
de laminage est supérieure à 1000°C. Le Nb est dans ce cas partiellement précipité.
[0038] Après laminage à chaud, on obtient une tôle ne présentant pas de sensibilité à l'apparition
de vermiculures et ne nécessitant pas de recuit intermédiaire. A titre d'exemple non
limitatif, les résultats suivants vont montrer les caractéristiques avantageuses conférées
par l'invention.
Exemple :
[0039] On a élaboré par coulée des demi-produits d'aciers dont la composition est présentée
au tableau ci-dessous (pourcentage en poids) :
Tableau 1 : Composition des aciers (pourcentage en poids) Valeurs soulignées : non
conformes à l'invention
Acier |
C |
Mn |
Si |
Cr |
Ni |
Mo |
S |
P |
AI |
Nb |
N |
I1
(selon l'invention) |
0,023 |
1,100 |
0,48 |
17,45 |
6,67 |
0,25 |
0,005 |
0,020 |
0,002 |
0,152 |
0,13 |
I2
(selon l'invention) |
0,024 |
1,19 |
0,55 |
17,36 |
6,66 |
0,25 |
0,005 |
0,020 |
0,002 |
0,302 |
0,15 |
R
(référence) |
0,026 |
1,030 |
0,6 |
17,5 |
6,6 |
0,25 |
0,0008 |
0,026 |
0,002 |
0,002 |
0,13 |
[0040] Les demi-produits d'acier ont été réchauffés à 1280°C pendant 30 minutes. On a ensuite
effectué un laminage à chaud en faisant varier la température de fin de laminage entre
900 et 1100°C ainsi que le taux de réduction cumulé ε, pour atteindre une épaisseur
finale de 3 mm. Les tôles I1-1, I1-2, I1-3... désignent des tôles issues du même demi-produit
I1, laminé dans des conditions différentes. On a caractérisé la microstructure de
l'acier obtenu en mesurant notamment la fraction surfacique de phase austénitique
recristallisée, la fraction de niobium précipité par rapport au niobium total, et
la taille moyenne de grain. Dans le cas d'une structure non complètement recristallisée,
cette dernière mesure est effectuée sur la partie recristallisée de la structure.
On a également déterminé les caractéristiques mécaniques de traction, en particulier
la limite d'élasticité Rp
0,2 et l'allongement réparti. On a également relevé la présence éventuelle d'une localisation
de la déformation lors de l'essai de traction. On sait que la présence d'une telle
localisation est associée à l'apparition de vermiculures lors d'opérations de mise
en forme.
[0041] Les résultats sont présentés dans le tableau 2 suivant :
Tableau 2 : Conditions de fabrication et caractéristiques microstructurales et mécaniques
de tôles laminées à chaud
N° d'essai |
TFL (°C) |
ε>30% |
Taille moyenne de grains inférieure à 6 microns |
Fraction non recristallisée comprise entre 30 et 70% |
Niobium totalement précipité |
Rp0,2 (MPa) |
A (%) |
Rp0,2x A (MPa.%) |
Localisation de la déformation |
I1-1 |
905 |
Oui |
Oui |
Oui |
Oui |
689 |
40 |
27628 |
Non |
I1-2 |
935 |
Oui |
Oui |
Oui |
Oui |
651 |
40 |
25520 |
Non |
I1-3 |
1040 |
Oui |
Non |
Non (<30%) |
Non |
432 |
49 |
21340 |
Non |
I1-4 |
1050 |
Oui |
Non |
Non (<30%) |
Non |
467 |
46 |
21715 |
Non |
I2-1 |
930 |
Oui |
Oui |
Oui |
Oui |
677 |
38 |
25997 |
Non |
I2-2 |
965 |
Oui |
Oui |
Oui |
Oui |
681 |
39 |
26559 |
Non |
I2-3 |
980 |
Non |
Non |
Oui |
Oui |
631 |
41 |
26186 |
Non |
I2-4 |
1000 |
Non |
Oui |
Non (<30%) |
Non |
627 |
46 |
28277 |
Non |
I2-5 |
1100 |
Oui |
Non |
Non (<30%) |
Non |
547 |
53 |
29100 |
Non |
R-1 |
900 |
Oui |
- |
Oui |
- |
702 |
29 |
20428 |
Oui |
R-2 |
925 |
Oui |
- |
Oui |
- |
638 |
29 |
18566 |
Oui |
R-3 |
950 |
Oui |
- |
Oui |
- |
632 |
30 |
19150 |
Oui |
R-4 |
1020 |
Oui |
- |
Non (<30%) |
- |
482 |
31 |
14749 |
Non |
TFL : Température de fin de laminage
Rp0,2: Limite d'élasticité conventionnelle à 0,2% de déformation
A : Allongement réparti
ε : taux de réduction cumulé des deux dernières passes de laminage |
[0042] On fait ainsi apparaître que les aciers I1 et I2 selon l'invention présentent une
combinaison Rp
0,2x A ( MPa.%) supérieure à 21000 MPa.% particulièrement avantageuse alors que l'acier
de référence R ne présente pas une telle combinaison, quelles que soient les conditions
de laminage.
[0043] On fait également apparaître que, lorsque la fraction non recristallisée est comprise
entre 30 et 70% et lorsque la taille moyenne de grain est inférieure à 6 microns,
la limite d'élasticité Rp
0,2 est supérieure à 650 MPa (essais I1-1, I1-2, I2-1, I2-2. Par ailleurs, lorsque la
fraction non recristallisée est supérieure à 70%, l'allongement tend à diminuer.
[0044] Ces caractéristiques sont obtenues pour des aciers comportant une teneur en niobium
comprise entre 0,005% et 0,40%, une teneur en azote comprise entre 0,10 et 0,17%,
les teneurs en niobium et en azote étant telles que : Nb/8+0,1% ≤ N ≤ Nb/8+0,12%,
la température de fin de laminage étant inférieure à 990°C et le taux de réduction
cumulé ε étant supérieur à 30%. Pour des aciers comportant entre 0,20% et 0,31%, une
teneur en azote entre 0,12 et 0,16%, les teneurs en niobium et en azote étant telles
que : Nb/8+0,1% ≤ N ≤ Nb/8+0,12%, ces caractéristiques sont obtenues lorsque la température
de fin de laminage est inférieure à 970°C et lorsque le taux de réduction cumulé ε
est supérieur à 30% (essais I2-1, I2-2)
[0045] Lorsque le niobium n'est pas totalement précipité (essais I1-3, I1-4, I2-4, I2-5),
l'allongement réparti est supérieur à 45%. Pour les compositions d'acier selon l'invention,
ce résultat est obtenu lorsque la température de fin de laminage est supérieure à
1000°C. En comparaison, l'acier de référence ne peut offrir de telles caractéristiques.
[0046] On choisira donc plus particulièrement certaines conditions de fabrication (température
de fin de laminage, taux de réduction cumulé) selon que l'on recherche une tôle d'acier
offrant une limite d'élasticité particulièrement élevée, ou plutôt offrant une grande
capacité d'allongement.
[0047] Par ailleurs, les courbes de traction des aciers selon l'invention ne montrent aucun
palier témoignant d'une localisation de la déformation et ce quelles que soient les
conditions de laminage à chaud, au contraire de l'acier de référence qui présente
une localisation dès lors qu'il est partiellement recristallisé (essais R-1, R-2,
R-3). Ce point est particulièrement avantageux pour la mise en forme, en assurant
l'absence de vermiculures. Ainsi, en raison de leurs caractéristiques mécaniques particulièrement
élevées, et notamment de leur combinaison limite d'élasticité-allongement réparti
très avantageuse, les tôles d'aciers laminés à chaud selon l'invention seront utilisés
avec profit pour des applications nécessitant une bonne aptitude à la mise en forme
ainsi qu'une grande résistance à la corrosion. Dans le cas de leur utilisation dans
l'industrie automobile, on tirera parti de leurs avantages pour la fabrication économique
d'éléments structuraux.
2. Tôle laminée à chaud en acier inoxydable austénitique selon la revendication 1
caractérisée en ce que la composition chimique dudit acier comprend, les teneurs étant exprimées en poids
:
3. Tôle laminée à chaud en acier inoxydable austénitique selon la revendication 1, dont
le produit P (Rp
0,2 (MPa) x allongement réparti (%)) est supérieur à 21000 MPa.%,
caractérisée en ce que les teneurs en niobium et en azote dudit acier, exprimées en poids, sont telles que
:
4. Tôle laminée à chaud en acier inoxydable austénitique selon la revendication 3, dont
le produit P (Rp
0,2 (MPa) x allongement réparti (%)) est supérieur à 21000 MPa.%,
caractérisée en ce que les teneurs en niobium et en azote dudit acier, exprimées en poids, sont telles que
:
5. Tôle laminée à chaud en acier inoxydable austénitique selon l'une quelconque des revendications
1 à 4, dont la limite d'élasticité Rp0,2 est supérieure à 650 MPa, caractérisée en ce que la taille moyenne de grain austénitique dudit acier est inférieure à 6 microns, que
la fraction surfacique non recristallisée est comprise entre 30 et 70%, et que le
niobium se trouve totalement sous forme de précipités
6. Tôle laminée à chaud en acier inoxydable austénitique selon l'une quelconque des revendications
1 à 4, dont l'allongement réparti est supérieur à 45%, caractérisée en ce que le niobium n'est pas totalement précipité
7. Procédé de fabrication d'une tôle laminée à chaud en acier inoxydable austénitique
dont la limite d'élasticité Rp
0,2 est supérieure à 650MPa, selon lequel :
- on approvisionne un demi-produit d'acier de composition selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, puis
- on réchauffe ledit demi-produit à une température comprise entre 1250°C et 1320°C,
puis
- on lamine ledit demi-produit avec une température de fin de laminage inférieure
à 990°C et un taux de réduction cumulé ε sur les deux dernières cages finisseuses,
supérieur à 30%
8. Procédé de fabrication selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'on approvisionne un demi-produit d'acier de composition selon la revendication 4 et
qu'on lamine ledit demi-produit avec une température de fin de laminage inférieure
à 970°C
9. Procédé de fabrication d'une tôle laminée à chaud en acier inoxydable austénitique
dont l'allongement réparti est supérieur à 45%, selon lequel :
- on approvisionne un demi-produit d'acier de composition selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, puis
- on réchauffe ledit demi-produit à une température comprise entre 1250°C et 1320°c,
puis
on lamine ledit demi-produit avec une température de fin de laminage supérieure à
1000°C
10. Procédé de fabrication d'une tôle laminée à chaud en acier inoxydable austénitique
dont le produit P (Rp
0,2 (MPa) x allongement réparti (%)) est supérieur à 21000 MPa.%, selon lequel :
- on approvisionne un demi-produit d'acier de composition selon la revendication 3
ou 4, puis
- on réchauffe ledit demi-produit à une température comprise entre 1250°C et 1320°c,
puis
- on lamine à chaud ledit demi-produit
11. Utilisation d'une tôle laminée à chaud en acier inoxydable selon l'une quelconque
des revendications 1 à 6, ou fabriquée par un procédé selon l'une quelconque des revendications
7 à 10, pour la fabrication d'éléments structuraux dans le domaine automobile