(19)
(11) EP 1 558 769 B1

(12) FASCICULE DE BREVET EUROPEEN

(45) Mention de la délivrance du brevet:
09.06.2010  Bulletin  2010/23

(21) Numéro de dépôt: 03775481.9

(22) Date de dépôt:  10.10.2003
(51) Int. Cl.: 
C21D 8/04(2006.01)
C22C 38/02(2006.01)
C22C 38/04(2006.01)
C22C 38/06(2006.01)
(86) Numéro de dépôt:
PCT/FR2003/002985
(87) Numéro de publication internationale:
WO 2004/035838 (29.04.2004 Gazette  2004/18)

(54)

PROCEDE DE FABRICATION DE TOLES D'ACIER DURCISSABLES PAR CUISSON, TOLES D'ACIER ET PIECES AINSI OBTENUES

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON WÄRMEHÄRTBAREN STAHLBLECHEN DURCH GLÜHUNG, STAHLBLECHE UND DAVON HERGESTELLTE TEILE

METHOD FOR MAKING HARDENABLE STEEL PLATES BY FIRING, RESULTING STEEL PLATES


(84) Etats contractants désignés:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

(30) Priorité: 14.10.2002 FR 0212753

(43) Date de publication de la demande:
03.08.2005  Bulletin  2005/31

(73) Titulaire: ArcelorMittal France
93212 La Plaine St Denis Cedex (FR)

(72) Inventeurs:
  • MARSAL, Joël
    F-57570 Beyren les Sierck (FR)
  • KIRCH, Fernande
    F-57300-Ay Sur Moselle (FR)
  • MESCOLINI, Dominique
    F-57070 SAINT JULIEN LES METZ (FR)

(74) Mandataire: Plaisant, Sophie Marie et al
ArcelorMittal France Research and Development Intellectual Property 5, Rue Luigi Cherubini
93200 Saint-Denis
93200 Saint-Denis (FR)


(56) Documents cités: : 
EP-A- 0 870 848
WO-A-02/059384
US-A- 6 162 308
EP-A- 0 905 267
DE-A- 19 701 443
   
       
    Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen).


    Description


    [0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication de tôles d'acier durcissables par cuisson, dites à "bake hardening", ainsi que les tôles et les pièces d'acier obtenues par la mise en oeuvre de ce procédé.

    [0002] Ces tôles et ces pièces d'acier peuvent comporter un revêtement anticorrosion, tel que celui obtenu par galvanisation au trempé à chaud ou par électrozingage. Les tôles d'acier sont plus particulièrement destinées à la fabrication de pièces d'aspect pour l'automobile, comme des capots par exemple, tandis que les pièces de plus grande épaisseur que les tôles, sont plus particulièrement destinées à la réalisation de pièces de structure pour automobile, également.

    [0003] En effet, les pièces d'aspect pour l'automobile doivent être réalisées dans un matériau facile à mettre en oeuvre par emboutissage, présentant à l'issue de cette mise en oeuvre une bonne résistance à l'indentation, et le plus léger possible afin de diminuer la consommation du véhicule.

    [0004] Or, ces différentes caractéristiques sont contradictoires : un matériau présente une bonne emboutissabilité lorsque sa limite d'élasticité est faible, mais une bonne résistance à l'indentation nécessite que sa limite d'élasticité soit élevée et son épaisseur importante.

    [0005] On a donc développé des aciers dits à "bake hardening" (encore appelés aciers à BH) présentant la particularité d'avoir une faible limite d'élasticité avant mise en forme, ce qui les rend facilement emboutissables. Mais, une fois emboutis, puis revêtus de peinture et soumis à un traitement thermique de cuisson (170°C pendant 20 minutes, par exemple), on constate que les pièces ou les tôles d'aciers à BH ont une limite d'élasticité qui a augmenté de façon considérable, ce qui leur confère une bonne résistance à l'indentation.

    [0006] Dans le cas des pièces de structure, cette propriété de durcissement lors de la cuisson du revêtement est en particulier mise à profit pour réduire l'épaisseur, et donc le poids, de ces pièces.

    [0007] D'un point de vue métallurgique, ces modifications de caractéristiques s'expliquent par l'évolution du carbone en solution solide dans l'acier. Ce carbone a naturellement tendance à se fixer sur les dislocations de l'acier jusqu'à saturation de celles-ci, ce qui durcit l'acier. En contrôlant la quantité de carbone en solution solide et la densité de dislocations présentes dans l'acier au cours du procédé, on peut donc faire en sorte de durcir l'acier lorsqu'on le souhaite, en créant de nouvelles dislocations, que l'on sature avec le carbone restant en solution solide, et qui migre sous l'effet d'une activation thermique. Il convient cependant d'éviter la présence d'une trop grande quantité de carbone en solution solide, car il pourrait alors entraîner un vieillissement de l'acier sous forme d'un durcissement intempestif avant emboutissage qui irait à l'encontre du but visé.

    [0008] On connaît des aciers durcissables par cuisson dont la composition comprend du manganèse et du silicium et une quantité notable de phosphore, aux alentours de 0,1% en poids. Ces aciers ont de bonnes caractéristiques mécaniques et un gain en limite d'élasticité après cuisson (BH) de l'ordre de 45 MPa, mais présentent un vieillissement naturel important.

    [0009] La présente invention a donc pour but de mettre à disposition des aciers durcissables par cuisson présentant de bonnes caractéristiques mécaniques, un gain en limite d'élasticité après cuisson (BH) d'au moins 60 MPa et qui sont moins sensibles au vieillissement naturel que les aciers de l'art antérieur.

    [0010] A cet effet, un premier objet de la présente invention qui est défini à la revendication 1 est constitué par un procédé de fabrication de tôles d'acier durcissables par cuisson comprenant :
    • l'élaboration d'un acier dont la composition comprend, exprimées en % en poids :

      0,03 ≤ C ≤ 0,06

      0,50 ≤ Mn ≤ 1,10

      0,08 ≤ Si ≤ 0,20

      0,015. ≤ Al ≤ 0,070
      N ≤ 0,007
      Ni ≤ 0,040
      Cu ≤ 0,040
      P ≤ 0,035
      S ≤ 0,015
      Mo ≤ 0,010
      Ti ≤ 0,005

      étant entendu qu'elle comprend également du bore en une quantité telle que :


      le reste de la composition étant constitué de fer et d'impuretés résultant de l'élaboration,
    • la coulée d'une brame de cet acier, puis un laminage à chaud de cette brame pour obtenir une tôle, la température de fin de laminage étant supérieure à celle du point Ar3,
    • un bobinage de ladite tôle à une température comprise entre 500 et 700°C, puis
    • un laminage à froid de ladite tôle avec un taux de réduction de 50 à 80%,
    • un traitement thermique de recuit en continu d'une durée inférieure à 15 minutes, comprenant:

      + un réchauffement de l'acier jusqu'à lui faire atteindre une température comprise entre 750 et 850°C,

      + un maintien isotherme,

      + un premier refroidissement jusqu'à une température comprise entre 380 et 500°C, et + un maintien isotherme, puis + un deuxième refroidissement jusqu'à température ambiante,

    • un écrouissage réalisé avec un taux de réduction compris entre 1,2 et 2,5%.


    [0011] Dans un mode de réalisation préféré, le premier refroidissement comprend une première partie lente effectuée à une vitesse inférieure à 10 °C/s, puis une seconde partie rapide effectuée à une vitesse comprise entre 20 et 50 °C/s.

    [0012] Le procédé peut également comprendre les variantes suivantes, prises isolément ou en combinaison :
    • la teneur en manganèse et la teneur en silicium de l'acier sont telles que :

    • la teneur en manganèse de l'acier est comprise entre 0,55 et 0,65% en poids et la teneur en silicium de l'acier est comprise entre 0,08 et 0,12% en poids,
    • la teneur en manganèse de l'acier est comprise entre 0,95 et 1,05% en poids et la teneur en silicium de l'acier est comprise entre 0,16 et 0,20% en poids,
    • la teneur en azote de l'acier est inférieure à 0,005% en poids,
    • la teneur en phosphore de l'acier est inférieure à 0,015% en poids.


    [0013] La teneur en carbone de la composition selon l'invention est comprise entre 0,03 et 0,06% en poids, car cet élément abaisse sensiblement la ductilité. Il est cependant nécessaire d'en avoir un minimum de 0,03% en poids pour éviter tout problème de vieillissement.

    [0014] La teneur en manganèse de la composition selon l'invention doit être comprise entre 0,50 et 1,10% en poids. Le manganèse améliore la limite d'élasticité de l'acier tout en réduisant fortement sa ductilité. En dessous de 0,50% en poids, on observe des problèmes de vieillissement, tandis que au-delà de 1,10% en poids, il nuit trop à la ductilité.

    [0015] La teneur en silicium de la composition selon l'invention doit être comprise entre 0,08 et 0,20 % en poids. Il améliore fortement la limite d'élasticité de l'acier tout en réduisant faiblement sa ductilité, mais augmente sensiblement sa tendance au vieillissement. Si sa teneur est inférieure à 0,08% en poids, l'acier ne présente pas de bonnes caractéristiques mécaniques, tandis que si elle dépasse 0,20% en poids, on se heurte à des problèmes d'aspect de surfaces sur lesquelles apparaissent des tigrages.

    [0016] Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, le rapport de la teneur en manganèse par rapport à la teneur en silicium est compris entre 4 et 15 afin d'éviter tout problème de fragilité de soudure par étincelage. En effet, si on se place en dehors de ces valeurs, on observe la formation d'oxydes fragilisants lors de cette opération de soudage.

    [0017] Le bore a pour fonction principale de fixer l'azote par précipitation précoce de nitrures de bore. Il doit donc être présent en quantité suffisante pour éviter qu'une trop grande quantité d'azote demeure libre, sans toutefois dépasser trop la quantité stoechiométrique car la quantité résiduelle libre pourrait poser des problèmes métallurgiques ainsi qu'une coloration des rives de bobine. A titre indicatif, on mentionnera que la stoechiométrie stricte est atteinte pour un rapport B/N de 0,77.

    [0018] La teneur en aluminium de la composition selon l'invention est comprise entre 0,015 et 0,070 % en poids, sans qu'elle présente une importance critique. L'aluminium est présent dans la nuance selon l'invention du fait du procédé de coulée au cours duquel on ajoute cet élément pour désoxyder l'acier. Il importe cependant de ne pas dépasser 0,070% en poids car on rencontrerait alors de problèmes d'inclusions d'oxydes d'aluminium, néfastes pour les caractéristiques mécaniques de l'acier.

    [0019] Le phosphore est limité dans l'acier selon l'invention à une teneur inférieure à 0,035 % en poids, de préférence inférieure à 0,015 % en poids. Il permet d'augmenter la limite d'élasticité de la nuance, mais il augmente parallèlement sa tendance au vieillissement dans les traitements thermiques, ce qui explique sa limitation. Il est également néfaste pour la ductilité.

    [0020] La teneur en titane de la composition doit être inférieure à 0,005% en poids, celle en soufre doit être inférieure à 0,015 % en poids, celle en nickel doit être inférieure à 0,040% en poids, celle en cuivre doit être inférieure à 0,040% en poids et celle en molybdène doit être inférieure à 0,010% en poids. Ces différents éléments constituent en réalité les éléments résiduels issus de l'élaboration de la nuance que l'on rencontre le plus souvent. On limite leurs teneurs car ils sont susceptibles de former des inclusions qui diminuent les caractéristiques mécaniques de la nuance. Parmi ces éléments résiduels peut également se trouver du niobium, que l'on n'ajoute pas à la composition, mais qui peut être présent à l'état de traces, c'est à dire à une teneur inférieure à 0,004%, de préférence inférieure à 0,001%, et de façon particulièrement préférée égale à 0.

    [0021] Un second objet de l'invention qui est défini à la revendication 8 est constitué par une tôle durcissable par cuisson pouvant être obtenue par le procédé selon l'invention et qui présente une limite d'élasticité comprise entre 260 et 360 MPa, une résistance à la traction comprise entre 320 et 460 MPa, une valeur de BH2 supérieur à 60 MPa et un palier de limite d'élasticité inférieur ou égal à 0,2%.

    [0022] La présente invention va être illustrée à partir des exemples qui suivent, le tableau ci-dessous donnant la composition des différents aciers testés en % en poids, parmi lesquels, les coulées 1 à 4 sont conformes à la présente invention tandis que la coulée 5 est utilisée à titre de comparaison :
      Coulée 1 Coulée 2 Coulée 3 Coulée 4 Coulée 5
    C 0,044 0,045 0,038 0,043 0,066
    Mn 0,546 0,989 0,598 1,000 0,625
    Si 0,089 0,167 0,088 0,179 0,091
    N 0,0033 0,0042 0,0032 0,0045 0,0039
    B 0,0025 0,0029 0,0051 0,0029 -
    Al 0,047 0,031 0,038 0,029 0,058
    P 0,006 0,0065 0,007 0,009 0,078
    S 0,010 0,0056 0,01 0,008 0,0076
    Cu 0,020 0,025 0,012 0,017 0,029
    Ni 0,019 0,022 0,019 0,016 0,023
    Ti 0,001 0,001 0,001 0,001 0,002
    Mo 0,002 0,003 0,008 0,002 0,002


    [0023] Le reste de la composition des coulées 1 à 5 est bien entendu constitué de fer et éventuellement d'impuretés résultant de l'élaboration.

    Mesure du gain en limite d'élasticité après cuisson



    [0024] Afin de quantifier le gain possible en limite d'élasticité de l'acier, après cuisson, on procède à des essais conventionnels simulant une mise en oeuvre réelle au cours de laquelle on emboutit une tôle, puis on la cuit.

    [0025] On fait donc subir à une éprouvette une traction uniaxiale de 2%, puis un traitement thermique de 170°C pendant 20 minutes.

    [0026] Au cours de ce processus , on mesure successivement :
    • la limite d'élasticité Re0 de l'éprouvette découpée dans la tôle d'acier venant de subir le recuit continu, puis
    • la limite d'élasticité Re2% de l'éprouvette ayant subie une traction uniaxiale de 2%, puis
    • la limite d'élasticité ReTT après traitement thermique de 170°C pendant 20 minutes.


    [0027] La différence entre Re0 et Re2% permet de calculer le durcissement du à la mise en oeuvre (work hardening ou WH), tandis que la différence entre Re2% et ReTT conduit au durcissement du à la cuisson que l'on désigne, pour cet essai conventionnel, par BH2.

    Abréviations employées



    [0028] 
    A:
    allongement à la rupture en %
    Re:
    limite d'élasticité en MPa
    Rm:
    résistance à la traction en MPa
    n:
    coefficient d'écrouissage
    P:
    palier de limite d'élasticité en %

    Exemple 1



    [0029] On fabrique des brames à partir des coulées 1 à 4, puis on les lamine à chaud à une température supérieure à Ar3. Pour ces coulées, la température de fin de laminage est comprise entre 854 et 880°C. On bobine les tôles ainsi obtenues, à une température de bobinage entre 580 et 620°C pour ces coulées, puis on les lamine à froid avec un taux de réduction qui varie de 70 à 76%.

    [0030] Les tôles sont ensuite soumises à un recuit continu qui présente les étapes suivantes :
    • réchauffement de la tôle jusqu'à atteindre une température de 750°C, à une vitesse de réchauffage de 6°C/s, puis
    • maintien à cette température pendant 50 secondes,
    • refroidissement lent jusqu'à 650°C, à une vitesse de refroidissement de 4°C/s, puis
    • refroidissement rapide jusqu'à 400°C, à une vitesse de refroidissement de 28°C/s,
    • maintien à cette température pendant 170 secondes, puis
    • refroidissement à température ambiante, à une vitesse de refroidissement de 5°C/s.


    [0031] On découpe ensuite des éprouvettes dans ces tôles, et on mesure leurs limites d'élasticité Re0. Puis, on soumet ces éprouvettes à une traction uniaxiale de 2% et on mesure leurs limites d'élasticité Re2% ainsi que leurs autres caractéristiques mécaniques. Ensuite, on leur fait subir un traitement thermique conventionnel à 170°C pendant 20 minutes et on mesure leurs nouvelles limites d'élasticité ReTT. On calcule ensuite leurs BH2.

    [0032] Les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau suivant :
    Eprouvette Re
    (MPa)
    Rm
    (MPa)
    P
    (%)
    BH2
    (MPa)
    Coulée 1 296 384 0 67
    Coulée 2 305 422 0 44*
    Coulée 3 284 379 0,2 64
    * exemple hors de l'invention


    [0033] On constate que les coulées 1 et 3 selon l'invention présentent de bonnes caractéristiques mécaniques, une bonne valeur de BH2 et ne présentent pas ou peu de palier de limite d'élasticité.

    [0034] On découpe ensuite de nouvelles éprouvettes dans les tôles ayant subi le recuit continu, et on les soumet à un traitement thermique à 75°C pendant 10 heures. Ce traitement thermique est équivalent à un vieillissement naturel de 6 mois à température ambiante. On obtient les résultats suivants :
    Eprouvette Re
    (MPa)
    Rm
    (MPa)
    n P% A%
    Coulée 1
    (état frais)
    296 384 0,208 0 36,6
    Coulée 1
    (état vieilli)
    290 394 0,165 0,1 31,1
    Coulée 2
    (état frais)
    305 422 0,189 0 33,1
    Coulée 2
    (état vieilli)
    299 431 0,160 0 31,0
    Coulée 3
    (état frais)
    284 379 0,194 0,2 35,3
    Coulée 3
    (état vieilli)
    286 393 0,157 0,2 30,4


    [0035] On constate après simulation d'un vieillissement naturel de 6 mois que les coulées 1 et 3 selon l'invention ne présentent pas de reprise de palier rédhibitoire à l'aspect Z (inférieur ou égal à 0.2%).

    Exemple 2



    [0036] On fabrique des brames à partir des coulées 1 à 5, puis on les lamine à chaud, la température de fin de laminage étant de 850/880°C. On bobine les tôles ainsi obtenues, à une température de bobinage de 580/620°C, puis on les lamine à froid avec un taux de réduction variant de 70/76% pour ces coulées.

    [0037] Les tôles sont ensuite soumises à un recuit continu qui présente les étapes suivantes :
    • réchauffement de la tôle jusqu'à atteindre une température de 820°C, à une vitesse de réchauffage de 7°C/s, puis
    • maintien à cette température pendant 30 secondes,
    • refroidissement lent jusqu'à 650°C, à une vitesse de refroidissement de 6°C/s, puis
    • refroidissement rapide jusqu'à 470°C, à une vitesse de refroidissement de 45°C/s,
    • maintien à cette température pendant 20 secondes, puis
    • refroidissement à température ambiante, à une vitesse de refroidissement de 11°C/s.


    [0038] On découpe ensuite des éprouvettes dans ces tôles, et on mesure leurs limites d'élasticité Re0. Puis, on soumet ces éprouvettes à une traction uniaxiale de 2% et on mesure leurs limites d'élasticité Re2% ainsi que leurs autres caractéristiques mécaniques. Ensuite, on leur fait subir un traitement thermique conventionnel à 170°C pendant 20 minutes et on mesure leurs nouvelles limites d'élasticité ReTT. On calcule ensuite leurs BH2.

    [0039] Les résultats obtenus sont rassemblés dans le tableau suivant :
    Eprouvette Re
    (MPa)
    Rm
    (MPa)
    P
    (%)
    BH2
    (MPa)
    Coulée 1 290 389 0 74
    Coulée 2 315 424 0 64
    Coulée 3 282 377 0 82
    Coulée 4 310 413 0,2 59*
    Coulée 5 333 436 1,2 40
    * exemple hors de l'invention


    [0040] On constate que les coulées 1 à 3 selon l'invention présentent de bonnes caractéristiques mécaniques, une très bonne valeur de BH2 et ne présentent pas ou peu de palier de limite d'élasticité, contrairement à la coulée 5 qui présente 1,2% de palier.

    [0041] On découpe ensuite de nouvelles éprouvettes dans les tôles ayant subi le recuit continu, et on les soumet à un traitement thermique à 75°C pendant 10 heures. Ce traitement thermique est équivalent à un vieillissement naturel de 6 mois à température ambiante. On obtient les résultats suivants :
    Eprouvette Re
    (MPa)
    Rm
    (MPa)
    n P% A %
    Coulée 1
    (état frais)
    290 389 0,197 0 32,6
    Coulée 1
    (état vieilli)
    294 412 0,160 0,2 27,4
    Coulée 2
    (état frais)
    315 424 0,180 0 32,8
    Coulée 2
    (état vieilli)
    325 447 0,147 0 27,3
    Coulée 3
    (état frais)
    282 377 0,185 0 20,4
    Coulée 3
    (état vieilli)
    295 415 0,148 0 26,2
    Coulée 4
    (état frais)
    310 413 0,187 0,2 31,7
    Coulée 4
    (état vieilli)
    311 425 0,163 0,1 29,5
    Coulée 5
    (état frais)
    333 436 0,186 1,2 31,6
    Coulée 5
    (état vieilli)
    335 446 0,167 1,8 29,4


    [0042] On constate après simulation d'un vieillissement naturel de 6 mois que les coulées 1 à 3 selon l'invention ne présentent pas de palier rédhibitoire à l'aspect Z (inférieur ou égal à 0,2%), contrairement à la coulée 5 qui présente un palier de 1,8%.


    Revendications

    1. Procédé de fabrication de tôles d'acier durcissables par cuisson comprenant :

    - l'élaboration d'un acier dont la composition comprend, exprimées en % en poids:

    0,03 ≤ C ≤ 0,06

    0,50 ≤ Mn ≤ 1,10

    0,08 ≤ Si ≤ 0,20

    0,015 ≤ Al ≤ 0,070
    N ≤ 0,007
    Ni ≤ 0,040
    Cu ≤ 0,040
    P ≤ 0,035
    S ≤ 0,015
    Mo ≤ 0,010
    Ti ≤ 0,005

    étant entendu qu'elle comprend également du bore en une quantité telle que :


    le reste de la composition étant constitué de fer et d'impuretés résultant de l'élaboration,

    - la coulée d'une brame de cet acier, puis un laminage à chaud de cette brame pour obtenir une tôle, la température de fin de laminage étant supérieure à celle du point Ar3,

    - un bobinage de ladite tôle à une température comprise entre 500 et 700°C, puis

    - un laminage à froid de ladite tôle avec un taux de réduction de 50 à 80%,

    - un traitement thermique de recuit en continu d'une durée inférieure à 15 minutes, comprenant :

    ■ un réchauffement de l'acier jusqu'à lui faire atteindre une température comprise entre 750 et 850°C,

    ■ un maintien isotherme,

    ■ un premier refroidissement jusqu'à une température comprise entre 380 et 500°C, et

    ■ un maintien isotherme, puis

    ■ un deuxième refroidissement jusqu'à température ambiante,

    - un écrouissage réalisé avec un taux de réduction compris entre 1,2 et 2,5%.


     
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier refroidissement comprend une première partie lente effectuée à une vitesse inférieure à 10 °C/s, puis une seconde partie rapide effectuée à une vitesse comprise entre 20 et 50 °C/s.
     
    3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'en outre, la teneur en manganèse et la teneur en silicium de l'acier sont telles que :


     
    4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en outre, la teneur en manganèse de l'acier est comprise entre 0,55 et 0,65% en poids et la teneur en silicium de l'acier est comprise entre 0,08 et 0,12% en poids.
     
    5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en outre, la teneur en manganèse de l'acier est comprise entre 0,95 et 1,05% en poids et la teneur en silicium de l'acier est comprise entre 0,16 et 0,20% en poids.
     
    6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, en outre, la teneur en azote de l'acier est inférieure à 0,005% en poids.
     
    7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, en outre, la teneur en phosphore de l'acier est inférieure à 0,015% en poids.
     
    8. Tôle durcissable par cuisson pouvant être obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle présente une limite d'élasticité comprise entre 260 et 360 MPa, une résistance à la traction comprise entre 320 et 460 MPa, une valeur de BH2 supérieure à 60 MPa et un palier de limite d'élasticité inférieur ou égal à 0,2%.
     


    Claims

    1. Process for manufacturing bake hardening steel sheet comprising:

    - the smelting of a steel, the composition of which comprises, expressed in % by weight:

    0.03 ≤ C ≤ 0.06

    0.50 ≤ Mn ≤ 1.10

    0.08 ≤ Si ≤ 0.20

    0.015 ≤ Al ≤ 0.070
    N ≤ 0.007
    Ni ≤ 0.040
    Cu ≤ 0.040
    P ≤ 0.035
    S ≤ 0.015
    Mo ≤ 0.010
    Ti ≤ 0.005

    it being understood that the steel also contains boron in an amount such that:


    the balance of the composition consisting of iron and impurities resulting from the smelting;

    - the casting of a slab of this steel, this slab then being hot rolled in order to obtain a sheet, the end-of-rolling temperature being above that of the Ar3 point;

    - the coiling of said sheet at a temperature of between 500 and 700°C; then

    - the cold rolling of said sheet with a reduction ratio of 50 to 80%;

    - a continuous annealing heat treatment which is carried out for a time of less than 15 minutes, comprising:

    ■ a reheat of the steel until it reaches a temperature of between 750 and 850°C;

    ■ an isothermal soak;

    ■ a first cooling operation down to a temperature of between 380 and 500°C; and

    ■ an isothermal soak; and then

    ■ a second cooling operation down to the ambient temperature;

    - a skin pass which is carried out with a reduction ratio of between 1.2 and 2.5%.


     
    2. Process according to Claim 1, characterized in that said first cooling operation comprises a slow first part carried out at a rate of less than 10°C/s, followed by a rapid second part carried out at a rate of between 20 and 50°C/s.
     
    3. Process according to either of Claims 1 and 2, characterized in that, in addition, the manganese content and the silicon content of the steel are such that:


     
    4. Process according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that, in addition, the manganese content of the steel is between 0.55 and 0.65% by weight and the silicon content of the steel is between 0.08 and 0.12% by weight.
     
    5. Process according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that, in addition, the manganese content of the steel is between 0.95 and 1.05% by weight and the silicon content of the steel is between 0.16 and 0.20% by weight.
     
    6. Process according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that, in addition, the nitrogen content of the steel is less than 0.005% by weight.
     
    7. Process according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that, in addition, the phosphorus content of the steel is less than 0.015% by weight.
     
    8. Bake hardening sheet that can be obtained by the process according to any one of Claims 1 to 7, characterized in that it has a yield strength of between 260 and 360 MPa, a tensile strength of between 320 and 460 MPa, a BH2 value of greater than 60 MPa and a yield plateau of less than or equal to 0.2%.
     


    Ansprüche

    1. Verfahren zur Herstellung von durch Glühen wärmehärtbaren (bake-hardening) Stahlblechen, umfassend:

    - Verhütten eines Stahls, dessen Zusammensetzung Folgendes, ausgedrückt in Gewichtsprozent, umfasst:

    0,03 ≤ C ≤ 0,06

    0,50 ≤ Mn ≤ 1,10

    0,08 ≤ Si ≤ 0,20

    0,015 ≤ Al ≤ 0,070
    N ≤ 0,007
    Ni ≤ 0,040
    Cu ≤ 0,040
    P ≤ 0,035
    S ≤ 0,015
    Mo ≤ 0,010
    Ti ≤ 0,005

    wobei es sich versteht, dass sie auch Bor in einer solchen Menge umfasst, dass gilt:

    wobei der Rest der Zusammensetzung aus Eisen und Verunreinigungen besteht, die aus der Verhüttung resultieren,

    - Gießen einer Bramme aus diesem Stahl, dann Warmwalzen dieser Bramme, um ein Blech zu erhalten, wobei die Walzendtemperatur höher ist als die des Punkts Ar3,

    - Wickeln des Blechs bei einer Temperatur im Bereich zwischen 500 und 700 °C, dann

    - Kaltwalzen des Blechs mit einem Reduktionsgrad von 50 bis 80 %,

    - kontinuierliches Wärmebehandeln durch Glühen mit einer Dauer von weniger als 15 Minuten, umfassend:

    ■ Erwärmen des Stahls bis er eine Temperatur im Bereich zwischen 750 und 850 °C erreicht,

    ■ isothermes Halten,

    ■ ein erstes Abkühlen bis auf eine Temperatur im Bereich zwischen 380 und 500 °C, und

    ■ isothermes Halten, dann

    ■ ein zweites Abkühlen bis auf Umgebungstemperatur,

    - Verfestigen, das mit einem Reduktionsgrad im Bereich zwischen 1,2 und 2,5 % realisiert wird.


     
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abkühlen einen ersten langsamen Teil, der mit einer Geschwindigkeit von weniger als 10 °C/Sek. durchgeführt wird, dann einen zweiten schnellen Teil umfasst, der mit einer Geschwindigkeit im Bereich zwischen 20 und 50 °C/Sek. durchgeführt wird.
     
    3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ferner der Mangangehalt und der Siliciumgehalt des Stahls derart sind, dass gilt:


     
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ferner der Mangangehalt des Stahls im Bereich zwischen 0,55 und 0,65 Ges.-% liegt und der Siliciumgehalt des Stahls im Bereich zwischen 0,08 und 0,12 Gew.-% liegt.
     
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ferner der Mangangehalt des Stahls im Bereich zwischen 0,95 und 1,05 Gew.-% liegt und der Siliciumgehalt des Stahls im Bereich zwischen 0,16 und 0,20 Gew.-% liegt.
     
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ferner der Stickstoffgehalt des Stahls kleiner al.s 0,005 Gew.-% ist.
     
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ferner der Phosphorgehalt des Stahls kleiner als 0,015 Gew.-% ist.
     
    8. Durch Glühen wärmehärtbares Blech, das durch das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 erhalten werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Streckgrenze im Bereich zwischen 260 und 360 MPa, eine Zugfestigkeit im Bereich zwischen 320 und 460 MPa, einen BH2-Wert größer als 60 MPa und einen Fließbereich kleiner oder gleich 0,2 % aufweist.