Brevet FR2081622A1 — publié le 19711210

La présente invention se rapporte à un acier traité, à bas carbone et au colombtum,qui ne vieillit pas, qui n'a pas d'allongement de la limite élastique à l'état recuit,qui présente d'excellentes caractéristiques de surface et qui est pratiquement exempt d'inclusions non-métalliques tout en possédant une large gamme de propriétés mécaniques; l'invention concerne également un procédé d'élaboration dudit acier. On a utilisé ici le mot colombium mais il doit être entendu que le niobium est le meme élément. Sans qu'il y ait là une limitation,l'acier selon l'invention peut être utilisé en particulier sous forme de tôles dans des opérations d'emboutissage profond et d'étirage, dans les revêtements métalliques et pour la production d'acier "émaillé" par une porcelaine. Le carbone et l'azote donnent naissance à un allongement de la limite d'élasticité dans des aciers à bas carbone qui ont subi un recuit de recristallisation mais le v eillissement par fatigue qui se traduit par un retour à l'allongement de la limite élastique après un laminage à froid de tels aciers,est habituellement dû à llazote.Un tel vieillissement par fatigue est évité par addition d'aluminium qui élimine l'azote de la solution par formation de nitrure d'aluminium.Lorsque des aciers stabilisés à l'aluminium sont soumis à des températures élevées après laminage à froid, le carbone produit un vieillissement par fatigue à moins d'être également enlevé de la solution solide. I1 a précédemment été établi que, s'ils étaient ajoutés en quantités suffisantes pour se combiner à tout le carbone existant dans l'acier, des éléments tels que le titane, le colombSum,le vanadium, le zirconium et le chrome éliminaient le vieillissement et l'ait longement à la limite d'élasticité.De tels éléments ont une forte affinité pour le carbone et forment des carbures stables, extrayant ainsi le carbone soluble du ferrite jusqu un niveau suffisamment faible pour que l'allongement à la limite d'élasticité à l'état recuit soidéiiminé, ainsi que le vieillissement de fatigue. Dans la littérature technique, on a précisé d'une fa çon générale que ltefficacité de tels éléments pour empêcher le vieillissement augmente selon l'augmentation de l'affinité pour le carbone des éléments dans I'ordre:chrome , zirconium,vanadium colombium et titane (voir Journal of Iron and Steel Institute", 142 pages 199 - 221 (1940) ;Iron and Steel,Juin 1965,pages 326334). Le titane a donc été considéré comme l'élément le plus efficace pour éliminer le vieillissement et l'allongement à la limite dtélasticité dans des aciers à bas carbone, le colombium étant considéré comme presque aussi efficace, mai *'autres élé- ments tels que le vanadium et le chrome étant considérés comme un peu moins efficaces. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n05.185.078 décrit un procédé d'élaboration d'acier émaillable et ne vieillissant pas, qui présente une aptitude à l'étirage. Ce procédé consiste à élaborer un acier fondu contenant moins de 0,04 % de carbone et une analyse par ailleurs comparable à celle d'un acier effervescent (sauf pour une teneur préférée en manganèse égale à 0,05% au maximum), à dégazer sous vide l'acier fondu pour ramener la teneur en carbone à moins de 0,02 %, la teneur en soufre à moins de 0,020 ss et la teneur en azote entre 0,02 et 0,007 %, à ajouter de l'aluminium et du titane en quantités suffisantes pour se combiner avec le carbone, l'azote et le soufre présents dans l'acier. Pratiquement, on ajoute de préférence d'abord un peu d'aluminium pour qu'il se combine avec l'oxygène et l'azote résiduels, rendant ainsi la majeure partie du titane disponible pour être combiné avec le carbone, le soufre et l'azote résiduel-s non-combinés avec l'aluminium. Un procédé similaire à ce dit brevet des Etats-Unis est décrit dans le brevet français n l.511.529, en vue de la fabrication d'une tôle laminée à froid ét présentant de bonnes propriétés d'emboutissage profond et d'allongement. Selon le procédé de ce brevet français, un acier fondu est soumis à un dégazage sous vide avec addition d'aluminium comme agent désoxydant, afin de fournir un acier dégazé à moins de 0,020 ss de carbone et de 0,015 % d'oxygène. On ajoute du titane dans un rapport pondéral titane-carbone de 4: 1 et l'acier dégazé est ensuite coulé, laminé à chaud à une température de finissage supérieure à 7800C (10550K) puis il est laminé à froid à un taux de réduction d'épaisseur supérieur à 30 % et il est enfin recuit à une température comprise entre 650 et 100000 t23 et 12750K). La tôle résultante est dite avoir une orientation {111} normale à la surface de la tôle ou une texture cube-sur-sommet, et présenter un taux de déformation plastique (indice r) compris entre environ 1,75 et 2,47 selon le mode opératoire utIlisé. Les dimensions de grains, en normes ASTM sont comprises entre 7,5 et 10. Les chiSres donnés pour r dans le brevet français précité ne sont pas précisés quant à la nature , en normes . En tout cas, des aciers contenant du titane et produits par un processus similaire par divers fabricants des Etats-Unis montrent qu'on ne peut pas obtenir de valeurs moyennes de r supérieures à environ 2,0. Le taux de déformation plastique moyen r est, dans la présente description, la valeur normalise calculée par la formule suivante r = 1/4 / r (longitudinal ) + r (transversal) + 2r (diagonal) L'addition de titane à un acier dégazé sous vide permet d'obtenir un produit ayant des propriétés de non-vieillissement et sans limite d'élasticité,mais le produit présente néanmoins un certain nombre d'inconvénients. Puisque le titane constitue un puissant générateur de nitrure,d'oxyde et de sulfure ainsi qu'un générateur de carbure, il est nécessaire d'ajouter une quantité de titane supérieure à celle théoriquemént nécessaire pour combiner le carbone parue qu'il y a réaction d'une partie du titane avec l'azote, l'oxygène et le soufre existant dans l'acier.En conséquence et bien que le rapport stoechiométrique théorique du titane au carbone soit d'environ 4: 1 , il faut porter initialement ce rapport à une valeur d'environ 8 : 1 parce que le titane réagit avec le soufre et l'azote résiduels dans l'acier. En outre, il y a toujours une perte plus grande de titane düe à la formation de l'oxyde de titane qui passe dans le laitier. C'est ce qui a fait constater que, en pratique industrielle, le titane doit être ajouté dans un rapport pondéral titane/carbone de l'ordre de 16:1 pour obtenir un acier ne vieillissant pas et sans limite d'élasticité. Dans de telles conditions, la récupération du titane peut donc être de l'ordre de 50 à 60 %. La formation d'oxydes de nitrures et de sulfures de titane dans l'acier produit des inclusions non-métalliques perturbatrices constituées de ces composés et altère la qualité de surface du métal. Le titane en solution dans l'acier peut empêcher l'élimination de fissures à chaud, comme on sait que cela se passe avec l'aluminium. La grande affinité du titane pour l'oxygène de l'air rend également l'acier fondu moins fluide pendant la coulée. En outre,les aciers contenant du titane et du type décrit dans le brevet français précité ont intrinsèquement une faible résistance, qui ne dépasse pas une limite élastique de 138 MN/m2 et qui ne peut pas être sensiblement augmentée par le traitement de recuit final. Du fait des inconvénients précités et de l'augmentation de prix résultant de - lanécessité pratique d'ajouter jusqu'à quatre fois la quantité théorique de titane nécessaire, des aciers traités au titane et dégazés sous vide n'ont pas été acceptés industriellement de préférence aux aciers calmés et effervescents,pour des applications comportant un emboutissage profond, un étirage,un revêtement ou un émaillage. L'article de Abrahamson ("Transactions Metallurgical Society of AIME", volume 218, Décembre 1960, pages 1101 à 1104),a indiqué que , par rapport à des éléments d'alliage comme le columbium et le chrome,le colombium (ou niobium) et le zirconium ralentissaient sensiblement la vitesse de recristallisation pendant le recuit d'un métal laminé à froid, Ces constatations reposaient sur des recuits d'une heure effectués à des températures croissantes pendant chaque recuit, mais de cet enseignement, on n'a jamais conclu à un avantage ou bénéfice pratique. L'invention concerne un acier à bas carbone ne vieillissant pas, qui ne présente pratiquement pas d'allongement à la limite d'élasticité ,qui est exempt de grossissement critique de grains aussi bien à l'état laminé à chaud qu'à l'état laminé à froid et recuit, qui non seulement évite les inconvénients des aciers connus contenant du titane mais présente en outre à un haut degré une orientation cristalline proche de l'orientation cube-sur-sommet et des valeurs plus élevées de r ainsi qu'une dimension de grains relativement faible et stable dans une large plage de températures. En outre, le matériau peut être fabriqué avec une large gamme de propriétés, à la fois à l'état laminé à chaud et d 7tétat laminé à froid.Un procédé de fabrication selon l'invention est caractérisé en ce que l'on forme un acier fondu contenant 0,05 % environ au maximum de carbone et une quantité suffisante de manganèse pour se combiner pratiquement en totalité avec le soufre présent dans l'acier, que l'on dégaze l'acier sous vide jusqu'à une teneur maximale en carbone d'environ 0,015 ffi , une teneur maximale en oxygène d'environ 0,010% et une teneur maximale en azote d'environ 0,012 % que l'on ajoute du colombium en quantité au moins suffisante pour retarder la vitesse de recristallisation de l'acier lors de sa solidification ultérieure, que l'on coule et solidifie l'acier dégazé, qu'on lamine l'acier à chaud jusqu'à 1' épaisseur d'une bande, en finissant le laminage à une température comprise entre environ 815 et 9250C (environ 1090 à 12000K),puis que l'on enroule la bande d'acier à une température d'environ 81500 (environ 10900K) ou moins. Le produit laminé à chaud est extrêmement intéressant dans certaines applications à l'état enroulé en bobine ou recuit. Habituellement le produit laminé à chaud est décapé et ramené à froid jusqu'à l'épaisseur finale, cette phase étant suivie par un recuit final à une température et pendant une durée choisies de manière à donner un niveau désiré de résistance et de ductilité dans la bande ou tôle finale Le produit laminé à chaud peut être utilisé sous la forme enroulée en bobine, il peut aussi être soumis à un recuit final dans la plage de température comprise entre 7300C et 925 C (entre environ 1005 cet et 1200 K).Le produit laminé à froid est d'ordi- naire soumis à un recuit final dans la plage de température comprise entre 540 C et 870 C. (entre environ 810 et 11450K). Dans l'un ou l'autre cas, le recuit final peut s'effectuer soit par lots ou soit en continu et il peut durer de quelques secondes jusqu'à environ 16 heures.Pour obtenir le maximum de dureté et de résistance dans le-)produit laminé à chaud, la température d'enroulement en bobine doit être compriseventre 5050C et 705 C (entre environ 775 et 9750K) et, pour le produit laminé à froid, la température de recuit final doit être comprise entre environ 535 C et 760 C (entre environ 810 et 10350K). Inversement , pour obtenir le maximum de malléabilité et de ductilité dans le produit laminé à chaud,la température d'enroulement en bobine doit être comprise entre environ 7050C et 815 C (entre environ 775 et 1090 K) et, pour le produit laminé à froid, la température de recuit final doit être comprise entre environ 760 C et 8700C (entre environ 1035 et 11450K). Le produit final selon l'invention répond à la gamme de coFpositibn suivante: carbone 0,02 à 0,015 % A colombium O,02 à 0,030 A Le tantale existe couramment comme impureté dans le colombium et, en petites quantités, il n'est pas indésirable et agit com me lui. manganèse 0,05 à 0,60 % soufre jusqu'à 0,035 ffi oxygène jusqu'à 0,010 ffi azote jusqu'à 0,012 ss aluminium jusqu'à 0,08 % phosphore résiduel silicium résiduel et le complément étant essentiellement du fer L'invention repose sur la découverte que le colombium est d'une manière inattendue, supérieur au titane à la fois quant aux méthodes et procédés qu'au produit obtenu. C'est ainsi, par exemple, que la demanderesse a constaté que la vitesse de recristallisation lente de l'acier selon l'invention , laminé à froid et contenant du colombium,permettait d'obtenir une large gamme de propriétés mécaniques lorsqu'on observe certaines commandes de processus. La recristallisation de structure du laminé à froid de l'acier selon l'invention est différente de celle de tout autre acier à bas carbone. La recristallisation commence sur les surfaces de la bande et elle progresse vers l'intérieur de manière telle qu'on observe fréquemment une structure de bande" dans un produit partiellement recristallisé. Comme variante, la durée et la température du recuit final peuvent être choisies de manière à produire une recristallisation importante dans la bande. Dans le procédé de l'invention, le soufre se combine au manganèse et l'on maintient à cet effet la teneur en manganèse de préférence dans un rapport pondéral manganèse/soufre égal à environ 7 : 1 . On peut ajouter de l'aluminium destiné à combiner l'o- xygène et l'azote, le rapport pondéral de l'aluminium à l'oxygène étant alors de préférence de 1,2 : 1 et celui de l'aluminium à l'azote de préférence de 2 : 1 . Comme il y a suffisamment d'aluminium et de manganèse pour combiner efficacement le soufre, l'oxy- gène et l'azote et comme le colombium a une moindre affinité pour l'oxygène, le soufre et l'azote que le titane aux températures précitées, il en résulte que tout le colombium ajouté pendant ou après la phase de dégazage et après l'addition d'aluminium est pratiquement disponible pour se combiner avec le carbone. On obtient un rendement bien supérieur et on peut atteindre des taux de récupération de colombium de 75 à 5 %. L'aluminium peut être supprimé ou bien remplacé par un autre générateur de nitrure tel que le titane. Si l'on n' utilise pas de générateur de nitrure, l'azote sera combiné avec le colombium. Lorsque le reluit doit être fait sur bobines en pot sous atmosphère d'azote et d'hydrogène, il faut ajouter de l'aluminium puisque l'acier reprend de l'azote de l'atmosphère de recuit, qui se combinerait avec le colombium s'il n'y a pas suffisamment d'aluminium non-combiné, ce qui fournirait un produit présentant un allongement à la limite d'élasticité à l'état de recuit s'il y a nitruration en fonction de la proportion d'azote non-combiné présent .Lorsqu'on doit effectuer un recuit sur bobine nes à spires ouvertes, cette précaution est inutile L'utilisation de colombium à la place de titane, l'addition d'une quantité d'aluminium suffisante pour combiner ltoxy- gène et l'azote et le maintien d'une quantité suffisante de manganèse pour se combiner avec le soufre existant dans l'acier se traduisent par un matériau ayant des caractéristiques de surface supérieures à celles de l'acier contenant du titane ; d'autre part dans le procédé selon l'invention les inclusions non-métalliques sont pratiquement éliminées par évacuation dans le laitier. I1 est bien connu que des aciers à base de titane contiennent une quantité préjudiciable d'inclusions et présentent une mauvaise qualité de surface. L'acier de l'invention présente des taux de déformation plastique bien supérieurs à ceux d'aciers contenant du titane et traités d'une manière similaire. I1 a été trouvé que des taux de déformation plastique élevés étaient obtenus lorsqu'on ajoutait du colombium en quantité supérieure à celle requise pour combiner le carbone et tout azo barre re te non-combiné, c'est-à-dire que lorsque , dans une mince laminée à chaud, du colombium est présent sous une forme non-combinée (apparemment en solution solide) on obtient une texture qui,après laminage à froid ultérieur, se recristallise au recuit en fournissant un produit final présentant un haut degré d'orientation cubesur-sommet, telle que [554 g eS r 322 7. Plus spécifiquement,on obtient des taux de défprmation pratique moyens de 1,8 ou plus, lorsqu'il existe au moins 0,025 % en poids de colombium sous une forme non-combinée dans la barre laminée mince à chaud,comme défini par une analyse réelle de la barre ou tôle à la température ambiante. L'acier de l'invention,qutil soit coulé en lingots ou en continu, peut être laminé à chaud par des techniques classiques et dans des laminoirs usuels, entraînant donc de faibles frais de traitement et une réduction des investissements pour nouvelles installations. = Le poids atomique du colombium est de 92,91 et le rapport stoechiométrique théorique pour obtenir une réaction complète avec le carbone (poids atomique de 12,01) de l'acier donc égale à environ 7,75 : 1 . Le titane a un poids atomique de 47,90 et le rapport stoechiométrique théorique du titane au carbone est donc de 4 : 1 . On a trouvé qu'un rapport de colombium au carbone de 10 : 1 ou de préférence de 12 : 1 produit un matériau qui ne vieillit absolument pas et qui n'a aucun allongement à la limite d'élasticité. Un rapport colombium/carbone de 8 : 1 peut donner un matériau ayant une stabilité marginale parce qu'il peut présenter un certain allongement à la limite d'élasticité dans certaines conditions de recuit.Cependant un acier ayant un certain allongement à la limite d'élasticité peut être soumis à une phase de laminage à froid normalisée, qui élimine cet allongement à la limite d'élasticité et le matériau sera sans vieillissement du fait de sa faible teneur en carbone. En variante, un tel matériau pourrait être décarburé après laminage à froid, soit dans une phase séparée, soit dans la phase de recuit finale de recristallisation,de manière à obtenir une stabilité complète. Un acier présentant un rapport colombium/carbone inférieur à 8 : 1 est donc considéré comme relevant de l'invention.Au contraire, si l'on note qu'un rapport élevé et pouvant atteindre 16/1 , du titane au carbone est nécessaire en pratique à cause de sa réactivité avec d'autres éléments et de la faible récupération,malgré un rapport stoechiométrique théorique de 4 : 1 , la supériorité marquée du colombium sur le titane quant à l'efficacité et au rendement est tout à fait mise en évidence. I1 eet vrai qu'à première vue, le prix élevé du colom bium semble interdire son application à un acier bas carbone destiné à des opérations telles que revêtement, émaillage et autres similaires, mais la demanderesse a constaté que l'utilisation du colombium se traduisait par une réduction des frais de traitement, l'élimination de certaines opérations,une diminution des rebuts et des rendements plus élevés, toutes choses qui compensent largement le prix du colombium et de la phase de dégazage sous vide. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention serront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels Fig.l est une représentation graphique comparative en fonction du temps de recuit et de la dureté de la réponse de recristallisation d'aciers contenant du colombium et des aciers contenant du titane; Fig.2 représente la relation entre r et le pourcentage de réduction d froid pour des aciers effervescents , calmés à l'aluminium, traités au titane et au colombium; Fig.3 est un graphique représentant l'effet de la variation du rapport colombiumlcarbone, sur l'allongement à la limite d'élasticité ;; Fig.4 représente une comparaison graphique des limites élastiques d'un acier contenant du colombium selon l'invention, d'un acier contenant du titane et d'un acier commercial pour émaillage, après déformation et cuisson; Fig.5 à 9 sont des photomicrographies au grossissement 100 de section d'un acier selon l'invention, représentant le mécanisme de la recristallisation pendant le recuit final; Fig.10 est un graphique représentant la relation entre r et la quantité de colombium non-combiné existant dans le produit laminé à chaud. On peut fondre dans un four à sole ou au four électrique une chauffe ou charge d'acier, ayant par exemple non limitatif une analyse correspondant à celle d'un acier calmé ou effervescent pour emboutissage (de 0,02 à 0,05 ffi de carbone, de 0,1 à 0,35 % de manganèse,de 0,01 à 0,02 ss de soufre, de 0,001 à 0,01% d'azote, le complément étant du fer). L'acier fondu est décarburé par dégazage sous vide dans une installation usuelle, de préférence avec barbotage d'argon pour faciliter l'élimination des impuretés et pour éviter une stratification de température. Une certaine quantité d'aluminium est de préférence ajoutée avant le dégazage pour empêcher un dégagement excessif de gaz dans la charge. D'autres désoxydants tels que du silicium peuvent également être ajoutés en petites quantités. Le complément d'aluminium est ajouté de préférence pendant le dégazage sous vide, mais après décarburation. Une addition d'aluminium supérieure à celle nécessaire pour la combinaison avec l'azote et l'oxygène peut ne pas entre opportune ar il peut provoquer une altération de la qualité du produit final. Plus spécifiquement, la présence d'un excès d'aluminium dans le produit peut interférer avec la suppression d'éventuelles fissures à chaud, bien que ces fissures puissent être évitées par le maintien d'une teneur en manganèse suffisamment élevée pour se combiner pratiquement complètement avec le soufre présent dans l'acier. A cet effet, on doit retenir un rapport manganèse/soufre d'environ 7 : 1 mais des teneurs supérieures en manganèse peuvent être tolérées et n'altèrent pas lest propriétés finales. Le colombium est ajouté après l'aluminium,de préférence en cours de dégazage ou encore dans la poche ou dans le moule s'il est prévu des moyens appropriés de répartition. I1 est préférable d'utiliser un rapport oolombium/car- bone de 12 : 1 pour assurer une élimination complète et permanente du carbone par formation de carbure de colombium. Cependant, on peut utiliser des rapports colombium/carbone encore supérieurs, en vue d'améliorer l'orientation des grains et les propriétés mécaniques recherchées dans le produit final On n'ajoute de préférence pas de silicium mais on peut en tolérer de petites quantités. D'autres éléments en quantités résiduelles normales peuvent également être tolérées. De préférence, l'acier dégazé doit avoir l'analyse suivante et la composition du produit final est également à peu près la suivante carbone 0,005 à 0,010 colombium 0,08 à 0,12 % manganèse 0,10 à 0,35 % soufre jusqu'à 0,02 % oxygène jusqu a 0,004 ss azote jusqu'à ;0,006 ffi aluminium jusqu'à 0,016% à 0,020 % phosphore jusqu'à 0,010% silicium jusqu'à 0,015 % le reste étant du fer, sauf impuretés éventuelles. L'acier dégazé traité peut être ensuite coulé dans des lingotières ou en barres par des procédés classiques. Lorsqu'on doit effectuer un laminage à chaud continu, les lingots sont ramenés à l'épaisseur de brame, ils sont réchauffés au besoin,puis ils sont laminés à chaud jusqu'à l'épaisseur d'une bande qui est enroulée en bobine. On prévoit de préférence une température usuelle de finissage de bande à chaud comprise entre 815 et 9250C (environ 1090 à 1200 K) qui n'est pas critique pour la mise en pratique de l'invention. Cependant, une température de finissage inférieure à 815 C nécessite une consommation d'énergie supérieure et il est plus difficile d'obtenir l'épaisseur désirée. Une température de finissage sensiblement supérieure à 9250C nécessite des vitesses de laminage plus élevées et une barre plus épaisse et plus chaude est introduite dans les cages de finissage. Une trempe rapide à une température d'enroulement comprise entre environ 595 au 705 C (environ 865 et 975 K) est préférable bien que des températures d'enroulement en bobine supérieures ou inférieures soient admissibles jusqu'à leurs limites pratiques.En général,un enroulement en bobine à une température supérieure (clest-i-dire jusqu a 8150C) donne un produit plus mou,tandis qu'un enroulement en bobine à des températures plus basses (c'està-dire jusqu'à 505 C ou environ 775 K) donne un produit plus dur. Une trempe jusqu'aux basses températures d'enroulement en bobine indiquées plus haut est difficile à réaliser avec les installations existantes. A titre d'adjonction ou de variante pour un enroulement en bobine à une température relativement élevée, un recuit continu ou par lots de la bande laminée à chaud peut être effectué à une température pouvant atteindre 9500C de manière à obtenir un produit laminé à chaud ayant un maximum de ductilité et de malléabilité. La matière enroulée en bobine est ensuite décapée et laminée à froid pratiquement jusqu'à l'épaisseur finale,de préférence sans recuit intermédiaire, suivant la pratique courante. La réduction d'épaisseur à froid peut être de tordre de 60 à 70 % et elle n'est évidemment pas une limitation de l'invention. Des degrés supérieurs, allant jusqu'à 90% de réduction à froid,se traduisent par des valeurs supérieures de r La bande laminée à froid est ensuite soumise à un recuit final en atmosphère protectrice, qui peut s'effectuer en continu ou par lots. On notera que la bande ou barre mince laminée à chaud cons titue un produit vendu dans le commerce et que ses propriétés sont fonction de la composition de l'acier et de la température d'enroulement en bobine, c'est-à-dire de la vitesse de refroidissement depuis la température de finissage jusqu'à la température d'enroulement en bobine, ainsi que du degré de recuit qui se produit dans la bobine compacte lorsqu'elle se refroidit lentement. A la différence des aciers à bas carbone ou traités au titane de types classiques,le produit laminé à chaud peut être fabriqué de manière à présenter une large gamme de propriétés mécaniques allant d'une résistance et d'une dureté élevées jusqu'à une résistance modérée ou faible et une ductilité élevée. Evidemment, le taux de déformation plastique est sensiblement égal à 1, comme pour l'acier à bas carbone laminé à chaud. Le tableau 1A ci-dessous donne la gamme de propriétés mécaniques dans le cas d'une barre mince laminée à chaud ayant un diamètre de 2,54 mm produite dans un laminoir expérimental à par- tir d'une chauffe de 145 tonnes fondue dans un four à sole, dégazé zée sous vide et contenant 0,11 ss de colombium et 0,005 % de carbone (rapport colombLum:carbone égal à 22 :: 1). Le tableau 1B ci-dessous donne la gamme des propriétés mécaniques obtenue pour une barre mince laminée à chaud de 1,96 mm de diamètre produite dans un laminoir expérimental à partir d'une chauffe de-154 ton- nes fondue au four électrique,dégazée sous vide et contenant 0, de colombium et 0,008 ss de carbone (rapport de colombium:carbone égal à 17 :1). La trempe de refroidissement depuis la température de finissage du laminage à chaud (d'environ 8700C ou 1145 K)jus- qu'à une faible température d'enroulement en bobine de 5950C, (environ 8650K) ou moins a produit une fine dispersion d'un précipité de carbure de colombium contribuant à donner la haute résistance et la grande dureté au produit laminé à chaud tandis que l'utilisation de températuresd'enroulement en bobine plus élevées,comprises entre environ 705 et 8150C, a assurer une dispersion plus grossière de ces précipités et donc une diminution de la résistance et de la duveté de 1'acier final. TABLEAU lA Barre mince laminée à chaud (2,54 mm d'épaisseur) produite dans un laminoir à partir d'acier traité contenant 0,11% de colombium et 0,05 % de carbone Température Dureté Résistance Limite élas- Allongement d'enroule- en Ri à la trac- tique en sur 50mm,en ment en tion en MN/m2 pourcent bobine MN/m2 C K 595 865 63 367 262 35 705 975 55 334 214 42 815 1090 45 318 179 47 TABLEAU 1B Barre mince laminée à chaud (1,96 mm d'épaisseur) fabriquée par un laminoir à partir d'aciers traités contenant 0,14 % de colombium et 0,008 % de carbone Température Dureté Résistance Limite élas- Allongement d'enroulement en R 8 la traction tique en sur 50 mm, en en bobine en m en MN/m tique pou@ent C K 505 775 76 468 336 25 595 865 75 449 319 30 705 975 60 364 214 40 Indépendamment de la résistance et de la dureté produites par trempe ou refroidissement depuis la température de finissage jusqu'à une faible température d'enroulement en bobine, la bande laminée à chaud peut être rendue molle et ductile par un postrecuit. Si la bande est recuite dans la plage ferritique (au dessous de la température A1 d'environ 910 C), il ne se produit aucun grossissement de grains mais les précipités de carbure de colombium sont rendus plus grossiers et on obtient un produit plus mou et plus ductile.Un recuit effectué à une température quelque peu supérieure à la température d'austénitisation produit un ferrite transformé de grains plus grossiers et un matériau plus mou que celui pouvant être obtenu par un recuit à une température dans la plage ferritique. Le tableau 2 A ci-dessous montre l'effet de telles températures de post-recuit sur une matière laminée à chaud et enroulée en bobine à une température environ 595 C. TABLEAU 2 A Barre mince laminée à chaud et post-recuit (2,54mm d'épaisseur),fabriquée par laminage d'un acier traité contenant 0,11 ss de colombium et 0,005 % de carbone Conditions Dimension Dureté Résistance Limite Allongede post- de grains RB à la élasti- ment sur recuit ASTM traction, que,ep 50mm,en en MN/m2 MN/m pour- cent Recuit d'une bande continue dans la plage 8-9 46 317 172 47 ferritique (870 C ou 11450K) Recuit d'une bande continue au-dessus de la température 5 -6 40 283 166 49 d' austéniti- sation (9260C ou 12000K) La lenteur de réponse au ramollissement ou durcissement des aciers selon l'invention permet de conserver les propriétés du laminage à chaud après la phase de revêtement métallique par immersion dans un bain chaud, même lorsque la bande laminée à chaud est soumise à des températures relativement élevées, par exemple de 7320C (environ 10050K) pendant un temps court, comme dans un revêtement à l'aluminium. Ceci est mis en évidence dans le tableau 2B ci-dessous, ou un métal présentant un rapport colombium : carbone de 17:1 a été enroulé en bobine à une température de 505 0C environ 780 K). (Les propriétés avant revêtement sont données dans le tableau 1B ci-dessus). TABLEAU 2B Barre mince laminée à chaud et revêtue d'aluminium (1,96mm d'épaisseur), fabriquée par laminage à partir d'aciers trai tés contenant 0,14% de colombium et 0,008% de carbone Condition Dureté, Résistance Limite élas- Allonge RB à la trac- tique, en MN/m ment dans tion, en MN/m 50 mm en pourcent Etirage et dressage après revê- 74 449 373 20 tement (température de bande de 732 C) La bande ou barre mince laminée à chaud selon 1'inventio e présente pas d'allongement à la limite d'élasticité il ne se produit donc pas de rupture de bobine pendant son enroulement sur, ou son déroulement d'un mandrin.En conséquence la bande laminée à chaud peut être revêtue d'un métal par immersion dans un bain chaud dans des installations de revêtement continu sans rupture de bobine,ce qui était pratiquement impossible avec des aciers connus. La bande revêtue peut être dressée par étirage ou par planage au moyen de rouleaux, de manière à obtenir un haut degré de planéité sans formation d'ondulations résiduelles. L'acier ne présente pas de contraintes d'allongement en cours de formage, qui provoquent des ruptures et/ou un mauvais état de surface dans des aciers à bas carbone classiques. Dans la bande laminée à chaud et recuite,on peut produire une large gamme de propriétés mécaniques, allant d'une grande résistance et d'une ductilité limitée jusqu'à une résistance modérée et une ductilité élevée ainsi que des valeurs élevées de r qui sont nécessaires pour obtenir une bonne aptitude à ltemboutis- sage profond. Les propriétés de la bande sont fonction de la composition, de la vitesse de refroidissement depuis la température de finissage dans le laminage à chaud et des conditions de recuit. Dans les aciers traités au colombium selon l'invention, la vitesse de recristallisation pendant la phase finale de recuit est suffisamment lente pour que, à des températures de recuit comprises entre environ 595 et 7600C (environ 865 et 10359K), les propriétés puissent être règlées pratiquement dans des installations de recuit existantes. Le ralentissement de la réponse de recristallisation est bien supérieur à celui d'un acier ferritique à bas carbone qui est effervescent, calmé à l'aluminium ou traité au titane. Le graphique de figure 1 représente la réponse de recristallisation en fonction de la réduction de dureté dans le temps pour des températures de recuit de 6500C et de 7050C (environ 920 et 9750K) et pour des aciers traités au colombium et traités au titane. En outre, la formation de précipités de carbure de colombium produit dans l'acier une augmentation de résistance qui peut également être règlée par un choix adapté des conditions de recuit final. Le tableau III donne les valeurs de la résistance à la traction et de la limite élastique qui sont produites par un recuit )respectivement à 6500C (environ 920"K) et à 7050C (environ 975 K) pour un métal contenant 0,11 de colombium et 0,005 % de carbone qui a été fondu dans un four à sole, dégazé sous vide, coulé en lingotières, laminé à chaud jusqu une épaisseur de 2,54 mm,enroulé en bobine à une température de 7050C(environ 975 K) et qui a été laminé à froid avec une réduction d'épaisseur de 65%. TABLEAU III Valeurs des caractéristiques produites lors d'un recuit à 6500C 7050C Durée de Résis- Limite Allongement Résis- Limite Allongement recuit tance élas- dans 50mm, tance élasti- dans 50mm, en heu- à la tique à en pour- à la que à en pourcent res trac- 0,5% cent trac- 0,5% tion en MN/ tion en 2 en m en MN/M MN/m MN/m2 1 492 464 10,5 340 191 3957 2 470 433 ,2 324 166 43,8 4 402 332 21,2 318 145 45,6 16 370 276 29,2 313 139 48,2 Allongement à ia limite d'élasticité égale 0%, dans toutes les conditions. Les propriétés produites par un recuit suivant le laminage à froid sont liées à, et fonction de la résistance et de la dureté de la bande ou barre mince laminée à chaud. Plus la dureté de la barre mince laminée à chaud avant le laminage à froid est grande, plus la résistance présentée par la bande recuite est élevée pour une condition de recuit déterminée. Une barre mince laminée à chaud traitée de manière à présenter une dureté iné- rieure à la valeur maximale,par exemple par enroulement en bobine à une température relativement élevée (d'environ 7050C environ 9750K) ou bien par un post-recuit,présente une résistance plus modérée et une plus grande ductilité après laminage à froid et après recuit.L'effet de la dureté des barres minces sur les propriétés mécaniques après laminage à froid et après recuit apparait dans le tableau IV pour un métal fabriqué par laminage et présentant un rapport colombium:carbone de 22:1. TABLEAU IV Effet de la dureté d'une barre mince laminée à chaud sur les propriétés après laminage à froid et après recuit Recuit à 605 C Temps en heures Résistance à la trac- Limite léastique à Allongement dans 50 tion, en MN/m 0,5 %, en MN/m millimètres en pourcent A B C A B C A B C 1/6 1/2 1 532 492 437 495 465 396 11,5 10,5 15,2 2 525 472 421 477 432 365 11,5 14,2 21,0 4 491 403 363 422 332 256 15,2 21,2 31,5 8 466 397 355 374 308 234 18,1 23,5 35,0 16 425 370 351 321 274 208 23,4 29,2 39,7 Allongement à la limite d'élasticité égal 0% dans toutes les conditions Barre mince Dureté RB A 66 Enroulement en bobine à 595 C, laminage à froid avec réduction de 65 % recuit B 55 Enroulement en bobine à 705 C, laminage à froid avec réduction de 65% recuit C 42 Enroulement en bobine à 705 C, recuit à 870 C, laminage à froid avec réduction de 65%, recuit. TABLEAU IV (suite) Effet de la dureté d'une barre mince laminée à chaud sur les propriétés après laminage à froid et après recuit Recuit à 705 C Temps en heures Résistance à la traction Limite élastique Allongement dans 50 milli en MN/m à 0,5 %, en MN/m mètres en pourcent A B C A B C A B C 1/6 491 445 390 427 380 301 15,2 16,4 25,1 1/2 421 374 336 316 248 188 26,9 31,5 37,4 1 353 341 316 208 191 144 36,2 39,7 43,2 2 4 326 318 307 158 146 131 43,3 45,6 46,7 8 16 316 310 307 147 137 130 43,9 48,5 47,1 L'effet d'un laminage à froid sur le taux de déformation plastique a été représenté graphiquement à la figure 2 où l'on a comparé un acier selon l'invention présentant un rapport colombium :carbone de 17 : 1 , un acier traité au titane et à des aciers classiques calmés à l'aluminium et effervescents.La supériorité des valeurs de r pour l'acier de l'invention pour la plage de réduction à froid de 50 à 90%,est évidente. La lente réponse signalée ci-dessus,au ramollissement des aciers de l'invention permet de fabriquer des bandes métalliques revêtues qui sont parfaitement dures,ce qui était pratiquement impossible jusqu'à maintenant pour des bandes revêtues d'aluminium. Un produit parfaitement dur est un produit présentant aprè g aminage à froid, des propriétés telles qu'une limite élastique de 621 MN/m2 ou plus après revêtement. Pendant la phase de revêtement métallique, la bande est en général chauffée à une température d'environ 675 C (environ 9500mou plus de manière à nettoyer la surface et à la porter à la température de revêtement. Des aciers effervescents, calmés ou traités au titane de types connus se recristallisent très rapidement à des teompératures pro chers de 6500C (environ 9200K) et ils perdent donc leurs propriétés de dureté maximale. L'alliage de l'invention peut être recuit pendant de courtes périodes à des températures d'environ 6750C (9500K environ) sans forte recristallisation ou ramollissement. En conséquence les propriétés désirées/obtenues tout en utilisant une température à laquelle un bon nettoyage et une bonne adhérence de revêtement peuvent être assurées. L'effet de la composition sur la limite élastique et la suppression de l'allongement à la limite d'élasticité a l'état de recuit ont été représentés graphiquement en figure 3. Les courbes de cette figure 3 ont été tracées à partir d'aciers produits et traités en laboratoires. Lesdhau-ffes ont été fondues sous vide et toutes contenaient environ 0,011% de carbone en poids.La matière a été laminée à chaud dans des conditions reproduisant la pratique industrielle, en utilisant une température de finissage de 8700C (environ 11450K) et une température d'enroulement en bobine de 5950C (environ 865 K). La bande laminée à chaud a subi ensuite un laminage à froid avec réduction de 60 puis elle a été recuite à une température de 7490C (environ 10200K)pendant une heure de manière à donner une tôle laminée à froid et complètement recristallisée.On voit en figure 3,que, dans des aciers présentant la teneur en carbone indiquée plus haut et qui ont été soumis au traitement de l'invention,un rapport colombium:carbone de 8:1 ou plus, rend les aciers exempts d'allongement à la limite d'élasticité, même lorsque du soufre, de l'oxygène et de l'azote sont présents. Puisque le rapport stoechiométrique du colombium au carbone dans du carbure de colombium est de 7,75:1, le graphique de figure 3 montre la haute efficacité du colombium pour se combiner sélectivement avec le carbone et pour éliminer le carbone de la solution. Les conditions de recuit affectent également l'allongement à la limite d'élasticité d'aciers fabriqués en laboratoires et présentant des rapports colombium:carbone compris entre environ 7:1 et 10 : 1 Ainsi, pour un acier fabriqué en laboratoire et présentant un rapport colombSum:carbone d'environ 7:1 , un recuit à une température de 7050C (975 K environ) a produit une instabilité transitoire pendant une durée de recuit atteignant jusqu'à huit heures, mais une continuation du recuit jusqu'à seize heures a réduit l'allongement à la limite d'élasticité à une valeur inférieure à 1ss. D'autre part, un recuit à des~températures comprises entre 760 et 8700C (de 10350 à 11450K environ) s'est traduit par des instabilités de types transitoires et persistants-pour des durées de recuit atteignant jusqu'à seize heures. Dans un acier fabriqué en laboratoire , au rapport colombium:carbbne de 10 : 1 , un recuit effectué à une température comprise entre 760 et 8150C (entre 1035 et 10900K environ) a produit une instabilité temporaire pour une durée de recuit d'environ deux heures mais , lorsque le recuit a été poursuivi jusqu'à huit heures, l'allongement à la limite d'élasticité a été réduit à une valeur de 0ss. D'autre part un recuit à une température d'environ 8710C (environ 11450K) a produit à la fois une instabilité transitoire et une instabilité persistante pour des durées de recuit atteignant neuf heures Au contraire, pour un acier fabriqué en laboratoire et présentant un rapport colombium:carbone de 12,5 : 1, le métal a été complètement exempt d'allongement à la limite élastique dans des conditions de recul t correspondant à des températures compri- ses entre 7050C et 870 C (environ 975 à 11450K) et pour- de durées que recuit comprises entre cinq minutes et seize heures. Une instabilité transitoire peut être seulement un mène rencontré dans es matériaux fabriqués en l-agioraroire blement du fait du refroidissement relativement rapide des lingots et des bandes chaudes, qui produit des précipités très fins de carbures. Un tel phénomène n'a pas été rencontré dans un métal fabriqué au laminoir industriel et présentant un rapport colom bSum:carbone d'une valeur marginale. La présence d'un allongement à la limite élastique dans des aciers comportant un rapport colombium:carbone compris entre 7:1 et 10 : 1 à des températures de recuit de 815 à 870"C (environ 1090 à 11450K),diminuerait la valeur de l'invention pour l'utilisation d'unfmatériau lors du revêtement continu par immersion à chaud au moyen d'aluminium ou de zinc puisqu'un tel processus de revêtement fait intervenir un recuit pendant une courte durée à des températures comprises entre 7300C t 870"C (environ 1005 et 11450K) . Cependant, comme on l'a indiqué plus haut, le matériau peut être laminé à froid pour supprimer l'allongement à la limite élastique et le produit est donc sans vieillissement. Une des propriétés les plus importantes de l'acier de l'invention est qu'il est exempt d'un grossissement critique de grains, ce qui rend le matériau particulièrement utilisable pour l'émaillage d'aciers. La cuisson de pièces embouties et revêtues d'un émail type porcelaine produit un grossissement critique des grains lorsqu'on utilise des aciers classiques ou traités au titane, ce qui est depuis longtemps un problème. Un grossissement critique des grains se traduit par une grande perte de résistance du fait des grandes dimensions des grains de ferrite qui se développent le long des zones soumises à une déformation critique d'une pièce emboutie, lors du recuit qui intervient par suite de la cuisson de la couche de revêtement déposée. I1 a été déeouvert que les aciers traités au colombium selon l'invention étaient non seulement exempts de grossissement critique de grains mais qu'ils présentaient même une amélioration de résistance du fait de la déformation critique des pièces embouties.Au tableau V et à la figure 4,on a comparé un acier de l'invention contenant du colombium et obtenu par laminage, avec un acier d'émaillage contenant du titane et d'une composition correspondant à celle décrite au brevet 3.183.078 précité ainsi qu'avec un acier d'émaillage de qualité du commerce vendu sous la marque UNIVIT. L'acier traité au colombium vient de la même chauffe que celle décrite et définie au tableau III.Le graphique de figure 4 montre que l'acier de l'invention augmente graduellement de résistance à mesure que le degré de déformation croît jusqu'à 16%, la résistance ne décroissant jamais jusqu'à la valeur initiale, tandis que l'acier traité au titane augmente sa résistance lorsqu'il subit une déformation jusqu'à 8% mais il présente une chute de résistance jusqu'en dessous de la valeur initiale lorsque sa déformation est poussée jusqu'à 12% ou plus. L'acier d'émaillage du commerce présente une perte de résistance même-sous l'effet du plus léger degré de déformation. En outre le tableau V montre que la dimension de grain de l'acier selon l'invention reste constante même lorsqu'il est déformé au-delà de 16%. TABLEAU V Grossissement critique de grains après cuisson à 7900C pendant cinq minutes Acier laminé, et Acier traité au Acier d'émaillage traité au titane ARMCO de qualité colombium ~~~~~~~~~~~~ UNIVIT Pourcent de: Limite Pour-Dimen-Limi- Pour-Dimen- Limi- Pour- Didéformation: élas- cent sion te dent sion te cent men- avant cuis-: tique d'al- de élas- d'al- de élas- d'al- sion son : en lon- grain tique lon- grain tique lon- de MN/m ge- ASTM en ge- ASTM en ge- grain : ment MN/m ment MN/m ment ASTM : à la à la à la limi- limi- limi te te élas- te é : élas- tique las tique tique 0 134 0 8 117 o 8-9 238 8,0 8-9 4 170 0 8 156 o 8-9 225 4,2 8-9 8 202 0 8 192 0 8 223 2,5 8-9 12 233 0 8 98 O 0 1-2 94 o 1 16 246 0 8 107 o 1-3 97 2-3 20 202 p 8 103 o 3-4 95 o 3-4 24 177 o 8 114 0,8 4-5 Un acier préféré selon l'invention, traité au colombium contenant 0,11 de colombium et 0,005 % de carbone a été soumis à un laminage à chaud à un enroulement en bobine puis à diverses opérations ultérieures. Les propriétés mécaniques sont indiquées dans le tableau VI ci-après.Il est important de noter que des valeurs comparables de résistance, d'allongement et de @ peuvent être obtenues dans une tôle laminée à froid à la fois en effectuant un recuit par lots et un revêtement métallique par immersion. Le produit laminé à chaud et revêtu peut être fabrique avec les mêmes valeurs de résistance et d'allongement que des produits laminés à froid, recuits par lots et/ou revêtus. TABLEAU VI Acier de qualité emboutissage, contenant 0,11% de colombium et 0,005 % de carbone, fabriqué par laminage Etat Dureté Limite élas- Résistan- Allonge- R B tique à ce à la ment r 0,5 %,en traction sur 50 MN/m2 en MN/m2 mm, en pourcent Bobine ouverte recuite à une température de 7490C (1020 K) pendant huit heures après laminage à froid avec ré- 41-44 145- 310- 45-48 1,95duction de 152 314 2,10 60% jusqu'à 0,91 mm d'épaisseur,cette phase étant suivie par un laminage à froid de 0,2 % pour planer Recuit en caisson à 746 C (environ 10200K) pendant douze heures après laminage à froid avec reduction de 65% jusqu'à une épaisseur de 0,91 59 138- 310 44 2,1 mm,puis laminage 145 à froid à 0,2 pour planer Revêtement de zinc après laminage à froid avec réduction de 70% jusqu'à 0,81mm d'épaisseur;température de bande comprise entre 815 et 870 C (1090-1145 K) 40 152- 314- 40-41 1,78 159 324 TABLEAU VI (suite) Acier de qualité emboutissage,contenant 0,11% de colombium et 0,005 ffi de carbone,fabriqué par laminage Etat Dureté Limite élas- Résistance Allongement RB tique à à la sur 50 mm r 0,5 %, en traction en pour MN/m en MN/m cent Revêtement de zine après laminage à chaud jusqu'à 26,4 mm;;température de bande comprise 43-47 152- 310 entre 815 et 172 310 870 C (environ 1090 à 1145 K) Allongement à la limite élastique égal 0% dans toutes les conditions La relation entre le taux moyen de déformation plastique et la quantité de colombium non-combiné dans la barre mince laminée à chaud a été représentée graphiquement à la figure 10. Les données ont été obtenues à partir d'un certain nombre de chauffes ou charges coulées en continu et à partir d'un certain nombre de chauffes ou charges coulées par lingots, chaque type étant soumis aux mêmes conditions de traitement. Les lingots ou les brames ont été laminés à chaud avec une température de finissage de 8990C (11700K) et on a effectué l'enroulement en bobines à une température de 6490C(9200K'. La barre mince laminée à chaud a présenté une épaisseur comprise entre 2,29 et 2,54 mm. Les teneurs en colombium,en carbone et en aluminium ont été modifiées intentionnellement dans ces chauffes tandis que les autres constituants ont été maintenus constants dans les limi tes admissibles commercialement Plus particulièrement,les teneurs globales ont été modifiées entre environ 0,068 et 0,25% pour le colombium, entre 0,0022 et 0,020% pour le carbone et entre moins de 0,002 ss et 0,070% pour l'aluminium. Les autres constituants ou éléments sont restés compris Sns les limites suivantes: Manganùse 0,3 - 0,5 % Soufre 0,008 - o, olg , Oxygène 0,001 - 0,01 % Azote 0,004 - 0,008 X Phosphore et silicium : résiduel Le complément étant sensiblement du fer. La quantité de colombium non-combiné a été calculée par l'une des deux formules suivantes, selon que l'on ait ou non ajouté de l'aluminium pour se combiner avec l'azote. 1. % Cb non combiné = % Cb total - 7,75 % Ctotal - 6,65[ où 2. % Cb non combiné = % Cb total - 7,75 % C total où Si,comme générateur de nitrure, on utilise du titane au lieu d'aluminium,ees formules peuvent être modifiées de manière à tenir compte de cette substitution. En figure 10, les valeurs de r correspondent au produit final après une réduction à froid de 62 % et après recuit à 7460C (1020'K) tandis que les pourcentages de colombium non-combiné ont été calculés par les formules 1 et/ou 2 en utilisant les valeurs en pourcentage total de colombium ,de carbone, d'azote et d'aluminium soluble dans un acide pour la barre mince laminée à chaud, ces valeurs étant déterminées par une analyse de tôle à la température ambiante. On comprend immédiatement que le pourcentage réel de colombium non-combiné, ou de colombium en solution soli de, la température de laminage à chaud n'est pas le même que celui fourni par une analyse à la température ambiante.Cependant on a trouvé qu'il existait une relation bien définie entre r et le colombium non-combiné tel que déterminé à la température ambiante. Comme on le voit à la figure 10, il existe une différence marquée entre les vêleurs de r pour des teneurs comprises entre environ 0,022 % et 0,026 % de colombium non combiné et la valeur critique semble donc correspondre à un pourcentage d'environ 0,025 % de colombium non-combiné, au-dessus de laquelle on peut obtenir des valeurs de r supérieures à 1,8. Une chauffe ou charge de métal contenant 0,027 % de colombium non-combiné a présenté une valeur r qui n'était que de 1,65, et cette exception par rapport à tous les autres résultats n1 est pas explicable à l'heure actuelle. On constaté que des variations des teneurs totales en carbone, en aluminium et en azote avaient une influence relativement faible sur les valeurs r à condition que la quantité de colombium ajoutée soit suffisante pour produire un excès de colombium non-combiné d'au moins 0,025% cette teneur étant déterminée dans le produit laminé à chaud, comme le montre le tableau VII ci-dessous. TABLEAU VII % Al > 1,93 % N + 1,2 % o Teneur totale Pourcent de colombium r % Cb % C % N non combiné par la formule 2 0,071 2,10 0,095 0,0031 0,0063 0,076 1,97 o,og8 0,0028 0,0048 0,057 2,13 0,079 0,0029 0,0055 0,109 2,06 0,15 0,0053 0,0053 0,087 2,19 0,12 0,0043 0,0057 2,07 0,83 0,0029 0,0068 0,036 1,89 0,091 o,oo69 0,0063 0,191 1,97 0,24 0,0063 0,0056 o,o89 2,10 O,11 0,0027 0,0050 0,103 1,96 0,12 0,0022 0,0053 0,081 1,94 0,13 0,0063 0,0051 0,062 1,90 o,og4 0,0041 0,0056 0,231 1,80 0,25 0,0025 0,0070 0,092 2,02 0,11 0,0023 0,0058 0,078 1,84 0,11 0,0042 0,0064 0,027 1,65 0,068 0,0053 0,0069 TABLEAU VII (suite) % A1 Pourcent de Teneur totale colombium non combiné (par la r % Cb % C % N formule 1) 0,047 2,12 0,096 0,0038 0,0050 0,038 1,97 091 0,0027 0,0044 0,034 2,13 0,090 0,0049 0,0047 0,002 1,59 0,073 0,0047 0,0062 0,014 1,66 0,074 0,0040 0,0053 0,038 2,04 0,082 0,0027 0,0045 0,162 1,92 0,20 0,0022 0,0042 0,031 2,10 0,092 0,0037 0,0059 0,026 1,91 0,086 0,0040 0,0044 0,022 1,47 0,094 0,0076 0,0075 O 1,44 0,10 0,010 0,0084 o 1,48 0,11 0,011 0,0053 Les résultats du tableau VII se rapportent aux mêmes chaudes de métal que celles qui ont fait l'objet de la représentation de figure 10. L'effet d'une addition d'une quantité suffisante de colombium pour produire au moins environ 0,025 % de colombium noncombiné dans leproduit laminé à chaud a été confirmé par des examens par # diffraction aux rayons X , qui ont montré que les textures de produits laminé à chaud et laminé à froid et recuit, ces produits /contenant au moins environ 0,025 5f de colombium noncombiné sont différentes des textures de produits comparables contenant moins d'environ 0,025 % de colombium non-combiné. Aux figures 5 à 7,on voit apparattre la structure "en bande" fréquemment associée à une recfistallisaiton incomplète des aciers de l'invention. Lesdites figures représentent des sections décapées, au grossissement de 100 , d'un acier contenant 0,11,; de colombium et 0,005 % de carbone, laminé à chaud jusqu'à une épaisseur de 2,54 mm , enroulé en bonne à une température d'environ 7050C (environ 975 K) et réduit de 65 % à froid On constate aux dessins la recristallisation graduelle vers l'intérieur à partir des surfaces après quatre, huit et seize heures de recuit à 6500C (9200K).Cette réponse de recristalli sation tout à fait inhabituelle n'est pas expliquée mais onze imputable à la réduction de 11 énergie libre de la matière en surface. Cette structure constitue non seulement une caractéristique distinctive de l'acier de l'invention mais elle est en outre avantageuse. Par exemple, un produit partiellement recristallisé a une grande résistance et une capacité de déformation supérieure à celle d'un matériau connu d'une même résistance due à un même pourcentage de recristallisation aléatoire. Dans l'acier selon l'invention,les grains recristallisés sont situés sur les surfaces du produit où leur ductilité permet un plus grand allongement des fibres extérieures de la section. Une fois qu'elle a été recristallisée, la structure réduite à froid, est très stable comme le montrent les figures 8 et 9 qui correspondent à un acier qui a été recuit respectivement à une température de 705 C (975 K environ) pendant quatre heures et à une température de 7490C (1020"K environ) pendant huit heures. Les propriétés mécaniques de ces échantillons sont indiquées dans le tableau VIII ci-dessous. TABLEAU VIII Figure Limite élastique Résistance Allongement à 0,5%en à la trac- sous 50mm r tion,an en pourcent 5 372 462 18 1,00 6 296 407 g6 1,17 7 214 366 32 1,54 8 172 331 40 1,94 9 145 318 44 1,92 Pour sa mise en pratique préférée, le procédé de l'invention fait intervenir une opération de trempe de la matière laminée à chaud depuis une température de finissage comprise entre 815 et 9250C (environ 1090 et 12O00K) jusqu a une température in Bérieure à une vitesse suffisamment rapide pour provoquer une précipitation des carbures sous une forme finement dispersée; ;mais il va de soi que l'invention n'est pas limitée à cette application et concerne d'une manière générale un produit non-fabriqué par ce procédé et qui,tout en étant parfaitement stable par suite de l'addition de colombium, est utilisable en particulier dans des applications où interviennent l'emboutissage et/ou l'étirage,l 'é- maillage,le revêtement métallique et autres où il est nécessaire d'avoir une bonne ductilité,une absence de grossissement critique de grains,une absence de vieillissement et d'allongement à la limite élasticité. - REVENDICATIONS Acier à bas carbone, ne vieillissant pas ,sans allongement à la limite d'élasticité et présentant d'excellentes caractéristiques de surface tout en étant pratiquement exempt d'inclu- sions,le dit acier étant caractérisé en ce qu'il contient essentiellement , en poids, de 0,0025 % à environ 0,015% de carbone, d'environ 0,02 % à 0,30 % de colombium,d'environ 0,10% à 0,60 % de manganèse, jusqu'à O, 035 % de soufre, tout le soufre étant pratiquement sous forme de sulfure de manganèse, jusqu'à environ 0,10 d'oxygène, jusqu'à environ 0,012% d'azote, jusqu'à environ 0,045 % d'aluminium, des quantités résiduelles de phosphore et de silicium et le reste étant du fer. 2.Acier à bas carbone, ne vieillissant pas et laminé à chaud, selon la revendication l,ne présentant pratiquement aucun allongement à la limite élastique,exempt de grossissement critique de grains,ayant d'excellentes caractéristiques de surface et exempt dtinclusionledit acier étant caractérisé en ce qu'il contient, en poids, essentiellement de 0,0025 ;':: à 0,015% de carbone, de 0,02 à 0,30 % de colombium, la totalité du carbone étant pratiquement sous forme de carbure de colombium, de 0,10 à 0,60 ss de manganèse, jusqu'à 0,035 H0 de soufre, tout le soufre étant pratiquement sous forme de sulfure de manganèse, jusqu'à 0,010% d'oxygène, jusqu a 0,012 d'azote, jusqu'à 0,045 % d'aluminium, du phosphore et du silicium en quantités résiduelles,le reste étant du fer , et que ledit acier a des résistances à la traction comprises entre environ 276 et 483 m2. 3. Acier selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'il contient, en poids, de 0,005 ss à 0,10$ de carbone, de 0,08 % à 0,12 ss de colombium, le rapport pondéral du colombium au carbone étant d'au moins environ 10:1, d'environ 0,10 à 0,35 % de manganèse jusqu a 0,02 de soufre, jusqu'à 0,004 ç d'oxygène, jusqu'à 0,006 % d'azote, de 0,015 à 0,022o d'aluminium dont la totalité est pratiquement combinée à oxygène et à l'azote, jusqu a environ 0,01 de phosphore, Jusqu'à environ 0,15% de silicium,et le reste de fer. 4. Acier à bas carbone, ne viellissant pas, laminé à chaud et muni d'un revêtement métallique selon la revendication l,ne présentant pratiquement pas d'allongement à la limite élastique et ayant des résistances à la traction comprises entre environ 276 et 483 MN/m2 après étirage et après planage au rouleau, cet acier étant caractérisé en ce qu'il contient, en poids, essentiellement de 0,025 à 0,015 g de carbone, de 0,02 à 0,30 % de colombium,le rapport pondéral du colombium ou carbone étant au moins d'environ 8 : 1, d'environ 0,1 à 0,6 ss de manganèse, jusqu'à 0,060 ss de manganèse, jusqu'à 0,035% de soufre, pratiquement tout le soufre étant sous la forme de sulfure de manganèse, jusqu'à 0,010% d'oxygène, jusqu'à 0,012 d'azote, jusqu'à 0,045% d'aluminium,du phosphore et du silicium en quantités résiduelles et le reste du fer. 5. Acier muni d'un revêtement métallique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il contient, en poids, de 0,005 à 0,010% de carbone, de 0,08 à 0,12 % de colombSum,le rapport pondéral du colombium au carbone étant d'au moins 10 : 1, de 0,10 à 0,35 ss de manganèse, jusqu'à 0,02 % de soufre, jusqu'à 0,004 % d'oxygène, jusqu'à o,o06 % d'azote, de 0,015 à 0,020 % d'aluminium dont la totalité est pratiquement combinée avec de l'oxygène et de l'azote, jusqu'à 0,010% de phosphore, jusqu'à 0,015 de silicium , et le reste de fer 6.Feuillard d'acier à bas carbone, ne vieillissant pas, laminé à froid selon la revendication 1, ne présentant pratiquement pas d'allongement à la limite élastique à l'état recuit, ayant d'excellentes caractéristiques de surface, pratiquement exempt d'inclusions et présentant une résistance améliorée après déformati on critique et chauffage à des températures élevées pendant une courte période, cet acier étant caractérisé en ce qu'il contient, en poids, essentiellement de 0,025 r à 0,015 ss de carbone, de 0,02 à 0,30 ss de colombium, le rapport pondéral du colombium au carbone étant d'au moins environ 8: 1 , de 0,10 à o,6o-% de manganèse , jusqu 0,035 ss de soufre, le rapport pondéral du manganèse au soufre étant d'au moins 16 : 1 , jusqu'à 0,01% d'oxygène, jusqu'à 0,12% d'azote, jusqu'à 0,045 Wo d1 aluminium, du phosphore et du silicium en quantités résiduelles,et le reste de fer, et en ce que ladite bande a des limites élastiques comprises entre environ 138 et 620 MN/m2. 7. Feuillard laminé à froid selon la revendication 6,caractérisé en ce qu'il contient, en poids, essentiellement de 0,05 à 0,010% de carbone, de 0,08 à 0,12 ss de colombium,le rapport pondéral du colombium au carbone étant d'au moins environ 10:1, de 0,10 à 0,35 , de manganèse, jusqu'à 0,02 X de soufre, jusqu'à 0,04% d'oxygène, jusqu'à 0,006 d'azote, de 0,015 à 0,020% d'aluminium dont la totalité est pratiquement combinée à l'oxygène et à l'azote, jusqu a 0,010- de phosphore, jusqu'à 0,015 Y: de silicium, et le reste de fer. . Feuillard d'acier à bas carbone laminc à froid selon la revendication l,présentant une limite élastique d'environ 620 MN/m2 après revêtement d'aluminium par immersion à chaud, cette bande étant caractérisée en ce qu'elle contient,en poids, essentiellement de 0,025 à 0,015% de carbone, de 0,02 à 0,050, de colombium,le rapport pondéral du colombium au carbone étant d'au moins environ 8 . 1 , de 0,10 à 0,60 de manganèse, jusqu'à 0,035 v de soufre, le rapport pondéral du manganèse au soufre étant d'au moins environ 7 : 1 Jusqu'à 0,01Q d'oxygène,jusqu'à 0,0125 d'azote, jusqu'à 0,045 7 d'aluminium, du phosphore et du silicium en quantités résiduelles,et le reste de fer. 9.Feuillard d'acier à bas carbone, ne vieillissant pas,laminé à froid suivant la revendication l,présentant une structure " bande" caractérisé en ce qu'il comprend une couche recristallisée sur chaque surface de résistance et de dureté relativement faibles et une âme pratiquement non-recristallisée et d'une résistance et d'une dureté relativement élevées à l'état de recuit, l'acier contenant, en poids, essentiellement 0,0025 à 0,015% de carbone, de 0,02 à 0,30 % de colombium,pratiquement tout le carbone étant sous la forme de carbure de colombium, de 0,10 à 0,60 % de manganèse, jusqu'à 0,039 ' de soufre, pratiquement tout le soufre étant sous la forme de sulfure de manganèse,jusqu 'à 0,010% d'oxygène jusqu'à 0,012 d'azote, jusqu'à 0,045 , d'aluminium, du phosphore et du silicium en quantités résiduelles,et le reste de fer. 10. Matériau en acier bas carbone,ne viellissant pas, laminé à froid selon la revendication l,ne présentant pratiquement pas d'allongement à la limite élastique à l'état de recuit et ayant d'excellentes caractéristiques de surface,étant pratiquement exempt d'inclusions et présentant une valeur r d'au moins 1,8,ce matériau étant caractérisé en ce que l'acier contient,en poids, essentiellement de 0,002 à 0,015 7 de carbone, de 0,02 à 0,30 de colomDium,de 0,05 à 0,60 de manganèse, jusqu'à 0,035 Y de soufre,pratiquement tout le soufre se présentant sous forme de sulfure de manganèse , jusqu'à 0,010 d'oxygène,vusqutà 0,012% d'azote, jusqu'à 0,08% d'aluminium, du phosphore et du silicium en quantités résiduelles,et le reste de fer, et en ce qu'au moins environ 0,025 7o' de colombium non-combiné existe dans la phase de laminage à chaud, ce pourcentage étant déterminé par une analyse à la température ambiante et étant calculé à partir de l'une des formules 1 et 2 ci-après non-combiné Cbtotaî - 7,75 7 Total où 2. ' non-combiné= ss Cbtotal - 7,75 % C total où 11.Procédé de fabrication d'un acier à bas carbone, ne vieillissant pas, ne présentant pratiquement pas d'allongement à la limite élastique, exempt de grossissement critique de grains, présentant d'excellente caractéristique de surface et étant pratiquement exempt d'inclusions,ce procédé étant caractérisé en ce qu'on fond un acier ayant une teneur maximale en carbone d'environ 0,05 % en poids et une quantité suffisante de manganèse pour se combiner pratiquement complètement avec le soufre présent dans l'acier en ce qu on dégaze l'acier sous vide pour obtenir une teneur maximale en carbone d'environ 0,015 ,une teneur maximale en oxygène d'environ 0,010% et une teneur maximale en azote d'en- viron 0,012%, en ce qu'on ajoute du colombium en quantité au moins suffisante pour se combiner pratiquement avec tout le carbone présent dans l'acier, en ce qu on coule et laisse solidifier l'acier dégazé ,en ce qu'on lamine à chaud l'acier jusqu a une épaisseur de bande appropriée, en ce qu'on effectue le finissage de l'acier à une température comprise entre environ 815 Cet 926 C et en ce qu'on enroule l'acier en bobine à une température pouvant atteindre 815 C. 12. Procédé selon la revendication ll,caractérisé en ce que, avant d'ajouter le colombium, on ajoute à l'acier fondu un formateur de nitrure en quantité suffisante pour qu'il se combine pratiquement avec tout l'oxygène et tout 1'azote existant dans l'acier 13. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le rapport pondéral du colombium au carbone est d'au moins de 10 :1 14. Procédé selon la revendication ll,caractérisé en ce que la bande laminée à chaud est trempée et enroulée en bobine à une température comprise entre environ 505 et 6490C,de manière à fournir un produit présentant une résistance à la traction comprise entre environ 345 et 483 MN/m2. 15.Procédé selon la revendication ll,caractérisé en ce que la bande laminée à chaud est enroulée en bobine à une température comprise entre environ 705 et 8150C,de manière à fournir un produit présentant une résistance à la traction qui n'est pas supérieure à environ 345 MN/m2. 16. Procédé selon la revendication ll,caractérisé en ce qu'on effectue un recuit continu de la bande laminée à chaud, à une température comprise entre environ 805 et 9550C de manière à obtenir un produit dont la résistance à la traction est comprise entre environ 276 et 345 MN/m2. 17. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la bande laminée à chaud est trempée et enroulée en bobine à une température comprise entre environ 505 et 595 C,et en ce qu'on revêt la bande d'une couche métallique par immersion à chaud, en soumettant à cet effet la bande à une température de 7320C pendantane courte durée de manière à obtenir un produit revêtu présentant une résistance à la traction au moins d'environ 450 MN/m après étirage et planage au rouleau. 18. Procédé selon la revendication ll,caractérisé en ce qu'on revêt la bande d'une couche de métal par immersion à chaud, le revetement consistant à soumettre la bande à une température comprise entre environ 8150C et 9550C pendant une courte durée afin d'obtenir un produit revetu présentant une résistance à la traction comprise entre environ 276 et 345 MN/m2. 19.Procédé de fabrication d'une bande ou feuillard en acier à bas carbone,ne vieillissant pas,ne présentant pratiquement aucun allongement à la limite élastique, exempt de grossis sement critique de grains dans la condition de recuit,présentant d'excellente caractéristique de surface et pratiquement exempt d'inclusions,ce procédé étant caractérisé en ce qu'on fond un acier ayant une teneur maximale en carbone d'environ 0,~05 % en poids, en ce qu on dégaze sous vide l'acier afin d'obtenir une teneur maximale en carbone d'environ 0,015 ss ,une teneur maximale en oxygène d'environ 0,010g et une teneur maximale en azote d'environ 0,012%, en ce qu'on ajoute du colombium en quantité au moins suffisante pour ralentir la vitesse de recristallisation de l'acier dans la phase ultérieure de laminage à froid, en ce qu'on coule et laisse solidifier l'acier dégazé, en ce qu'on lamine à chaud l'acier jusqu a une épaisseur de bande appropriée,en ce qu'on effectue le finissage de l'acier à une température comprise entre environ 815 et 9250C,en ce qu'on effectue l'enroulement en bobine à une température pouvant atteindre 8050C de manière à enlever la calamine du laminage à chaud de la surface de la bande et en ce qu'on réduit à froid l'épaisseur de la matière jusqu'à la valeur finale. 20. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que pendant la phase de dégazage sous vide on ajoute de l'aluminium en quantité suffisante pour qu'il se combine pratiquement avec tout l'oxygène et tout l'azote existant dans l'acier, avant l'addition de colombium. 21. Procédé selon la revendication 19,caractérisé en ce que la teneur en manganèse de l'acier fondu est au moins suffisante pour se combiner pratiquement avec tout le soufre existant dans l'acier. 22.Procédé selon la revendication 19,caractérisé en ce que la bande laminée à chaud est trempée et enroulée en bobine à une température comprise entre environ 5050C et 7050C , et en ce que la bande laminée à froid est recuite à une température comprise entre environ 649"C et 760QC de manière à obtenir un produit dont la limite élastique est comprise entre environ 138 et 620 MN/m. 23. Procédé selon la revendication 19,caractérisé en ce que la bande laminée à froid est recuite à une température comprise entre environ 705cC et 8700C de manière à obtenir un produit ayant une limite élastique d environ 138 MN/m2 et une valeur r à peu près égale à 2. 24. Procédé selon la revendication 19,caractérisé en ce que la bande laminée à chaud est trempée et enroulée en bobine à une température comprise entre 505"C et 705"C et en ce qu on effectue un revêtement par immersion à chaud de la bande laminée à froid avec une couche de métal fondu, ladite pase de revêtement consistant à soumettre la bande à une température d'environ 6750C pendant une courte période en vue d'obtenir un produit présentant une limite élastique d'environ 620 MN/m2. 25.Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'on revêt par immersion à chaud la bande laminée à froid avec une couche de métal en fusion, ladite phase de revêtement consistant à soumettre la bande laminée à froid à une température d'environ 8700C pendant une courte période en vue d'obtenir un produit présentant une limite élastique d'environ 138 MN/m2 et une valeur r au moins égale à environ 1,75 26.Procédé selon la revendication 19,caractérisé en ce qu'on effectue le recuit par lots de la bande laminée à froid à une température d'au moins 7050C pendant plusieurs heures en vue d'obtenir un produit ayant une limite élastique d'environ 138 MN/m2,et une valeur r supérieure ou égale à 2,une grosseur de grains ASTM de 8 à 9 et un pourcentage d'allongement sur 5,1 cm compris entre environ 45 et 50. 27.Procédé selon la revendication l9,caratérisé en ce qu'on ajoute à l'acier dégazé,du colombium en quantité suffisante pour obtenir au moins environ 0,025,4 de colombium non-combiné,ce pourcentage étant déterminé par une analyse à la température amb te et étant calculé à partir de la formule 1 de la revendication l0,et en ce qu'on effectue finalement un recuit du produit à une température comprise entre environ 705 et 700dans une atmosphère non-carburante et non-nitrurante,le produit final ayant un indice r au moins égal à 1,8. 28.Procédé selon la revendication 19,caractérisé en ce qu'on ajoute un formateur de nitrure et d'oxyde à l'acier dégazé, en quantité suffisante pour se combiner pratiquement avec tout l'azote et tout l'oxygène existant dans l'acier,en ce qu'on aJoute du colombium en quantité suffisante pour obtenir au moins environ 0,025 de colombium non-combiné,ce pourcentage étant déterminé par une analyse à la température ambiante et étant calculé à partir de la formule 2 de la revendication 10 et en ce qu'on effectue finalement un recuit du produit laminé à froid à une température comprise entre environ 705 et o700C.