Brevet FR2529231A1 — publié le 19831230

La présente invention concerne des tôles en acier au titane laminées à chaud et présentant une résistance à la traction de 70 kg/mm 2 ou plus, ainsi que des propriétés améliorées d'aptitude au formage et de ténacité aux basses températures. La demande pour des aciers ayant une résistance et une aptitude au formage élevées, utilisables comme matériaux structuraux dans les bâtiments et les machines et aménagements industriels, est devenue récemment plus importante Pour répondre à cette demande, on a développé et utilisé dans l'industrie divers types d'aciers Parmi ces aciers, on peut citer les aciers au niobium, les aciers au vanadium et les aciers au titane L'acier au titane, c'est-à-dire un acier contenant Ti, est très intéressant en raison de son faible prix de fabrication et de sa résistance élevée à la traction Cependant, la ténacité et surtout la ténacité aux basses températures d'un acier au titane est nettement moins bonne que celle des aciers au niobium et des aciers au vanadium. D'autre part, en raison de la nécessité de développer des nouvelles sources d'énergie, l'exploita- tion du gaz et des huiles par exemple est poussée au maximum même quand les conditions de l'environnement sont sévères Il existe donc une demande pour des matériaux structuraux utilisables dans de telles conditions sévères Par exemple, dans le cas d'une tôle d'acier à forte résistance à la traction ayant une épaisseur de 4,5 mm ou plus et qu'on utilise dans un environnement froid, on observe parfois une fracture par fragilité dans la partie o la déformation plastique a été appliquée A ce point de vue, il est également hautement souhaitable de réaliser une tôle d'acier à forte résistance à la traction possédant une meilleure ténacité aux basses températures, ce qui permet d'utiliser la tôle dans des conditions sévères dans un environnement froid, en plus d'une amélioration de certaines autres propriétés, notamment de la forte résistance à la traction et de l'aptitude au formage. Les tôles d'acier au titane laminées à chaud et possédant une forte résistance à la traction sont caractérisées par l'emploi du durcissement par précipi- tation de Ti C et de formation de Ti S (inclusion du type C, c'est-à-dire inclusion globulaire) au lieu de Mn S (qui est une inclusion du type A, c'est-à-dire une inclusion allongée) de façon à améliorer l'aptitude de formage à froid des tôles On mentionnera ci-après certains documents qui traitent du durcissement des tôles d'acier par l'action de titane ajouté: "Alloying possibilities for increasing strength and toughness of weldable structural steels" par L Meyer et al et "The role of strong carbide and sulfide forming elements in the manufacture of formable high strength low alloy steels" par M Korchynsky et al, SYMPOSIUM, LOW ALLOY HIGH STRENGTH STEELS, Nuremberg, 21-23 Mai, 1970, pp 9-15 et pp 17-27, respectivement, par exemple. Un procédé basé sur cette technique est décrit, par exemple, dans les brevets JA (BJ) N O 45614/80 et n O 47256/82 ainsi que dans les demandes publiées de brevets JA (DPBJ) no 84422/81 et N O 41325/81. Selon les explications données dans BJ 47256/82 et 45614/80, outre l'utilisation de durcissement par précipitation de Ti C, on utilise efficacement Ti lui- même en diminuant les teneurs en soufre, azote et oxygène Pour assurer une bonne aptitude au formage à froid, on produit une structure de ferrite fine et pour empêcher la formation d'une structure bainitique, on enroule l'acier laminé à chaud à une température réglée comprise entre 500 et 6800 C DPBJ N O 41325/81 décrit également l'enroulement à une température de 550 à 6500 C DPBJ N O 84422/81 décrit la production de tôles d'acier contenant du titane ayant une structure ferrite + perlite, qu'on soumet après un laminage à chaud à un laminage à froid suivi d'un recuit pour obtenir une tôle d'acier possédant un degré suffisant de résistance à la traction. La tôle d'acier contenant Ti ainsi produite, dans la technique antérieure, n'avait pas seulement une meilleure résistance mécanique mais aussi une aptitude très élevée au formage à froid, comme on a pu le démontrer par le fait qu'une éprouvette dont les bords étaient finis par usinage pouvait supporter un test de cintrage par contact "étroit" selon les normes de JIS Dans le test de cintrage selon JIS, toutes les éprouvettes ont des bords finis par usinage Cependant, dans pratiquement tous les cas de production industrielle d'organes structuraux, des ébauches cisaillées jusqu',à une dimension prédéterminée, sont immédiatement soumises à un écrouissage sans avoir dressé au préalable les bords cisaillés En conséquence, d'un point de vue d'application, l'aptitude au formage à froid d'une tôle d'acier industrielle doit être estimée par les performances de cintrage des éprouvettes dont les bords sont bruts de cisaillement Cependant, des études récentes de la production industrielle des tôles laminées à chaud et contenant du titane ont fait ressortir que la plupart des tôles, notamment les tôles produites par les procédés décrits dans BJ 45614/80 et BJ 47256/82, ont des performances très médiocres lors du test de cintrage sur des ébauches ayant des bords bruts de cisaillement et que des fissures apparaissent dans les bords pendant le cintrage. En prenant ces faits en considération, la Demanderesse a procédé à diverses études pour améliorer l'aptitude au formage des ébauches de tôles d'acier au titane ayant des bords bruts de cisaillement non dressés, ainsi que la ténacité aux basses températures qui est normalement faible dans des tôles en acier au titane La Demanderesse a ainsi trouvé qu'on peut produire une tôle d'acier contenant du Ti, possédant une meilleure aptitude au formage et une bonne ténacité aux basses températures, à partir d'un acier ayant une composition chimique particulière en réglant sa structure micros- copique La présente invention a été élaborée sur la base de cette découverte. Les observations effectuées pendant les études qui ont abouti à la présente invention sont comme suit: Les tôles d'acier au titane ayant été enroulées à la température ordinaire d'enroulement (environ 600 'C) après laminage à chaud peuvent supporter un test de cintrage à contact étroit selon JIS, si bien qu'on peut conclure que l'aptitude au formage de ces tôles est bonne Toutefois, si l'on soumet des ébauches ayant des bords bruts de cisaillement au même test, il est difficile d'éviter les fissures au cintrage en raison des fissures déjà présentes dans les bords bruts de cisaillement par suite de la fragilité des frontières de grains de ferrite qui est une particularité propre aux aciers au titane laminés à chaud La raison de la possibilité importante de développement de fissures dans les frontières des grains de ferrite sur les bords cisaillés est que les tôles d'acier au titane laminées à chaud produites par un procédé classique sont tributaires du durcissement par précipitation de Ti C, qui se forme en premier lieu après le laminage à chaud, en ce qui concerne leur résistance élevée La majeure partie de Ti C qui est finement précipité après le laminage apparaît dans les grains de ferrite et une quantité moindre se retrouve le long des frontières des grains En outre, l'enroulement d'une tôle d'acier laminée à chaud à une température élevée provoque la précipitation de la cémentite le long des frontières des grains En conséquence, la résistance aux fron- tières des grains est réduite par rapport à la matrice dans les grains et la ténacité des frontières elle-même peut être réduite; lors du cisaillement, la contrainte va se concentrer dans les frontières des grains pour laisser apparaître des micro-fissures dans les bords cisaillés Ces microfissures servent de points de départ pour le développement de fissures dans les frontières des grains de ferrite au cours de l'opération ultérieure de cintrage. On pense que le Ti C qui précipite après le lami- nage est cohérent avec la matrice de ferrite (à savoir qu'il est accompagné d'une contrainte très importante) et que l'acier devient alors facilement fragile On présume donc que la suppression de la précipitation cohérente de Ti C dans la matrice de ferrite est très importante pour obtenir une tôle d'acier au titane laminée à chaud et possédant des caractéristiques améliorées d'aptitude au formage et de ténacité aux basses températures. Encouragée par ces observations, la Demanderesse a poursuivi ses études et a trouvé qu'une tôle en acier au titane laminée à chaud, dont l'ébauche ayant des bords bruits de cisaillement possède une aptitude au formage bien meilleure que l'acier classique durci par précipitation de Ti C, peut être produite en satisfaisant aux exigences suivantes: ( 1) l'acier est laminé à chaud avec une réduction importante d'épaisseur dans une gamme de basses températures de sorte que le Ti C incohérent avec la matrice de ferrite précipite de façon uniforme 2529231. à travers toute la structure, c'est-à-dire que le Ti C précipite non seulement dans les grains de ferrite mais aussi dans les frontières des grains au moment de l'achèvement du laminage à chaud, et le durcissement par précipitation de ce type de Ti C permet d'augmenter la résistance mécanique de l'acier; et ( 2) après laminage, on refroidit l'acier pour réduire au minimum la quantité de Ti C précipité de façon cohérente et pour augmenter la quantité de Ti en solution solide, ce-qui accélère la formation de la structure bainitique, d'o augmentation remarquable de la résistance mécanique de la matrice. Ainsi selon les découvertes faites par la Demanderesse, une tôle d'acier au titane laminée à chaud, dans laquelle la quantité de titane précipité de façon incohérente est obligatoirement aussiimportante que possible, par exemple d'une valeur qui n'est pas inférieure à 0,02 % en poids et la quantité de titane précipité de façon cohérente doit être aussi faible que possible, par exemple ne dépassant pas 0,015 % en poids, fait preuve d'une meilleure aptitude au formage à froid ainsi que d'une meilleure ténacité, notamment d'une meilleure résistance à la fissuration pendant le cintrage d'une ébauche ayant des bords bruts de cisaillement D'autre part, pour augmenter la quantité de titane précipité de façon incohérente, il est nécessaire d'effectuer le laminage à chaud à une température relativement faible avec une forte réduction d'épaisseur, par exemple dans l'intervalle des température de 800 à 900 'C et une réduction d'épaisseur de 30 % ou plus D'autre part, pour réduire la quantité de titane précipité de façon cohérente et pour accélérer la formation d'une structure bainitique dont la présence peut contrecarrer la réduction de résistance provoquée par une diminution de la quantité de Ti précipité de façon cohérente, il est indispensable d'effectuer un enroulement à basse température après le laminage à chaud, par exemple un enroulement à une température de 500 à 2000 C. En conséquence, les principaux buts de l'inven- tion sont de réaliser: une tôle d'acier au titane laminée à chaud et présentant une résistance à la traction de 70 kg/mm 2 ou plus, ainsi que des caractéristiques de ténacité à basse température et d'aptitude de formage à froid améliorées; une tôle d'acier au titane laminée à chaud et ayant une résistance à la traction de 70 kg/mm 2 ou plus, ainsi que des propriétés de ténacité à basse température et d'aptitude de formage à froid améliorées, notamment une meilleure résistance à la fissuration après cintrage d'une ébauche ayant des bords bruts de cisaillement; et un procédé de fabrication d'une tôle d'acier au titane laminée à chaud et possédant une résistance élevée à la traction, ayant que de meilleures propriétés de ténacité aux basses températures et d'aptitude de formage à froid, notamment une meilleure résistance à la fissuration lors du cintrage d'une abauche ayant des bords bruts de cisaillement. En conséquence, la présente invention a pour objets:( 1) une tôle d'acier au titane laminée à chaud à forte résistance à la traction, possédant des propriétés améliorées de ténacité et d'aptitude au formage à froid, ladite tôle d'acier étant fabriquée en un acier calmé qui consiste essentiellement en C: 0,05 0,20 % pds Si: pas plus de 1,2 % pds Mn: 0,5 2, 0 % pds Ti: 0,04 0,20 % pds P: pas plus de 0,025 % pds S: pas plus de 0, 015 % pds A 1 sol: 0,005 0,15 % pds O: pas plus de 0,0080 % pds N: pas plus de 0,0080 % pds Cr: O 1,0 % pds B: O 0,0030 % pds Ca: O 0,010 % pds. le complément étant Fe et des impuretés accidentelles, la teneur en titane comprenant pas moins de 0,02 % pds de Ti précipité de façon incohérente et pas plus de 0,015 % pds de Ti précipité de façon cohérente, ledit acier calmé étant constitué de 20 à 90 % en volume d'une structure bainitique et de pas moins de 10 % en volume d'une structure ferritique; ( 2) un procédé de fabrication d'une tôle d'acier au titane laminée à chaud à forte résistance à la traction, possédant des propriétés améliorées de ténacité et d'aptitude au formage à froid, ladite tôle d'acier étant constituée d'un acier calmé qui consiste essentiellement en: C:0,05 0,20 % pds Si:pas plus de 1,2 % pds Mn:0,5 2,0 % pds Ti:0,04 0, 20 % pds P:pas plus de 0,025 % pds S:pas plus de 0,015 % pds Ai sol: 0, 005 0,15 % pds 0: pas plus de 0,0080 % pds N: pas plus de 0,0080 % pds Cr: O 1,0 % pds B: O 0,0030 % pds Ca: O 0,010 % pds le complément étant Fe et des impuretés accidentelles, ledit procédé comprenant les étapes d'application du laminage à chaud à un acier calmé ayant la composition chimique ci-dessus avec une réduction totale d'épaisseur qui n'est pas inférieure à 30 % dans un intervalle de température de 900 à 800 C, de finition du laminage à chaud à une température qui n'est pas inférieure à 800 C, de refroidissement rapide de la tôle d'acier ainsi laminée à chaud à un taux de refroidissement de C par seconde ou plus après la finition du laminage à chaud, et d'enroulement de la tôle d'acier refroidie à une température comprise entre 500 C et 200 C; et ( 3) un procédé de fabrication d'une tôle d'acier au titane laminée à chaud à forte résistance à la traction possédant des propriétés améliorées de ténacité et d'aptitude au formage à froid, ladite tôle d'acier étant fabriquée en un acier calmé qui consiste essentielle- ment en: C:0,05 0,20 % pds Si:pas plus de 1,2 % pds Mn:0,5 2,0 % pds Ti:0, 04 0,20 % pds P:pas plus de 0,025 % pds S:pas plus de 0,015 % pds Al sol: 0,005 0,15 % pds 0: pas plus de 0,0080-% pds N: pas plus de 0,0080 % pds Cr: O 1,0 % pds B: O 0,0030 % pds Ca: O 0,010 % pds le complément étant Fe et des impuretés accidentelles, ledit procédé comportant les étapes d'application du laminage à chaud à un acier calmé présentant la com- position chimique ci-dessus avec une réduction totale d'épaisseur qui n'est pas inférieure à 30 % dans un intervalle de température de 900 à 800 C, de finition du laminage à chaud à une température qui n'est pas inférieure à 800 C, de refroidissement de la tôle d'acier laminée à chaud à un taux de refroidissement qui est celui de refroidissement à l'air ou plus élevé que le refroidissement à l'air après la finition du laminage à chaud dans un intervalle de température dans lequel les structures de ferrite et d'austénite peuvent coexister, puis de refroidissement à l'air, de refroidissement lent ou de maintien de la tôle d'acier ainsi refroidie jusqu'à ce que 10 % ou plus en volume d'une structure de ferrite soient formés, puis de refroidissement rapide de la tôle d'acier au ferrite précipité à un taux de refroidissement de C ou plus par seconde, et d'enroulement de la tôle d'acier ainsi refroidie dans un intervalle de tempéra- turs de 500 à 2000 C. Il ressort de ce qui précède que l'acier au titane selon l'invention peut contenir un maximum de 0,0100 % pds de Ca pour améliorer l'aptitude au formage. On peut ajouter du bore en une proportion qui ne dépasse pas 0,0030 % pds pour encore améliorer l'aptitude au durcissement de l'acier au titane On peut aussi ajouter du chrome en une proportion ne dépassant pas 1;,0 % pds à l'acier pour en améliorer encore plus la ténacité. L'exoression "Ti Drécipité de façon incohérente" désigne Ti C zui a étà précipité au stade d'achiivement du laninaqe à chaud et qui ne laisse pas de contrainte autour du Ti C Précipité L'expression "Ti préci- pité de façon cohérente" désigne Ti C qui est finement précipité dans la matrice de ferrite après le laminage à chaud, surtout après l'enroulement à une température élevée et et qui laisse une contrainte autour du Ti C précipité. On remarquera que le Ti C dont il est question ci-dessus comme étant précipité de façon incohérente peut contenir, à titre d'impuretés, une quantité insigni- fiante de composés inévitables de titane, tels que Ti N, etc. On va maintenant expliquer le caractère critique de chacun des composants chimiques et aussi la structure microscopique de l'acier défini plus haut Dans cette description ainsi que dans la suite du présent mémoire, toutes les proportions sont en poids sans stipulation contraire. CARBONE (C) Le carbone a l'aptitude d'assurer la résistance des aciers et il est indispensable pour établir une résistance à la traction d'au moins 70 kg/mm 2 Si la teneur en carbone est inférieure à 0,05 %, on ne réalise pas l'effet recherché et, si cette teneur dépasse 0,20 %, on obtient une structure bainitique riche en carbone. Une telle structure bainitique riche en carbone réduit les propriétés de flexion, la ténacité aux basses températures et même l'aptitude au soudage Ainsi, aux fins de la présente invention, la teneur en carbone est limitée à l'intervalle de 0,05 à 0,20 %- SILICIUM (Si) Le silicium possède l'aptitude d'augmenter la résistance de l'acier en raison de son durcissement en solution solide, ainsi que de désoxyder l'acier Pour augmenter la résistance de l'acier, le silicium est avantageusement incorporé à raison d'au moins 0,05 % environ mais si sa teneur dépasse 1,2 %, la ténacité et l'aptitude au soudage sont détériorées Ainsi, la limite supérieure de la teneur en silicium est établie à 1,2 %. MANGANESE (Mn) Le manganèse est un élément possédant la capacité d'augmenter la ténacité d'un acier Quand la teneur en manganèse est inférieure à 0,5 %, le but recherché n'est pas atteint et si sa teneur dépasse 2,0 %, une inclusion du type A se formera facilement et on observe une réduction de l'aptitude au formage de l'acier par flexion transversale En conséquence, la teneur en manganèse est limitée à l'intervalle de 0,5 à 2,0 %. TITANE (Ti) Le titane est capable d'augmenter la résistance de la matrice en formant une structure bainitique dont la formation est accélérée par la présence de Ti en solution solide L'addition de Ti permet d'obtenir un acier plus résistant par précipitation de Ti C Le titane peut également améliorer la capacité de l'acier à fléchir dans le sens transversal par rapport au sens du laminage en convertissant Mn S (inclusion du type A) en Tis (inclusion du type C) Cependant, si la teneur en titane est inférieure à 0,04 %, l'acier ne présente pas la résistance désirée et, d'autre part, un contrôle insuffisant de la forme des inclusions détériore - l'aptitude de l'acier à fléchir dans le sens transversal. Pour pouvoir établir un contrôle correct de la forme des inclusions, le titane est avantageusement présent à raison de 0,08 % ou plus Avec une proportion de plus de 0,20 % de titane, l'aptitude au soudage devient moins bonne. PHOSPHORE (P) Le phosphore possède la tendance de rendre fragile la frontière entre les grains de ferrite par ségrégation dans cette frontière au cours du refroidis- sement lent qui suit l'enroulement En conséquence, pour empêcher une détérioration de l'aptitude à la flexion d'une ébauche ayant des bords bruts de cisail- lement, la teneur en phosphore doit être maintenue à un minimum et, du point de vue économique, la limite supérieure autorisée est définie comme 0,025 % On préfère une teneur en phosphore ne dépassant pas 0,010 %. SOUFRE (S) Il s'agit d'un élément d'impureté qui se combine facilement avec Mn dans l'acier pour former une inclu- sion du type A L'acier envisagé par l'invention contient du titane mais, malgré cela, si le soufre est présent en une proportion de plus de 0,015 %, il est très probable qu'il se combinera avec Mn pour former une inclusion du type A qui détériore l'aptitude à la flexion de l'acier Ainsi, la limite supérieure de la teneur en soufre est établie à 0,015 %, de préférence 0,005 %. Al SOLUBLE L'aluminium soluble possède la capacité d'assurer l'efficacité de l'addition de Ti Si la teneur en aluminium soluble est inférieure à 0, 005 %, l'efficacité de l'addition de Ti n'est pas totale et si la teneur dépasse 0,15 %, la quantité des inclusions non métalliques augmente et l'acier devient fragile. Ainsi, la teneur en aluminium soluble est limitée à l'intervalle de 0,005 à 0,15 %. AZOTE (N) L'azote forme facilement Ti N dans l'acier et diminue la quantité de Ti présent sous forme de Ti C efficace pour le durcissement par précipitation ou sous forme Ti S efficace pour la sphéroidisation des inclusions non métalliques Ainsi, la teneur en azote doit être maintenue à un minimum et, sur le plan économique, la limite supérieure autorisée est établie à 0,0080 % Une teneur en azote ne dépassant pas 0,0050 % est préférée. OXYGENE (O) L'oxygène forme Ti O dans l'acier et diminue ainsi la quantité de Ti présent sous forme de Ti C qui est efficace pour le durcissement par précipitation ou sous forme de Ti S qui est efficace pour la sphéroldisation des inclusions non métalliques. Ainsi, la teneur en oxygène doit être maintenue à un minimum et, sur le plan économique, la limite supérieure autorisée est établie à 0,0080 % Une teneur en oxygène ne dépassant pas 0,0035 % est préférée. CALCIUM (Ca) Le calcium est capable de se lier avec un composé Al-O (inclusion du type B, c'est-à-dire des inclusions qui sont groupées dans le sens du laminage) pour former une inclusion du type C contribuant à améliorer l'aptitude au formage de l'acier Etant donné que Ti réduit la quantité des inclusions du type A et que Ca diminue la quantité des inclusions du type B, l'addition de Ca à un acier contenant du Ti est de loin préférée pour régler la forme des inclu- sions Ainsi, quand il existe un besoin particulier d'améliorer l'aptitude au formage de l'acier, on ajoute avantageusement Ca à raison de 0,0008 % ou plus Cependant quand la teneur en calcium dépasse 0,0100 %, des inclusions plus nombreuses que pratiquement permis sont formées En conséquence, la limite supérieure de la teneur en calcium est établie à 0,0100 %. BORE (B) Le bore possède l'aptitude d'améliorer la capacité de durcissement des aciers et de leur conférer une plus force ténacité L'addition de bore, sous forme de traces, est très efficace dans la présente invention dont le but est d'obtenir une tôle d'acier ayant une résistance élevée à la traction, en utilisant le mécanisme d'augmentation de la résistance de l'acier par une structure bainitique En conséquence, si l'on recherche spécialement une plus grande ténacité, on ajoute avantageusement du bore à raison de 0,0001 % ou plus Cependant, si l'on dépasse 0,0030 % de bore, on obtient une augmentation hors proportion de la ténacité de l'acier Ainsi, la limite supérieure du bore est établie à 0,0030 %. CHROME (Cr) De même que le manganèse, le chrome peut augmenter la ténacité des aciers si bien que dans le cas d'un besoin particulier pour améliorer la ténacité de l'acier selon l'invention, on ajoute avantageusement du chrome à raison de 0,1 % ou plus Cependant, si l'on dépasse 1,0 % de chrome, on n'obtient pas d'amélioration d'une valeur justifiée et, au contraire, on observe une détérioration de l'aptitude au soudage de l'acier En conséquence, la limite supérieure de la teneur en chrome est établie à 1,0 %. Ti PRECIPITE DE FACON INCOHERENTE Le durcissement dû à la précipitation de Ti précipité de façon incohérente ne détériore guère l'aptitude au formage d'une ébauche ayant des bords bruts de cisaillement, et ne provoque pratiquement pas de fragilité de l'acier Quand la quantité de Ti précipité de façon incohérente est inférieure à 0,02 %, l'effet de durcissement est faible et il est difficile d'obtenir l'acier recherché ayant une forte résistance. On préfère que la quantité de Ti précipité, de façon incohérente ne soit pas inférieure à 0,04 t. Ti PRECIPITE DE FACON COHERENTE Le durcissement dû à la précipitation de Ti précipité de façon cohérente ne détériore pas seulement l'aptitude au formage d'une ébauche ayant des bords bruts de cisaillement, mais provoque aussi la fragilité de l'acier Ainsi, aux fins de l'invention, la quantité de Ti précipité de façon cohérente ne doit pas dépasser 0,015 % et, de préférence, ne doit pas dépasser 0,010 %. Dans les exemples de l'invention qui seront étudiés plus loin, on mesure la quantité de Ti précipité de façon incohérente par la quantité de Ti insoluble dans une solution aqueuse de H Cl ( 1:1) dans les échantillons préparés par un refroidissement à l'eau des aciers faisant suite à l'achèvement du laminage à chaud à des températures plus élevées que le point de transformation Ar 3 La quantité de Ti précipité de façon cohérente est calculée en soustra- yant la quantité ainsi mesurée de Ti précipité de façon incohérente de la quantité de Ti insoluble dans une solution aqueuse de H Cl ( 1:1) dans l'acier final. On peut augmenter la quantité de Ti précipité de façon incohérente en laminant à chaud l'acier avec un rapport élevé de réduction d'épaisseur à une température supérieure au point Ar 3 de manière à rehausser la précipitation de Ti C dans la phase austénitique Comme il a déjà été dit, cette technique n'augmente pas seulement la résistance de l'acier par précipitation de Ti C mais elle produit également une plus faible contrainte autour de Ti C pour empêcher ainsi une réduction de ténacité aux - basses températures, phénomène qui est propre à l'acier classique laminé à chaud contenant du titane. La précipitation cohérente de Ti a lieu dans la phase de ferrite de l'acier laminé quand on l'enroule à une température élevée (environ 600 'C) de sorte qu'on peut réduire ce phénomène au minimum en refroidissant rapidement l'acier laminé à chaud pour former une phase bainitique ou en évitant le maintien de l'acier à une température proche de 600 'C. PROPORTION EN VOLUME DE LA STRUCTURE BAINITIQUE La structure bainitique est nécessaire dans la présente invention pour augmenter la résistance de l'acier La Demanderesse a confirmé qu'une augmentation de 10 % en volume de la structure bainitique peut élever la résistance à la traction d'une valeur aussi importante que 5 à 7 kg/mm 2 On remarquera que l'aptitude au formage d'une ébauche ayant des bordsbruts de cisaillement n'est pas détériorée si le volume de la structure bainitique est augmenté Pour obtenir la résistance désirée à la traction, l'acier selon l'invention doit contenir une structure baini- tique à raison de 20 % ou plus, de préférence 50 % ou plus, en volume Cependant quand la structure bainitique représente plus de 90 % en volume de l'acier, l'aptitude au formage de la tôle résultante est fortement détériorée La limite supérieure est établie à 90 % en volume. PROPORTION EN VOLUME DE LA STRUCTURE FERRITIQUE La présence d'une structure ferritique dans - l'acier au titane est nécessaire pour améliorer l'aptitude au formage de l'acier au titane selon l'invention Une structure ferritique inférieure à 10 % en volume n'est pas efficace dans ce but De préférence on règle la teneur de la structure ferritique entre 20 et 50 % en volume L'expression "structure ferritique" désigne une structure ferritique qui n'a pas été tra- vaillée à chaud, c'est-à-dire la structure ferritique formée pendant le refroidissement après le laminage à chaud. LAMINAGE A CHAUD Comme il a déjà été dit, la précipitation cohérente de Ti C et la présence-de Ti N grossier détériorent la ténacité à basse température de l'acier au titane. Selon la présente invention, pour augmenter la précipitation incohérente de Ti, on applique un laminage réglé à l'acier au titane à une température de 9000 C ou plus basse avec une réduction d'épaisseur de 30 % ou plus et on termine le laminage à 800 'C ou une température plus élevée. Quand' la température de laminage est supérieure à 900 'C ou lorsque la réduction d'épaisseur est infé- rieure à 30 %, on n'obtient pas de quantité suffisante de Ti précipité de façon incohérente et on ne peut pas obtenir de structuré fine de sorte qu'il est assez difficile d'établir une ténacité à faible température qui soit suffisamment bonne pour utilisation comme un. matériau structural D'autre part, si le laminage de la tôle d'acier est terminé à une température inférieure à 800 'C, on observe une formation excessive de structure texturée ce qui crée une isotropie dans les propriétés mécaniques et on observe aussi une détérioration des propriétés de flexion dans le sens transversal Ainsi, selon la présente invention, on lamine la tôle d'acier à une température de 900 à 800 'C avec une réduction d'épaisseur de 30 % ou plus et on termine le laminage à une température de 8000 C ou plus élevée. REFROIDISSEMENT APRES LAMINAGE A CHAUD Selon l'invention, après le laminage à chaud réglé décrit ci-dessus, on refroidit rapidement la tôle laminée à chaud à une température d'enroulement Le taux de refroidissement est de 50 C ou plus par seconde. Un refroidissement aussi rapide est souhaitable pour réaliser la transformation vers la structure bainitique d'une valeur d'environ 50 % en volume, par exemple. Etant donné qu'une quantité relativement importante de structure bainitique est formée, un acier refroidi aussi rapidement est souhaitable pour obtenir des tôles d'acier d'une forte résistance mécanique. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on refroidit la tôle laminée à chaud par refroidissement à l'air ou un refroidissement rapide jusqu'à une tempé- rature à laquelle une structure ferritique et une structure austénitique peuvent coexister pour supprimer la formation de Ti C précipité de façon cohérente Après ce refroidissement, on soumet l'acier résultant à un supplément de refroidissement à l'air, de refroidisse- ment lent ou de maintien à ladite température afin de former une structure ferritique à raison de 10 % en volume ou plus La structure ferritique ainsi préparée est très fine de sorte que la structure est très tenace De préférence, la quantité de la structure ferritique ainsi formée est de 10 à 50 % en volume. Après cela, la tôle qui contient 10 % ou plus en volume de structure ferritique est rapidement refroidie à une température d'enroulement qui est de 500 à 200 'C pour former une structure bainitique Par le refroidissement rapide à la température d'enroulement sans effectuer un traitement thermique du type mentionné plus haut, on obtient une quantité relativement importante de structure bainitique En conséquence, lorsqu'une ténacité encore améliorée est exigée, un tel traite- ment thermique supplémentaire est souhaitable pour obtenir une ténacité satisfaisante Lorsqu'on effectue le refroidissement rapide à la température d'enroule- ment après la formation d'une structure ferritique à raison de 10 % en volume ou plus, à un taux de refroidissement inférieur à 50 C par seconde, il est impossible d'obtenir le degré désiré de résistance élevée ou de ténacité à basse température Ainsi, selon l'invention, on utilise un refroidissement à un taux de 50 C par seconde pour fournir un degré souhai- table de résistance mécanique et de ténacité aux basses températures. TEMPERATURE D'ENROULEMENT Comme il a déjà été dit, si la température d'enroulement est supérieure à 5000 C, on constate une très forte dégradation des propriétés de cintrage d'une ébauche ayant des bords bruts de cisaillement et aussi de la température de transition dans le test de Charpy. D'autre part, si la température d'enroulement est inférieure à 200 'C, ces propriétés sont également affectées en raison de la formation d'une structure martensitique En outre, si une structure bainitique est formée pendant le refroidissement, elle ne subit plus l'auto-trempage pendant l'enroulement de sorte que la ténacité n'est pas améliorée Ainsi, selon la présente invention, la température d'enroulement doit être de 500 à 2000 C et, de préférence,de 400 à 200 VC. Les exemples suivants, dans lesquels tous les pourcentages sont en poids sauf stipulation contraire, servent à illustrer l'invention sans aucunement en limiter la portée, en référence aux Figures du dessin joint sur lequel: La Figure 1 est un graphique montrant le rapport entre la quantité de Ti précipité de façon cohérente et trois propriétés mécaniques des tôles d'acier au titane laminées à chaud; La Figure 2 (a) est une micrographie montrant la structure d'une reproduction d'ébauche d'une tôle d'acier au titane laminée à chaud d'un type comparatif; La Figure 2 (b) est une micrographie d'une tôle d'acier selon la présente invention; La Figure 3 est un graphique montrant l'effet des températures d'enroulement sur les propriétés méca- niques de l'acier au titane; La Figure 4 (a) est une micrographie montrant une structure microphotographie décapée au nital d'acier au titane qui, après un laminage réglé, a été refroidie selon le Schéma de Refroidissement I et a été enroulée à 4000 C; et La Figure 4 (b) est une micrographie montrant une structure microphotographique décapée au nital en acier au titane enroulée à 6000 C après laminage réglé. EXEMPLE 1 On prépare un acier dont la composition chimique est indiquée dans le Tableau I, on lamine jusqu'à finition à 850 'C avec une réduction totale d'épaisseur de 50 % et on enroule à 6000 C pour obtenir une tôle d'acier laminée à chaud ayant 6 mm d'épaisseur La tôle contient 0,07 % de Ti précipité de façon incohérente et 0,04 % de Ti précipité de façon cohérente. On lamine à finition un autre acier ayant la même composition chimique à 820 'C avec une réduction totale d'épaisseur de 50 %, puis on refroidit rapidement à 400 C à un taux de 10 C/seconde et on enroule à 400 C par le procédé de l'invention On obtient une tôle d'acier ayant 6 mm d'épaisseur Elle contient 0,08 % de Ti précipité de façon incohérente et 0,005 % de Ti précipité de façon cohérente. Lespropriétés mécaniques des deux tôles d'acier laminées à chaud contenant Ti sont résumées dans le Tableau II. TABLEAU I C Si Mn P S Ti AI O N o,l O 311145 0007 04003 o 12 O 030 O 0023 0 0052 1 71 1 1 1 1 -0030I TABLEAU JI Ti précipité de façon incohérenb (%) Ti précipité de façon zohérente (%) Résistance à la traction (kg/mmin 2) Rayon mirim de cintrage (t:épais- seur de l'ébauche) Température de transition de l'échantillon ( 5 mm d'épaisseur fracturé par le test de Charpy ( C) Tô 1 e T 81 e selon comparative l'invention contenant Ti contenant Ti 00 O 7 310 t * Of 005 0 t** 63 i * L'échantillon testé est une ébauche ayant des bords bruts de cisaillement ** L'échantillon pouvait être étroitement fléchi. En outrer on lamjne à chaud et on refroeidt à des taux variés dep échantillons d'acier dont la composition est indiquée dans le Tableau A, pour obtenir des tôles d'acier ne contenant pas plus de 0,04 % de Ti précipité de façon cohérente On porte sur un graphique les propriétés mécaniques des tôles en fonction de la quantité de Ti précipité de façon cohérente et les résultats apparaissent sur la figure 1 ensemble avec les données du Tableau Il. On voit aisément qu'on peut obtenir des propriétés mécaniques satisfaisantes si l'on maintient la quantité de Ti précipité de façon cohérente à un niveau ne dépassant pas 0,015 %. La figure 2 (a) est une micrographie montrant la structure d'une ébauche en tôle comparative laminée à chaud contenant du Ti (voir Tableau I 1) et la figure 2 (b) est une micrographie de la tôle d'acier selon l'invention (voir également Tableau Il) Comme on le voit sur la figure 2 (a), le produit classique comprend des structures de ferrite et de cémentite sphérique La précipitation de Ti C dans les grains de ferrite est marquée mais la précipitation le long des frontières des grains de ferrite est moins marquée, en faisant ressortir une zone blanche exempte de précipitation D'autre part, comme on le voit à la figure 2 (b), la tôle d'acier selon l'invention présente une petite proportion de structure ferritique et est caractérisée par une précipitation de Tic qui diffère nettement de celle constatée dans 1 'échantillon clas- sique La quantité de structure de ferrite est de 15 % en volume et celle de la structure de bainite est de % en volume. EXEMPLE 2 On prépare vingt échantillons d'acide dont les compositions chimique 9 sont,indiquées dans le Tableau II; par un procédé de fusion/coulée utilisant un tour à haute fréquence Les aciers A à Iî sont dans le cadre de l'invention alors que les aciers I à T sont des échantillons comparatifs en dehors du cadre de l'invention Les proportions des composants en dehors du cadre de l'invention sont indiquées par un seul astérisque. On prépare des tôles d'acier laminées à chaud ayant 6 mm d'épaisseur par laminage à chaud des échantillons respectifs dans les conditions indiquées dans le Tableau IV, les aciers en dehors du cadre de l'invention et les valeurs des paramètres en dehors de ce cadre étant également indiqués par un seul astérisque. On a également représenté dans le Tableau IV les propriétés mécaniques des 21 échantillons de tôles d'acier laminées à chaud et on peut voir que les échantillons N O 1 à 8, dont les compositions chimiques de l'acier et les structures microscopiques sont con- formes à l'invention, présentent une résistance élevée à la traction et une bonne ténacité aux basses températures ainsi que la bonne aptitude au cintrage sur des ébauches ayant des bords bruts de cisaillement. Toutefois les échantillons comparatifs No 9 à 21, dont la composition chimique de l'acier et/ou les structures microscopiques sont en dehors du cadre de l'invention, présentent une faible résistance à la traction (voir par exemple l'échantillon no 11), une faible ténacité aux basses températures ou une aptitude médiocre au cintrage des ébauches ayant des bords bruts de cisaillement. Zj O Ol O:S STIO:a D O ú 0010:1 ?D 5 zoo'o tgoo eo TT'o Zú O '0 ZOO 'O BOO'O 9 S'T SZ'O VT'O H ZE'O:ID ZZOO'O:VD Zú 00 '0 KOO'O WO Z O'O TOO'O 80 O'O OL'T Ss O 60 O CD ZTOO 0:9 TZOO O:IPD OEOO O LCOO O TT O LZO O TOO O 600 O OT T ZE O ET O i P 6 T 00 io: SI MOI O ZSOOCO ET(O SEO i O COO O LOO (O SZCT úú (O LOIO a úZOO O:ID SZOO O OZOO'O TT 'O M'O TOO'O 90 O'O 9 ú'T ZOO WO CI úZ O:e D O COO O Z 900 O ET O úúO O Poo O 600 O Z 9 1 SE O ET O D z 9 oceo zvoot O' T r O KOCO zooco 500 (O TV T 59 (O OT'O El zzooco SCOOCO ZT(O úZOCO POO&O SOO(O vs T TCIO OTIO v Sax-inv O N Ti TOS W S UN TS O (spd %) arib TM Tqo uomi lum r% a a uc>'Pua Au'r queq-ged t-T ap axpeo np sampp tas:, M 1 e 1-1 O' U)sl (Mn SPOO 10 ú 900 i O Z 90010 ESOO 10 >W O *OOT Oc O VPOO(O ZPOOIO 5900 i O * 001010 9 > 0010 SVOO(O Molo *SZTO 10 9 COOLO, 9 ú 00 L O EVOOI O MOL O EPOO 10 EPOOIO COOJO PSOO 40 *EOIO PTúO ET 10 ET ( O **SZ c O TT ( O ZT(O TTLO OTIO ZTL O ET JO ET O Oco 10 *OO Zi O czo 10 PZO t O ZCOLO *ú 00 t O CCOLO LEOIO Vzolo ccolo zco O SEO 10 ZOO JO TOOCO TOO Io TOOLO TOO L O POO LO *SZO L O TOO ( O ZOOLO TOOCO POO(O VOO 10 900 1 O OTO Io úO O O W 10 OTO ( O sooto *SúO O 900 (O 800 40 LOO i O OT IT SE i 1 *SE 10 O> t T OT T SE t T Zú (T Z> ( T *OT 1 z Zú(T çp i 1 Tg IT TZ io EZ 10 go ( O ST O SE ( O 09 Co 9 E O ZE LO CE to Soto TE to SE 10 Io TT 10 OT t O LO L O LO OT Io LO *SZ O *TOCO OT 10 c p u Il la la Il il il il la Il s u d N NI Il > 1 r il il là -0 CN Ili frum Em - TABLEAU IV 1, 1; 1 E i i Condi tions de laminage à chaud et réglage de la structure microscopique 1 1- Propriétés mécaniques Meauc- tion totale d 1 é pais- seur à 9001, C ou moins remp. de fini- tion (O C) TI Pré- cipité 1 de fa O. incohé- rente jrx M 1 e L, 1 de de baini_ ferri- te te **ICJC Réels- tance à la trac- tîon 1, kg/= 9 Allonge- ment total M Temp de - transition de l'échan- tillon ( 5 mm d'é- paisseur) fracturé par le Test de Charpy (Il C) -oïs-e-r vations Tl préci- pité de façon cohé- rente Xx* M Payon minimum de cintre- ge (t) ****X -68 -60 -69 -57 -60 -60 -58 -65 rd S r-1 -11 -W r. -, C) H W -0 (n 'ÉL A B C D E F G H il et et Il il Il Il il Il fi la il il il il le 0 095 0 130 0 100 0 1 085 Of O 70 0 ? 005 0 tolo il is 0 1 5 0 15 Refroi- disse- rent rapide à 4000 C après laînimage 01 030 * M Mulé ennor Pl) -4 ru t A M "O rj Lq -.b A * > 90 1 rs 1 _.0 2 j 5 1 f O 2 r iro oti O 5 01 020 Or O 55 01 095 01 095 orilo Refroi- disse- rent rapide à 4000 C après laminage 1 O 1.1 J* J* K* L* M", N* O* P* Q* R* S* T* il il il il le If il il il il Il Il le si fi if il tg fi il il tg il il et il et il Il il 8 5 8 O * -50 -70 + 70 -45 -55 -62 -54 -30 -45 -65 -60 -70 fn e to 0 44 1-1 -14 -A -P 1-4 e 4 jp e rd rd C u O r A () x En dehors du cadre de la présente invention. xi, Quantité de Ti précipité au moment O le laminage est terminé. 11 *x Quantité de Ti précipité pendant le refroidissement après le laminage à chaud. *XXIX Ferrite formée pendant le refroidissement après laminage à chaud. :.chlw-i Acieri Temp. t ^ de h - c r rage (O C) EXEMPLE 3 - On prépare un acier ayant la composition chimique suivante: 0,10 % de CI 0,30 % de Sir 1,65 % de Mn, 0,002 % de S, 0,17 % de Ti, 0,025 % de AI, 0, 0035 % de N, et le complément Fe, on lamine à chaud à 900 C ou une température plus basse avec une réduction d'épais- seur de 50 %, on lamine à finition à 8200 C et on obtient une tôle d'acier laminée à chaud ayant 6 mm d'épaisseur qu'on refroidit à une température de refroidissement et à un taux de 100 C/s Les propriétés de cintrage de l'ébauche ayant des bords bruts de cisaillement et des battitures, ainsi que la température de transi- tion par le test de Charpy subissent une détérioration progressive quand la température d'enroulement est supérieure à 4000 C En particulier, ces propriétés sont détériorées tellement que la tôle résultante n'est plus pratiquement utilisable quand la température d'en- roulement dépasse 5000 C Les tôles enroulées à une température entre 500 et 2000 C, de préférence entre 400 et 2000 C, font preuve d'une aptitude nettement améliorée au formage et d'une bien meilleure ténacité aux basses températures Quand la température d'enrou- lement est inférieure à 2000 C, ces propriétés sont détériorées. EXEMPLE 4 On prépare dix neuf échantillons d'acier dont les compositions chimiques sont indiquées dans le Tableau V en répétant l'Exemple 2 ci-dessus. On obtient des tôles d'acier laminées à chaud ayant 6 mm d'épaisseur en laminant à chaud les échan- tillons dans les conditions indiquées dans le Tableau VI, dans lequel les types d'acier en dehors du cadre de l'invention et les valeurs des paramètres en dehors de ce cadre sont également indiqués par un seul astérisque. Les propriétés mécaniques des 22 échantillons de tôles d'acier lami:nées à chaud apparaissent également dans le Tableau VI et on voit que les échantillons N* 1 à 8 ayant les compositions chimiques d'acier et les structures microscopiques selon l'invention et qui sont fabriqués par le procédé de l'invention, font preuve d'une résistance à la traction élevée et d'une forte ténacité aux basses températures, ainsi d'ailleurs que d'une bonne aptitude au cintrage des ébauches ayant des bords bruts de cisaillement. Cependant les échantillons comparatifs N O 9 à 22, dont les compositions chimiques de l'acier, les struc- tures microscopiques ou les conditions du laminage à chaud et de l'enroulement sont en dehors-du cadre de l'invention, présentent une faible résistance à la traction ou une faible ténacité aux basses tempéra- tures ou encore une aptitude médiocre au cintrage des ébauches ayant des bords bruts de cisaillement. En particulier, l'échantillon N O 9 qui n'a pas été soumis à un laminage réglé mais à un enroulement à basse température, ne fait pas ressortir de micro- structure qui représente une structure combinée d'une petite quantité de ferrite fine et de bainite fine mais des structures bainitiques grossières ce qui provoque une détérioration marquée de la ténacité, On remarquera que les aciers D, F, G et H qui contiennent Ca possèdent une aptitude au cintrage très améliorée sur des ébauches ayant des bords bruts de cisaillement. TABLEAUV Acier Composition chimique(% 0 Si Mn p S Ai Sol Ti N Autres Fe+ xrts A 0, 12 0,32 1,53 0,007 0,001 0,025 0,16 0,0032 Comp 1 lxment r B 0,12 0,96 1, 45 0,008 0,002 0,036 0,18 0,0029 0 C 0,14 0,25 1,63 0,006 0,004 0,032 0, 12 0,0018 Cr:0,52 D 0,09 0,43 1,28 0,004 0,002 0,037 0,13 0,0035 Ca:0,0032 O O E 0,08 0,32 1,46 0,007 0,001 0,062 0,10 0,0019 B:0,0019 F 0,07 0,47 1,39 0,005 0,002 0,053 0,11 0,0023 Ca:0,0021, B:0,0013 e G 0, 09 0,53 1; 70 0,008 0,002 0,055 0,10 0,0016 Ca:0,023, Or:0,31 H 0,13 0,43 1,52 O l,008 0,003 0,062 0,13 0,0026 Ca:0,0030, Cr:0,21, B:0,0010 l I 0, 02 * 0,30 1, 52 0,008 0,002 0,035 0, 12 0,0056 l J 0,25 * 0,05 1,30 0,007 0,001 0,051 0,14 0; 10032 l K i L 0,08 0,23 2,20 * 0,008 0,003 0,034 0,10 0,0027 M 0,12 0,32 1,48 0,030 * 0,001 0,021 0,12 0,0053 ' N 0,08 0,36 1,54 0,009 0,020 * 0,031 0,14 0,0051. O 0,09 0,07 1,43 0,,007 0,001 0,003 * 0,10 0,0056 o P 0,10 0,41 1,52 0,008 0,002 0, 190 * 0,10 0,0036 ' Q 0,08 0,24 1,38 0,006 0,003 0,037 0,02 * 0,0039 R 0,08 0,20 1,32 0,008 0,002 0,033 0,25 * 0,0032 l S 0,08 0,,32 1,35 0, 007 0,002 0,046 0,10 0,0100 * l W t Jla o Tableau VI Condtions dlaminagà chai et d'exi Proriétés emanide Condtion de amiage chad e d'e Prprités _écanque transiticrn de 1 'é chan- Tenp Réuc Te DmpTaux de Terp Résis Lnite ionge tillon Rayon échan de on de refroidis d'en tance à élasti ment ( 5 mmn d 'é ndiinium tillonairchauf dtotail fii smn roule la trac que total paisseur) de cin- No f ageseu 1 pi tion entre xoent tion (kgf/) (%) fracturé trage (OC) seurc à (OC) finition (OC) (kgf /mmn par le ()* 9 OVC ou et enroule Test de t s ren nt( O C/s) __ _ _ _ _ _ _ _ _ am rr (c)_ _ _ _ _ _ _ i 1 A 50 860 40 84 72 3 8 -56 0 i 5 2 B 60 830 5 88 74 18 -52 O 15 > 3 C 1200 50 850 40 92 76 16 -57 0,5 4 D ______ 840 400 __ 81 70 18 -55 Or O E 60 830 10 350 87 72 17 -53 015 6 F 1280 50 80400 85 73 18 -50 010 G1200 O 6092 79 17 -63 0 O 7 G 1200 450 95 82650 O 8 H 1250 60 830 4- i 11 A > 1 * N* Io* 770 * 1 * l O 1 ia , 19. + 62 -50 -67 -70 + 80 -62 -56 -41 -55 -52 -58 -73 -32 -46 1,5 0 i 5 > 3 t O 2,0 1,5 1 f O 1,0 w J 1 j Na * En dehors du cadre de l 'invention ** Rayon mxinimum de cintrage dans le sens transversal des ébauches ayant des bords bruts de cisaïllenent et des battitures (t, épaisseur de l'ébauche). 0 ET 89 soo O >' 60 O 'H 8 ' 0 ET L 8 soo o> LO O f) L ET OOLO> a 9 98 80 0 9 T pg 900 ip 90 to S ç 0 TE 6 L Loot O OT 10 ci p 0 ST 58 900 O 80 10 D 0 PZ 9 L 900 O ET O il z 0 tz 9 L sooto> TTIO v T PLuq e Ic Pktk-1 W 4 k l-4 -?aq-ruap (%) -.ex; e:Tmej ap MMT aum TOA -00 UO; 5 'e 4 9 P -UT ttoble; GP 'OM UOT p am TOA Ue -04 Ue % ue % 9,4 TCITC)gecl T J, 94 Td-îD*Zrd - i 0,, soo o,, soo(o> 500 LO> 500 Lo> 900 ( O > 900 10 > 500 LD 900 L O > 900 to OTO L O soo Lo> ozo L O sooto> soo Lo> STI O siolo, è t -90 O TT (O LO (O OTLO to ZTLO ET 10 úO 10 LL 'l E 8 OL 9 LI. çg ec LG z q- #41 Clm x> Cu &n Cu GCE ST Oú M ST oz vz T E 9 E M s tp *H * O *CI * O, *N *N * 11 *M *L, *I v TE oz 6 T 8 T LT 9 T ST K ET ET TT OT (e:Tns) IA i-I ValM EXEMPLE 5 Dans cet exemple, on procède comme dans l'exemple 3 sauf qu'après finition du laminage à chaud, on refroidit les tôles d'acier laminées à chaud à une température d'enroulement selon l'un ou l'autre des Schémas de Refroidissement ci-après. Le premier Schéma consiste à refroidir la tôle laminée avec de l'eau à un taux de 20 'C par seconde jusqu'à la température de 6500 C, puis à refroidir à l'air pendant 10 secondes et de nouveau refroidir à l'eau à un taux de 20 'C par seconde jusqu'à la température d'enroulement (Schéma de Refroidissement 1); l'autre Schéma consiste à refroidir la tôle laminée à chaud avec de l'eau à un taux de 100 C par seconde jusqu'à la température d'enroulement (Schéma de Refroidissement Il) Les propriétés mécaniques de tôles d'acier laminées à chaud ainsi obtenues sont ré- sumées sur la figure 3, en fonction de la température d'enroulement Il est évident à l'examen des graphiques sur la figure 3 que les propriétés de cintrage d'une ébauche ayant des bords bruts de cisaillement ainsi que la température de transition par le test de Charpy se détériorent progressivement si la température d'en- roulement est supérieure à 4000 C En particulier, ces propriétés sont tellement détériorées que la tôle resultante n'est plus utilisable pratiquement quand la température d'enroulement dépasse 5000 C Les tôles d'acier enroulées à une température de 500 à 200 *C, de préférence 400 à 200 'C, font preuve d'une aptitude nettement améliorée au formage et d'une bien meilleure ténacité aux basses températures Quand la température d'enroulement est inférieure à 200 'C, ces propriétés sont également détériorées En outre, quand on applique le Schéma de refroidissement I, les tôles résultantes possèdent des propriétés encore améliorées par rapport à l'application du schéma dce rerojidisement ETX, Qn remarquera que la teneur en phosphore influe sur ses propriétés et on préfère que cette teneur ne dépasse pas 0,025 % Sur les figures, les points noirs indi- quent une teneur de 0,025 % de phosphore alors que les cercles blancs indiquent une teneur de 0,006 % de P. La figure 4 (b) est une micrographie montrant une micro-structure décapée au nital d'une tôle classique d'acier contenant Ti et laminée à chaud, ayant été enroulée à 600 'C; la figure 4 (a) est une micrographie de la tôle d'acier qui a été refroidie après le laminage à chaud selon le Schéma de Refroidis- sement I et a été enroulée à 400 C selon l'invention. Sur la figure 4 (b), on voit une tôle d'acier enroulée à 600 C sans refroidissement réglé avant enroulement et on constate une corrosion irrégulière des fron- tières des grains de ferrite Toutefois la structure représentée sur la figure 4 (a) ne présente pas la même corrosion que le produit indiqué sur la figure 4 (b). EXEMPLE 6 On prépare dix neuf échantillons d'acier dont les compositions chimiques sont indiquées dans le Tableau V par la même technique que dans 1 'Exemple 4. On forme des tôles d'acier laminées à chaud ayant 6 mm d'épaisseur en laminant à chaud les échantillons respectifs dans les conditions indiquées dans le Tableau VII, dans lequel les aciers en dehors du cadre de l'invention et les valeurs des paramètres en dehors de ce cadre sont également indiqués par un seul astérisque. Les propriétés mécaniques ainsi que les struc- tures métallurgiques de 22 échantillons de tales d'acier laminées à chaud apparaissent également dans les Tablealux VII et VIII Le Tableau VIII montre les % en volume des structures ben tiques et feritiques et on voit que les échantillons Ne 1 à 9, dont les compositions chimiques de l'acier et les structures microscopiques sont conformes à l'invention et dont la fabrication a été faite conformément à l'inventions possèdent une résistance à la traction élevée, une bonne ténacité aux basses températures ainsi qu'une bonne aptitude au cintrage des ébauches ayant des bords bruts de cisaillement Toutefois les échantillons comparatifs No 10 à 22, dont les compositions chimiques de l'acier, les structures microscopiques ou les con- ditions de laminage à chaud et d'enroulement sont en dehors du cadre de 19,nrention, présentent une résistance médiocre à la traction, une mauvaise ténacité aux basses températures ou une aptitude médiocre au cintrage des ébauches ayant des bords bruts de cisaillement En particulier, l'échantillon N O 10 qui n'a pas été soumis à un laminage réglé mais à un enroulement à basse température, ne présente pas la micro-structure montrée sur la figure 4 (a) qui in- dique une structure combinée de 10 % en volume ou plus de ferrite fine et une quantité importante de bainite fine mais qui possède une structure Lainitique grossière d'o une détérioration marquée de la ténacité. On remarquera que les aciers D, F, G et H qui contiennent Ca ont une bien meilleure aptitude au cin- trage des ébauches ayant des bords bruts de cisaillement. TIEM. de teuf- Eage M I r- i F. r TABIFIATIJ Vil -Propriétés àécanîcloeà No. cowitions de imn 2 mage a ctiauci et enrotilement, È volu- me de ferrite ircwdia- teioent, âvant le refroi-disse- ment fi- nal à l'eau Alion- gemsant total M Réduction totale d'épais- seur à 9000 C ou moins M remp i îe fi- iition (OC) Te M. d'en- X 0111 E nient M Pésis- tanoe à la trac- tion (kge/ mm 2) Limite élas- tique (kgf/ 1 = 2) Ten Ps de transition de 1 1 écharx- tillon ( 5 M d,6-, paisseur) fracturé par le test de Ckirpy ( 1,C) Echan- ti 1 ion Acier Taux de re- froidisse- ment après laminage à chaud jus- qu 1 à enrou- lement. Rayon minimum de cin- trage (t) ** Refroidis- sement à 1 'air pen- * dant 25 s puis à VO& à 40 OC/s'' , I -65 -75 -62 -70 -75 -63 -67 -76 -77 0,25 0,25 0,25 0,0 0,25 0,0 0,8 0,0 w cn rla t A M %O rla ta -ab 400 ' A M %O M Re=o:LCL:Ls Se rent à 1 'eau pen i dant 5 S à 2011 C/s 1 Refroiiss-e- ment à 1 laiy pendant 1 2 c Refroidisse- ment à 1 leau à 20 ' C/s 840, - B C D E F G H O 1200 - 1250 840 i i : I:80:I, 16:: (à continuer) TABLEAUVII_(suite) f 1,-Condition de lamii %age à chaud et enroulemnt- Réduc- tion totale d'1 épais- seur à 90001 C ou moins M% * I r T remp. de fi- aition (OC) * Taux de ref roi- disse- rent après laminage à chaud jusqu'1 à enroule- irent * Pefroidis- semanft à l'air pen- dant 25 a puis à l'eau à R Lfroidi S semant à l'eau pen- dant 5 a à semant à l'air Pen-. dant 12 s Refroids semant à l'eau à OC/a Teffp. d'en- roule- nent (OC) % Volume de ferrite iarmédiate- nient avant le refroi- dissement final à l'eau Propriétés mécanique s Résis- tance à la trac- tion (kgf/ ftw) Limite élas- tique (kgf/ Mn 2) Allon- gem Tent total (% Temp de transition de l'1 échan- tillon m Ti dl'épais- seur) frac- turé par l E Test de Charpy (OC) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ I _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _J 1 I i 11 + 45 -80 -75 + 80 -65 -60 -55 -60 -57 -64 -79 -45 -50 Nota: * en dehors du cadré de l'invention ** rayon minimum de cintrage dans le sens transversal pour ébauches ayant des bords bruts de cisaillement et des battitures (t ': épaisseur de l'ébauche) Schan- tillon no -44 * 1 * 4 1 l i-i 132 4 143 rd 164 Acier A k K* L* 0 * R* de chauf - fage u 3 ini- Mmi de cin- trage 1,0 1,5 1,0 3,0 1,0 2,5 1,5 1,5 1,0 1,0 1,0 1,0 1,5 w 4 TABLEAU VIII Echan Acier Ti pr 6 cipité Ti précipité %,en volume % en volume % en volume tîllb de façont de façon dede de 1 j incohérente cohérente bainite ferrite ferrite I (%)(%) travaîllée j ____________ à chaud A O d 11 0 012 80 20 O 2 O t 11 O y 008 74 26 O 3 B 0 13 0 010 72 28 4 C O 007 0005 81 19 O D 0 09 0008 74 26 O E 0107 0005 84 16 O 7 O î 08 8 G 0,07 0 009 85 15 O 9 H 0711 Sros 87 13 O A 0103 il 0414 12 1 * 0106 13 J* 0110 0 012 96 4 O 14 K* 0 09 0 013 31 69 O' " 15 L* * 0108 16 M* 0110 01007 74 26 o 17 N* 0,11 O 010 77 23 O 18 O * 0108 0 006 80 20 O 19 P* O 07 0 015 69 31 O Q* 0,,015 21 R* 021 02077 23 O 22 s O > 07 O 010 74 26 O * ndehors du cadre de l Urvention. Les numéros des échantillons et les indications concernant 1 '1 acier sont les Tableau C 11. nomes que dans le J Ln 2529231- REVENDICATIONS 1 Tôle d'acier au titane, laminée à chaud et présentant une forte résistance à la traction, ainsi qu'une ténacité et une aptitude au formage à froid améliorées,caractérisée en ce qu'elle a été fabriquée en un acier calmé consistant essentiellement en: C: 0,05-0,20 % en pds, Si: pas plus de 1,2 % pds Mn: 0,5-2,0 % pds, Ti: 0,04-0,20 % pds, P: pas plus de 0,025 % pds, S: pas plus de 0,015 % pds A 1 sol: 0,005-0,15 % pds, O: pas plus de 0,0080 % pds N: pas plus de 0,0080 % pds, Cr: O 1,0 pds, B: O 0,0030 % pds Ca: O 0,010 % pds, le complément étant Fe et des impuretés accidentelles, la teneur en Ti ne comprenant pas moins de 0,02 % pds de Ti précipité de façon incohérente et pas plus de 0,015 % pds de Ti précipité de façon cohérente, ledit acier calmé contenant de 20 à 90 % en volume d'une structure bainitique et pas moins de 10 % en volume d'une struct risée en ce cohérente n' risée en ce cohérente n' caractérisée ture ferritique. 2 Tôle selon la revendication 1, caracte que la quantité de Ti précipité de façon J est pas inférieure à 0,04 % pds. 3 Tôle selon la revendication 1, caractÉ que la quantité de Ti précipité de façon est pas supérieure à 0,010 % pds. 4 Tôle selon la revendication 1, e en ce que la structure bainitique repré- sente de 50 à 90 % en volume et la structure ferritique représente de 20 à 50 % en volume. Tôle d'acier au titane, laminée à chaud et présentant une forte résistance à la traction, ainsi qu'une ténacité et une aptitude au formage à froid amélio- rées, caractérisée en ce qu'elle a été fabriquée en un N - _n- acier calmé consistant essentiellement en C: 0,05-0,20 % pds, Si: pas plus de 1, 2 % pds Mn: 0,5-2,0 % pds Ti: 0,08-0,20 % pds, P: pas plus de 0,010 % pds, S: pas plus de 0,005 % pds, Ai sol: 0,005-0,15 % pds, O: pas plus de 0, 0035 % pds, N: pas plus de 0,0050 % pds, Cr: O 1,0 % pds B: O 0,0030 % pds, Ca: O 0,010 % pds, le complément étant Fe et des impuretés accidentelles, la teneur en Ti ne comprenant pas moins de 0,02 % pds de Ti précipité de façon incohérente et pas plus de 0,015 % pds de Ti précipité de façon cohérente, ledit acier calmé contenant de 20 à 90 % en volume d'une structure bainitique et pas moins de 10 % en volume d'une structure ferritique. 6 Tôle selon la revendication 5, caractérisée en ce que la quantité de Ti précipité de façon incohé- rente n'est pas inférieure à 0,04 % pds. 7 Tôle selon la revendication 5, carac- térisée en ce que la quantité de Ti précipité de façon cohérente n'est pas supérieure à 0,010 % pds. 8 Tôle selon la revendication 5, caracté- risée en ce que la structure bainitique représente de à 90 % en volume et la structure ferritique repré- sente de 20 à 50 % en volume. 9 Procédé de fabrication d'une tôle d'acier au titane laminée à chaud et présentant une forte résis- tance à la traction, ainsi qu'une ténacité et une aptitude au formage à froid améliorées, ladite tôle d'acier étant fabriquée en un acier calmé consistant essentielle- ment en: C: 0,05-0,20 % pds, Si: pas plus de 1,2 % pds Mn: 0,5-2,0 % pds, Ti: 0,04-0,20 % pds, P: pas plus de 0,025 % pds, S: pas plus de 0,015 % pds, Ai sol: 0,005-0,15 % pds, O: pas plus de 0,0080 % pds N: pas plus de 0,0080 % pds, Cr: O 1,-0 % pds, B: O 0,0030 % pds, Ca': O 0,010 % pds, le complément étant Fe et des impuretés accidentelles, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: appliquer un laminage à chaud à un acier calmé présentant la composition chimique ci-dessus avec une réduction totale d'épaisseur qui n'est pas infé- rieure à 30 % dans un intervalle de températures de 900 à 800 C; finir le laminage à chaud à une température qui n'est pas inférieure à 800 C; refroidir rapidement la tôle d'acier laminée à chaud ainsi obtenue à un taux de refroidissement de "C ou plus par seconde après la finition du laminage à chaud; et enrouler la tôle ainsi refroidie dans un intervalle de températures de 500 à 2000 C. 10 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'après refroidissement, on enroule la tôle d'acier laminée à chaud à une température de 400 à 200 C. 11 Tôle d'acier au titane laminée a chaud a haute résistance à la traction, fabriquée par le pro- cédé défini dans la revendication 9, caractérisée en ce que la teneur en Ti ne comprend pas moins de 0,02 % pds de Ti précipité de façon incohérente et pas plus de 0,015 % pds de Ti précipité de façon cohérente. 12 Tôle selon la revendication 11, carac- térisée en ce que la quantité de Ti précipité de façon incohérente n'est pas inférieure à 0,04 % pds. 13 Tôle selon la revendication 11, caracté- risée en ce que la quantité de Ti précipité de façon cohérente ne dépasse pas 0,010 % pds. 14 Procédé de fabrication d'une tôle d'acier au titane laminée à chaud, présentant une haute résistance à la traction, ainsi qu'une ténacité et une aptitude au formage à froid améliorées, ladite tôle étant fabriquée en un acier calmé con- sistant essentiellement en C: 0,05-0,20 % pds, Si: pas plus de 1,2 % pds, Mn: 0,5-2,0 % pds, Ti: 0,04-0,20 % pds, P: pas plus de 0,025 % pds, S: pas plus de 0,015 % pds, AI sol: 0,005-0,15 % pds, O: pas plus de 0,0080 % pds, N: pas plus de 0,0080 % pds, Cr: O 1,0 % pds, B: O 0,0030 % pds, Ca: O 0,010 % pds, le complément étant Fe et les impuretés accidentelles, procédé caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: appliquer un laminage à chaud à un acier calmé ayant la composition chimique ci-dessus avec une réduction totale d'épaisseur qui n'est pas infé- rieure à 30 % dans un intervalle de températures de 900 à 800 C; finir le laminage à chaud à une température qui n'est pas inférieure à 800 C; refroidir la tôle d'acier ainsi laminée à chaud au taux de refroidissement qui est celui de refroidissement à l'air ou plus élevé que le refroidisse- ment à l'air après la finition du laminage à chaud à un intervalle de températures dans lequel la ferrite et l'austénite peuvent coexister; refroidir ensuite à l'air, refroidir lentement ou maintenir la tôle d'acier ainsi refroidie jusqu'à la formation de 10 % ou plus en volume de struc- ture ferritique; refroidir ensuite rapidement la tôle d'acier avec ferrite précipitée à un taux de refroidissement de C ou plus par seconde; et enrouler la tôle d'acier ainsi refroidie dans un intervalle de températures de 500 à 200 O C. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'après refroidissement de la tôle d'acier laminée, on l'enroule dans un intervalle. de températures de 400 à 200 "C. 16 T Ole d'acier au titane à forte résistance à la traction, laminée à chaud et fabriquée par le procédé selon la revendication 14, caractérisée en ce que la teneur en titane ne comprend pas moins de 0,02 % pds de Ti précipité de façon inco- hérente et pas plus de 0,015 % pds de Ti précipité de façon cohérente 17 Tôle selon la revendication 16, caractérisée en ce que la quantité de Ti précipité de façon incohérente n'est pas inférieure à 0,04 % pds. 18 Tôle selon la revendication 16, caractérisée en ce que la quantité de Ti précipité de façon cohérente ne dépasse pas 0,010 % pds.