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"Proo444" de fabrication de tôles d'acier non Y1811li..an\ jour
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emboutissage ultra-profond".
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la présente invention concerne un procédé de fabrication
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de tôle d'acier non vieillieaant se prêtant à l'e#boti"a&e ultra-profond, et plus particulièrement au façonnage à froid à
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la prenne,
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A oet effet, o'eet-à-dire pour l'emboutissage ultra- profond et plus particulièrement pour le façonnage à froid à la
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prêtée, on a jusqu'à présent généralement eu recours à des acier
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oa1#. à l'aluminium lorsqu'un aoier oalmé à l'aluminium est
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laminé à chaud et puis refroidi le plus rapidement possible, et
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ensuite laminé à froid et recuit en vue de sa ror1.tall18at1..
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du nitrure d'aluminium ae précipite de la solution, oe Qai donne lien à la formation de graina crintallim de forme très allongée.
Or, on *'*et généralement aie d'accord aux l'hypothèse que la meilleure aptitude à l'emboutissage de l'acier calmé à l'alWIdD11.111 que l'acier non calmé eat due à ce phénomène. De plus, comme
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l'azote présent dans l'acier calmé à l'aluminium et, comme il vient d'être dit, fixé nous forme de nitrure d'aluminioa, l'aaier en question et un acier non .1.illle8t. outefoia, comme il ne et produit pas d'ette:tV8eoenoe lors de la coulée d'un acier oalmé à l'aluminium, la durée du processus d'affinage doit être prolongée pour abaieser la teneur en carbone de l' eo3er jusqu'à une valeur aussi réduite que celle des aciers non calmée pour t8lee d'embouti'Base.
De plue, P" suite de la formation dIM26 tatausu" aunes importante à la t8te du lingot, le rendement du procédé de fabrication de l'acier cal- mé à l'aluminium est relativement bas et le prix de cet acier est plue élevé que celui de 1 'acier non calas*
11 y a également lieu de signaler que la qualité de la
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surface de 1' acier oalmë est moins bonne que celle de 1* acier non calmé, par suite du fait que la couche superficielle de 1"acier oalmé contient plus dCinolUS1ons non métalliques que celle de l'acier non calmé.
D'autre part, une tôle d'acier non vieillissant peut être obtenue en stabilisant l'azote présent dans l'acier par une addition de vanadium et/ou de bore. Maie comme le vanadium @ et le bore n'exercent qu'un effet désoxydant relativement faible,
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les aciers additionnés de oes éléments sont des acier non calmée. :
If en résulte que les tsleu d'aoier de ce genre sont aupérieurea j aux t81et! d'acier oalmé à l'aluminium en et qui concerne leurs propriétés superficielles, mais.non supérieure. et même inférieur*
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cen dernières en et qui oonoeme leur aptitude à l'emboutissage* Pour améliorer l'aptitude au façonnage à la presse des ' tôle* d'acier, il est en règle générale recommandable de réduire #(
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la -teneur en Carbone de l'acier en question dons la mesure du possible* C'est ainsi que cette teneur est généralement rendue
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inférieure à OSOO .
Lea proportions des autres éléments pré- aenta à côté du. carbone sont également 1;oa...g.es aussi basses que possible. Toutefois, une forte réduction de la teneur en car- bone pendant le processus d'affinage entraîne une augmentation de la teneur en oxygène et par le fait même une plus grande impu-
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roté, ainsi qu'une diminution assez nette da l'aptitude in l'usi- nage des tOlea dtacter de ce genre.
O'.ot la raison pour la- quelle il est$ en règle générale, non xeoasmaudabl r d'abaisser la teneur en carbone au-dessous d'une liante 4,gale à *aviron
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0,,0 9 dans les processus de fusion et de coulée* Or, la présente invention a pour objet un procède de fal-
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brication à haut rendement d'une td9, d'acier relativement peu. oouteuae, non vieillissante et supérieure, en ce.qui concerne la qualité do sa surface et son aptitude à l' 'lJ.bo\1f,;18se;p aux tolets d'acier calmé à l'aluminium habituelle..
A cet effet, le procédé selon la présente invention con- prend les opérations successives suivantes la coûtée en poches d'un acier en fusion élabora par un prooesatua d'affinaye appro- prié et 81an-s une teneur en carbone inférieure a environ 0,10 ?!, une teneur en manganèse d'environ 0,20 à 0,80 , une teneur en phosphore inférieure à environ 4,tàâ -, une teneur en soufre in- férieure à environ 0,03 % et une teneur en cuivre inférieure, à environ 0,2t1 .. le rente étant Constitué par du fer et des impure- Tée inévitables;
la coulée de cet acier en fusion en lingotière
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après qu'il ait été ,OqU8 à un processus de dégazage sous vide, ou bien la coulée dudit acier sous vide ou dans une atmosphère d'un gaz inerte, de manière à rendre sa teneur en oxygène extrê-
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moment basse; le laminage des lin4Pt. ainsi obtenus par un procé- il! de laminage à froid habituel! et puis un recuit approprié de la tale ainsi obtenue dans une atmosphère d'hydrogène humide en vve
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lateneur en carbone de l'acier en question dans la mesure du possible. C'est ainsi que cette teneur est généralement rendue
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inférieure à 0006 4.
Les proportions des autres éléments pré- sente à côté du carbone sont également féales aussi basse* que possible. Toutefois, une forte réduction de la teneur en oar- bone pendant le processus d'affinage entraîne une augmentatif
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de la teneur en oxygène et par le fait même une plus grande 1apt1... roté, ainsi qu'une diminution assez nette de l'aptitude à 3'ua,., nage des tôles d'acier de go genre* C'est la raison peut la- quelle il eat, en règle générale, non reoomman 10 d'abaisser la teneur en carbone au-dessous d'une liait* égala à environ
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0,0 dans les processus de fusion et de adulée.
Or, la présente invention a pour objet un procède de fabriort.on haut rendement d'une tore d'aoi'r relativement peu douteuse, non vieillissante et supérieurs, en oe .qui oonoeme la qualité de sa surface et son aptitude à l'emboutissage, aux tôle d'acier calmé à l'aluminium habituelles
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A oet effet, le pmtoéd6 selon la présente invention 00*- prend les opérations 8W)ooss1YOI\t suivantes$ la oo 4. en poches d'un aoier en fanion élaboré par un proceseua d'.tt1naue appro- prié et ayant une teneur GD.
carbone inférieure à environ 0,10 fi* une teneur en manganèse d'environ 0,20 à 0,80 arr une teneur en phosphore intérieure à environ 0,03 , une teneur en soufre in- férieure à environ 0903 $ et une teneur en cuivre inférieure. <- environ 0,20 , le reste étant constitue par du fer et des 1apure- tés inévitables la coulée de cet acier en fusion en lingotières après qu'il ait été sounia à un processus de dégazage sous vide, ou bien la coulée dudit acier sous vide ou dans une atmosphère
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d'un gaz inerte, de manière à rendre sa teneur en oxygène ext1"8- aement basse le laminage des lingots ainsi obtenus par un prooe- dé de laminage à froid habituel;
et puis un recuit approprié de la
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tore ainsi obtenue dans une atmosphère d'hydrogène humide en rw
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de la reor18talUeat1on et en marne temps de la déoarburation et dénitruration de l'acier, de manière que les teneurs en carbone et en azote de ce dernier restent inférieures respectivement 0.01 et 0,001 . la teneur en oxygène de la tôle d'acier ainsi obtenue est tellement basse que la teneur en impuretés oxydées est égal lement fort réduite. Comme il vient d'être dit, la teneur en car-
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bone est Inférieure à 0,01 % et la teneur en azote inférieure à 0,001 %.
Il en résulte que la tdle d'acier fabriquée contera" ment au procédé de la présente invention est une tôle pratique- ment non vieillissante et de plus tellement douce que son apti- tude au façonnage à la presse et sen propriétés superficielles
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sont supérieures à 0 elles des aoiera oalI1U;. à l'aluminium haM- tuela. le rendement du procédé en question est également très élevé.
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La composition initiale de l'acier employé dans le proeve- dé de la présente invention est pratiquement identique à celle
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des aciers pour emboutissage non o aimé a habituels, mais cet acier *et dsoarburé et dénitruré lors du reouit à un degré tel qu'il devient très doux. Il en résulte que la teneur en manganèse de la tale d'acier de la présente invention peut être rendue su-
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périeure à celle desdits Roiers pour emboutissage habituel., o*eet-à-dire être augmentée jusqu'à environ 0,60 .
Cette augmentation de la teneur en manganèse présente de
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grands avantages. Weffet l'incorporation de cet élément peut être mise à profit pour réduire la teneur ee-xyglna de l'acier et pour combattre l'influence néfaste du Boutre, laquelle se fait sentir le plus fortement dans la partie supérieure du lingot où les phénomènes de concentration et de ségrégation sont les plus prononcée.
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les caraotérietiques et avantagea du procédé de la ère- sente invention ressortiront plus clairement de la description
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0biv trt d'un exemple. images
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Va. aoier en fusion, affina dans un four Martin, et Opatéim aant, d'après l'analyse chimique d'un échantillon prélevé de la poche, 0,(1'/ ;i de carbone, bzz z de manganèse, 0,01 % de 811:
i.Obra, 0,016 de phosphore ú...o.,018 f de 8ou:tre, est aspiré dans une ouve à vide e il à et dégazé, et puis coulé tA lingot* qUi sont 'UQ..8s1Tl!'ent laminés en alabr, laminée à chaud et l'aminrfé h froid. L'acier ainsi travaillé ont aloi aauca,e au n\ut" dans, un tour approprié en vue de ars 1'8or181iall1sàt1on 0-- de sa gaz bunt10.A et dénitrrrration. 11-analyst chimique de la tôlt 4'aoi**L pour abouti sage ainsi obtenue donne la oompo81t1on S\Ù..t1:8.
0#003 % de 0, OP006 % de Si, Ot32 % de Ma, ! 0,014 % de Pro 0,015 de 0# - ou073 % de Cu, 0,030 % de Xi# 0,016 de 0,-, Or420 dbàa, 0,001 f, de V, OrO(Y4% de Mo, 0,005 9 de W, 0,000 z4 de Ob# 6,010 % de gaz 0,002 de tit 0,005 % d'oxygène, 0,002 f, d'aluminium solubles 0,001 ° d'aluminium insoluble - 0,0004 d'azote total.
Après l'enlèvement d'une Couche superficielle (dérapage) représentant 0,5 de la masse total.*, les oaraotériotiqutfs .4.. paniques de la tôle sont les suivantes} épaisseur 1,0 am limite d1 élasticité 11,5 7cg%ma résistance à la traction 2301 ki/U.2. allongement total bzz valeur Eriohaen 12,2 sa
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valeur à "cuvette conique" 44,12 mm
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dureté 1100kweU B 34,5 degrés Roûkwell ? granulométrie (AS.T M.) a* 7,6
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lorsque. par l'un des processus d'affinage habituels*
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la teneur en 0 U\Jone de l'att1er cet rendue aussi basse que dans le cas actuel,
la teneur en oxygène est inévitablement supé-
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rieur à Ool i Même aît lori! de sa coulée en poohea, l'acier a la composition d'un aoief non oalatë à bans* teneur en carbone# sa teneur en oxygène .et égale à environ 0,05 %, alors que le dégazage nous *vide permet une réduction de la teneur en oxygène
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jusqu'à v1.i'oi.L 0,005 %.
La teneur en 1 01"10a non metalllqMS (d) de la taie dOaoi6r élaborée par le procède de la PJ4$Ofttt ÎA- vention est, diaprée la procédé A.S.T.M. d1t."poirtt1ng OO\t1UD& me1ohod", égale à 0,0""0,10 ôt donc nettement intérieure à celle d'une tôle d'acier ordinaire obtenu* par laminage à froid, dont
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la valeur 4 en question est généralement égale à O,2O.41 "8tà-d1r6 environ quatre fois plus grande que Celle des aoiera selon la présente invention* De plus,
les inclusions des aciers salon l'invention ont des dimensions plus petites et une distri- bution plus uniforme que les aciers habituels. la teneur en carbone de l'acier élaboré par le procède de
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la prenante invention est,, gr3.oe au recuit d4oar\ilIUan'.
réduite de 0,07 if, à 0,003 $* La teneur en azote ont k non tout abaissée jusqu'à un niveau extrêmement bats (environ 0,0004 ), grâce au traitement de d6nîtraration appliqué dans une atmosphère d'hydro- gène humide, tandis que les aciers non colmèn d'une teneur en carbone inférieure à OPIO % élaborés dans un convertisseur à in- sutt'lat10n oxlgMe par le haut ont généralement une teneur en azote égale à environ 0,
0017 % oe qui signifie que la teneur en azote de l'acier selon l'invention est rendue inférieure au quart
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de celle de aciers habituels par la 4ttUrât1on produite lora
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du recuit D'ou la oonoluaion que le procédé de la pNentê inven- tion permet l'élaboration d'un aoier non vieillissant répondant' toutes le exigence de la pratique.
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"Proo444" of non Y1811li..an \ day steel sheet fabrication
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ultra-deep drawing ".
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the present invention relates to a manufacturing process
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of non-aging steel sheet suitable for ultra-deep e # boti "a & e, and more particularly for cold forming at
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take it,
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Has effect, o 'and that is to say for ultra-deep drawing and more particularly for cold forming with
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loaned, up to now we have generally used steel
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oa1 #. with aluminum when an almalized with aluminum is
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hot rolled and then cooled as quickly as possible, and
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then cold rolled and annealed in preparation for its ror1.tall18at1 ..
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aluminum nitride ae precipitates from the solution, oe Qai gives rise to the formation of seed crystallim of very elongated shape.
However, we * '* and generally agree with the hypothesis that the better aptitude for the drawing of the steel calmed with the alWIdD11.111 than the steel not calmed down is due to this phenomenon. Moreover, as
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the nitrogen present in the steel calmed with aluminum and, as it has just been said, fixed forms us of nitride of aluminioa, the steel in question and a steel not .1.illle8t. outefoia, as it does not produce ete: tV8eoenoe when casting aluminum-coated steel, the duration of the refining process should be extended to lower the carbon content of the eo3er to a value as low as that of non-calmed steels for t8lee d'ambouti'Base.
Furthermore, as a result of the formation of large amounts at the head of the ingot, the efficiency of the manufacturing process of aluminum-calmed steel is relatively low and the price of this steel is higher than. that of non-calas steel *
It should also be noted that the quality of
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The surface of the calmed steel is poorer than that of the non-calmed steel, due to the fact that the surface layer of the calmed steel contains more non-metallic diamonds than that of the non-calmed steel.
On the other hand, a non-aging steel sheet can be obtained by stabilizing the nitrogen present in the steel by adding vanadium and / or boron. But, like vanadium @ and boron exert only a relatively weak deoxidizing effect,
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steels with the addition of these elements are non-calmed steel. :
As a result, august times of this kind are above the t81et! of steel alloyed with aluminum in and regarding their surface properties, but not superior. and even lower *
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These last ones and which improve their stampability * To improve the pressability of sheet steel *, it is generally advisable to reduce # (
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the carbon content of the steel in question as far as possible * This is how this content is generally made
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less than OSOO.
The proportions of the other elements appear next to the. carbon are also 1; oa ... g.es as low as possible. However, a large reduction in the carbon content during the refining process leads to an increase in the oxygen content and hence a greater impu-
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rotated, as well as a fairly marked decrease in the machinability of tOlea to contract such genus.
O'.ot the reason why it is $ as a general rule, not xeoasmaudabl r to lower the carbon content below a binder 4, equal to * oar
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0, 0 9 in the melting and casting processes * However, the present invention relates to a fal-
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high-performance bridging of a td9, of relatively little steel. oouteuae, non-aging and superior, as regards the quality of its surface and its suitability for lJ.bo \ 1f,; 18se; p with the usual aluminum-cooled steel bolts.
To this end, the process according to the present invention comprises the following successive operations: the cost in ladles of a molten steel produced by a suitable affinaye prooesatua and 81 years a carbon content of less than about 0, 10?!, A manganese content of about 0.20 to 0.80, a phosphorus content of less than about 4, tàâ -, a sulfur content of less than about 0.03% and a copper content of less , at approximately 0.2t1 .. the rent being made up of iron and inevitable impurities;
the casting of this molten steel in an ingot mold
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after it has been, OqU8 to a vacuum degassing process, or else the casting of said steel under vacuum or in an atmosphere of an inert gas, so as to make its oxygen content extremely
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low moment; lamination of lin4Pt. thus obtained by a process! usual cold rolling! and then appropriate annealing of the tale thus obtained in a humid hydrogen atmosphere in vve
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the carbon content of the steel in question to the extent possible. This is how this content is generally made
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less than 0006 4.
The proportions of the other elements present next to carbon are also just as low * as possible. However, a strong reduction in the oar- bone content during the ripening process results in an augmentative
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of the oxygen content and by the same fact a greater 1apt1 ... roté, as well as a fairly marked decrease in the aptitude for 3'ua,., swimming of the steel sheets of genus * This is this may be the general reason why it is not advisable to lower the carbon content below one bond * equal to about
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0.0 in the processes of fusion and adulation.
However, the object of the present invention is a method of manufacturing a high yield of a torus of relatively little doubt, non-aging and superior, in oe. Which ooeme the quality of its surface and its suitability for use. stamping, with the usual aluminum-cooled sheet steel
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To this effect, the device according to the present invention 00 * - takes the following operations 8W) ooss1YOI \ t $ oo 4. in pockets of a pennant aoier developed by a suitable att1naue process and having a content GD.
carbon less than about 0.10% a manganese content of about 0.20 to 0.80 arr an inner phosphorus content of about 0.03, a sulfur content of less than about $ 0903 and a phosphorus content. lower copper. <- about 0.20, the remainder being iron and the necessary cleanings in the casting of this molten steel into ingot molds after it has been subjected to a vacuum degassing process, or else the casting of said steel under vacuum or in an atmosphere
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of an inert gas, so as to make its external oxygen content easily low the rolling of the ingots thus obtained by a usual cold rolling process;
and then a suitable annealing of the
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torus thus obtained in a humid hydrogen atmosphere in rw
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reor18talUeat1on and in time of deoarburization and denitriding of the steel, so that the carbon and nitrogen contents of the latter remain below 0.01 and 0.001 respectively. the oxygen content of the steel sheet thus obtained is so low that the content of oxidized impurities is also greatly reduced. As has just been said, the carbon content
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bone is less than 0.01% and the nitrogen content is less than 0.001%.
As a result, the steel sheet fabricated by the process of the present invention is a substantially non-aging sheet and furthermore so soft as to be press-workable and surface properties.
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are greater than 0 they aoiera oalI1U ;. with aluminum haM- tuela. the yield of the process in question is also very high.
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The initial composition of the steel employed in the process of the present invention is substantially identical to that.
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unlike usual stamping steels, but this steel * is de-carbonated and denitrided on reoupling to such a degree that it becomes very soft. As a result, the manganese content of the steel plate of the present invention can be made high.
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greater than that of said Roiers for usual stamping., o * eet that is to say be increased to about 0.60.
This increase in the manganese content presents
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great advantages. Indeed, the incorporation of this element can be used to reduce the ee-xyglna content of the steel and to combat the harmful influence of the Dhow, which is felt most strongly in the upper part of the ingot where the phenomena of concentration and segregation are the most pronounced.
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the characteristics and advantages of the process of the present invention will emerge more clearly from the description.
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0biv trt of an example. pictures
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Goes. aoier in fusion, refined in a Martin furnace, and Opatéim aant, according to the chemical analysis of a sample taken from the pocket, 0, (1 '/; i of carbon, bzz z of manganese, 0.01% from 811:
i.Obra, 0.016 of phosphorus ú ... o., 018 f of 8 or: tre, is sucked into a vacuum opener and degassed, and then poured tA ingot * which are 'UQ..8s1Tl!' ent Alabr rolled, hot rolled and cold aminrfé. The steel thus worked have aloi aauca, e au n \ ut "in, an appropriate turn in order to ars 1'8or181iall1sàt1on 0-- of its gas bunt10.A and denitrrrration. 11-chemical analyst of the sheet 4'aoi * * L for wise result thus obtained gives the oompo81t1on S \ Ù..t1: 8.
0 # 003% of 0, OP006% of Si, Ot32% of Ma,! 0.014% of Pro 0.015 of 0 # - or073% of Cu, 0.030% of Xi # 0.016 of 0, -, Or420 dbàa, 0.001 f, of V, OrO (Y4% of Mo, 0.005 9 of W, 0.000 z4 of Ob # 6.010% gas 0.002 tit 0.005% oxygen, 0.002 f, soluble aluminum 0.001 ° insoluble aluminum - 0.0004 total nitrogen.
After the removal of a surface layer (skid) representing 0.5 of the total mass. *, The aerotériotiqutfs .4 .. panics of the sheet are as follows} thickness 1.0 am elastic limit 11.5 7cg% ma tensile strength 2301 ki / U.2. total elongation bzz Eriohaen value 12.2 sa
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value at "conical cup" 44.12 mm
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hardness 1100kweU B 34.5 degrees Roûkwell? particle size (AS.T M.) a * 7.6
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when. by one of the usual ripening processes *
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the 0 U \ Jone content of the att1er made as low as in the current case,
the oxygen content is inevitably higher
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laughing at Ool i Even aît lori! of its casting in poohea, the steel has the composition of a non-oalatë aoief with bans * carbon content # its oxygen content. and equal to about 0.05%, while degassing us * vacuum allows a reduction of oxygen content
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up to v1.i'oi.L 0.005%.
The content of 1 01 "10a non-metalllqMS (d) of the dOaoi6r pillowcase produced by the procedure of the PJ4 $ Ofttt the invention is, according to the ASTM process d1t." Poirtt1ng OO \ t1UD & me1ohod ", equal to 0.0" "0.10 is therefore clearly interior to that of an ordinary steel sheet obtained * by cold rolling, of which
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the value 4 in question is generally equal to 0.20.41 "8tà-d1r6 about four times greater than that of the aoiera according to the present invention * In addition,
the inclusions of the steels according to the invention have smaller dimensions and a more uniform distribution than conventional steels. the carbon content of the steel produced by the process of
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the new invention is 'gr3.oe au annealing d4oar \ ilIUan'.
reduced from 0.07% to $ 0.003 * The nitrogen content has not all been reduced to an extremely low level (about 0.0004), by the nitrating treatment applied in a humid hydrogen atmosphere, while unclogged steels with a carbon content of less than OPIO% produced in a converter with top-insutt'lat10n oxlgMe generally have a nitrogen content of about 0,
0017% oe which means that the nitrogen content of the steel according to the invention is made less than a quarter
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of that of usual steels by the 4ttUrât1on produced during
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annealing Hence the oonoluaion that the process of the invention allows the development of a non-aging steel meeting all the requirements of the practice.