Forgeabilité des aciers inoxydables austéno-ferritiques

tel-00672279, version 1 - 21 Feb 2012
224 Résumé étendu
D’un point de vue industriel, s’intéresser à la forgeabilité des aciers inoxydables austéno-ferritiques
doit permettre de répondre à des questions d’ordre plus général comme l’endommagement des maté-
riaux ductiles biphasés. L’objectif est d’abord de développer de nouveaux outils afin de mieux appré-
hender les relations entre le procédé, la microstructure et les propriétés mécaniques. In fine, le but est
de formuler quelques recommandations concernant le procédé (élaboration, affinage, réchauffage,
laminage à chaud), ou la composition chimique des nuances (fractions volumiques des phases et
rhéologies des phases) afin d’éliminer ou au moins de limiter la formation de criques de rive.
Matériaux et microstructures
Après avoir exposé le contexte de cette étude, les matériaux et les microstructures sont briève-
ment présentés. Nous nous sommes intéressés à deux nuances différentes d’acier inoxydable austé-
no-ferritiques qui diffèrent par leur composition chimique, notamment en Ni et Mo (Tableau 1) : l’acier
que nous appellerons D1 et qui correspond à l’acier commercial EN. 1.4462 ; et l’acier que nous dé-
nommerons D2 qui est issue d’essais industriels.
%Cr %Ni %Mo %Mn %Si %Cu %C %N
D1 22.90 5.59 3.11 1.75 0.55 0.19 0.02 0.17
D2 21.96 2.99 0.91 2.88 0.39 0.67 0.03 0.18
Tableau 1. Composition chimique en pds% des deux nuances d’aciers duplex étudiées.
Notre choix s’est porté sur ces deux aciers car ils présentent une sensibilité très différente vis-à-vis
du phénomène de criques de rive. En effet, l’acier D1 est considéré comme un cas « quasi-idéal » car
il n’est pas systématiquement affecté par les criques de rives et lorsqu’il l’est, les criques se propagent
seulement sur des distances inférieures à 5 mm, voir Fig 2a. A contrario, l’acier D2 représente le cas
critique puisque les criques peuvent affecter les tôles sur des distances pouvant atteindre plusieurs
centimètres, voir Fig 2b. La comparaison de ces deux aciers doit permettre de mettre en évidence
certains paramètres clés impliqués dans le phénomène de criques de rive.
D1
Profondeur des criques < 5 mm 10 cm
a) b)
D2
Profondeur des criques > 50 mm 10 cm
Fig 2. Bobines à l’issue des étapes de laminage à chaud montrant différents degrés de sensibilité
aux criques de rives ; a) bobine de l’acier D1 avec des criques dont la profondeur ne dépasse pas
5 mm ; b) bobine de l’acier D2 sur laquelle les criques peuvent atteindre plusieurs centimètres.
Nous présentons ensuite des observations micrographiques effectuées à l’issue de chaque étape
du procédé d’élaboration de produits plats en acier duplex, voir Fig 3: microstructures typiques des
brames brutes de solidification et microstructures typiques pendant le laminage à chaud ; dans la par-
tie centrale des tôles et aussi proche des rives, régions au niveau desquelles les premiers signes
d’endommagement apparaissent.