Etude par mesure du bruit Barkhausen de la microstructure et de l ...

Chapitre 1 – Les aciers multiphasés pour tôle automobile
2. Les aciers Dual-Phase
Les aciers Dual-Phase sont particulièrement adaptés à l’élaboration de pièces de peau (pour les
faibles grades) et de structure (pour les grades supérieurs) car ils présentent un bon compromis
résistance – ductilité ainsi que des taux de consolidation après déformation et des accroissements
de limite d’élasticité importants après cuisson de peinture (phénomène de Bake Hardening). En
outre, l’absence de crochet de traction et de palier de Lüders lors de la déformation, tout au moins
pour des grades intermédiaires, sont des atouts incontestables pour l’emboutissage.
Ce type d’aciers se compose d’une matrice de ferrite dans laquelle des îlots de constituants durs,
tels que la martensite et parfois la bainite [4], sont dispersés. La proportion volumique de
constituants durs varie de quelques % à 20 % selon le grade considéré. Leur résistance à la rupture
peut aller d’environ 450 MPa pour les grades les plus faibles, jusqu’à 1000 MPa pour les grades
supérieurs, comme le montre la figure 1-2. Les valeurs de limite d’élasticité pour ce type d’aciers
sont comprises entre 350 et 600 MPa environ et l’allongement à la rupture peut être supérieur à 20 %.
De façon générale, on distingue les aciers laminés à chaud qui présentent une épaisseur
généralement supérieure à 2 mm, de ceux laminés à froid fournissant des tôles plus minces. En
effet, les microstructures obtenues diffèrent sensiblement selon le procédé adopté. Le laminage à
chaud est suivi d’un refroidissement constitué de différentes étapes successives alors qu’après
laminage à froid, il est nécessaire de remonter la tôle en température afin de lui appliquer un
recuit dit continu. Un tel recuit est d’ailleurs souvent associé à l’opération de revêtement sur les
lignes de galvanisation [5]. Les travaux de Bayram et al. [6] ont montré qu’il est possible d’obtenir
des microstructures très variables en termes de répartition et de proportion de martensite, selon le
chemin thermique emprunté avant le refroidissement depuis le domaine biphasé ferrite/austénite.
Ainsi, les microstructures obtenues pour les aciers laminés à chaud seront-elles bien distinctes de
celles créées après laminage à froid puisque les chemins thermiques ne sont pas équivalents. En
effet, alors que l’état initial est strictement austénitique pour les tôles laminées à chaud, les tôles
laminées à froid présentent des microstructures ferrito-perlitiques avant recuit. Pour les tôles
laminées chaud comme pour celles laminées à froid, le but du traitement est d’aboutir à une
microstructure composée d’une matrice ferritique et d’îlots de constituants durs [7].
2.1. Traitements thermo-mécaniques des tôles laminées à chaud
et à froid
Le procédé industriel appliqué dans le cas des aciers Dual Phase laminés à chaud est
schématiquement représenté sur la figure 1-3. Après laminage de la tôle dans le domaine
austénitique, celle-ci subit un refroidissement composé de deux étapes. La première étape
correspond à un refroidissement lent du domaine austénitique vers le domaine austénitoferritique,
appelé domaine intercritique, permettant ainsi la nucléation de la ferrite au sein de
l’austénite qui s’enrichit en C. La seconde se compose d’un refroidissement suffisamment rapide
pour provoquer la transformation totale de l’austénite restante en martensite. Finalement, la
microstructure obtenue se compose d’une matrice de ferrite et d’îlots de martensite. La
- 18 -