[Métallurgie] Etude du recuit de la microstructure ferrito-perlitique dans les aciers Dual-Phase

Mercredi 21 juillet 2021
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Le recuit après laminage à froid est une étape clef de la fabrication des aciers à haute résistance utilisés dans la construction automobile. En effet, c’est durant cette étape que l’on forme la microstructure finale de l’acier, celle qui va subir l’opération d’emboutissage et que l’on conservera toute la durée de vie d’un véhicule.

Les aciers de cette étude sont principalement des aciers dits Dual-Phase, aciers multiphasés formés de ferrite, une phase ductile et de martensite, une phase très dure. Ils sont obtenus par recuit vers 800°C, dans le domaine intercritique ferrite/austénite suivi d’un refroidissement rapide durant lequel l’austénite se transforme en martensite.
Compte tenu de la composition des alliages utilisés, les microstructures héritées du laminage à chaud et qui seront laminées à froid et recuites sont essentiellement composées de ferrite, de perlite (composé lamellaire de ferrite et de carbure de cémentite) et de carbures de cémentite isolés.
Lors du recuit de cette microstructure ferrito-perlitique, de nombreux mécanismes métallurgiques vont rentrer en compétition (maturation des carbures, recristallisation de la ferrite déformée, transformation de phase austénitique). En conséquence, la vitesse de chauffage influe fortement sur la morphogenèse des microstructures (cinétique de formation de l’austénite, morphologie et topologie des phases).
Les chercheurs de l’IJL sont parvenus à mieux comprendre l’interaction entre ces mécanismes en couplant des observations des microstructures et des mesures in situ par diffraction des Rayons X Haute énergie sur ligne de lumière synchrotron, mais aussi par des simulations thermocinétiques sur DICTRA. Ils ont en particulier mis en évidence le rôle clef joué par les carbures isolés sur la formation des structures en bandes ou en collier, qui contrôle les propriétés de ductilité des aciers Dual-Phase.
Cette étude a été conduite en collaboration avec le centre de recherche d’ ArcelorMittal à Maizières-lès-Metz (thèse de Marc Moreno) et se poursuit actuellement par un contrat CIFRE (thèse de Clélia Couchet).

Titre : Intercritical annealing of cold-rolled ferrite-pearlite steel: Microstructure evolutions and phase transformation kinetics

Auteurs : J. Teixeira, M. Moreno, S.Y.P. Allain, C. Oberbillig, G. Geandier, F. Bonnet

Nom de la revue : Acta Materialia

Date de parution (en ligne) : Juin 2021

Lien : https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.116920

Légende de l'image :
Spectres de diffraction 2D et 1D obtenus in situ lors du chauffage de l'acier. Ces clichés permettent de suivre les transformations de phase avec une excellente résolution temporelle (10 Hz). La phase alpha correspond à la ferrite et la phase gamma à l'austénite.

 

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Spectres de diffraction 2D et 1D obtenus in situ lors du chauffage de l'acier. Ces clichés permettent de suivre les transformations de phase avec une excellente résolution temporelle (10 Hz). La phase alpha correspond à la ferrite et la phase gamma à l'austénite.