EoW May 2012

Article technique

lecture de la valeur de l’extensomètre lors de la rupture finale. Tous les échantillons se sont cassés dans la longueur spécifiée de l’extensomètre, sauf indication contraire. La caractérisation microstructurelle a été réalisée avec une microscopie optique lumineuse dans des échantillons gravés avec Picral à 4% et moyennant une microscopie électronique à transmission (TEM) sur un instrument Philips CM120 fonctionnant à 120kV. Des feuilles minces ont été soumises au polissage électrolytique avec une polisseuse à double jet Fischione à 32V à température ambiante, en utilisant un mélange d’acide acétique à 95% et acide perchlorique à 5%. La dilatométrie a été réalisée sur un système Gleeble ® 1500. Les échantillons ont été réchauffés à 950°C à une vitesse de réchauffage constante de 20°C/s et ont été maintenus isothermiques pendant cinq minutes. Ensuite, l’acier a été refroidi en gaz hélium à des vitesses de refroidissement constantes programmées respectivement de 50, 30, 25, 12,5, 10, 7,5, 5, 2,5 et 1°C/s. Des essais consécutifs ont été effectués sur un seul échantillon pour chaque alliage. La dilatation de l’échantillon a été surveillée en tenant compte de la température et du temps. Résutats et discussion Les micrographies optiques lumineuses éffectuées à la moitié de la section transversale des barres laminées à chaud sont représentées aux Figure 1 . Des microstructures perlitiques peuvent être observées. Aucun réseau de constituants proeutectoïdes n’a pas été observé. L’analyse TEM de l’acier lié superstoechiométriquement a été effectuée pour évaluer l’effet du bore libre sur l’évolution microstructurelle et une micrographie TEM représentative est illustrée à la Figure 2 . n’a pas été détectée ce qui indique probablement que le bore n’augmente pas la trempabilité. On sait que le bore augmente considérablement la trempabilité dans les aciers à faible teneur en carbone 9 . Toutefois, il a été reporté que cet effet est moins prononcé dans les aciers à haute teneur en carbone. 10,11 . Afin de vérifier l’effet de l’alliage sur la trempabilité, la dilatométrie a été effectuée sur la base et sur l’alliage au bore comme exposé dans la référence 12. ▲ ▲ Figure 2 : Micrographe électronique à transmission du matériau à haute teneur en B, laminé à chaud et refroidi La présence de martensite

Une décarburation significative ayant été observée 8 , le matériau a été rectifié sans centres jusqu’à un diamètre de 5,5mm. Ensuite, la présence de ségrégation de carbone dans les barres laminées à chaud a été évaluée et seules les barres qui présentaient une teneur en carbone de 0,78 ± 0,01 pct pds pour le tréfilage de fil successif ont été sélectionnées. Le tréfilage de fil a été effectué auprès du Bekaert Technology Centre en appliquant une réduction à 2,5mm de diamètre en huit pas de tréfilage. Ensuite, le patentage a été effectué dans des bains de sel avec un réchauffage à 980ºC puis à 520ºC. Le fil patenté a été tréfilé davantage jusqu’à 1mm. Un essai de traction a été effectué sur une machine électromécanique à une vitesse de déformation constante de 5,6 10 -4 /s, au moyen d’un extensomètre de 5cm à 50%. Deux échantillons ont été essayés pour chaque condition. Les déformations uniformes ont été définies comme tension d’étude à la charge de pointe utilisée pour les calculs de la tension à la rupture ( UTS - Ultimate Tensile Strength ), et les tensions à la rupture totales ont été obtenues de la

un laminoir chargé manuellement, en effectuant un réchauffage à 1176°C et la réduction en trois phases sur deux laminoirs à chaud. Au début, les barres ont été réduites de 12,7 à 9,5cm, pour obtenir des barres carrées avec des angles arrondis ( RCS - Round Corner Square ) ensuite refroidies avec de l’air jusqu’à une température ambiante, réchauffées et laminées jusqu’à 4,76cm. Ensuite, le matériau a été usiné pour éliminer les oxydes et coupé en 6-7 blocs. La réduction finale a été réalisée dans un deuxième laminoir à chaud jusqu’à atteindre la dimension finale de 7,1mm. Après le laminage à chaud, le matériau a été refroidi avec de l’air jusqu’à une température ambiante. Ensuite, le matériau a été coupé au moyen d’une scie en morceaux de 3,7m, avant d’être tréfilé. Vingt-quatre sections de chaque alliage ont été obtenues. Bien que les calculs thermodynamiques au moyen du programme Thermo‑Calc ® prévoyaient une fragilité à chaud potentielle de l’acier à haute teneur en B, aucune rupture ni défaut superficiel significatif n’ont été observés.

▼ ▼ Figure 1 : Micrografies optiques lumineuses de barres laminées à chaud en acier de Base, au bore et à haute teneur en bore. Échantillons prélevés transversalement par rapport à la direction de laminage, au centre de la section transversale, gravure 4% Picral

Base

B

Haute teneur en B

86

EuroWire – Mai 2012