88 / 108
EuroWire – Mai 2012
86
Article technique
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.
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
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
.
La
présence
de
martensite
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 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
▲
▲
Figure 2
:
Micrographe électronique à transmission
du matériau à haute teneur en B, laminé à chaud et
refroidi
Base
B
Haute
teneur
en B