Caractérisation de l'état d'engagement de l'azote au cours du process de transformation d'aciers calmés

Guetaz, Virginie

Description

6RPPDLUHIntroduction _________________________________________________________ 1Chapitre I Généralités __________________________________________________ 3I.1 Microstructure et constitution des aciers extra doux __________________________ 5I.1.1 Introduction_________________________________________________________________5I.1.2 Les phases dans un acier _______________________________________________________5I.1.3 L'influence des éléments d'alliage ________________________________________________7I.1.4 Réaction de précipitation dans les aciers___________________________________________8I.2 La fabrication des tôles minces d’acier extra-doux___________________________ 16I.2.1 Introduction________________________________________________________________16I.2.2 L'usine à chaud _____________________________________________________________16I.2.3 L'usine à froid ______________________________________________________________18I.3 Caractéristiques recherchées pour les tôles minces destinées à l’emboutissage ____ 20I.3.1 Introduction20I.3.2 L'emboutissabilité et les caractéristiques mécaniques associées ________________________20I.3.3 Le vieillissement après déformation _____________________________________________22I.4 Influence de la microstructure et de la texture sur les propriétés mécaniques_____ 24I.4.1 Introduction24I.4.2 Les paramètres de résistance ___________________________________________________24I.4.3 Lesètres de ductilité ...

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Extrait

$422,L70 Introduction _________________________________________________________1 Chapitre I Généralités__________________________________________________ 3 I.1 Microstructure et constitution des aciers extra-doux __________________________ 5 I.1.1 Introduction_________________________________________________________________5 I.1.2 Les phases dans un acier _______________________________________________________5 I.1.3 L'influence des éléments d'alliage________________________________________________7 I.1.4 Réaction de précipitation dans les aciers___________________________________________8 I.2 La fabrication des tôles minces d’acier extra-doux___________________________ 16 I.2.1 Introduction________________________________________________________________16 I.2.2 L'usine à chaud _____________________________________________________________16 I.2.3 L'usine à froid ______________________________________________________________18 I.3 Caractéristiques recherchées pour les tôles minces destinées à l’emboutissage ____ 20 I.3.1 Introduction________________________________________________________________20 I.3.2 L'emboutissabilité et les caractéristiques mécaniques associées________________________20 I.3.3 Le vieillissement après déformation _____________________________________________22 I.4 Influence de la microstructure et de la texture sur les propriétés mécaniques_____ 24 I.4.1 Introduction________________________________________________________________24 I.4.2 Les paramètres de résistance ___________________________________________________24 I.4.3 Les paramètres de ductilité ____________________________________________________25 I.4.4 Les caractéristiques de mise en forme supplémentaires______________________________26 I.5 Effet de la précipitation sur la recristallisation dans les aciers calmés aluminium_ 27 I.5.1 L'état déformé ______________________________________________________________27 I.5.2 Principe et mécanismes de la recristallisation______________________________________29 I.5.3 Influence de la taille de grains initiale sur la recristallisation __________________________32 I.5.4 Influence des éléments en solution solide et des précipités sur la recristallisation __________33 Chapitre II Le matériau étudié et les méthodes expérimentales utilisées_________ 39 II.1 L’acier étudié_________________________________________________________ 41 II.1.1 Analyse chimique___________________________________________________________41 II.1.2 Traitements initiaux _________________________________________________________41 II.2 Les traitements thermiques _____________________________________________ 43 II.2.1 Définition du pouvoir thermoélectrique__________________________________________43 II.2.2 Les paramètres influençant le PTE_____________________________________________44 II.2.3 Les différentes échelles de mesure______________________________________________46 II.2.4 Appareillage_______________________________________________________________47 II.3 Mesure du frottement intérieur__________________________________________ 48 II.3.1 Introduction _______________________________________________________________48 II.3.2 Définitions de l’anélasticité et du frottement intérieur_______________________________48 II.3.3 Application au dosage des atomes de carbone et d'azote dans la ferrite : le pic de Snoek____49 II.3.4 Appareillage_______________________________________________________________51 II.4 Mesure des caractéristiques mécaniques__________________________________ 55

II.4.1 Introduction _______________________________________________________________55 II.4.2 Les essais de traction ________________________________________________________55 II.4.3 La dureté_________________________________________________________________55 II.5 Caractérisation de la texture cristallographique ____________________________ 56 II.5.1 Introduction _______________________________________________________________56 II.5.2 Principe des méthodes intégrales _______________________________________________56 II.5.3 Mesures de la texture par diffraction des rayons X _________________________________57 II.6 Observations microscopiques____________________________________________ 59 II.6.1 Microscopie optique_________________________________________________________59 II.6.2 Microscopie électronique à balayage (MEB)______________________________________59 II.6.3 Microscopie électronique en transmission (MET)__________________________________60 Chapitre III Le dosage de l’azote en solution solide : mise au point d’une méthode et comparaison avec d’autres techniques____________________________________ 62 III.1 Introduction _________________________________________________________ 64 III.2 Présentation des différentes techniques existantes__________________________ 66 III.2.1 Introduction______________________________________________________________66 III.2.2 Dosage, en absolu, de la quantité d’azote précipité________________________________66 III.2.3 Dosage, en absolu, de la quantité d’azote en solution solide_________________________69 III.2.4 Dosage, par mesure de variations relatives, de l’azote en solution solide : le frottement intérieur ______________________________________________________________________________70 III.2.5 Suivi des phénomènes de précipitation__________________________________________71 III.3 Mise au point d’une méthode de dosage de l’azote en solution solide par pouvoir thermoélectrique _________________________________________________________74 III.3.1 Introduction______________________________________________________________74 III.3.2 Suivi de la précipitation des nitrures par « mesure directe »_________________________74 III.3.3 Dosage de l’azote en solution solide par « mesure indirecte » ________________________84 III.4 Comparaison avec les autres méthodes de dosage __________________________ 95 III.4.1 Description des autres techniques étudiées_______________________________________95 III.4.2 Comparaison entre les différentes techniques de dosage ____________________________96 III.4.3 Discussion________________________________________________________________99 III.5 Conclusion _________________________________________________________ 101 Chapitre IV Etude de la précipitation des nitrures d’aluminium_______________ 102 IV.1 Généralités sur les nitrures d’aluminium et leur précipitation dans les aciers calmés aluminium ______________________________________________________________104 IV.1.1 Introduction_____________________________________________________________104 IV.1.2 Précipitation isotherme après traitement d’homogénéisation________________________104 IV.1.3 Effet de la déformation à chaud sur la précipitation_______________________________109 IV.2 Etude de la précipitation des nitrures dans la ferrite_______________________ 112 IV.2.1 Introduction_____________________________________________________________112 IV.2.2 Cinétiques d’évolution du pouvoir thermoélectrique ______________________________112 IV.2.3 Observation et analyse des précipités__________________________________________118 IV.2.4 Discussion______________________________________________________________128 IV.3 Influence de différents paramètres sur la précipitation_____________________ 131 IV.3.1 Introduction_____________________________________________________________131 IV.3.2 Etude préliminaire : comparaison des cinétiques de précipitation entre la tôle à chaud usine et une tôle à chaud laminée au LEDEPP __________________________________________________131 IV.3.3 Influence du laminage à chaud_______________________________________________136 IV.3.4 Discussion______________________________________________________________138 IV.4 Conclusion_________________________________________________________ 140 Chapitre V Etude de l'effet de la précipitation de l’azote sur la recristallisation lors des recuits 141

V.1 Introduction_________________________________________________________ 145 V.2 La recristallisation des aciers extra-doux calmés aluminium _________________ 146 V.2.1 Description générale_______________________________________________________146 V.2.2 Le rôle des nitrures d’aluminium______________________________________________150 V.3 Influence de l’azote sur la recristallisation ________________________________ 155 V.3.1 Introduction ______________________________________________________________155 V.3.2 Description des états initiaux_________________________________________________155 V.3.3 Résultats après recuit continu________________________________________________163 V.3.4 Conclusion_______________________________________________________________170 V.4 Les influences respectives du carbone et de l’azote sur la recristallisation ______ 171 V.4.1 Description des états initiaux_________________________________________________171 V.4.2 Synthèse des concentrations d’azote et de carbone ________________________________181 V.4.3 Etude du laminage à froid ___________________________________________________182 V.4.4 Résultats après recuits continu________________________________________________187 V.5 Discussion et conclusion _______________________________________________ 194 V.5.1 Synthèse des résultats obtenus________________________________________________194 V.5.2 Le rôle du carbone sur la recristallisation_______________________________________194 V.5.3 Le rôle de l’azote sur la recristallisation lors du recuit continu _______________________198 V.5.4 Conclusion_______________________________________________________________202