Influence du type de recuit industriel sur la recristallisation de fils en acier extra-doux tréfilé à froid

par Ulrike Denker

Thèse de doctorat en Sciences des matérieux

Sous la direction de Marie-Jeanne Philippe.

Soutenue en 1995

à Metz .

mots clés

• Laminage
• Tréfilage
• Recuit des métaux
• Acier au carbone

Résumé

Deux nuances d'acier bas carbone (<0,03% c) destinées au tréfilage fin ont été examinées pendant leur cycle de recuit intermédiaire industriel en vue de remplacer le recuit long en four cloche par le recuit court en ligne continue. Nous avons constaté que le recuit court (dans les conditions industrielles testées) conduit à des fils avec des limites d'élasticité et des résistances extrêmement élevées ainsi qu'à de très faibles allongements avant striction, ce qui est défavorable au tréfilage fin. Des simulations de cycles de recuit court en laboratoire montrent qu'il y a formation locale d'une austénite dans les joints de grains (riche en carbone). Ce phénomène de précipitation partielle d'austénite peut entrainer, dans des conditions de refroidissement rapide, une formation de martensite ; à noter également l'influence du vieillissement sur les caractéristiques mécaniques (Rm, Ag). Les examens de microstructures en coupe longitudinale montrent l'existence de deux types de grain à l'état écroui: grain clair et grain foncé (phénomène déjà observé dans des tôles). Les grains clairs ont une surface lisse alors que celle des grains foncés est rugueuse. La microdureté des grains foncés est plus élevée que celle des grains clairs. L'étude montre que la restauration est plus rapide dans le cas des grains foncés. A l'aide des mesures d'orientations individuelles sur un fil percé en son centre puis déroule (symétrie d'échantillon orthorhombique) nous avons constaté que ces deux types de grains ont des orientations différentes: les grains foncées ont les orientations principales (111) <110>, (112) <110> et (123)<110>. Par contre les grains clairs ont les orientations principales (001)<110>. Le calcul des facteurs de Schmid pour les systèmes de glissement principaux des matériaux cubiques centres lorsque les directions <111>, <112>, <123> ou <001> sont parallèles à la normale donc à la direction de contrainte appliquée maximale nous donné les indications suivantes: les facteurs d'orientation des grains clairs sont tous élevées, ceux des grains foncés sont nombreux mais avec des valeurs plus faibles

Titre traduit

Influence of different industrial heat treatments on the recrystallization of cold drawn low carbon steel wires

Pas de résumé disponible.

Résumé

Tow low carbon steels (<0,03% c) for thin wire drawing have been studied during the intermediate process of industrial heat treatment with a view to replacing the long heat carried out in a bell jar furnace by the short continuous on-line heat treatment. The short heat treatment process (under industrial test conditions) was found to produce wires with high yield strength and elastic limits as well as a very low elongation before necking which is considered as being a disadvantage in thin wire drawing. Some short heat treatment cycles simulated in the research laboratory showed the local formation of an austenite in the grain boundaries (high carbon content). When quenching, the partial austenite precipitation may lead to the formation of martensite. The influence of ageing on the mechanical characteristics (Rm, Ag) needs also to be mentioned. When studying microstructure of longitudindale sections in the hard drawn state, two types of grains could be seen : "light" grains and "dark" grains (this had already been observed in the sheets). The surface of the "light" grains is smooth whereas that of the dark grains is rough. The microhardness of the "dark" grains is higher and their reformation is faster than that of the "light" grains. EBSP measurements carried out on a wire, which has been bored in its centre before being "unrolled" (orthorhombic symmetry) have evidenced that both types of grains have different orientations. The "dark" grains have the (111) <110>, (112) <110> et (123)<110> main orientations, whereas the "light" grains have the (001)<110> orientations. Moreover, by calculating the Schmid ratio for the main gliding systems of bcc materials, when the <111>, <112>, <123> ou <001> directions are parallel to the normal direction that is to say, parallel to the maximum stress applied, the following indications could be observed : the orientation factors for the "light" grains are all high, those of the "dark" grains are numerous but have weaker values.