Aciers Dual Phase

Les aciers Dual Phase se distinguent par un bon compromis résistance/emboutissabilité. Celui-ci provient de la microstructure constituée d''une phase dure (martensite ou bainite) dispersée dans une matrice ferritique ductile. La capacité de consolidation induite par la déformation de ces aciers est considérable. Cette propriété leur assure non seulement une bonne aptitude à la répartition des déformations permettant une bonne emboutissabilité mais aussi des caractéristiques sur pièces beaucoup plus élevées que sur le métal à plat. C'est le cas, entre autres, de la limite d'élasticité. Après le traitement de cuisson peinture des pièces (aussi appelé traitement de Bake Hardening, BH), la limite d'élasticité des grades Dual Phase augmente encore.

Ce niveau élevé de résistance mécanique obtenue sur pièces se traduit par une excellente tenue à la fatigue et une bonne capacité d'absorption d'énergie, ce qui prédispose ces aciers à l'utilisation pour des pièces de structure et de renfort. Leur forte consolidation, combinée à un effet BH prononcé, les rend très performants pour l'allègement des pièces de structure voire même de peau notament avec le CR290Y490T-GI-E Extragal^® or Ultragal^®.

Compte tenu de leur forte capacité d'absorption d'énergie et de leur bonne résistance à la fatigue, les aciers Dual Phase laminés à froid se prêtent particulièrement bien à la réalisation de pièces de structures et de sécurité pour l'automobile telle que longerons, traverses et renforts.
L'acier CR290Y490T-GI-E Extragal^® or Ultragal^® permet de réaliser des pièces visibles avec une résistance à l'indentation supérieure de 20 % par rapport aux aciers conventionnels à haute résistance, offrant ainsi un potentiel d''allégement de l''ordre de 15 %.

Grâce à ses propriétés élevées, l'acier Dual Phase 600 laminé à chaud permet d'alléger les structures par une réduction des épaisseurs. Il peut être notamment utilisé dans l''automobile pour :

• Les voiles de roues
• Les profilés allégés
• Les coupelles d'amortisseurs
• Les éléments de fixation

ArcelorMittal dispose d'un ensemble de données relatives à la mise en forme et aux propriétés d'emploi de toute la gamme d'aciers Dual Phase. Pour intégrer ces aciers dès la conception, une équipe d'experts est en mesure de réaliser des études spécifiques soit à partir de modélisation, soit à partir d'essais de caractérisation.

LCE : Low Carbon Equivalent, grade à bas carbone équivalent pour optimisation des propriétés d'usage.

Le tableau ci-dessus résume à titre indicatif les correspondances entre la gamme ArcelorMittal, les normes Européennes et la norme VDA 239-100.

Ces correspondances sont données à titre indicatif. Les nuances d'aciers d'ArcelorMittal présentent généralement des garanties de propriétés mécaniques plus étroites (cf. tableau ci-dessous).

A_80mm % : Allongement à rupture (en %) sur base d’un échantillon de longueur utile L₀ = 80 mm (ISO 6892-1 type 2 (EN20x80))
A_50mm % : Allongement à rupture (en %) après fracture sur base d’un échantillon de longueur utile L₀ = 50 mm (ISO 6892-1 type 1 (ASTM12.5x50) or type 3 (JIS25x50))
A% : Allongement à rupture (en %) sur base d’un échantillon proportionnel de longueur utile L₀ = 5,65 (So)^1/2
Ag % : Allongement uniforme (en %)
BH₂ : Augmentation de la limite élastique entre une référence mesurée après 2% de pré-déformation et cette même condition ayant subi un traitement thermique (170°C- 20 minutes)

LCE : Low Carbon Equivalent, grade à bas carbone équivalent pour optimisation des propriétés d'usage.

Les propriétés d'usage des aciers Dual Phase sont garanties par la maîtrise du process de fabrication. En particulier, le contrôle du cycle de recuit (températures, vitesse de refroidissement) assure l'obtention de la microstructure Dual Phase et la reproductibilité des caractéristiques mécaniques.

Nous consulter pour la disponibilité des produits dans les zones en développement ou non renseignées.

LCE : Low Carbon Equivalent, grade à bas carbone équivalent pour optimisation des propriétés d'usage.

Les aciers de la famille Dual Phase présentent un bon compromis résistance/emboutissabilité. Cela est dû à leur forte ductilité et à leur capacité de consolidation élevée dès le début de la déformation qui assure une répartition homogène des déformations entraînant des amincissements moindres. Ainsi dans le cas d'un acier Dual Phase 500, la limite d'élasticité peut augmenter d'environ 120 MPa après 2 % de déformation plastique en traction uniaxiale (phénomène décrit sous le nom de "Work-Hardening" ou WH2). La limite d'élasticité peut être encore augmentée par "Bake Hardening" après cuisson de peinture (BH₂).

L'acier Dual CR290Y490T-GI-E Extragal^® or Ultragal^®permet aussi de réaliser des pièces de peau grâce à son excellent comportement en expansion et en traction large.

La gamme des aciers Dual Phase peut être emboutie sur des outils classiques moyennant une optimisation des réglages. Ainsi, dans le cas d'un CR330Y590T-DP, les efforts d'emboutissage seront augmentés d'environ 20 % par rapport à un acier de type micro-allié (HSLA) de même épaisseur. Il est à noter que ces aciers, en particulier les plus hauts grades, sont sensibles au phénomène dit de "retour élastique". Aussi, la maîtrise de la géométrie des pièces doit être étudiée lors de la conception (faibles rayons de matrice, renforts perpendiculaires aux plis permettant de rigidifier les pièces ouvertes...) et également lors de la définition de la gamme d'emboutissage (surpliage, outil de calibrage, frappe des rayons, application de plus fortes retenues sous serre-flan...).

Sur ces sujets, ArcelorMittal a développé un savoir faire spécifique de maîtrise du retour élastique par le biais du design de pièces et des outils d'emboutissage (méthode OUTIFO).

Nous consulter pour d'autres données relatives à la mise en forme des aciers Dual Phase pour des épaisseurs et des revêtements particuliers.

En soudage par résistance par points, bien que plus alliés que les aciers HSLA, les aciers Dual Phase se soudent très bien avec les procédés classiques moyennant une adaptation des paramètres dans les conditions industrielles. Le tableau ci-dessous donne à titre indicatif quelques propriétés de points soudés d'acier Dual Phase en combinaisons homogènes selon la norme ISO 18278-2.

Pour les modalités revêtues (galvanisées et galvanisées alliées), les tests de durée de vie des électrodes conduisent à des résultats caractéristiques du type de revêtement considéré. Le substrat Dual Phase n'a pas d'influence sur les durées de vie obtenues.

En soudage à l'arc MAG (Metal Active Gas) en bout-à-bout ou à clin, la dureté maximale de la zone fondue n'excède pas 300 HV pour un HR330Y580T-DP, quels que soient les paramètres. Les formes de cordons de soudage satisfont à la classe B de la norme ISO 25817. Les produits consommables recommandés sont :

• Pour le métal d'apport : fil type G3Si1 NF EN 440 ;
• Gaz de protection : Ar + 8 % CO₂.

Les aciers Dual Phase présentent d'excellentes tenues mécaniques en soudage laser par recouvrement. Sur la base de son expérience (caractérisation de ses produits), ArcelorMittal est en mesure d'apporter une assistance technique pour l'adaptation des paramètres de soudage aux aciers Dual Phase.