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Aciers pour emboutissage à froid - Fortiform®

Présentation

La famille d'acier Fortiform® vient compléter la gamme des aciers à ultra haute résistance d'ArcelorMittal. Ces aciers permettent la réalisation d'éléments de structure allégés par un procédé de mise en forme à froid. Ces aciers à ultra haute resistance de troisième génération permettent d'apporter un allègement suplémentaire par leur propriétés mécaniques plus élévées que les aciers à très hautes résitances conventionnels tout en gardant les mêmes capacités de formabilité.

Positionnement de la gamme d'aciers Fortiform®

Positionnement de la gamme d'aciers Fortiform®

Applications

Grâce à leurs caractéristiques mécaniques très élevées, les aciers Fortiform® sont particulièrement adaptés aux pièces automobiles de sécurité destinées à la résistance aux chocs.

Pièces typiques pour aciers Fortiform®

Pièces typiques pour aciers Fortiform®

Designation et norme

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Dénomination ArcelorMittal Nom générique Code ArcelorMittal VDA 239-100
Fortiform® 980 HF980Y600 Fortiform® 980
Fortiform® 1050 HF1050Y700 Fortiform® 1050 CR700Y980T-DH (-UNC,-EG)
Fortiform® 1180 HF1180Y850 Fortiform® 1180

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

Caractéristiques mécaniques

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Dénomination ArcelorMittal Nom générique Direction Résistance de limite élastique Rp0,2 (MPa) Résistance à la rupture Rm (MPa) Type 1 Min. A50mm (%) Type 2 Min. A80mm (%) Type 3 Min. A50mm (%) Min. BH2 MPa
Fortiform® 980 HF980Y600 RD 600 - 750 980 - 1130 19 19 20 30
Fortiform® 1050 HF1050Y700 RD 700 - 820 1050 - 1180 14 14 15 30
Fortiform® 1180 HF1180Y850 RD 850 - 1060 1180 - 1330 13 13 14 30

A80mm %: Allongement à rupture (en %) sur base d’un échantillon de longueur utile L0 = 80 mm (ISO 6892-1 type 2 (EN20x80))
A50mm %: 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)

Microstructure du Fortiform® 1050

Microstructure du Fortiform® 1050

Composition chimique

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Dénomination ArcelorMittal Nom générique Max. C (%) Max. Si (%) Max. Mn (%) Max. P (%) Max. S (%) Al (%) Max. Cu (%) Max. B (%) Max. Ti + Nb (%) Max. Cr + Mo (%)
Fortiform® 980 HF980Y600 0,25 2,0 2,3 0,05 0,01 0,015 - 1,0 0,2 0,005 0,15 1,4
Fortiform® 1050 HF1050Y700 0,23 1,8 2,3 0,05 0,01 0,015 - 1,0 0,2 0,005 0,15 1,4
Fortiform® 1180 HF1180Y850 0,23 2,0 2,8 0,05 0,01 0,015 - 1,0 0,2 0,005 0,15 1,4

Disponibilité globale


En développement     En essais clientèle     Commercial en aspect non-visible     Commercial pour pièce d'aspect non visible et visible (Z)    

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Dénomination ArcelorMittal Nom générique Nu (-UNC) Alusi® (-AS) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA) Electrozingué (-EG) Jetgal® (-ZV)
Fortiform® 980 HF980Y600
Fortiform® 1050 HF1050Y700
Fortiform® 1180 HF1180Y850
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Dénomination ArcelorMittal Nom générique Nu (-UNC) Extragal® (-GI) Electrozingué (-EG) Jetgal® (-ZV)
Fortiform® 980 HF980Y600
Fortiform® 1050 HF1050Y700
Fortiform® 1180 HF1180Y850
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Dénomination ArcelorMittal Nom générique Nu (-UNC) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA)
Fortiform® 980 HF980Y600
Fortiform® 1050 HF1050Y700
Fortiform® 1180 HF1180Y850
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Dénomination ArcelorMittal Nom générique
Fortiform® 980 HF980Y600
Fortiform® 1050 HF1050Y700
Fortiform® 1180 HF1180Y850
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Dénomination ArcelorMittal Nom générique
Fortiform® 980 HF980Y600
Fortiform® 1050 HF1050Y700
Fortiform® 1180 HF1180Y850
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Dénomination ArcelorMittal Nom générique
Fortiform® 980 HF980Y600
Fortiform® 1050 HF1050Y700
Fortiform® 1180 HF1180Y850

Nous consulter pour les produits en développement.

Mise en forme

Les aciers Fortiform® présentent une bonne ductilité par rapport à leur niveau de résistance à la traction.
La figure ci-dessous donne un exemple de courbe limite de formage pour les aciers Fortiform® en 1,5 mm d'épaisseur.

Courbes limites de formage pour la famille des aciers Fortiform® d'épaisseur 1,5 mm (modèle ArcelorMittal  pour l'Europe)

Courbes limites de formage pour la famille des aciers Fortiform® d'épaisseur 1,5 mm (modèle de Keeler pour l'Amerique du Nord)

Soudabilité

Aptitude au soudage par points

Les aciers Fortiform® sont soudables avec les procédés classiques moyennant une adaptation des paramètres.
Compte tenu de l'augmentation du carbone équivalent, il est nécessaire d'augmenter les efforts et d'adapter les cycles afin d'obtenir des points de bonne qualité.
A titre indicatif, voici un exemple de données de soudage par points sur l'acier Fortiform® 1050 EG sur la base de combinaisons homogènes selon la norme ISO 18278-2 :

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Dénomination ArcelorMittal Revêtement Epaisseur (mm) Effort en traction pure (kN) Diamètre soudure (mm) Effort en traction cisaillement (kN)
Fortiform® 1050 Electrogalvanized 0,8 3 6 10

Résistance à la fatigue

De par leur résistances mécaniques très élevées, les aciers Fortiform® présentent de très bonnes propriétés en fatigue. A titre d'exemple, les 2 graphes ci-dessous montrent les courbes de Wöhler des aciers Fortiform®. Celles-ci sont exprimées en terme de contrainte maximale en fonction du nombre de cycles appliqués. Elles sont obtenues suivant 2 rapports de charge, soit en traction alternée symétrique R=-1, soit en traction répétée R=0.1.

Le graphe ci-dessous représente la courbe oligo-cyclique ou courbes EN de ces mêmes aciers. Celle-ci s ’exprime en amplitude de déformation en fonction du nombre d’alternances (un cycle correspondant à 2 alternances). D’autres données de fatigue à grand ou faible nombre de cycles sont disponibles sur demande.

ArcelorMittal est en mesure de mettre à la disposition de ses clients une base de données reprenant les performances en fatigue des aciers de la gamme Fortiform®.

Résistance au choc

Du fait de leurs limites d'élasticité et de leurs charges à la rupture très élevées, les aciers Fortiform®  sont particulièrement performants pour des pièces de sécurité.

Les aciers Fortiform® ont été caractérisés en compression axiale sur structure oméga avec plaque de fermeture soudée par points à une vitesse d'impact de 56 km/h. Ces tests ont montré le très bon comportement au choc de ces aciers. Le graphe suivant donne à titre indicatif le potentiel d'allègement minimal de ces aciers par rapport à un acier CR340LA.

Potentiel d'allégement par rapport à un acier CR340LA (référence)

Potentiel d'allégement par rapport à un acier CR340LA (référence)

Les aciers Fortiform® ont été caractérisés en flexion 3 points dynamique à 30 km/h sur éprouvette à section oméga. Ces tests ont montré le très bon comportement au choc de ces aciers. Le graphe suivant donne à titre indicatif le potentiel d'allègement minimal de ces aciers  par rapport à un acier CR340LA.

Potentiel d'allégement par rapport à un acier CR340LA (référence)

Potentiel d'allégement par rapport à un acier CR340LA (référence)

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