Découvrez ces nouveaux aciers Docol® 800MPa laminés à chaud

Former ou étirer des bords de tôle d'aciers avancés à haute résistance (AHSS) sans créer de fissures peut être compliqué. Pour limiter le risque d'avoir des bords fissurés qui se redressent, SSAB a lancé trois nouveaux aciers 800 mégapascal, laminés à chaud, d'une ductilité des bords extrêmement élevée.

Cet article aborde :

  • Le besoin grandissant d'une plus grande ductilité des bords des pièces automobiles.

  • Les problèmes qui pourraient être résolus par des nuances d’acier AHSS.

  • L’état d’avancement des essais et du lancement de ces nouvelles nuances à 800 MPa.

Daniel Sund

Daniel Sund est gestionnaire de portefeuille de produits SSAB pour le développement des aciers laminés à chaud. Il a 20 ans d’expérience chez SSAB Europe.

Marcus Folmerz

Marcus Folmerz est spécialiste du formage chez SSAB.. Il travaille chez SSAB depuis 2014.

Robert Ström

Robert Ström travaille chez SSAB depuis 2007, comme expert de la conception automobile. Il dispose d'une très grande expérience des simulations de collisions et de résistance statique pour les carrosseries en blanc, châssis et suspensions.

Quelle est la chose la plus importante à savoir sur les trois nouvelles nuances d’acier automobile Docol® 800MPa laminées à chaud ?

Daniel Sund: Il existe de nombreuses manières de mesurer la ductilité des bords, mais le test de départ standard – peut-être devrais-je dire « test simple » – est le rapport d’expansion de trou ISO 16630. SSAB garantit que les nouveaux aciers Docol® HR800CP+HER et HR800HE (High Edge) auront des rapports d’expansion de trous de 45 % et 65 %, respectivement, mais leurs valeurs d'expansion types sont bien supérieures à cela (70 et 100 %), ce qui les place parmi les plus élevées du marché pour les aciers automobiles 800 mégapascals.

Pourquoi SSAB accorde-t-il autant d’importance à la ductilité des bords des aciers AHSS ?

Marcus Folmerz: Je dirais que 95 % de tous les problèmes de formage signalés par nos clients du secteur automobile au Centre de partage des connaissances SSAB sont liés à des bords qui ont été découpés et étirés, mais finissent par se fissurer. La plupart des entreprises savent comment anticiper d'autres difficultés de formages des aciers AHSS. Mais, les problèmes de déformation des rives peuvent être extrêmement complexes. Il peut arriver que des clients s’engagent pleinement dans la fabrication de pièces spécifiques pour découvrir, en pleine production, que le nombre de pièces aux bords fissurés est inacceptable . Ces nouveaux aciers AHSS à haute ductilité des bords peuvent faire office de « solutionneurs de problèmes ». Ils peuvent servir sur des pièces automobiles pour lesquelles on ne veut pas risquer de bords fissurés.

Les constructeurs automobiles et les entreprises de rang 1 demandent-ils autant de ductilité sur les bords ?

Daniel Sund: Oui. Les clients de SSAB se sont concentrés sur cet aspect particulier de l’aptitude au formage des aciers AHSS. Au cours des dernières années, la demande pour des AHSS aux meilleures ductilités des bords a été plutôt forte et elle va en augmentant.

Marcus Folmerz: En plus de résoudre les problèmes concernant les conceptions de pièces existantes, une ductilité des bords plus élevée permet également d'établir des géométries plus complexes pour des bords étirés ou relevés – brides hautes, etc. – avec une meilleure marge de sécurité contre les fissures.

Ces trois nouveaux aciers automobiles 800 MPa ont également d’impressionnants diagrammes de limite de formage : est-ce lié d'une quelconque manière à leur très grande ductilité des bords ?

Marcus Folmerz : Non, non, non. Il n'y a pas de corrélation – positive ou négative – entre un diagramme de limite de formage et la ductilité des bords. Nous devons régulièrement le rappeler à nos clients. Cela dit, oui, ces nouveaux aciers présentent de très bons diagrammes de limite de formage, ce qui montre leur aptitude pour divers procédés de formage. En d’autres termes, nous avons optimisé ces aciers 800 MPa pour une ductilité extrême des bords, mais ils sont également très fiables pour d’autres opérations de formage.

Les constructeurs automobiles n’utilisent-ils pas Docol® HR800CP depuis quelques années déjà ?

Daniel Sund : Si. Mais, nous avons encore amélioré notre acier à phase complexe 800 MPa laminé à chaud, avec des niveaux plus élevés de ductilité des bords. Vous avez à présent deux choix : vous pouvez soit acheter le nouveau Docol® HR800CP, soit vous procurer le HR800CP+HER. Le signe +HER signifie que nous avons testé chaque expédition pour garantir un minimum de 45 % de HER (rapport d'expansion de trou), avec des valeurs types à 70 % de HER.

Et l’acier Docol® HR800HE est également testé à 100 % de HER ?

Daniel Sund : C’est exact. Tous nos aciers 800HE, ou High Edge, laminés à chaud sont testés pour offrir aux clients un minimum garanti de 65 % de HER, avec une moyenne attendue ou une HER type de 100 %.

Alors, comment SSAB a-t-elle obtenu une si haute ductilité des bords sur ces nouveaux aciers 800 MPa ?

Daniel Sund : Tout d’abord, nous avons optimisé leur microstructure. Ensuite, nous avons mis en place des contrôles qualité très stricts, dont le dégazage des réservoirs sous vide, pour garantir la propreté intérieure de chaque plaque d’acier. Nous disposons également d'un contrôle minutieux des températures et des réductions tout au long du laminage à chaud.

Quelles sont les applications automobiles possibles pour ces trois nouveaux aciers 800 MPa ?

Robert Ström : Il existe de nombreuses applications possibles pour ces matières à 800 mégapascals. Les bras de commande, et en particulier les bras de commande inférieurs, sont une application importante. Mais, tous ces aciers HR (HR800CP, HR800CP+HER et HR800HE) conviennent parfaitement aux applications qui demandent une haute ductilité des bords et de bonnes propriétés de résistance à la fatigue. Par exemple, des pièces en mouvement constant et soumises à des secousses. Je pense donc aux suspensions multibras, aux bras de traction, aux barres de torsion et aux sous-cadres.  

Je considère ces aciers comme ayant le « mélange idéal » des propriétés souhaitées. Quand on y pense, bon nombre de ces propriétés devraient s'annuler : aptitude au formage et haute résistance, haute ductilité des bords et bonnes performances en cas de collision. Mais, ces aciers offrent toutes ces propriétés – et surtout, ils offrent une ductilité des bords très élevée.

Quel est la disponibilité actuelle de ces trois nouveaux aciers 800 MPa ?

Robert Ström : Vous pouvez les commander dès maintenant en passant par le programme de stock de matières d’essai Docol® AHSS. De nombreux clients sont déjà en train de les tester. Dans le même temps, SSAB mène des essais de fatigue à long terme à cycle faible et à cycle élevé.

Daniel Sund : Oui, nous encourageons vivement les clients à faire leurs essais. Cela peut-être pour une nouvelle conception de pièce ou pour une pièce existante montrant des fissurations sur les bords.

Est-ce que SSAB a prévu des cartes matières pour les trois aciers 800MPa dans le logiciel AutoForm ?

Marcus Folmerz : Oui. Pour les aider dans leurs simulations de conception et de formage, les clients peuvent contacter leur représentant Docol® pour obtenir les cartes AutoForm des aciers HR800CP, HR800CP+HER et HR800HE. Ils peuvent également demander à avoir accès au portail de téléchargement Docol® Test Drive. Et, comme toujours, le Centre de partage des connaissances SSAB peut aider à préparer les simulations pour ces nouvelles nuances Docol AHSS.

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