Aciers CH pour emboutissage à froid

Les aciers CH sont la nouvelle generation des aciers Complex Phase. Ces aciers à très haute résistance offrent une formabilité améliorée comparée aux aciers Complex Phase conventionnels grâce à leur allongement plus élevé. Ces aciers permettent la réalisation d'éléments structuraux par un procédé de formage à froid tel que l'emboutissage. L'allongement est significativement améliorée grace à une faible fraction d'austénite résiduelle.

Grâce à leurs excellentes propriétés mécaniques, ces qualités sont particulièrement adaptées aux pièces de sécurité automobile pour la résistance aux chocs. Les pièces typiques sont montrées dans la figure ci-dessous :

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

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)

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Les aciers CH présentent une bonne formabilité globale par rapport à leur niveau de résistance à la traction.

La figure ci-dessous donne un exemple de courbe limite de formage pour l'acier CR780Y980T-CH en 1,5 mm d'épaisseur en comparaison avec un acier Dual Phase de plus faible limite élastiqsue et de même résistance. L'acier CH de même resistance montre une formabilité globale légèrement supèrieure malgré sa limite élastique beaucoup plus élévée (+180 MPa).

Courbes limites de formage de l'acier CR780Y980T-CH d'épaisseur 1,5 mm en comparaison avec un Dual Phase de plus faible limite élastique (Modèle ArcelorMittal pour l'Europe). 

Courbes limites de formage de l'acier CR780Y980T-CH d'épaisseur 1,5 mm en comparaison avec un Dual Phase de plus faible limite élastique (Modèle de Keeler pour l'Amérique du Nord).

L'intérêt de ces aciers est réside également dans leur excellente formabilité/ductilité locale. Cette ductilité locale élévée leur confère une bonne formabilité en bords decoupés mais aussi en ductilité lors du comportement au crash.

Cette ductilité locale a été quantifiée à l'aide de la mesure locale de réduction d"épaisseur sur la section de l"éprouvette de traction après rupture. Le graphe ci-dessous donne la comparaison de cette reduction d'épaisseur pour differents grades de même résistance (980 MPa).

La gamme d'aciers CH possède une  bonne soudabilité par points. Le domaine de soudabilité, obtenu pour les conditions de soudage préconisées par la norme ISO18278-2, est étendu. Le tableau ci-dessous donne à titre indicatif quelques propriétés de points soudés des aciers CH en combinaisons homogènes selon la norme ISO18278-2.