Caractérisation microstructurale et mécanique d'aciers à haute résistance sujets à la galvanisation continue

L'amélioration des performances des automobiles nécessite leur allègement. Ceci passe entre autres par l'adoption de nouveaux matériaux pour la structure interne de la carrosserie comme les aciers avancés à haute résistance mécanique en substitution des aciers faiblement allié à haute résistance (HSLA). Pour obtenir les propriétés mécaniques désirées et assurer une protection contre la corrosion, les aciers sont traités dans une ligne de galvanisation en continu. Dans ce procédé, la température du traitement thermique est contrôlée par pyrométrie. Cette méthode utilise les propriétés radiatives du matériau en cours de traitement à travers l'émissivité spectrale qui est sensible à l'état de surface. En raison de leur composition chimique, plus riche en manganèse notamment, les nouveaux aciers développent une oxydation superficielle sélective qui altère l'émissivité et donc qui provoque des erreurs de détermination de la température. Ce mémoire vise à évaluer l'écart de température maximale admissible pour que les propriétés mécaniques des aciers respectent leur norme de référence. Le projet a été mené sur un acier HSLA grade 50 et sur un acier biphasé grade 980 (DP980). Afin de simuler une situation de perte de contrôle de la température, des cycles altérés ont été réalisés à partir des cycles nominaux fournis par les partenaires industriels. La température maximale du revenu intercritique nominale est de 802°C, elle a été altérée de ±25°C et ±50°C pour le DP980 et seulement ±50°C pour le HSLA. Les traitements thermiques ont été réalisés dans le simulateur de galvanisation de McMaster University où la température est contrôlée par thermocouple. Les cycles thermiques ont été arrêtés juste avant l'étape de galvanisation. Les propriétés mécaniques ont été déterminées par des essais de traction uniaxiale selon la norme ASTM E8/A370. Une cartographie de la dureté des coupons traités thermiquement dans le simulateur a permis de définir une zone de température uniforme de ±10°C. Comme prévu, les propriétés mécaniques de l'acier DP980 sont fortement affectées par l'altération de la température. Quand la température dévie de -50°C à +50°C, la limite d'élasticité et la résistance mécanique augmentent respectivement de 540 MPa et 260 MPa. Quelle que soit la déviation de la température, les propriétés mécaniques dépassent les minimums requis par la norme ASTM. Concernant le HSLA, pour des déviations identiques de température, la limite d'élasticité et la résistance mécanique augmentent respectivement de 120 MPa et 40 MPa.