Le développement des aciers à très haute résistance

Ce chapitre traite des interactions entre les dislocations mobiles et les différents obstacles présents dans la microstructure des aciers à très haute résistance. Les analyses effectuées basées sur une approche microscopique et des données expérimentales permettent de mieux appréhender les liens qui existent entre les paramètres microstructuraux, l’écrouissage et les propriétés en traction.

Ce chapitre traite de l’influence du développement de textures cristallographiques sur l’anisotropie. Un rappel est fait des composantes de texture dans les phases ferrite et austénite, présentes dans les nouveaux aciers. Les textures héritées lors de la transformation de phase sont décrites. L’impact des textures est modélisé sur l’anisotropie du module d’Young, du coefficient de Langford et de la surface de plasticité.

Ce chapitre décrit l'état actuel de nos connaissances concernant les aspects métallurgiques de l’endommagement et de la rupture dans les nuances modernes d'acier à haute résistance. Après la description des méthodes de mesure de ces propriétés, les mécanismes d’endommagement seront expliqués et illustrés par des exemples issus du développement industriel récent des aciers.

Ce chapitre rappelle les principales caractéristiques de la tenue en fatigue, essentielle pour la plupart des pièces de structure en acier. Il aborde ensuite l’influence des nouvelles microstructures sur l’amorçage et la propagation des fissures, ainsi que les moyens d’améliorer la tenue en fatigue par des traitements thermiques et mécaniques adaptés à ces nouvelles nuances d’acier.

Ce chapitre décrit l’influence des principaux éléments d’addition sur l’oxydation en surface des nouveaux aciers avant galvanisation. Les principaux modèles thermodynamiques sont rappelés. Ils permettent de comprendre les évolutions de procédés de recuit et d’atmosphère nécessaires pour l’obtention d’un revêtement protecteur.

Ce chapitre s’intéresse aux aciers à haute tenue mécanique résistants à la corrosion humide, à l’oxydation et au fluage. Les effets liés à la composition, à la microstructure, aux défauts et aux procédés mis en œuvre sont discutés. En filigrane, il apparaît qu’il existe un compromis entre les propriétés mécaniques et le comportement qui découle des interactions avec l’environnement.

Ce chapitre traite de la résistance au crash par les aciers sous les angles des essais en vigueur, des principales étapes de la chaine de fabrication et de l’adéquation entre les propriétés mécaniques et le comportement au crash. Les aspects caractérisation et modélisation sont abordés et une large part est consacrée aux aciers dits de « 3ème génération ».

Ce chapitre s’intéresse au comportement des bords découpés lors des opérations de découpe et lors d’une sollicitation mécanique postérieure à la découpe. Il apporte des éclaircissements relatifs aux liens qui existent entre les procédés de découpe, la microstructure, les propriétés en traction et le comportement en bord découpé des différentes familles d’aciers à très haute résistance.

Ce chapitre présente l'état actuel de nos connaissances concernant les aspects métallurgiques de la fragilisation par l'hydrogène et de la rupture différée dans les nuances modernes avancées d'acier à haute résistance. Les méthodes de caractérisation de ces propriétés sont décrites, ainsi que l’optimisation des compositions chimiques et des microstructures permettant d’assurer la tenue à l’hydrogène de ces aciers.

Ce chapitre illustre les méthodes et connaissances qui ont été développées pour assurer la capacité des aciers à haute résistance à être assemblés par soudage. L’optimisation simultanée de la soudabilité métallurgique, des défauts et de la tenue en service des parties soudées est illustrée pour différentes microstructures à haute résistance et procédés de soudage.