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Double phase avec haute aptitude au formage/ductilité pour un emboutissage à froid sans fissuration

Les aciers double phase à haute aptitude au formage/ductilité (DH) sont des aciers automobiles de troisième génération, à plasticité induite par transformation de phase (TRIP). Leur aptitude au formage, même localisée, est excellente, avec une bonne résistance à la fissuration des rives. Les aciers DH montrent d’excellentes propriétés d’absorption d’énergie, mais gardent une certaine ductilité en cas de choc. Les nuances DH sont idéales pour obtenir des géométries complexes, y compris par emboutissage profond à froid. Les diagrammes limites de formage (FLD) et taux d'expansion de trou (HER) de l’acier DH sont supérieurs à ceux des aciers DP, ce qui facilite l'emboutissage et limite le nombre de pièces rejetées.

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    Qu'est-ce que la double phase de l'acier à haute ductilité ?

    Les aciers à double phase à haute aptitude au formage (DH) utilisent une microstructure multiphase avec une matrice de ferrite qui comprend de la martensite, de la bainite et conserve de l’austénite. L’acier DH a un taux d’écrouissage qui persiste à des niveaux de déformation plus élevés que les aciers à double phase plus classique. Déformer un DH entraîne un écrouissage important. Mais, contrairement aux nuances DP conventionnelles, le taux de durcissement de l’acier DH persiste à des niveaux de contrainte plus élevés. C'est parce que la plus grande quantité d’austénite d'un acier DH se transforme en martensite, avec un écrouissage plus important quand les contraintes sont plus fortes.


    Avec une vitesse d'écrouissage nettement supérieure (valeur n), la 3e génération renforcée TRIP des aciers DH présente une aptitude au formage nettement supérieure à celle des nuances DP, quand il s'agit de procéder à des déformations par étirement. Les aciers DH renforcés TRIP présentent une forte ductilité, utile pour la fabrication de composants de sécurité automobile aux géométries complexes. De plus, les aciers DH absorbent très bien et de manière progressive l’énergie engendrée par une collision, grâce à un écrouissage important pendant la déformation créée par le choc.

    Propriétés de l'acier

    • Grande aptitude au formage en général et localisé, avec un allongement et une résistance à la fissuration des rives plus importants qu'avec les aciers DP conventionnels.
    • Performances remarquables en cas de collision, avec suffisamment de ductilité contenue dans l’acier pour une absorption d’énergie supplémentaire.
    • Plus grande souplesse de conception : permet l'emboutissage profond de géométries complexes avec des formages à suivre.
    • Haute résistance à la rupture en compression.
    • Niveaux de résistance des UHSS avec performances FLD et HER améliorées par rapport à un acier DP conventionnel.
    • Avec les aciers AHSS de 3e génération, le formage à froid est simplifié et rentable pour fabriquer des pièces automobiles complexes.
    • Excellente aptitude au soudage par points par résistance, équivalente à celle des nuances DP conventionnelles.
    • Pour des composants de caisse en blanc plus légers et plus complexes – avec moins de risques de fissure sur les bords par rapport à un acier DP.

    Quels problèmes la double phase des aciers à haute aptitude au formage résout-elle ?

    Les aciers Docol DH peuvent être utilisés pour des conceptions proches de leurs limites d’emboutissage. La ductilité de « réserve » peut permettre de résoudre un problème lorsqu’une conception demande une absorption d’énergie supplémentaire en cas de collision.

    • Montants A, montants B supérieurs et renforts de montant
    • Traverses et poutres de traverse
    • Panneaux du tableau de bord
    • Planchers, bas de caisse et renforts
    • Cage de sécurité passager
    • Rails : toit, côté, avant et arrière ; rails du châssis ; et renforts
    • Cadres de siège

    Pour en savoir plus sur les aciers DP, cliquez ici.

    Autres idées d’applications
    Acier à double phase à haute aptitude au formage pour l’automobile
    Réalisation client

    Estampage simplifié de rebords sur la hauteur quasiment sans défaut

    En 2018, un fournisseur renommé de pièces automobiles de rang 1 proposait deux nouvelles formes légères et résistantes avec un retour vertical important estampé en rive de tôle. Mais, la hauteur du retour risquait d'entraîner des fissures sur les rives dans un acier UHSS et ce fournisseur avait pour ambition d'avoir le moins de perte possible.

    Il a donc contacté l’équipe SSAB pour demander un acier hautement formable et très homogène dans des épaisseurs de 1,5 mm et 2,2 mm. Le nouvel acier Docol 600DH-GI, de troisième génération, a montré une aptitude au formage élevée pour les rives étirées, avec un taux de fissuration/rejet presque à 0 %, grâce aux propriétés mécaniques toujours homogènes des aciers SSAB, d’une bobine à l’autre.

    « Les nuances Docol DH ont des limites de formage plus hautes que celles d'un acier DP conventionnel. Elles sont plus performantes pour les déformations planes », note Matti Säily, chef de produit pour les produits revêtus de métal chez SSAB.

    En savoir plus sur ce formage d'AHSS presque parfait
    Estampage d’acier à double phase avec aptitude au formage élevée

    Nuances et propriétés mécaniques

    Les aciers revêtus Docol® 600DH-GI et 800DH-GI sont deux nuances désormais disponibles. D'autres nuances suivront prochainement.

    Les aciers Docol® 600DH-GI et 800DH-GI ont subi un traitement thermique particulier pour obtenir une structure essentiellement à double phase, facilitant les formages élaborés, alors que les nuances à double phase classiques, de même niveau de résistance à la traction, s'avèrent limitées pour produire des formes complexes.

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      Gamme de produits Product name REVÊTEMENT DIMENSIONS NORMES Fiche technique
      Docol 600DH Docol CR​330Y​590T-​DH GI T: 0.80 - 2.40 mm
      W: Up to 1400 mm      T: 0.031 - 0.0945 in
      W: Up to 55.12 in             		SSAB

      Docol 600DH
      Docol 800DH Docol CR​440Y​780T-​DH GI T: 0.80 - 2.00 mm
      W: Up to 1400 mm      T: 0.031 - 0.0787 in
      W: Up to 55.12 in             		VDA 239-100

      Docol 800DH
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        Quelles opérations de formage peut-on exécuter sur un acier à double phase à haute ductilité ?

        • Excellent formage à froid, par équipement de profilage ou travail conventionnel.
        • L’emboutissage à froid et le formage secondaire, comme les bords étirés, sont possibles en raison de l’allongement plus élevé du DH.
        • L’emboutissage est plus efficace lors des changements de bobine grâce à la grande homogénéité de Docol DH.
        • Bonne aptitude au soudage par points par résistance, similaire à celle de nos aciers DP.
        • Amélioration des limites de formage et de l’allongement par rapport aux aciers DP conventionnels.
        • Meilleure résistance aux fissures sur les bords formés étirés de formes complexes.

        Avez-vous des questions sur le formage des nuances DH et sur leurs performances par rapport aux nuances Docol DP ? Notre support technique vous propose des conseils spécialisés sur l'estampage, l'emboutissage et le formage de l’acier DH pour vos composants automobiles.

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        Formage d’acier à double phase avec haute aptitude au formage

        Plus d’avantages apportés par Docol double phase à forte ductilité

        • Meilleurs rapports résistance/poids.
        • Propriétés mécaniques extrêmement homogènes d’une bobine à l’autre pour permettre un emboutissage complexe.
        • Une formabilité supérieure réduit la fissuration des rives et permet un taux de pièces rejetées proche de 0 %.
        • Idéal pour des pièces complexes à plusieurs flasques, formées par emboutissage profond pour être intégrées aux derniers composants anti-collision.
        • Deux « familles de résistances » laminées à froid disponibles dans le commerce : Docol 600DH-GI et Docol 800DH-GI.
        • Docol 1000DH-GI est en cours de développement.

        Aciers à double phase spécifiques, avec bonne aptitude au formage, pour équipementiers

        Chaque nuance d’acier Docol DP peut être modifiée selon les spécifications des constructeurs ou fabriquées selon des normes internationalement reconnues, comme VDA 239-100:2016, ou encore selon les normes strictes de SSAB. Pour optimiser l’efficacité de la production des composants et leur performance en cas de choc, n'hésitez pas à contacter notre équipe dès le début de votre réflexion sur une conception.

        Acier AHSS suivant les spécifications des constructeurs automobiles

        Quels sont les avantages de le double phase de l’acier à haute ductilité ?

        Ingénieurs en sécurité : Absorption d’énergie exceptionnelle, avec « ductilité en réserve » qui permet d'échelonner encore mieux l'absorption des chocs plus violents.

        Spécialistes de l'allègement : Avec des nuances plus résistantes, les composants de caisses en blanc peuvent être plus léger, avec un faible risque de fissures sur les bords.

        Ingénieurs de production : Réalisez un emboutissage presque sans défaut, même pour des géométries complexes avec des bords étirés, des flasques, un emboutissage profond, etc. Excellente uniformité des propriétés mécaniques d’une bobine à l’autre.

        Acheteurs : En réduisant les épaisseurs avec des nuances DH à plus haute résistance, vous acheterez moins de matière. Et l'estampage de cette matière sera performant, avec très peu de pièces inacceptables.

        Anticiper l'évolution des analyses du cycle de vie

        Réduisez vos teneurs en CO2

        L’acier à double phase Docol à l'aptitude au formage élevée est « prêt pour le futur ».
        STOCK DE MATIÈRES D'ESSAI

        Échantillons d’acier DH

        Notre centre de stockage des matières d’essai vous propose des échantillons d'AHSS pour la plupart de nos aciers disponibles à la vente, ainsi que des échantillons pour nos nuances les plus récentes, non disponibles sur le marché à ce jour. Nous sommes les seuls à expédier bobines et tôles, en longueurs adaptées à vos besoins, partout dans le monde. En une à deux semaines, votre matière est prête à être expédiée partout dans le monde.

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        Qu'est-ce que la double phase de l'acier à haute ductilité ?

        Les aciers à double phase à haute aptitude au formage/ductilité élevée présentent une microstructure multiphase comprenant une matrice de ferrite avec martensite et bainite, mais conservent une quantité significative d’austénite. Pourtant, contrairement aux nuances DP conventionnelles, le taux de durcissement de l’acier DH se maintient à des niveaux de contrainte plus élevés.

         

        Pourquoi utiliser la double phase avec des aciers à haute ductilité ?

        Ces aciers avancés de 3e génération, à plasticité induite par transformation de phase (TRIP), ont des taux de durcissement qui se maintiennent à des niveaux de déformation plus élevés, donnant d’excellentes performances en cas de collision. Leur haute aptitude au formage, aussi bien sur l'ensemble d'une tôle que sur des zones très localisés, ainsi que leur résistance à la fissuration sur les bords des pièces font des aciers DH le choix parfait pour les géométries complexes.

        Où est utilisé l'acier à double phase, avec bonne aptitude au formage ?

        Les aciers Docol DH autorisent des conceptions à la limite des possibilités d'estampage. Ils permettent aussi de prévoir une ductilité de « réserve », essentielle pour absorber l’énergie supplémentaire d'une collision.

         

        Quelle est l’aptitude au formage de la double phase dans les aciers à haute ductilité ?

        • Excellente aptitude au formage à froid, à l’aide d'outils conventionnels, ou par laminage.
        • La capacité d'allongement plus élevée des aciers DH permet l’emboutissage à froid, qui peut être suivi d'autres opérations de formage, telles que l'étirement des bords.
        • Très homogène d’une bobine à l’autre – améliore les performances de l''emboutissage au changement de bobine.

        Foire aux questions

        Autres catégories d’acier

        • Acier martensitique : excellent rapport formabilité/résistance

          L’acier martensitique associe une bonne ductilité à des résistances à la traction allant jusqu’à 1 700 MPa. C'est ce qui le vraiment très performant pour rendre les voitures plus légères et renforcer leur résistance en cas de choc, particulièrement sur les zones où rien ne doit pouvoir pénétrer.

        • Aciers pour durcissement sous presse (PHS) pour les formes complexes

          Les aciers pour durcissement sous presse présentent quatre avantages majeurs : ils peuvent être façonnés en formes très complexes, leur résistance à la traction ultime va jusqu’à 2 000 MPa (290 ksi) et il n'y a que peu ou pas de retour élastique. Avec un revenu adapté, vous pouvez sur une seule et même pièce, combiner « zones dures pleines » et « zones tendres » pour que la performance soit multifonctionnelle en cas de choc.

        • Aciers à phase complexe (CP) pour les taux d’expansion de trou les plus élevés

          Parmi les aciers avancés à haute limite d’élasticité, les aciers à phase complexe présentent les taux d’expansion de trou les plus élevés (jusqu’à 100 %). Ces valeurs élevées d'expansion de trous donnent d’excellentes propriétés au formage à froid pour les rives/rebords poinçonnés et étirés, ainsi que pour les formes obtenues par emboutissage profond. Les limites d’élasticité supérieures des aciers CP permettent une grande absorption de l’énergie due aux chocs, tandis que leur niveau de résistance à la traction autorise des épaisseurs plus fines, pour une réduction significative du poids des automobiles.

        • Aciers à double phase (DP) excellente ductilité et absorption d’énergie

          Les aciers automobiles à double phase présentent un excellent équilibre entre ductilité, haute résistance à la traction, aptitude facile au formage à froid et très bonne absorption de l’énergie des chocs. L'écrouissage précoce élevé (valeur n) de l’acier DP le rend résistant à la striction locale en raison de la redistribution des déformations, ce qui permet l'uniformisation de l'allongement. Le faible rapport limite d’élasticité/résistance à la traction de l’acier à double phase crée une aptitude générale au formage vraiment élevée pour des emboutissages profond, avec forts étirements, le tout avec une bonne soudabilité.

        • Acier HSLA à haute ductilité des rives (HE)

          L’acier HSLA à haute ductilité des rives avec une aptitude au formage considérablement améliorée et un rapport d’expansion des trous nettement meilleur – idéal pour les composants automobiles aux conceptions complexes sur des rives étirées et cisaillées.

        • Les aciers faiblement alliés à haute résistance (HSLA) réduisent le poids des véhicules de manière rentable

          Comparés aux aciers doux au carbone conventionnels, les aciers faiblement alliés à haute limite d’élasticité sont rentables pour augmenter la résistance et réduire le poids. Les aciers HSLA présentent de plus une excellente aptitude au pliage et au soudage et peuvent augmenter la résistance et/ou réduire le poids de nombreux composants automobiles de caisses en blanc et de châssis, dont les suspensions, les poutres et les sous-châssis.

        • Acier ferrite-bainite : rives étirable en formage à froid

          Les aciers ferrite-bainite sont multiphasés, avec des rapports d’expansion de trou élevés et de bonnes possibilités d'étirement des rives de tôle. Les aciers FB permettent de former des rebords à froid et de les poinçonner, pour alléger des composants automobiles tels que les roues, les traverses et d'autres pièces structurelles.