Idées reçues sur le formage

Commençons par une question :
Est-il possible de former des pièces complexes en acier, pour une résistance à la traction de 1 400 MPa, avec un allongement de 3-4 seulement % ?

La bonne réponse, bien qu’elle puisse surprendre certains, est oui – et voici pourquoi... Lorsque l’on parle d’acier avancé à haute limite d’élasticité (AHSS) et d’acier à très haute limite d’élasticité (UHSS), l’allongement n’est pas égal à l’aptitude au formage.

L’idée fausse selon laquelle l’aptitude au formage d’un acier se mesure uniquement à sa valeur d’allongement est une perception qui, hélas, est encore répandue chez certains fabricants. Elle est la cause de nombreuses occasions manquées de faire évoluer les pièces automobiles et tirer le meilleur parti du potentiel de l’acier à haute limite d’élasticité. Si l’on regarde de plus près, il est facile de comprendre le pourquoi de cette idée reçue.

Une histoire plus complexe qu'il n'y paraît...

Tout commence par un essai d’allongement, consistant simplement à étirer un échantillon d’acier jusqu’à sa rupture. La déformation qui se produit avant la rupture est mesurée en pourcentage : il s’agit de la valeur d’allongement. Au départ, cet essai a été mis au point à une époque où les aciers doux classiques étaient les plus courants, avant l’apparition des aciers à haute limite d’élasticité.

Pour un acier doux, l’aptitude au formage est effectivement très étroitement liée à l’allongement, puisque la déformation se produit de manière régulière sur une longueur de 80 mm. Cependant, du fait de microstructures complexes, les aciers AHSS et UHSS ne se comportent pas de la même manière ; la mesure d'un allongement sur 80 mm ne donne pas la bonne valeur de formage.

Lars Troive, expert spécialiste du formage chez SSAB, explique :
« Les nuances classiques habituelles d’acier doux se déforment dans leur ensemble. Une nuance d’acier avancé à haute limite d’élasticité peut présenter un allongement de seulement trois ou quatre pour cent sur une longueur de 80 mm ; cependant, des déformations beaucoup plus importantes se produisent localement. »

Une manière fiable de mesurer la limite de formage réelle des aciers AHSS et UHSS consiste à tracer une grille de 2 x 2 mm sur une éprouvette de traction, puis à examiner la zone proche de la rupture après traction. Si nous étudions, par exemple, un essai de traction réalisé sur l’acier à haute limite d’élasticité Docol® 1000DP, nous constatons que la déformation est concentrée dans la zone où s’est produite la rupture.

« En regardant de plus près notre grille et sa déformation, on constate que sur une longueur de 2 mm, l'allongement est de 20 %. Par contre, sur 80 mm l’allongement n’est que de 10 %. Pour le formage d'une petite surface, la quasi-totalité de la déformation se produit localement. Par conséquent, un essai de traction classique, mesurant l’allongement sur une distance de 80 mm ne nous apprend rien sur l’aptitude au formage d’un acier à haute limite d’élasticité, » explique Troive.

 

Voir la courbe limite de formage (FLD)

Mais alors, où trouver des informations fiables sur le formage des différentes nuances d’aciers AHSS et UHSS ? Nous fournissons les courbes limites de formage (FLD) pour toutes les nuances d’acier Docol®.
Un diagramme FLD présente les résultats d’allongement localisé de différents essais, réalisés pour différentes contraintes de déformation (il ne se limite donc pas aux essais de traction). En plus des diagrammes FLD, nous pouvons vous faire profiter de nos connaissances approfondies et vous conseiller sur l’acier AHSS Docol®, pour vous permettre de tirer le meilleur parti de votre choix de matière.

Alors, balayons les idées reçues une bonne fois pour toutes. Pour les aciers AHSS et UHSS, l’allongement n'est pas l’unique mesure de l’aptitude au formage. La réalité est beaucoup plus complexe – et les possibilités d’évoluer vers un acier plus résistant sont bien plus nombreuses que vous ne l’imaginez.