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Aciers Dual Phase

Extrait du catalogue produit -édition européenne

Avis : les présentes données sont évolutives.Nous vous invitons à vous rapprocher de nos équipes commerciales pour définir à l'occasion de chaque commande la réponse à vos besoins.

Nous sommes aussi joignables par email à l'adresse automotive.request@arcelormittal.com.  

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Aciers Dual Phase Aciers à très haute résistance

Présentation

Les aciers Dual Phase se distinguent par un remarquable compromis résistance/emboutissabilité. Celui-ci provient de la microstructure constituée d''une phase dure (martensite ou bainite) dispersée dans une matrice ferritique ductile. La capacité de consolidation induite par la déformation de ces aciers est considérable. Cette propriété leur assure non seulement une bonne aptitude à la répartition des déformations permettant une bonne emboutissabilité mais aussi des caractéristiques sur pièces beaucoup plus élevées que sur le métal à plat. C''est le cas, entre autres, de la limite d'élasticité. Après le traitement de cuisson peinture des pièces (aussi appelé traitement de Bake Hardening, BH), la limite d'élasticité des grades Dual Phase augmente encore.

Ce niveau élevé de résistance mécanique obtenue sur pièces se traduit par une excellente tenue à la fatigue et une bonne capacité d'absorption d'énergie, ce qui prédispose ces aciers à l'utilisation pour des pièces de structure et de renfort. Leur forte consolidation, combinée à un effet BH prononcé, les rend très performants pour l'allègement des pièces de structure voire même de peau notament avec le FullFinished 280 DP (FF 280 DP).

Applications

Compte tenu de leur forte capacité d'absorption d'énergie et de leur bonne résistance à la fatigue, les aciers Dual Phase laminés à froid se prêtent particulièrement bien à la réalisation de pièces de structures et de sécurité pour l'automobile telle que longerons, traverses et renforts.L'acier FF 280 DP permet de réaliser des pièces visibles avec une résistance à l'indentation supérieure de 20 % par rapport aux aciers conventionnels à haute résistance, offrant ainsi un potentiel d''allégement de l''ordre de 15 %.

Grâce à ses propriétés élevées, l'acier Dual Phase 600 laminé à chaud permet d'alléger les structures par une réduction des épaisseurs. Il peut être notamment utilisé dans l''automobile pour :

les voiles de roues,les profilés allégés,les coupelles d'amortisseurs,les éléments de fixation.

Pare-choc en Dual Phase 1180 (ép. : 1,35 mm)

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Renfort de pied milieu en Dual Phase 980 LCE Y600 Extragal®

Roue dont le voile est en Dual Phase 600 laminé à chaud -Roue VeraStyle® brevetée par Hayes Lemmerz International

ArcelorMittal dispose d'un ensemble de données relatives à la mise en forme et aux propriétés d'emploi de toute la gamme d'aciers Dual Phase. Pour intégrer ces aciers dès la conception, une équipe d'experts est en mesure de réaliser des études spécifiques soit à partir de modélisation, soit à partir d'essais de caractérisation.

Désignation et norme

  Euronorms VDA 239-100

FF 280 DP HCT500X (+Z) CR290Y490T-DP (-GI) Dual Phase 450 HCT450X (+ZE, +Z, +ZF) Dual Phase 500 HCT490X (+ZE, +Z) CR290Y490T-DP (-UNC,-EG,-GI) Dual Phase 600 HCT590X (+ZE, +Z, +ZF, +ZM) CR330Y590T-DP (-UNC,-EG,-GI,-GA,-ZM) Dual Phase 780 Y450 HCT780X (+ZE, +Z, +ZF) CR440Y780T-DP (-GI,-GA) Dual Phase 780 LCE Y450 HCT780X (+ZE) CR440Y780T-DP (-UNC,-EG) Dual Phase 780 Y500

Dual Phase 780 LCE Y500

Dual Phase 980 LCE Y600 HCT980X (+ZE, +Z, +ZF) CR590Y980T-DP(-UNC,-EG,-GI,-GA) Dual Phase 980 LCE Y660

Dual Phase 980 Y700 HCT980XG (+ZE) CR700Y980T-DP (-UNC,-EG) Dual Phase 980 LCE Y700 HCT980XG (+ZE, +Z, +ZF) CR700Y980T-DP (-UNC,-EG,-GI) Dual Phase 1180 HCT1180G2 (+ZE) CR900Y1180T-CP (-UNC,-EG) Dual Phase 600 HDT580X HR330Y580T-DP (-UNC)

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Dual Phase 780  Euronorms Nu (EN 10338 :2015): Désignation nuanceElectrozingué (EN 10338 :2015 + EN 10152 :2017): Désignation nuance +ZEGalvannealed (EN 10346 :2015): Désignation nuance +ZFExtragal® (EN 10346 :2015): Désignation nuance +ZZagnelis® (EN 10346 :2015): Désignation nuance +ZM

VDA 239-100 Nu: Désignation nuance-UNCElectrozingué: Désignation nuance-EGGalvannealed: Désignation nuance-GAExtragal®: Désignation nuance-GIZagnelis®: Désignation nuance-ZM 

 Laminés à chaud      Laminés à froid

FF 280 DP (Full Finished) : grade spécialement développé pour les pièces de peau.LCE : Low Carbon Equivalent, grade à bas carbone équivalent pour optimisation des propriétés d'usage.Le tableau ci-dessus résume à titre indicatif les correspondances entre la gamme ArcelorMittal, les normes Européennes et la norme VDA 239-11.

Ces correspondances sont données à titre indicatif. Les nuances d'aciers d'ArcelorMittal présentent généralement des garanties de propriétés mécaniques plus étroites (cf. tableau ci-dessous).

Caractéristiques techniques

Propriétés mécaniquesGaranties sur tôles nues sur éprouvette ISO 20x80ST -Sens Travers (perpendiculaire au sens de laminage) /SL -Sens de Laminage

  Re (MPa) Rm (MPa)A (%)

L0 = 80 mme < 3 mm

A (%)L0 = 5,65 √S

0 (mm)e ≥ 3 mm

n BH2 (MPa) Direction

 FF 280 DP* 300 -380 ≥ 490 ≥ 25 0,15 30 ST Dual Phase 450 280 -340 450 -530 ≥ 27 0,16 30 ST Dual Phase 500 300 -380 500 -600 ≥ 25 0,15 30 SL Dual Phase 600 330 -410 600 -700 ≥ 21 0,14 30 SL Dual Phase 780 Y450 450 -550 780 -900 ≥ 15 0,10 30 SL Dual Phase 780 LCE

Y450 450 -550 780 -900 ≥ 15 0,10 30 SL

 Dual Phase 780 Y500 500 -600 780 -900 ≥ 13 0,10 30 SL Dual Phase 780 LCE

Y500 500 -600 780 -900 ≥ 13 0,10 30 SL

 Dual Phase 980 LCE Y600 600 -750 980 -1100 ≥ 10 30 ST

 Dual Phase 980 LCE Y660 660 -830 980 -1100 ≥ 10 30 ST

 Dual Phase 980 Y700 700 -850 980 -1100 ≥ 8 30 SL Dual Phase 980 LCE

Y700 700 -850 980 -1100 ≥ 8 30 SL

 Dual Phase 1180 900 -1100 ≥ 1180 ≥ 5 30 SL Dual Phase 600 330 -460 580 -670 ≥ 22 ≥ 24 30 SL Dual Phase 780* ≥ 450 ≥ 750 ≥ 15 ≥ 18 30 SL

  Laminés à chaud      Laminés à froid

* Les garanties de ce grade sont susceptibles d'évoluer.FF 280 DP (Full Finished) : grade spécialement développé pour les pièces de peau.LCE : Low Carbon Equivalent, grade à bas carbone équivalent pour optimisation des propriétés d'usage.

Composition chimique (%)

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Composition chimique (%)

  C Mn Si  Max Max Max

FF 280 DP 0,14 1,6 0,40 Dual Phase 450 0,08 1,6 0,40 Dual Phase 500 0,14 1,6 0,40 Dual Phase 600 0,14 2,1 0,40 Dual Phase 780 Y450 0,17 2,2 0,60 Dual Phase 780 LCE Y450 0,10 2,0 0,40 Dual Phase 780 Y500 0,17 2,2 0,60 Dual Phase 780 LCE Y500 0,10 2,0 0,40 Dual Phase 980 LCE Y600 0,11 2,9 0,70 Dual Phase 980 LCE Y660 0,11 2,9 0,70 Dual Phase 980 Y700 0,18 2,4 0,60 Dual Phase 980 LCE Y700 0,11 2,9 0,70 Dual Phase 1180 0,18 2,4 0,60 Dual Phase 600 0,09 1,0 0,25 Dual Phase 780 0,09 1,0 0,30

  Laminés à chaud      Laminés à froid

FF 280 DP (Full Finished) : grade spécialement développé pour les pièces de peau.LCE : Low Carbon Equivalent, grade à bas carbone équivalent pour optimisation des propriétés d'usage.

Dual Phase 600

Dual Phase 980 Y700

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Les propriétés d'usage des aciers Dual Phase sont garanties par la maîtrise du process de fabrication. En particulier, le contrôle du cycle de recuit (températures, vitesse de refroidissement) assure l'obtention de la microstructure Dual Phase et la reproductibilité des caractéristiques mécaniques.

Revêtements disponibles et disponibilité mondiale

  Nu Electrozingué Extragal®

  EUR NAM SAM RSA CHI EUR NAM SAM RSA CHI EUR NAM SAM RSA CHI

Dual Phase 450                    

FF 280 DP /Dual Phase 500

                   

Dual Phase 600            

Dual Phase 600 Y420

               

Dual Phase 780 Y450

               

Dual Phase 780 LCE Y450, Y500

                     

Dual Phase 780 Y500

                   

Dual Phase 980 Y600

                             

Dual Phase 980 LCE Y600

           

Dual Phase 980 LCE Y660, Y700

             

Dual Phase 980 Y700

                         

Dual Phase 1180                

Dual Phase 600                        

Dual Phase 780                            

  Galvannealed Zagnelis® Jetgal®

  EUR NAM SAM RSA CHI EUR NAM SAM RSA CHI EUR NAM SAM RSA CHI

Dual Phase 450                          

FF 280 DP /Dual Phase 500

                         

Dual Phase 600                  

Dual Phase 600 Y420

                     

Dual Phase 780 Y450

                       

Dual Phase 780 LCE Y450, Y500

                           

Dual Phase 780 Y500

                         

Dual Phase 980 Y600

                           

Dual Phase 980 LCE Y600

                     

Dual Phase 980 LCE Y660, Y700

                         

Dual Phase 980 Y700

                           

Dual Phase 1180                        

Dual Phase 600                              

Dual Phase 780                              

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 Laminés à chaud      Laminés à froid

Commercial en aspect non-visible En essais clientèle En développement Commercial pour pièce d'aspect non visible et visible (Z) EUR : Région Europe -NAM : Région Amérique du Nord -SAM : Région Amérique du Sud -RSA : Région Afrique du Sud -CHI : Chine

X disponible  /  O en développementFF 280 DP (Full Finished) : grade spécialement développé pour les pièces de peau.Nous consulter pour la disponibilité des produits dans les zones en développement ou non renseignées.LCE : Low Carbon Equivalent, grade à bas carbone équivalent pour optimisation des propriétés d'usage.

Conseils dutilisation et de mise en "uvre

Mise en forme Les aciers de la famille Dual Phase présentent un excellent compromis résistance/emboutissabilité. Cela est dû à leur forte ductilité et à leur capacité de consolidation élevée dès le début de la déformation qui assure une répartition homogène des déformations entraînant des amincissements moindres. Ainsi dans le cas d'un acier Dual Phase 500, la limite d'élasticité peut augmenter d'environ 120 MPa après 2 % de déformation plastique en traction uniaxiale (phénomène décrit sous le nom de "Work-Hardening" ou WH2). La limite d'élasticité peut être encore augmentée par "Bake Hardening" après cuisson de peinture (BH2).L'acier Dual FF 280 DP permet aussi de réaliser des pièces de peau grâce à son excellent comportement en expansion et en traction large.La gamme des aciers Dual Phase peut être emboutie sur des outils classiques moyennant une optimisation des réglages. Ainsi, dans le cas d'un Dual Phase 600, les efforts d'emboutissage seront augmentés d'environ 20 % par rapport à un acier de type micro-allié (HSLA) de même épaisseur. Il est à noter que ces aciers, en particulier les plus hauts grades, sont sensibles au phénomène dit de "retour élastique". Aussi, la maîtrise de la géométrie des pièces doit être étudiée lors de la conception (faibles rayons de matrice, renforts perpendiculaires aux plis permettant de rigidifier les pièces ouvertes...) et également lors de la définition de la gamme d'emboutissage (surpliage, outil de calibrage, frappe des rayons, application de plus fortes retenues sous serre-flan...).Sur ces sujets, ArcelorMittal a développé un savoir faire spécifique de maîtrise du retour élastique par le biais du design de pièces et des outils d'emboutissage (méthode OUTIFO).

Courbes limites de formage pour la famille des aciers Dual Phase laminés à froid (données typiques)

Nous consulter pour d'autres données relatives à la mise en forme des aciers Dual Phase pour des épaisseurs et des revêtements particuliers.

Soudabilité

En soudage par résistance par points, bien que plus alliés que les aciers HSLA, les aciers Dual Phase se soudent très bien avec les procédés classiques moyennant une adaptation des paramètres dans les conditions industrielles. Le tableau ci-dessous donne à titre indicatif quelques propriétés de points soudés d'acier Dual Phase en combinaisons homogènes selon la norme ISO 18278-2.

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En soudage par résistance par points, bien que plus alliés que les aciers HSLA, les aciers Dual Phase se soudent très bien avec les procédés classiques moyennant une adaptation des paramètres dans les conditions industrielles. Le tableau ci-dessous donne à titre indicatif quelques propriétés de points soudés d'acier Dual Phase en combinaisons homogènes selon la norme ISO 18278-2.

  Revêtement Epaisseur (mm)

Diamètre soudure (mm)

Effort en traction pure

(kN)

Diamètre soudure (mm)

Effort en traction cisaillement (kN)

Dual Phase 500 - 1,5 8 14,2 8,8 18,4

Dual Phase 600 Extragal® 1,5 7,7 13,1 9,5 22,3

Dual Phase 780 Extragal® 1,5 8,9 10,5 9,4 25,6

Dual Phase 780 LCE - 1,5 7,6 14,3 6,6 22,7

Dual Phase 980 LCE Extragal® 1,5 8,4 13,2 10,1 30,4

Dual Phase 600 - 3 11,6 32,6 11,2 46,7

  Laminés à chaud      Laminés à froid

Pour les modalités revêtues (galvanisées et galvanisées alliées), les tests de durée de vie des électrodes conduisent à des résultats caractéristiques du type de revêtement considéré. Le substrat Dual Phase n'a pas d'influence sur les durées de vie obtenues.En soudage à l'arc MAG (Metal Active Gas) en bout-à-bout ou à clin, la dureté maximale de la zone fondue n'excède pas 300 HV pour un Dual Phase 600, quels que soient les paramètres. Les formes de cordons de soudage satisfont à la classe B de la norme ISO 25817. Les produits consommables recommandés sont :

Pour le métal d'apport : fil type G3Si1 NF EN 440 ;Gaz de protection : Ar + 8 % CO2.

Les aciers Dual Phase présentent d'excellentes tenues mécaniques en soudage laser par recouvrement.  Sur la base de son expérience (caractérisation de ses produits), ArcelorMittal est en mesure d'apporter une assistance technique pour l'adaptation des paramètres de soudage aux aciers Dual Phase.

Fatigue

De par leur résistance mécanique élevée, les aciers Dual Phase présentent de bonnes propriétés en fatigue. A titre d'exemple, les 2 graphes ci-dessous montrent les courbes de Wöhler de différents aciers Dual Phase. Celles-ci sont exprimées en terme de contrainte maximale en fonction du nombre de cycles appliqués. Elles sont obtenues suivant 2 rapports de charge, soit en traction alternée symétrique R=-1, soit en traction répétée R=0,1.

Courbes de Wöhler ou courbes SN des aciers Dual Phase

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Le graphe ci-dessous représente les courbes oligo-cycliques ou courbes EN de ces mêmes aciers. Celles-ci s'expriment en amplitude de déformation en fonction du nombre d'alternances (un cycle correspondant à 2 alternances). D'autres données de fatigue à grand ou faible nombre de cycles sont disponibles sur demande.

ArcelorMittal est en mesure de mettre à la disposition de ses clients une base de données reprenant les performances en fatigue des aciers de la gamme Dual Phase.

Résistance au choc

Du fait de leurs charges à la rupture très élevées, les aciers Dual Phase sont particulièrement performants pour des pièces devant absorber de l'énergie lors d'un choc. Les aciers Dual Phase ont été caractérisés en compression axiale sur structure oméga avec plaque de fermeture soudée par points à une vitesse d'impact de 56 km/h. Ces tests ont montré le très bon comportement au choc de ces aciers. Le graphe suivant donne à titre indicatif le potentiel d'allègement minimal de quelques aciers Dual Phase par rapport à un acier HSLA 380.

Potentiel d'allègement par rapport à un acier HSLA 380 (référence)

© ArcelorMittal | Mise à jour: 03-05-2018

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