Étude des mécanismes d'enrichissement en carbone de l'austénite dans les aciers duplex Q&P à très haute résistance

Abstract

L’allègement dans le secteur de l’automobile revête un enjeu important du fait de normes d’émission de CO2 de plus en plus drastiques, de la nécessité de réduire la consommation en carburant des véhicules et d’une aspiration sociétale à une économie « plus verte ». Pour répondre à ces défis et dans un souci de sécurité et de contrôle des coûts, l’industrie automobile étudie actuellement la possibilité de développer et de produire une 3ème génération d'aciers à très haute résistance. Ils résultent de traitements thermomécaniques généralement innovants, possèdent des microstructures complexes et des propriétés mécaniques améliorées. Le procédé de Quenching and Partitioning (Q&P) est le traitement le plus prometteur, il consiste en une trempe sous la température de début de transformation martensitique Ms, puis, d'un réchauffage et d'un maintien au-dessus de la température initiale de trempe (QT). L'étape de maintien est appelée "étape de partition", car un enrichissement en carbone de l'austénite est attendu. Les propriétés mécaniques exceptionnelles des aciers Q&P sont dues à leur microstructure duplexe complexe : de très fins îlots d'austénite résiduelle imbriqués dans une matrice martensitique revenue et/ou fraîche. Bien que les mécanismes d'enrichissement en carbone de l'austénite résiduelle lors de l'étape de partition soient encore débattus dans la littérature, il existe des preuves tangibles qui attestent d’un phénomène de partition du carbone de la martensite vers l’austénite. Cependant, la formation de bainite et de carbures dans la martensite soulève la question de l’influence de ces réactions et de leurs interactions sur les mécanismes et les cinétiques d’enrichissement en carbone de l'austénite. Il s'agit clairement d'un sujet d'intérêt puisque les propriétés mécaniques de ces aciers reposent principalement sur la teneur en carbone des îlots d’austénite.Cette thèse qui repose sur une approche expérimentale multi-échelle couplée à une approche théorique en champ moyen, a pour ambition d’apporter des éléments de réponse aux mécanismes d’enrichissement en carbone de l’austénite dans un aciers duplex Q&P à très haute résistance de composition Fe-0,3 C-2,5Mn-1,5Si...