Dynamic recrystallization of low density steels during hot rolling

Recristallisation dynamique d’alliages à basse densité fer-aluminium

Christophe Castan (1, 2) , Frank Montheillet (1, 2) , Astrid Perlade (3)

1 RMT-ENSMSE - Département Rhéologie, Microstructure, Thermomécanique
2 LCG-ENSMSE - UMR 5146 - Laboratoire Claude Goux
3 ArcelorMittal R&D Automat

Iron-aluminium alloys display promising physical and mechanical properties, suitable to the development and design of new types of lightweight steels. These properties make such alloys attractive for automotive applications due to the reductions in weight, fuel consumption and emission of exhaust gases. However, these alloys often exhibit surface defects, referred to as roping, after the deep drawing process. The formation of these defects, which consist of surface corrugations parallel to the rolling direction of the steel sheet, is mainly attributed to the inhomogeneous orientation distribution of individual grains. It is thus important to understand the recrystallization mechanisms to control the microstructure. In this study, the effects of strain, strain rate and temperature on a ferritic iron-aluminium alloy Fe-8%Al were investigated using hot torsion. Tests were performed in the temperature range 900-1100°C and strain rate range 0.1-10/s. In these alloys, two types of dynamic recrystallization may operate during hot deformation: at high temperature and high strain rate, this alloy undergoes discontinuous dynamic recrystallization (DDRX) whereas at lower temperature and strain rate, this alloy undergoes continuous dynamic recrystallization (CDRX).

Les alliages ferritiques Fe-8 %Al possèdent des propriétés physiques et mécaniques prometteuses pour le développement et la conception de nouveaux types d’aciers allégés. Ces alliages présentent cependant des défauts de surface appelés « roping », apparaissant après l’étape d’emboutissage à froid. La formation de ces défauts est principalement attribuée à la distribution hétérogène des orientations des grains. Dans cette étude, les effets de la quantité de déformation, de la vitesse de déformation et de la température ont été examinés en utilisant la torsion à chaud. Les essais ont été réalisés à des températures comprises entre 900°C et 1100°C et des vitesses de déformation comprises entre 0,1/s et 10/s. Il a été montré que deux types de recristallisation dynamique pouvaient intervenir durant la déformation à chaud : la recristallisation dynamique continue et la recristallisation dynamique discontinue.

Mots clés: lightweight steels; iron-aluminium alloys; roping; continuous dynamic recrystallization; discontinuous dynamic recrystallization

Mots clés: aciers ferritiques allégés; alliages fer-aluminium; roping; recristallisation dynamique continue; recristallisation dynamique discontinue

Domaines: Matériaux

Christophe Castan, Frank Montheillet, Astrid Perlade. Recristallisation dynamique d’alliages à basse densité fer-aluminium. Revue de Métallurgie, 2011, 108 (3), pp.141-153. ⟨10.1051/metal/2011050⟩. ⟨hal-00828657⟩