Créé le : 03/08/2009
A. Nottrott (Magna, groupe Cosma International) a présenté les différences entre les marchés européens et nord-américain pour la construction automobile. La tendance est à l'augmentation du nombre de modèles pour chaque plate-forme (par exemple de 4 en 1978 à 12 en 2000 pour la VW Golf). En parallèle on a vu apparaître successivement plusieurs générations d'aciers à haute résistance (Dual phase, TRIP et maintenant MART, riches en martensite, pour les systèmes de sécurité). En parallèle il y a eu développement de l'utilisation de l'aluminium, notamment les nuances 5xxx, 6xxx et 7xxx pour les petites séries. Globalement l'ensemble du processus a été modifié avec un impact fort sur la conception des véhicules, l'emploi de matériaux plus légers nécessitant de nouvelles techniques d'assemblage.
M. Possehn (Audi AG) a rappelé l'historique de l'automobile en aluminium depuis 1913 jusqu'à l'Audi A2 en 1999 [1]. L'emploi de l'aluminium a eu un impact fort sur l'assemblage (moins de rivetage et plus de soudage laser). L'aluminium concerne aussi des pièces moulées de grande dimension comme le pied milieu de l'A2.
Une difficulté majeure subsiste avec le besoin d'une lubrification additionnelle pour l'aluminium.
Les aciers à ultra haute résistance : un défi pour les ateliers d'outillages
Tower Automotive a acquis une expérience significative dans la mise en forme des nouveaux matériaux tels que les aciers à phases multiples [2].
Le tableau suivant rassemble des exemples de pièces réalisées.
Pièce Matériau Epaisseur [mm] Dimensions du flan [mm]
Longeron ZstE 340 2,5 700 x 3000
Longeron ZstE 260 2,0 400 x 2800
Longeron ext AV Flan rabouté DP600/ZstE340 2,75/2,25 1495 x 880/590
Longeron intérieur AR Flan rabouté ZstE340/DP600/ZstE340 2,5/2,75/3,0 1440 x 650/480
Longeron AR Flan rabouté DP600/DP600 2,5/2,0 540 x 1600
Longeron de renfort DP600 1,5 750 x 500
Traverse de plancher ext. DP500 1,5 570 x 250
Traverse de plancher milieu AV DP500 1,2 Trapèze
1370/1000 x 520
Coupelle d'amortisseur AR DP500 2,0 740 x 640
Travers siège AV DP600 1, 2 1230 x 290
Support transmission TRIP700 1,2 1330 x 300
Longeron latéral AV TRIP 700 1,0 1900 x 560
Plancher traverse CP-W 800 1,5 765 x 500
Développement des aciers avancés à très haute résistance aux Etats-Unis et leurs applications automobiles
Les conditions économiques (prix du pétrole, habitudes de consommation) sont moins incitatives aux Etats-Unis qu'en Europe à développer des aciers à très hautes caractéristiques. Cependant, au cours des trois dernières années, les sidérurgistes américains ont accéléré leur programme de développement des aciers avancés et répondu à la demande des constructeurs automobiles. Les aciers dual phases et les aciers à phases complexes sont disponibles, les aciers TRIP sont en cours d'évaluation par les constructeurs. De même les aciers UHSS (ultra haute résistance) riche en martensite sont disponibles et de nouveaux aciers à renforcement après déformation, soit par emboutissage à chaud, soit par traitement par induction, sont en expansion [3].
Vue d'ensemble des nuances utilisées pour différentes pièces automobiles.
Les nuances émergentes sont :
PFS/HS : Post formed strengthening / hot stamping,
PFS/IH : Post formed strengthening / induction hardening.
Applications des aciers AHSS : pièces de peau, pièces de carrosserie non exposées, roues, pare-chocs, châssis, suspension;
Apllications émergentes des nuances :
DP : pièces de peau, support de caisse;
PFS/HS : suspensions
PFS/IH : pièces de structures, renforts latéraux
TRIP : pièces structurales inférieures de carrosserie
Aciers TRIP pour l'industrie automobile
Les aciers TRIP associent haute résistance et excellente formabilité et répondent à la forte demande de la construction automobile pour des pièces de structure résistantes au crash. La formabilité, l'aptitude à une déformation élevée et la soudabilité par points ont été évaluées pour des acier électrozingués et galvanisés à chaud [4]. Les aciers TRIP montrent une aptitude à la déformation supérieure à celle des aciers classiques de résistance mécanique comparable. La fragilité à froid des soudures par point peut être corrigées par des traitements thermiques préalables ou ultérieurs mais qui n'exigent pas d'investissements particuliers.
[1] Production experience with the Audi A2, Koglin K., Audi AG, pp.21-33
[2] High strength steel - a challenge for tool and die shops, Werle T., Tower Automotive GmbH, pp.295-310
[3] Development and automotive application of advanced high strength steels in North America, Mould P. R., Automotive Steel technology Inc., pp.311-325
[4] Cold rolled TRIP steels for the automotive industry, Tosal-Martinez L., OCAS NV - Arcelor, pp.327-343