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La production des aciers inoxydables: Histoire de son développement et des procédés de fabrication. Partie III. Évolutions des méthodes de coulée et de mise en forme des aciers inoxydables

Stainless steels making: History of production processes developments. Part III. Casting methods, hot and cold forming processes

¹ Cercle d’Études des Métaux, École Nationale Supérieure des Mines, 42023 Saint-Étienne Cedex 2, France
² Centre de recherche UGITECH, 73400 Ugine, France
³ Université de Grenoble Alpes, SIMaP, 38000 Grenoble, France

^* e-mail: jean.saleil@orange.fr

Reçu : 11 Décembre 2019
Accepté : 18 Mars 2020

Résumé

La coulée des aciers inoxydables, autrefois en lingots, s’effectue aujourd’hui par coulée continue. Ce mode de coulée a permis une considérable simplification de la gamme de fabrication (suppression du dégrossissage au blooming). La généralisation de la coulée continue aux aciers inoxydables fut assez tardive car il fallait satisfaire à deux impératifs qualitatifs essentiels : l’état de surface et la propreté inclusionnaire du métal déjà largement pris en compte par les affinages AOD et VOD. La complexité de la séquence de solidification des aciers inoxydables, notamment celle des aciers austénitiques, a aussi pesé sur le choix du mode de coulée. Le choix des outils de la filière coulée continue/mise en forme à chaud, pour les produits plats, est largement conditionné par le volume de production et par la proximité d’un train à bandes. Le laminoir Steckel a eu son utilité pour des productions de faibles volumes. Aujourd’hui les grandes usines en produits plats en aciers inoxydables ont des capacités suffisamment importantes pour leur dédier un train à bande (TAB) ; d’autres utilisent, en association, un train à bande pour aciers au carbone. La résolution des problèmes particuliers posés par la mise en forme à chaud des aciers inoxydables, notamment ceux liés au trou de ductilité à chaud des austénites, est décrite. Les cas particuliers de la mise en forme à chaud des tubes, des produits forgés sont évoqués. Les questions concernant la mise en forme à froid : laminage, emboutissage, écrouissage… sont abordées.

Abstract

Production of stainless steels started with ingot casting. Introduction of continuous casting, by-passing roughing mill, resulted in large costs savings, but it was delayed as a result of high surface quality and cleanliness requirements. The solidification sequence complexity of stainless steels, mainly austenitic ones, was also a challenge. Route of production (continuous casting and hot rolling) for flat products was dependent on the production tonnage and on the proximity of a continuous strip rolling mill. The Steckel rolling mill was used for rather small capacity in flat products production units. Nowadays production units in flat products rely mainly on strip continuous hot rolling equipment, either fully dedicated to stainless if production level is sufficiently high, either shared with carbon steel production. Specific difficulties of hot rolling stainless steels, mainly lack of ductility of austenite at rolling temperatures, are surveyed. Tubes production by hot extrusion process, forging applied to stainless steels, are also described. Problems involved by cold rolling and cold deformation are surveyed.