Un partenariat mené par WMG à l'Université de Warwick, avec l'Institut Laue-Langevin (ILL), Tata Acier, et le Conseil de recherche en génie et en sciences physiques (EPSRC) utilise un flux de neutrons provenant du réacteur nucléaire de l'ILL dans un nouveau projet visant à examiner les soudures critiques pour la sécurité des voitures en acier au bore.

L'acier au bore trempé à la presse est un acier à très haute résistance utilisé dans une variété d'industries, avec une application particulièrement importante dans l'industrie automobile. Une grande partie des constructeurs automobiles utilise de l'acier au bore pour les composants de structure et les systèmes anti-intrusion dans les automobiles, car il offre une résistance élevée et un potentiel d'économie de poids, permettant des voitures plus fortes mais plus légères, avec une sécurité accrue des passagers.

Dans l'industrie automobile, une méthode d'assemblage majeure pour les composants en acier au bore est le "soudage par points par résistance", avec plusieurs milliers de soudures réalisées sur une seule voiture. Le soudage par points expose la tôle d'acier au bore directement sous les électrodes" à des températures très élevées, provoquant le dépassement de la température de fusion du métal, puis sa solidification rapide lors du refroidissement. Il en résulte une zone affectée par la chaleur, où le matériau environnant se contracte et ses microstructures sont altérées.

Le Dr Darren Hughes, l'un des chercheurs du WMG sur le projet, a déclaré :

"Les constructeurs et les concepteurs automobiles veulent comprendre les effets exacts du soudage par points sur l'acier au bore, les zones affectées thermiquement pouvant présenter une dureté réduite, ce qui peut à son tour réduire la résistance des composants. Cependant, la plupart des méthodes de balayage conventionnelles auront du mal à pénétrer un matériau aussi résistant et difficile. un réacteur nucléaire"

L'équipe de recherche WMG de l'Université de Warwick a formé une collaboration entre l'Institut Laue-Langevin (ILL), Tata Acier, et le Conseil de recherche en génie et en sciences physiques du Royaume-Uni (EPSRC) . Le partenariat a maintenant commencé à utiliser les neutrons générés par le réacteur de l'ILL dans sa ligne de lumière SALSA (Strain Analyzer for Large-Scale Applications) pour examiner les soudures de l'acier au bore et obtient déjà des données utiles en raison de la capacité du faisceau de neutrons à pénétrer des matériaux lourds tels que le bore. acier, et la résolution fine qu'il offre.

Chercheur WMG Dr Neill Raath, le chercheur principal du projet, mentionné:

"Notre étude a déterminé pour la première fois une forte corrélation entre la réduction de la dureté dans les zones affectées par la chaleur des soudures par points en acier au bore et l'augmentation de la contrainte résiduelle. Les résultats ont indiqué la nécessité de développer de nouvelles méthodes de soudage qui n'ont pas le même impact dommageable sur les propriétés comme le soudage par points, d'autant plus qu'il n'y a rien à faire pour éviter la trempe lorsque le soudage par points est utilisé sur l'acier au bore.

Notre étude a montré la nécessité d'appliquer des méthodes de soudage alternatives qui peuvent allonger la durée de vie de l'acier au bore largement utilisé à son plein potentiel. Avec plusieurs milliers de soudures réalisées sur une seule voiture, les travaux futurs sur les techniques de soudage à apport de chaleur minimal et les traitements de soudage par points permettront aux composants en acier au bore des voitures de conserver leur dureté et d'éviter les contraintes résiduelles. Surtout, cela offrira en fin de compte une sécurité des passagers de premier plan dans des véhicules plus solides mais plus légers.

L'étape suivante consiste à utiliser la même technologie pour développer des méthodes permettant d'éviter ce problème. Cela inclura le soudage par impulsion magnétique, qui n'utilise pas de chaleur et ne provoque donc pas de zone affectée par la chaleur, et traitement thermique post-soudage, qui inverse la réduction de dureté causée par le soudage par points. Cela sera particulièrement important pour les industries qui utilisent de l'acier au bore, comme l'industrie automobile. »

Docteur Thilo Pirling, le scientifique de l'ILL à la tête de l'équipe SALSA de l'ILL, mentionné:

"La ligne de lumière SALSA est un instrument bien adapté pour cette étude, étant spécialisé dans la détermination des contraintes résiduelles dans une large gamme de matériaux d'ingénierie, y compris les aciers. Il permet également de placer des structures plus grandes dans la ligne de lumière. Dans ce cas, le caractère non destructif de la technique a permis d'analyser efficacement la corrélation d'intérêt, car les profils de dureté ont pu être déterminés sur la même soudure après les tests de diffraction des neutrons pour les contraintes résiduelles."