Cette étude propose de manière innovante la conception de composition "réduction de C, augmentation de Si et ajout de Mn" sur la base de l’acier non traité commercial actuel. Grâce au contrôle de la composition et à l’optimisation de la microstructure, un nouvel acier non traité à haute résistance à la traction d’environ 1300 MPa, à haute ténacité et à faible coût a été développé. Les résultats montrent que la composition de ce nouvel acier non traité (QGF17) (en fraction massique) est de 0,19%C, 1,92%Si, 2,90%Mn, 0,56%Cr, 0,012%P, 0,004%S. L’ajout de Si optimise la microstructure bainitique, augmentant la fraction volumique du bainite allongée (LB), la taille des grains a été affinée de 18 μm à 11 μm, la fraction des joints de grains à angles élevés (HAGB) a augmenté significativement de 28,5% à 59,1%, la densité des dislocations a augmenté également, formant des zones locales à haute densité de dislocations près des joints de grains et interfaces des plaques. Par rapport à l’acier FAS2225, la microdureté et les propriétés mécaniques du nouvel acier non traité sont nettement améliorées. La dureté est passée de 318 HV à 473 HV, la limite d’élasticité et la résistance à la traction sont passées de 710 et 955 MPa à 973 et 1322 MPa respectivement, la ténacité à l’impact -20 ℃ K_V2 est passée de 16 J à 29 J. Le nouvel acier non traité présente une plus grande capacité de durcissement par déformation et une ténacité à l’impact relativement élevée. L’analyse morphologique de la fracture montre que, bien que les deux matériaux présentent un mode de rupture quasi-clivage, on observe une bande de déformation plastique évidente près de l’entaille en V dans l’acier non traité, la morphologie de la fracture passant du motif en rivière quasi-clivage de FAS2225 à des petits plans quasi-clivages plus fins. Les résultats confirment que ce nouvel acier non traité réduit les coûts de production par la simplification des ajouts d’alliages et l’optimisation des proportions de composants, résolvant le problème industriel "augmentation de la résistance avec dégradation de la ténacité et difficulté du contrôle des coûts" des aciers non traités à haute résistance traditionnels et ouvrant une nouvelle voie technique pour l’application industrielle d’aciers non traités haute performance.

Acier non traité;Si;Ténacité aux chocs à basse température;Grains à grand angle;Rupture quasi-clivage