Acero de resistencia superior, conformable en frío y producto plano de acero compuesto de un acero de este tipo.

Acero de resistencia superior, conformable en frío, con (en % en peso)

C: 0,1 - 1

,0 %,

Mn: 10 - 25 %,

Si: hasta el 0,5 %,

Al: 0,3 - 2 %,

Cr: 1,5 - 3,5 %,

S:< 0,03 %,

P:< 0,08 %,

N:< 0,1 %,

Mo:< 2 %,

B:< 0,01 %,

Ni:< 8 %,

Cu:< 5 %,

Ca: hasta el 0,015 %,

al menos un elemento del grupo "V, Nb" con la siguiente condición:

Nb: 0,01 - 0,5 %,

V: 0,01 - 0,5 %

así como opcionalmente

Ti: 0,01 - 0,5 %

y como resto hierro e impurezas inevitables debidas a la fabricación.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10168353.

Solicitante: THYSSENKRUPP STEEL EUROPE AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: KAISER-WILHELM-STRASSE 100 47166 DUISBURG ALEMANIA.

Inventor/es: BECKER,JENS-ULRIK DR.-ING, GÖKLÜ,SINASI DR.-ING, HOFMANN,HARALD DR.-ING, HÖCKLING,CHRISTIAN, SCHIRMER,MATTHIAS DIPL.-ING, THOMAS,INGO DR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/04 (que contienen manganeso)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/24 (con vanadio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/26 (con niobio o tántalo)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/06 (que contienen aluminio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES... > Tratamiento térmico, p. ej. recocido, endurecido,... > C21D9/50 (para juntas de soldadura)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES... > Modificación de las propiedades físicas del hierro... > C21D7/02 (por trabajo en frío)

PDF original: ES-2455222_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Acero de resistencia superior, conformable en frío y producto plano de acero compuesto de un acero de este tipo La invención se refiere a un acero de resistencia superior, conformable en frío con elevado contenido de manganeso que posee una buena resistencia a una fisuración retardada inducida por hidrógeno y una soldabilidad particularmente buena. Además, la invención se refiere a productos planos de acero fabricados a partir de un acero de este tipo.

La "fisuración retardada" inducida por hidrógeno es causada por hidrógeno que penetra desde el exterior en el material de acero. Por el contrario, se habla de una "fracturación retardada" (delayed fracture) cuando el deterioro del material de acero es causado por hidrógeno presente en el material debido a la producción.

La combinación de propiedades que se ha mencionado al principio se requiere, en particular, en aceros que se usan para la producción de piezas constructivas de carrocería para vehículos a motor. Precisamente allí existe la exigencia de que las chapas a partir de las cuales se fabrican las piezas constructivas con un peso óptimamente reducido no solo se puedan deformar bien, sino que también posean una resistencia mecánica suficiente para lograr, con espesores reducidos de chapa, una aportación efectiva a la estabilidad de la respectiva carrocería.

Además, en aceros destinados a piezas constructivas de carrocerías y aplicaciones comparables tiene que quedar asegurado que tengan una buena soldabilidad y que, en particular, no tiendan a una fisuración de aparición durante la soldadura en la zona del respectivo punto de soldadura ("susceptibilidad a fisuración de soldadura") .

Se denomina "susceptibilidad a fisuración de soldadura" a un debilitamiento de límites intergranulares a través de un medio que se infiltra en los límites intergranulares (por ejemplo, cinc de revestimiento, Cu de material adicional de soldadura) que, debido a tensiones de enfriamiento, puede conducir a fisuras. De este modo, por ejemplo, durante la soldadura de chapas cincadas puede ocurrir que el cinc aplicado como revestimiento de protección contra la corrosión sobre el sustrato de chapa de acero, como consecuencia de las elevadas temperaturas de soldadura, se funda y penetre en límites intergranulares en la chapa de acero. Durante el posterior enfriamiento aparecen tensiones en estos límites intergranulares que pueden causar fisuras intercristalinas.

Finalmente, los aceros empleados para piezas constructivas de carrocería, a pesar de un conformado en frío múltiple requerido, dado el caso, para la conformación de la respectiva pieza constructiva, incluso después de un largo periodo en servicio bajo las cargas que aparecen en el empleo práctico, no deben tender a la formación de fisuras inducidas por hidrógeno, la denominada "fisuración retardada", que podría conllevar consecuencias peligrosas para la resistencia mecánica y la estabilidad de la pieza constructiva y la carrocería producida con el mismo.

Es conocido un gran número de intentos de poner a disposición aceros para la construcción de carrocerías y campos de aplicación comparables que posean una buena conformabilidad y propiedades mecánicas que estén optimizadas en relación con el uso pretendido.

Un primer ejemplo de un acero ligero de este tipo está descrito en el documento WO 2007/075006 A1. El acero presentado allí contiene, además de Fe e impurezas inevitables, (en % en peso) el 0, 2 - 1, 5 % de C, el 10 - 25 % de Mn, el 0, 01 - 3, 0 % de Al, el 0, 005 - 2, 0 % de Si, hasta el 0, 03 % de P, hasta el 0, 03 % de S y hasta el 0, 040 % de N así como, respectivamente, de manera opcional el 0, 1 - 2, 0 % de Cr, el 0, 0005 - 0, 01 % de Ca, el 0, 01 - 0, 1 % de Ti, el 0, 001 - 0, 020 % de B. El acero aleado de esta manera debe poseer una deformabilidad óptima con elevada tenacidad, elevada resistencia mecánica y menor vulnerabilidad a fisuras. Además se tiene que poder revestir de forma particularmente sencilla con un revestimiento de protección contra la corrosión.

Otro acero que ha de poseer una deformabilidad, resistencia mecánica y soldabilidad optimizadas es conocido por el documento WO 93/13233 A1. Este acero contiene, además de hierro e impurezas inevitables, (en % en peso) hasta el 1, 5 % de C, el 15 - 35 % de Mn, el 0, 1 - 6, 0 % de Al así como, respectivamente, de manera opcional hasta el 0, 6 % de Si, hasta el 5 % de Cu, hasta el 1 % de Nb, hasta el 0, 5 % de V, hasta el 0, 5 de Ti, hasta el 9 % de Cr, menos del 4, 0 % de Ni y menos del 0, 2 % de N. A la adición opcional de hasta el 9 % en peso de Cr se le atribuye en el documento WO 93/13233 A1 un efecto estabilizante de austenita y de aumento de la resistencia mecánica. El mismo efecto han de tener los contenidos de Ni, Ti y V en el acero conocido. En los ejemplos de realización indicados como de acuerdo con la invención en el documento WO 93/13233 A1, que presentan contenidos significativos de Cr en combinación con contenidos de Nb, Ti o V, están previstos al mismo tiempo, respectivamente, elevados contenidos de Al de más del 3 % en peso. El Al se considera particularmente importante en el documento WO 93/13233 A1 en contenidos del 0, 1 - 6, 0 % en peso en relación con la estabilización de austenita, la procesabilidad en frío y deformabilidad de prensado.

En el documento WO 2007/074994 A1 está descrito también un acero para aplicaciones en el ámbito de la construcción de automóviles que ha de poseer una elevada tenacidad y resistencia mecánica. Este acero contiene, además de hierro e impurezas inevitables, (en % en peso) el 0, 1 - 1, 5 % de C, el 5 - 35 % de Mn, el 0, 01 - 3 % de Al, así como, respectivamente, de manera opcional menos del 3 % de Si, menos del 9 % de Cr, menos del 5 % de Cu, menos del 4 % de Ni, menos del 1 % de Mo, menos del 1 % de Nb, menos del 0, 5 % de V así como menos del 0, 04 % de N. Además, en el acero pueden estar presentes también de manera opcional Sn, Sb, As y Te en contenidos de, respectivamente, el

0, 005 -0, 05 %, B, La y Ce en contenidos de, respectivamente, el 0, 0005 -0, 040 %, Zr y Ti en contenidos de, respectivamente, el 0, 0005 - 0, 1 % y Ca en contenidos del 0, 0005 - 0, 03 %. Gracias a la presencia de Al en contenidos del 0, 01 - 3, 0 % en peso, a este respecto debe estar mejorada la tenacidad del acero, al estabilizar el Al la parte de ferrita del acero y suprimiendo la formación de s-martensita. Puede estar presente en hasta el 3 % en peso Si en el acero conocido para mejorar la resistencia a la tracción del acero. A este respecto, el contenido de Si está limitado a como máximo el 3 % en peso para evitar defectos de la superficie y garantizar una buena soldabilidad. Puede estar presente Cr en el acero conocido para mejorar la resistencia a la corrosión del acero y para garantizar su buena deformabilidad. Pueden estar presentes Nb y V en el acero conocido para la optimización de la resistencia mecánica. Sin embargo, ninguno de los ejemplos de realización presentados en el documento WO 2007/074994 A1 contiene contenidos de Cr en combinación con contenidos significativos de Al, Nb o V.

Por el documento WO 95/26423 A1 es conocido también un acero con elevados contenidos de Mn que ha de presentar una procesabilidad mejorada. Este acero contiene, además de hierro e impurezas inevitables, (en % en peso) menos del 1, 5 % de C, el 15 - 35 % de Mn, el 0, 1 - 6 % de Al así como al menos uno de los elementos Si, Cu, Nb, V, Cr, Ni, N, B, Ti, Zr, La, Ce o Ca a condición de que el contenido de Si ascienda como máximo al 0, 6 %, el contenido de Cu como máximo al 5 %, el contenido de Nb como máximo al 1, 0 %, el contenido de V como máximo al 0, 5 %, el contenido de Cr como máximo al 9, 0 %, el contenido de Ni como máximo al 4, 0 %, el contenido de N como máximo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Acero de resistencia superior, conformable en frío, con (en % en peso)

C: 0, 1 - 1, 0 %, Mn.

10. 25 %, Si: hasta el 0, 5 %, Al: 0, 3 - 2 %, Cr: 1, 5 - 3, 5 %,

S: < 0, 03 %,

P: < 0, 08 %,

N: < 0, 1 %, Mo: < 2 %,

B: < 0, 01 %, Ni: < 8 %, Cu: < 5 %, Ca: hasta el 0, 015 %, al menos un elemento del grupo "V, Nb" con la siguiente condición:

Nb: 0, 01 - 0, 5 %,

V: 0, 01 - 0, 5 %

así como opcionalmente Ti: 0, 01 - 0, 5 % y como resto hierro e impurezas inevitables debidas a la fabricación.

2. Acero de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que su contenido de C asciende al 0, 3 - 0, 5 % en peso.

3. Acero de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que su contenido de Mn asciende a.

17. 22 % en peso.

4. Acero de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que contiene al menos el 0, 2 % en peso de Si.

5. Acero de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que su contenido de Al asciende al 0, 5 - 1, 5 % en peso, en particular al 0, 5 - 1, 3 % en peso.

6. Acero de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que su contenido de Cr asciende al menos al 1, 7 % en peso, en particular al menos al 1, 8 % en peso.

7. Acero de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que su contenido de Cr asciende como máximo al 2, 5 % en peso, en particular como máximo al 2, 2 % en peso.

8. Acero de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que su contenido de N asciende al 0, 0030 - 0, 0250 % en peso.

9. Acero de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que su contenido de Ni asciende a menos del 5 % en peso.

10. Acero de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que su contenido de Cu asciende a menos del 3 % en peso.

11. Acero de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que su contenido de Ca asciende al menos al 0, 0015 % en peso.

12. Acero de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que su resistencia a la tracción asciende al menos a 800 MPa.

13. Producto plano de acero fabricado a partir de un acero creado de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a

12.

14. Producto plano de acero de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que para la protección contra corrosión de la superficie está revestido con un revestimiento protector metálico.

15. Producto plano de acero de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado por que el revestimiento protector metálico está formado por cincado electrolítico, por cincado por inmersión en caliente, por revestimientos recocidos

posteriormente o recocidos después de la galvanización, revestimientos de ZnNi o mediante aluminizado por inmersión en caliente.