Chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada y método para fabricar la misma.

Una chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada

, que comprende, en términos de % en masa, C de 0,01 a 0,2%, Si de 0,01 a 2%, Mn de 0,1 a 2%, P de 0,1% o menos, S de 0,03% o menos, Al de 0,001 a 0,1%, N de 0,01% o menos, Nb de 0,005 a 0,05%, opcionalmente uno o más seleccionados de: Ti de 0,001 a 0,02%, B de 0,0002 a 0,002%, Cu de 0,2 a 1,2%, Ni de 0,1 a 0,6%, Mo de 0,05 a 1%, V de 0,02 a 0,2% y Cr de 0,01 a 1%, además opcionalmente uno o ambos, Ca de 0,0005 a 0,005% y REM de 0,0005 a 0,02%, y como el resto, Fe e impurezas inevitables, en la que la microestructura consiste en una ferrita poligonal que tiene un diámetro medio de partícula de 2 μm a 8 μm, y una razón de abundancias de contorno del grano de C del soluto y/o N del soluto es 0,28 o menor, siendo la razón de abundancias de contorno del grano de C del soluto y/o N del soluto un valor obtenido dividiendo la cantidad total del C del soluto y/o el N del soluto presente en el contorno del grano, por la cantidad total del C del soluto y/o el N del soluto.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2006/300263.

Solicitante: NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 6-1, Marunouchi 2-chome, Chiyoda-ku Tokyo 100-8071 JAPON.

Inventor/es: YOKOI,TATSUO, YAMADA,TETSUYA, TASAKI,FUMINORI.

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... > C22C38/12 (que contienen tungsteno, tántalo, molibdeno, vanadio o niobio)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL... > LAMINADO DE METALES (operaciones auxiliares en relación... > B21B3/00 (Laminado de materiales hechos a base de aleaciones especiales en la medida en que la naturaleza de la aleación exige o permite el empleo de métodos o de secuencias especiales (modificación de las propiedades metalúrgicas especiales de las aleaciones que no se refieren a la consolidación de la estructura, o a las propiedades mecánicas que resulten de ella C21D, C22F))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/58 (con más de 1,5% en peso de manganeso)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > C22C38/00 (Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero (aleaciones de hierro colado C22C 37/00))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL... > LAMINADO DE METALES (operaciones auxiliares en relación... > Métodos de laminado o laminadores para la fabricación... > B21B1/26 (por laminado en caliente)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Procesos de baño o inmersión en caliente para aplicar... > C23C2/06 (Zinc o cadmio o sus aleaciones)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES... > Tratamiento térmico, p. ej. recocido, endurecido,... > C21D9/46 (para láminas metálicas)

PDF original: ES-2510692_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada y método para fabricar la misma La presente invención se refiere a una chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada y un método para fabricar la misma. Con detalle, se refiere a una chapa de acero que incluye una microestructura de ferrita poligonal que tiene un diámetro medio de partícula de 2 a 8 μm, por la que no sólo se pueden formar fácilmente partes que requieren mucho trabajo, sino también, incluso en una chapa de acero con una resistencia a la tracción de clase 370 a 640 MPa, se puede obtener una resistencia de material de presión correspondiente a la resistencia de diseño cuando se aplica una chapa de acero de clase 540 a 780 MPa, por introducción de deformación mediante prensado y un tratamiento final de horneado.

Recientemente, para mejorar la eficacia del combustible de los automóviles y similares, con un objeto de reducción en peso, continúa la aplicación de metales ligeros tales como aleación de Al y chapas de acero de alta resistencia para miembros del automóvil. Sin embargo, sin tener en cuenta la ventaja de alta resistencia específica, los metales ligeros tales como aleación de Al son notablemente caros comparado con los aceros y, por lo tanto, la aplicación de los mismos se limita a tratamientos específicos. Por consiguiente, para mejorar la reducción en peso de los automóviles a un coste menor en un intervalo más amplio, se requiere que las chapas de acero se refuercen mucho.

Puesto que el alto reforzamiento de los materiales implica, en general, el deterioro de las propiedades del material tales como la aptitud para ser conformado (aptitud para ser trabajado) , la clave para el desarrollo de chapas de acero de alta resistencia depende de cómo conseguir el alto reforzamiento sin deteriorar las propiedades del material. En particular, en cuanto a las propiedades requeridas para las chapas de acero para miembros de placas internas, miembros estructurales y miembros de suspensión, son importantes la aptitud para ser trabajado con formación de rebabas, la ductibilidad, la resistencia a la fatiga y la resistencia a la corrosión y similares y es importante cómo equilibrar el alto reforzamiento y estas propiedades a un alto nivel.

De esta manera, para satisfacer tanto el alto reforzamiento como las diversas propiedades, en particular, la aptitud para ser conformados, se describen aceros TRIP (Plasticidad Inducida por Transformación, por sus siglas en inglés) en que la microestructura del acero incluye austenita retenida y de ese modo se desarrolla el fenómeno TRIP durante la formación de los mismos, de manera que se mejora mucho la aptitud para ser conformados (ductibilidad y aptitud para embutición profunda) (por ejemplo, se refiere a la patente japonesa JP-A-2000-169935 y la patente japonesa JP-A-2000-169936.

Sin embargo, estas técnicas demuestran, a un nivel de resistencia de aproximadamente 590 MPa, una elongación total de aproximadamente 30% y excelente aptitud para embutición profunda (LDR: límite de embutibilidad, por sus siglas en inglés) debido a la existencia de fenómeno TRIP por la austenita retenida. Sin embargo, para obtener una chapa de acero con resistencia dentro del intervalo de 370 a 540 MPa, las cantidades de elementos tales como C, Si y Mn, se tienen que reducir inevitablemente. Si se reducen los elementos tales como C, Si y Mn para realizar la resistencia dentro del intervalo de la clase 370 a 540 MPa, hay el problema de que no se puede mantener la cantidad de austenita retenida requerida para obtener el fenómeno TRIP en la microestructura a temperatura ambiente. Por otra parte, las técnicas anteriores no consideran la mejora de la aptitud para ser trabajado con formación de rebabas. Por consiguiente, en el estado actual, es difícil aplicar chapas de acero de alta resistencia con resistencia de clase 590 MPa o más a miembros en que se usa en la actualidad chapa de acero con resistencia del orden de clase aproximadamente 270 a 340 MPa, sin mejorar primero las operaciones y el equipo usados durante el prensado. La única solución razonable por el momento es usar chapa de acero con resistencia de clase aproximadamente 370 a 540 MPa. Por otra parte, los requerimientos de reducción de calibres se aumentan recientemente más y más para conseguir la reducción en peso para carrocerías de automóviles y es importante, por lo tanto, para reducción de peso para la carrocería del automóvil mantener tanto como sea posible la resistencia del producto prensado, basándose en la premisa de reducir calibres.

Se ha propuesto chapa de acero para endurecimiento en horno (BH, por sus siglas en inglés) como una forma de resolver estos problemas debido a que presenta baja resistencia durante moldeo por presión y mejora la resistencia de los productos prensados como resultado de introducir tensión debido a prensado y posterior tratamiento final al horno.

Es eficaz aumentar el C del soluto y el N del soluto de manera que mejore la capacidad de endurecimiento al horno; sin embargo, los aumentos en estos elementos de soluto presentes en la disolución sólida empeoran el deterioro por envejecimiento a temperaturas normales. Por consiguiente, es importante desarrollar una tecnología que pueda permitir tanto la capacidad de endurecimiento al horno como la resistencia al deterioro por envejecimiento a temperaturas normales.

Sobre la base de los requerimientos descritos anteriormente, se describen tecnologías para realizar tanto la capacidad de endurecimiento al horno como la resistencia al deterioro por envejecimiento a temperaturas normales, en que la capacidad de endurecimiento al horno se mejora aumentando la cantidad de N del soluto y la difusión del C del soluto y el N del soluto a temperaturas normales se inhibe por un efecto de aumento de superficie del contorno

de grano causado por refinado del grano de los granos del cristal (por ejemplo, se refiere a la patente japonesa JPA-10-183301 y la patente japonesa JP-A-2000-297350) .

Sin embargo, refinar los granos del cristal proporciona preocupación por el deterioro de la aptitud para conformarse por presión. Por otra parte, si los miembros de suspensión y los miembros de placas internas son el objeto, sin tener en cuenta las necesidades de excelente aptitud para ser trabajado con formación de rebabas, la aptitud para ser trabajado con formación de rebabas se considera que es inapropiada puesto que la microestructura es ferrita-perlita.

Leysen F. et al., "Dilatometric Measurements on the Transformation Behaviour of Nb-added CSiMn TRIP Steels", Mat. Sc. Forum, vol. 426-432, Nº 2, 7 de julio de 2.003, pág. 1.101/6, describen el efecto de adición de Nb sobre el comportamiento de transformación de aceros TRIP de CSiMn.

La patente de EE.UU. A-2004/0007298 y la patente europea EP-A-0 952 235 también se refieren a un acero TRIP.

En la presente, la presente invención proporciona una chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada que presenta excelente aptitud para ser trabajada, por la que se puede obtener de una manera estable una cantidad de endurecimiento en horno de 50 MPa o más en un intervalo de resistencia de clase 370 a 640 MPa y un método para fabricar la misma. Esto es, la presente invención tiene como objetivo proporcionar una chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada que incluya una microestructura que desarrolle excelente aptitud para ser trabajada que permita fabricar producto prensado con resistencia equivalente a la de producto prensado fabricado por aplicación de una chapa de acero de clase 540 a 780 MPa como... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada, que comprende, en términos de % en masa, C de 0, 01 a 0, 2%, Si de 0, 01 a 2%, Mn de 0, 1 a 2%, P de 0, 1% o menos, S de 0, 03% o menos, Al de 0, 001 a 0, 1%, N de 0, 01% o menos, Nb de 0, 005 a 0, 05%, opcionalmente uno o más seleccionados de: Ti de 0, 001 a 0, 02%, B de 0, 0002 a 0, 002%, Cu de 0, 2 a 1, 2%, Ni de 0, 1 a 0, 6%, Mo de 0, 05 a 1%, V de 0, 02 a 0, 2% y Cr de 0, 01 a 1%, además opcionalmente uno o ambos, Ca de 0, 0005 a 0, 005% y REM de 0, 0005 a 0, 02%, y como el resto, Fe e impurezas inevitables, en la que la microestructura consiste en una ferrita poligonal que tiene un diámetro medio de partícula de 2 μm a 8 μm, y una razón de abundancias de contorno del grano de C del soluto y/o N del soluto es 0, 28 o menor, siendo la razón de abundancias de contorno del grano de C del soluto y/o N del soluto un valor obtenido dividiendo la cantidad total del C del soluto y/o el N del soluto presente en el contorno del grano, por la cantidad total del C del soluto y/o el N del soluto.

2. La chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada según la reivindicación 1, que se galvaniza.

3. Un método para fabricar una chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada, comprendiendo el método: calentar una placa que contiene, en términos de % en masa, C de 0, 01 a 0, 2%, Si de 0, 01 a 2%, Mn de 0, 1 a 2%, P de 0, 1% o menos, S de 0, 03% o menos, Al de 0, 001 a 0, 1%, N de 0, 01% o menos, Nb de 0, 005 a 0, 05%, opcionalmente uno o más seleccionados de Ti de 0, 001 a 0, 02%, B de 0, 0002 a 0, 002%, Cu de 0, 2 a 1, 2%, Ni de 0, 1 a 0, 6%, Mo de 0, 05 a 1%, V de 0, 02 a 0, 2% y Cr de 0, 01 a 1%, además opcionalmente uno o ambos de, Ca de 0, 0005 a 0, 005% y REM de 0, 0005 a 0, 02% y como el resto, Fe e impurezas inevitables, a al menos una temperatura de recalentamiento de la placa TRP que satisface la siguiente ecuación (A) :

TRP (º C) = 6.670/{2, 26 - log (%Nb) (%C) } - 273 … (A)

y someter después la placa a una laminación en caliente, en el que en la laminación en caliente, la placa calentada se somete a una laminación en basto de manera que se obtiene una barra laminada en basto, la barra laminada en basto se somete a un acabado de la laminación en un estado en que la temperatura final está en un intervalo de temperatura del punto de transformación Ar3 o mayor y (temperatura del punto de transformación Ar3 + 100º C) o menor, de manera que se obtiene un acero laminado, el acero laminado se enfría a una velocidad de enfriamiento de 80º C/s o mayor desde una temperatura de iniciación del enfriamiento por debajo de la temperatura del punto de transformación Ar3 a un intervalo de temperatura de 500º C o menor, de manera que se obtiene una chapa de acero laminada en caliente y se arrolla la chapa de acero laminada en caliente.

4. El método para fabricar chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada según la reivindicación 3, en el que la temperatura de iniciación del acabado de la laminación se fija a 1.000º C o más.

5. El método para fabricar chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada según la reivindicación 3, en el que barra laminada en basto y/o el acero laminado se calienta durante el tiempo hasta la iniciación del acabado de la laminación y/o durante el acabado de la laminación.

6. El método para fabricar una chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada según la reivindicación 3, en el que el descascarillado se realiza durante el tiempo de terminación de la laminación en basto hasta la iniciación del acabado de la laminación.

7. El método para fabricar una chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada según la reivindicación 3, en el que la chapa de acero laminada en caliente obtenida por la laminación en caliente se sumerge en un baño de galvanizado de manera que se galvaniza la superficie de la chapa de acero laminada en caliente.

8. El método para fabricar una chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada según la reivindicación 7, en el que se realiza un tratamiento de aleación después de galvanización.

9. El método para fabricar una chapa de acero laminada en caliente para endurecimiento en horno con excelente aptitud para ser trabajada según la reivindicación 3, en el que el enfriamiento del acero laminado se inicia en 5 segundos después de la terminación del acabado de la laminación.