Chapa de acero templado que tiene excelente aptitud de conformación por medio de prensado en caliente, y método para la fabricación de la misma.

Una chapa de acero apta para templado que tiene una composición de aleación que comprende:

carbono

(C) en una cantidad de un 0,15-0,30 % en peso, silicio (Si) en una cantidad de un 0,05-5 0,5 % en peso, manganeso (Mn) en una cantidad de un 1,0~2,0 % en peso, boro (B) en una cantidad de un 0,0005-0,0040 % en peso, azufre (S) en una cantidad de un 0,003 % en peso o menos, fósforo (P) en una cantidad de 0,012 % en peso o menos,

uno o más seleccionados entre calcio (Ca) en una cantidad de un 0,0010-0,0040 % en peso y cobre (Cu) en una cantidad de un 0,05~1,0 % en peso,

dos o más seleccionados entre cobalto (Co), circonio (Zr) y antimonio (Sb) y

en la que circonio (Zr) está presente en una cantidad de 0,0005-0,1 % en peso,

en la que cobalto (Co) y antimonio (Sb) están presentes en un intervalo que cumple 0,0005 % en peso £ (Co+Sb) £ 0,5 % en peso,

en la que el equilibrio es hierro (Fe) e impurezas inevitables.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/KR2009/007996.

Solicitante: Hyundai Steel Company.

Nacionalidad solicitante: República de Corea.

Dirección: 1-10 Songhyeon-dong Dong-gu Incheon 401-040 REPUBLICA DE COREA.

Inventor/es: KIM,TAEKJOON, LEE,SEUNGHA, KIM,SEOUNGJU.

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... > C22C38/14 (que contienen titanio o circonio)
  • 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 C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/60 (que contienen plomo, selenio, teluro o antimonio, o más de 0,04% en peso de azufre)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES... > Modificación de las propiedades físicas del hierro... > C21D7/13 (por trabajo en caliente)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/10 (que contienen cobalto)

PDF original: ES-2531404_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Chapa de acero templado que tiene excelente aptitud de conformación por medio de prensado en caliente, y método para la fabricación de la misma.
Ilustración 2 de Chapa de acero templado que tiene excelente aptitud de conformación por medio de prensado en caliente, y método para la fabricación de la misma.
Ilustración 3 de Chapa de acero templado que tiene excelente aptitud de conformación por medio de prensado en caliente, y método para la fabricación de la misma.
Ilustración 4 de Chapa de acero templado que tiene excelente aptitud de conformación por medio de prensado en caliente, y método para la fabricación de la misma.
Chapa de acero templado que tiene excelente aptitud de conformación por medio de prensado en caliente, y método para la fabricación de la misma.

Fragmento de la descripción:

Chapa de acero templado que tiene excelente aptitud de conformación por medio de prensado en caliente, y método para la fabricación de la misma 5

Campo técnico La presente invención se refiere a una chapa de acero apta para templado que tiene una elevada operabilidad de prensado en caliente y un método de fabricación de la misma, y, más particularmente, a una chapa de acero apta para templado que tiene una elevada operabilidad de prensado en caliente, en la que se garantizan una resistencia de tracción de 1400 MPa o más y un estiramiento de un 8 % o más tras un proceso de conformación en prensa, y a un método de fabricación de la misma.

Técnica anterior

En el estado actual de la industria del automóvil, la aplicación de las chapas de acero de resistencia ultra-elevada está aumentando, con el fin de cumplir los requisitos de seguridad y ligereza. No obstante, resulta difícil usar chapas de acero de resistencia ultra-elevada para producir piezas de automóvil que tienen formas complicadas debido a que presentan baja aptitud de conformación. De ahí, la demanda de chapas de acero aptas para templado que garanticen una resistencia elevada por medio de calentamiento, prensado en caliente y posteriormente templado de las mismas.

Divulgación

Problema técnico Un objetivo de la presente invención es proporcionar una chapa de acero apta para templado que tenga elevada operabilidad de prensado en caliente y ductilidad en caliente mejorada para facilitar el prensado en caliente, y un método de fabricación de la misma.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una chapa de acero apta para templado y un método de fabricación de la misma, presentando la chapa de acero apta para templado elevada operabilidad de prensado en caliente, de manera que la chapa de acero apta para templado se pueda someter a presión incluso a temperatura baja, tal como 600 º C, minimizando de este modo la generación de incrustaciones de óxidos cuando la chapa de acero es una chapa de acero no revestida y evitando que la superficie de la chapa se vea dañada cuando la chapa es una chapa de acero metalizada.

Solución técnica Con el fin de lograr los objetivos anteriores se usa la chapa de acero de la reivindicación 1, la chapa de acero apta para templado tiene un composición de aleación que comprende carbono (C) en una cantidad de un 0, 15-0, 30 % en peso, silicio (Si) en una cantidad de un 0, 05-0, 5 % en peso, manganeso (Mn) en una cantidad de un 1, 0-2, 0 % en peso, boro (B) en una cantidad de un 0, 0005-0, 0040 % en peso, azufre (S) en una cantidad de un 0, 003 % en peso o menos, fósforo (P) en una cantidad de 0, 012 % en peso o menos, uno o más seleccionados entre calcio (Ca) en 45 una cantidad de un 0, 0010-0, 0040 % en peso y cobre (Cu) en una cantidad de un 0, 05-1, 0 % en peso, dos o más seleccionados entre cobalto (Co) , circonio (Zr) y antimonio (Sb) y el hierro de equilibrio (Fe) y otras impurezas inevitables.

El método de fabricación de la chapa de acero apta para templado que se proporciona en la reivindicación 3

comprende prensar en caliente una chapa de acero metalizada a 600-900 º C, que exhibe de este modo una resistencia de tracción de 1400 MPa o más y un estiramiento de un 8 % o más, en el que la chapa de acero metalizado que tiene una composición de aleación que comprende carbono (C) en una cantidad de un 0, 15-0, 30 % en peso, silicio (Si) en una cantidad de un 0, 05-0, 5 % en peso, manganeso (Mn) en una cantidad de un 1, 0-2, 0 % en peso, boro (B) en una cantidad de un 0, 0005-0, 0040 % en peso, azufre (S) en una cantidad de un 0, 003 % en peso 55 o menos, fósforo (P) en una cantidad de un 0, 012 % en peso o menos, uno o más seleccionado entre calcio (Ca) en una cantidad de un 0, 0010-0, 0040 % en peso y cobre (Cu) en una cantidad de un 0, 05∼1, 0 % en peso, dos o más seleccionados entre cobalto (Co) , circonio (Zr) y antimonio (Sb) y hierro de equilibrio (Fe) y otras impurezas inevitables.

Circonio (Zr) está presente en una cantidad de 0, 0005 ∼ 0, 1 % en peso.

Cobalto (Co) y antimonio (Sb) están presentes en cantidades que cumplen un 0, 0005 % en peso ≤ (Co + Sb) ≤ 0, 5 % en peso.

La proporción en peso de Ca/S puede estar dentro del intervalo de 0, 5-3, 0.

El proceso de prensado en caliente se puede llevar a cabo por medio de calentamiento de la chapa de acero metalizada hasta 700 º C o más, colocación de la chapa de acero caliente en un troquel, y prensado a 600-900 º C y enfriamiento en el troquel.

La chapa de acero metalizada puede ser una chapa de acero metalizada de Al-Si.

Efectos ventajosos De acuerdo con la presente invención, para garantizar la ductilidad en caliente se usan al menos dos seleccionados entre cobalto (Co) , antimonio (Sb) y circonio (Zr) , en lugar de titanio (Ti) , niobio (Nb) , molibdeno (Mo) o cromo (Cr) que provocan fisuras en la chapa de acero durante el prensado en caliente. Debido a que es posible el prensado a baja temperatura, se puede reducir el consumo de energía, y en el caso de la chapa de acero metalizada, se puede proteger una capa de metalizado, y en el caso de una chapa de acero no metalizada, se puede evitar la aparición de incrustaciones de óxido.

Incluso cuando se forma la capa de metalizado para que tenga un espesor de 10 μm a 30 μm, no se forman incrustaciones, y se puede reducir la generación de fisuras y poros en la capa de metalizado; de este modo aumenta la resistencia frente a la corrosión.

También de acuerdo con la presente invención, en lugar de aluminio, se usa silicio que es barato como desoxidante durante la preparación de acero; de este modo se maximizan los beneficios económicos.

De igual forma, de acuerdo con la presente invención, se añade calcio (Ca) para controlar la forma de las inclusiones en forma de inclusiones de azufre esferoidales (S) . Esto mejora la tenacidad de las chapas de acero aptas para 25 templado.

De igual forma, de acuerdo con la presente invención, se añade cobre (Cu) para minimizar la fractura retardada por hidrógeno en el acero o en las partes de soldadura. De este modo, es posible fabricar chapas de acero aptas para templado que tengan resistencia mejorada frente a la fractura retardada por hidrógeno sin procesado adicional que incurra en costes adicionales.

Por tanto, las chapas de acero aptas para templado, que tienen una operabilidad de prensado superior y cumplen la resistencia de tracción de 1400 MPa o más y un estiramiento de un 8 % o más tras el prensado, se pueden fabricar con un coste comparativamente bajo.

Dichas chapas de acero aptas para templado se puede aplicar de varias formas a piezas de automóvil a coste bajo, en particular, se pueden emplear de forma fiable en piezas de automóvil que son sensibles a la fragilidad por hidrógeno.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 muestra esquemáticamente una fractura retardada por hidrógeno provocada por la humedad ligada a la superficie de la chapa de acero que no contiene Cu; La Figura 2 muestra esquemáticamente el principio de como Cu aumenta la resistencia frente a la fractura 45 retardada por hidrógeno; La Figura 3 muestra imágenes de microscopio de barrido electrónico (SEM) de capas de metalizado tras el prensado en caliente en (a) en el Ejemplo Comparativo 1 y (b) el Ejemplo de la Invención 1; La Figura 4 muestra el perfil de espectrometría de descarga luminosa (GDS) de una distribución de elementos en una dirección de profundidad a partir de una superficie de la chapa de acero en (a) el Ejemplo Comparativo 1 tras el prensado en caliente; y La Figura 5 muestra el perfil de GDS de una distribución de elementos en una dirección de profundidad a partir de una superficie de la chapa de acero en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una chapa de acero apta para templado que tiene una composición de aleación que comprende:

carbono (C) en una cantidad de un 0, 15-0, 30 % en peso, silicio (Si) en una cantidad de un 0, 05-0, 5 % en peso, manganeso (Mn) en una cantidad de un 1, 0∼2, 0 % en peso, boro (B) en una cantidad de un 0, 0005-0, 0040 % en peso, azufre (S) en una cantidad de un 0, 003 % en peso o menos, fósforo (P) en una cantidad de 0, 012 % en peso o menos, uno o más seleccionados entre calcio (Ca) en una cantidad de un 0, 0010-0, 0040 % en peso y cobre (Cu) en una

cantidad de un 0, 05∼1, 0 % en peso, dos o más seleccionados entre cobalto (Co) , circonio (Zr) y antimonio (Sb) y en la que circonio (Zr) está presente en una cantidad de 0, 0005-0, 1 % en peso, en la que cobalto (Co) y antimonio (Sb) están presentes en un intervalo que cumple 0, 0005 % en peso ≤ (Co+Sb) ≤ 0, 5 % en peso,

en la que el equilibrio es hierro (Fe) e impurezas inevitables.

2. La chapa de acero apta para templado de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la proporción en peso de Ca/S se encuentra dentro del intervalo de 0, 5∼3, 0.

3. Un método de fabricación de una chapa de acero apta para templado, que comprende:

prensar en caliente una chapa de acero metalizada .

60. 900 º C, que exhibe de este modo una resistencia de tracción de 1400 MPa o más y un estiramiento de un 8 % o más, en donde la chapa de acero metalizada tiene un una composición de aleación que comprende carbono (C) en una cantidad de un 0, 15-0, 30 % en peso, silicio (Si) en una cantidad de un 0, 05-0, 5 % en peso, manganeso (Mn) en una cantidad de un 1, 0∼2, 0 % en peso, boro (B) en una cantidad de un 0, 0005-0, 0040 % en peso, azufre (S) en una cantidad de un 0, 003 % en peso o menos, fósforo (P) en una cantidad de 0, 012 % en peso o menos, uno o más seleccionados entre calcio (Ca) en una cantidad de un 0, 0010∼0, 0040 % en peso y cobre (Cu) en una cantidad de un 0, 05-1, 0 % en peso,

dos o más seleccionados entre cobalto (Co) , circonio (Zr) y antimonio (Sb) y en donde circonio (Zr) está presente en una cantidad de 0, 0005-0, 1 % en peso, en donde cobalto (Co) y antimonio (Sb) están presentes en un intervalo que cumple

0, 0005 % en peso (Co+Sb) 0, 5 % en peso,

en donde el equilibrio es hierro (Fe) e impurezas inevitables.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la proporción en peso de Ca/S se encuentra dentro de un 40 intervalo de 0, 5∼3, 0.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el prensado en caliente comprende calentar la chapa de acero metalizada hasta 700 º C o más, colocar la chapa de acero caliente en un troquel, y llevar a cabo el prensado .

60. 900 º C y enfriar en el troque.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la chapa de acero metalizada es una chapa de acero metalizada con Al-Si.