Proceso para producir acero conformable de alta resistencia y acero conformable de alta resistencia producido con el mismo.

Un método para producir un acero templado y particionado al proporcionar una banda de acero laminada y recocida en frío que contiene

(% en peso):

5* 0.18 - 0.4% C

* 1.5 - 4.0% Mn

* 0.5 - 2.0% Si

* 0-1.5% Al

* 0-0.5% Mo

* 0-0.5% Ti

* 0 - 0.1% V

* 0 - 0.010% Nb

* 0 - 0.005% B

* 0 - 0.015% N

* 0 - 0.08% P

* 0 - 0.01% S

* 0-0.06% Sb

* 0-0.05% Ca

* 0 - 0.5%Cr

* 0-1.0% Ni

* el resto es hierro e impurezas inevitables. en donde el proceso de recocido comprende las siguientes etapas:

(i) recalentar la banda laminada a una temperatura de recocido T1 entre Ac3-40 y Ac3+80;

(ii) mantener la banda a T1 por un tiempo de recocido t1 entre 10 y 200 segundos;

(iii) enfriar la banda recocida a la velocidad crítica de enfriamiento CR1 para evitar la formación de ferrita y perlita a una temperatura de temple T2 para producir una microestructura en la banda que comprende una fracción de martensita y una fracción de austenita retenida;

(iv) reparticionar el recocido de la banda enfriada a una temperatura T3 para enriquecer la austenita en carbono por la repartición de carbono desde la martensita a la fracción de austenita por un tiempo de repartición t2 entre 20 y 500 segundos, en donde una fracción de martensita está entre 60 y 90% de la microestructura al comenzar el recocido y en la repartición caracterizados por (Ms-70)< T3 ≤ (Ms+50) (v) enfriar la banda a una velocidad de enfriamiento CR2 hasta temperatura ambiente.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/053856.

Solicitante: Tata Steel Nederland Technology B.V.

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: Wenckebachstraat 1 NL-1951 JZ Velsen-Noord PAISES BAJOS.

Inventor/es: HANLON,DAVID NEAL, VAN BOHEMEN,STEFANUS MATHEUS CORNELIS.

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 DEL HIERRO > MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES... > Modificación de las propiedades físicas por deformación... > C21D8/02 (durante la fabricación de productos planos o de bandas (C21D 8/12 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Procesos de baño o inmersión en caliente para aplicar... > C23C2/40 (Placas; Bandas)
  • 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 > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO... > Procesos de baño o inmersión en caliente para aplicar... > C23C2/28 (Tratamiento posterior térmico, p. ej. por tratamiento en un baño de aceite)
  • 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-2535420_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Proceso para producir acero conformable de alta resistencia y acero conformable de alta resistencia producido con el mismo Campo de la invención La invención se relaciona con un método para producir un compuesto de bandas de acero y un compuesto de bandas de acero producido por el referido método Antecedentes de la invención La mejora de la ductilidad con una elevada resistencia es deseable para muchos mercados.

En la industria automovilística, en particular, donde la legislación conduce a mejoras en la economía de combustible y seguridad, hay un movimiento hacia aceros de alta resistencia conformables, más fuertes. El acero en bandas de resistencias alta y ultra alta proporciona a los fabricantes de automóviles un potencial para disminuir el peso del cuerpo en blanco y la oportunidad para contrarrestar los incrementos de peso que surgen al pasar a vehículos eléctricos e híbridos. Adicionalmente, los aceros de resistencias alta y ultra alta juegan un papel crucial en la determinación de la valía de los choques de de vehículos de pasajeros modernos La aplicación extensiva de los aceros de resistencias alta y ultra alta requiere, en muchos casos, de niveles de conformabilidad que puedan ser superiores a los esperados para aceros de carbono-manganeso. El incremento de la ductilidad residual en las piezas formadas es beneficioso para la integridad en un choque. Como una primera aproximación, el alargamiento por tracción puede ser considerado como una medida simple de ambas conformabilidad e integridad de impacto. Consecuentemente, tal esfuerzo ha provocado el desarrollo de aceros de alta resistencia avanzados (AHSS) con una ductilidad a la tracción optimizada En el caso de los AHSS comerciales actuales, el incremento de la ductilidad se realiza, o bien usando los efectos de compuesto (Doble fase o aceros DP) , o usando la transformación inducida por deformación de la austenita retenida (aceros TRIP) . Ambos, el compuesto de endurecimiento y los mecanismos de plasticidad inducida por transformación, pueden incrementar de forma medible la ductilidad de los aceros predominantemente ferriticos. Sin embargo, el incremento de la ductilidad que pueda alcanzarse de esta manera se limita a aproximadamente 1.5 (para DP) a 2 (para TRIP) veces las de los aceros C-Mn convencionales, a una resistencia equivalente. Además, el nivel de resistencia que se puede alcanzar en los aceros DP y TRIP de matriz ferrítica comerciales también es limitado (el TRIP es de aproximadamente 800 MPa y el DP es de aproximadamente 1000 MPa) .

El mejoramiento extremo de la ductilidad a la tracción también se puede alcanzar mediante la utilización de altas adiciones de aleación (predominantemente manganeso) para estabilizar la austenita (aceros lWlP o de plasticidad inducida por hermanamiento) . La austenita es inherentemente mas dúctil que la ferrita y el hermanamiento proporciona un mecanismo de endurecimiento por deformación muy efectivo. Tales aceros pueden alcanzar alargamientos muy altos (típicamente del 50%) a resistencias muy elevadas (típicamente de 1000 MPa) . El mejoramiento del alargamiento puede ser típicamente de 5x la de un acero C-Mn convencional. Sin embargo, el límite de elasticidad es comparativamente bajo y se requieren mayores tensiones a ser impuestas uniformemente para alcanzar una alta resistencia en el componente formado. Además, los niveles extremadamente altos de aleación producen una producción a gran escala, por encima del problemático proceso convencional.

La experiencia practica ganada durante la implementación de estas primera y segunda generaciones de AHSS ha revelado que los parámetros de formación y desempeño, más allá de los medidos en la prueba de tracción, pueden representar barreras significativas en la implementación. Particularmente, aunque exhiba alargamientos totales y de alta uniformidad, y consecuentemente una resistencia al estrechamiento durante la formación de estiramientos, las microestructuras mixtas que comprenden una distribución de fase dura en una matriz de ferrita blanda, pueden ser altamente susceptibles a la desintegración en los bordes estirados. Se sabe que la conformabilidad del borde de bajo estiramiento impone un límite práctico en la conformabilidad que de cualquier otra manera un AHSS altamente dúctil.

El documento W02010f0299S3 describe un método para la fabricación de laminas de acero de alta resistencia, que comprende el laminado en caliente y después el laminado en frío de una palanquilla para formar una lámina de acero que tenga la composición en base a por ciento en masa de: 0.17%-0.73% C; 3.0% o menos de Si; 0.5%-3.0% Mn; 0.1%

o menos de P; 0.07% o menos de S; 3.0% o menos de Al; 0.010% o menos de N, un balance de Fe e impurezas circunstanciales para formar laminas de acero laminadas en frío, hacer el recocido de la lámina de acero laminada en frío en la región de una sola fase de austenita por 15 segundos hasta 600 segundos, enfriar la lámina de acero laminada en fria a un primer intervalo de temperaturas de 50 "c a 300 "c a una velocidad de enfriamiento promedio de 8 "C/s o más, el calentamiento de la lámina de acero laminada en frío a un segundo intervalo de temperaturas de 350 "c a 490 "C, y mantener la lámina de acero laminado en frío en el segundo intervalo de temperaturas por 5 segundos hasta 1000 segundos

O

Está emergiendo una nueva generación de AHSS que exhibe una ventaja en el balance resistencia-ductilidad con respecto a los aceros carbono manganeso, pero a menores niveles de aleación, y consecuentemente menor costo y mayor capacidad de procesamiento. Para esta generación de aceros también se presta más atención a otros parámetros de conformabilidad, tales como la ductilidad del borde estirado (expansividad del hoyo) y la flexibilidad. En la mayoría de los casos, las microestructuras mixtas que comprenden fases mayoritariamente duras, tales como martensita o bainita, se usan para desarrollar resistencias altas a ultra altas. Tales microestructuras uniformemente finas y duras tienden a exhibir buena expansividad de hoyo. Las composiciones de aleación caen dentro de dos categorias básicas: composiciones medias de Manganeso (Mn típicamente al 7% en peso) y aceros carbono-manganeso con composiciones medias de Carbono, con adiciones de Si yfo Al.

En el caso de aceros TRIP altos en Mn la austenita simplemente se estabiliza químicamente con grandes adiciones de Mn. Aunque las combinaciones de resistencia-ductilidad claramente diferenciadas se pueden alcanzar por esta vía, el procesamiento ha mostrado ser difícil dado que se desarrollan fases martensíticas quebradizas y duras en el producto intermedio. Esto hace que el procesamiento posterior, tal como el laminado en frío, sea algo dificil a las dimensiones relacionadas con el procesamiento comercial. Además, los costos de aleación son altos debido al alto contenido de manganeso Por lo tanto, el problema surge porque es dificil proporcionar una banda de acero que tenga resistencia y ductilidad de arista mejoradas Es un objetivo de esta invención el proporcionar un método para mejorar la resistencia y la ductilidad de arista de los aceros.

Es un objetivo adicional de esta invención el proporcionar un acero que tenga una resistencia y ductilidad mejoradas, en combinación con un bajo contenido de aleación.

Resumen de la invención De acuerdo con el primer aspecto de la invención se proporciona un método para producir un acero templado y particionado al proporcionarse una banda de acero recocida y laminada en frío que contenga (en % en peso) :

• 0.18-0.4% C

• 1.5-4.0% Mn

• 0.5-2.0% Si · 0-1 .5% AI

• -0.5% Mo

• 0-0.5% tri

• 0-0.4% V

• 0-0.010% Nb

• 0-0.005% B

•... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para producir un acero templado y particionado al proporcionar una banda de acero laminada y

recocida en frío que contiene (% en peso) :

5

• 0.18 -0.4% e

'1.5 -4.0% Mn

• 0.5 -2.0% Si

• 0-1. 5% Al

• 0-0.5% Mo

• 0-0.5% Ti

·Q-O.1% V • o -0.010% Nb

• o -0.005% B

15 ·Q-O.015% N • o -0.08% P

' 0 -0.01 % 5

'0-0.06% Sb

• 0-0.05% Ca

• O -O.5%Cr

·Q-1.0% Ni

• el reslo es hierro e impurezas inevitables.

en donde el proceso de recocido comprende las siguientes etapas:

25

(i) recalentar la banda laminada a una temperatura de recocido T 1 entre AC3-40 y AC3+80;

(ii) mantener la banda a T1 por un tiempo de recocido 1, entre 10 y 200 segundos;

(iii) enfriar la banda recocida a la velocidad crítica de enfriamiento CR1 para evitar la formación de ferrita y

perlita a una temperatura de temple T2 para producir una microestructura en la banda que comprende una

fracción de martensita y una fracción de austenita retenida;

(iv) reparticionar el recocido de la banda enfriada a una temperatura T3 para enriquecer la austenita en

carbono por la repartición de carbono desde la martensita a la fracción de austenita por un tiempo de

repartición t2 entre 20 y 500 segundos, en donde una fracción de martensita esta entre 60 y 90% de la

microestructura al comenzar el recocido y en la repartición caracterizados por (Ms-70) <: T3'" (Ms+50)

35 (v) enfriar la banda a una velocidad de enfriamiento CR2 hasta temperatura ambiente.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 en donde CR1 es al menos 30Q C/s.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2 en donde la fracción de martensita es como máximo 85% de

la microestructura al inicio del recocido de repartición.

4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde

(AC3-40) <: T1 '" (Ac3+50) para el carbono entre 0.18 -0.3% C o

(AC3-20) <: T1 , .. (Ac3+30) para el carbono entre 0.3 a 0.4% C

45

5. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde T1 está por encima de

Ac3

6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la banda laminada en frio

contiene como máximo 0.5% de Al.

7. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la banda laminada en frío

contiene al menos 0.25% C y al menos 0.01 % de Al.

55 B. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde T2 igual a T3

9. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en donde T2 es inferior a T3

10. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes en donde la banda recocida y

laminada en frio se recubre con una o más capas metáticas, preferentemente caracterizado porque la etapa

que proporciona el recubrimiento metálico es por galvanizado por inmersión en caliente o electrogalvanizado.

". La banda de acero producida por cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 en donde el acero tiene una microestructura que contiene, al menos, 5% de austenita, en donde la microestructura contiene 60 a 90 % (en

65 volumen) de martensita tratada ténnicamente y en donde un indice-e de al menos 1.8 y una resistencia a la

12

tracción (UTS) de al menos 900 MPa, en donde el índice-e se define como em&didol'eealculaoo Y donde eealculado se calcularon de acuerdo con:

-k I (1)

JiffS'

yen donde "medido" es el alargamiento medido de una muestra de longitud de calibre 80 mm a un grosor de 1 mm, o en donde em&diclo es el alargamiento medido a alguna otra geometría y es convertido a un alargamiento equivalente a un calibre de 80 mm a un grosor de 1 mm usando·

(2)

12. La banda de acero de acuerdo con la reivindicación 11 en donde la microestructura contiene más aún una o más de bainita, martensita, martensita templada, ferrita, carburos finos.

13. La banda de acero de acuerdo con la reivindicación 11 o 12 en donde la microestruclura no contiene ferrita yfo 20 cementita burda.

14. La banda de acero de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13 en donde la relación de rendimiento a resistencia a la tracción es de al menos 0.6