ACERO CON SILICIO GALVANIZADO O RECOCIDO DESPUÉS DE LA GALVANIZACIÓN.

Acero con silicio galvanizado o recocido después de la galvanización La presente invención se refiere a un procedimiento para fabricar una lámina de acero galvanizada o recocida después de la galvanización por inmersión en caliente que contiene un contenido elevado de silicio. Antes de mandarlas a los fabricantes de coches, las láminas de acero se revisten con un revestimiento a base de cinc llevado a cabo generalmente mediante galvanización por inmersión en caliente, a fin de incrementar la resistencia a la corrosión. Tras abandonar el baño de cinc, las láminas de acero galvanizadas se someten a menudo a un recocido, lo que promueve la formación de una aleación del revestimiento de cinc con el hierro del acero (el denominado recocido después de la galvanización). Este tipo de revestimiento hecho de una aleación de cinc-hierro ofrece una soldabilidad mejor que un revestimiento de cinc. Para satisfacer el requisito de hacer más ligeras a las estructuras de vehículos terrestres movidos por energía mecánica, se conoce el uso de láminas de acero de resistencia a la tracción elevada, tal como por ejemplo aceros de TRIP (significando el término TRIP plasticidad inducida por transformación), que combinan una resistencia mecánica muy elevada con la posibilidad de niveles muy elevados de deformación. Los aceros de TRIP tienen una microestructura que comprende ferrita, austenita residual, y opcionalmente martensita y/o bainita, lo cual les permite lograr una resistencia a la tracción de 600 a 1000 MPa. Este tipo de acero se usa ampliamente para la producción de partes que absorben energía, tales como, por ejemplo, partes estructurales y de seguridad tales como los elementos longitudinales y refuerzos. La mayoría de las láminas de acero de resistencia elevada se obtiene añadiendo una gran cantidad de silicio al acero. El silicio estabiliza la ferrita y mejora el límite elástico Re del acero, y, en el caso de una lámina de acero de TRIP, también evita que la austenita residual se descomponga para formar carburo. Sin embargo, cuando una lámina de acero contiene más de 0,2% en peso de silicio, se galvaniza con dificultad, debido a que se forman óxidos de silicio sobre la superficie de la lámina de acero durante el recocido. Estos óxidos de silicio muestran una mala humectabilidad con respecto al cinc fundido, y deterioran el comportamiento de chapado de la lámina de acero. Para resolver este problema, se conoce el uso de acero de resistencia elevada que tiene un bajo contenido de silicio (menos de 0,2% en peso). Sin embargo, esto tiene un gran inconveniente: sólo se puede lograr un nivel elevado de resistencia a la tracción, es decir, alrededor de 800 MPa, si se incrementa el contenido de carbono. Pero, esto tiene el efecto de reducir la resistencia mecánica de los puntos soldados. Por otro lado, la velocidad de formación de la aleación durante el proceso de recocido después de la galvanización se ralentiza enormemente cualquiera que sea la composición del acero de TRIP debido a la oxidación selectiva externa que actúa como una barrera de difusión al hierro, y la temperatura del recocido después de la galvanización se ha de incrementar. En el caso de la lámina de acero de TRIP, el incremento de la temperatura del proceso de recocido después de la galvanización es perjudicial para la conservación del efecto de TRIP, debido a la descomposición de la austenita residual a temperatura elevada. A fin de conservar el efecto de TRIP, se ha de añadir al acero una gran cantidad de molibdeno (más de 0,15% en peso), de manera que se puede retrasar la precipitación de carburo. Sin embargo, esto tiene un efecto sobre el coste de la lámina de acero. De hecho, el efecto de TRIP se observa cuando la lámina de acero de TRIP se está deformando, a medida que la austenita residual se transforma en martensita bajo el efecto de la deformación, y aumenta la resistencia de la lámina de acero de TRIP. En los documentos EP 1170391 y EP 1482066 se describen procedimientos para fabricar láminas de acero de TRIP galvanizadas o recocidas después de la galvanización por inmersión en caliente. Por lo tanto, el fin de la presente invención es remediar los inconvenientes mencionados anteriormente y proponer una lámina de acero galvanizada o recocida después de la galvanización por inmersión en caliente que tenga un contenido elevado de silicio (más de 0,2% en peso), y que muestre características mecánicas elevadas. Además, otro fin de la invención es proponer un procedimiento para galvanizar o recocer después de la galvanización por inmersión en caliente una lámina de acero que tiene un contenido elevado de silicio, que garantice una buena humectabilidad de la superficie de la lámina de acero y ninguna porción no revestida, y de este modo garantice una buena adhesión y un aspecto superficial agradable del revestimiento a base de cinc o de cinc-hierro sobre la lámina de acero. Un fin adicional de la invención es conservar el efecto de TRIP cuando se va a recocer después de la galvanización una lámina de acero de TRIP. Para este fin, el primer objeto de la invención es una lámina de acero galvanizada o recocida después de la galvanización por inmersión en caliente, en la que la composición del acero comprende, en peso: 2 ES 2 365 579 T3 0,01 C 0,22% 0,50 Mn 2,0% 0,2 Si 3,0% 0,005 Al 2,0% 5 Mo < 1,0% Cr 1,0% P < 0,02% Ti 0,20% V 0,40% 10 Ni 1,0% Nb 0,20%, siendo el resto de la composición hierro e impurezas inevitables que resultan de la fusión, y en la que dicha lámina de acero comprende una capa de un nitruro interno de al menos un tipo de nitruro seleccionado del grupo que consiste en nitruro de Si, nitruro de Mn, nitruro de Al, nitruro complejo que comprende Si y Mn, nitruro complejo que 15 comprende Si y Al, nitruro complejo que comprende Mn y Al, y nitruro complejo que comprende Si, Mn y Al. El segundo objeto de la invención es un procedimiento para fabricar esta lámina de acero galvanizada o recocida después de la galvanización por inmersión en caliente, que comprende las etapas que consisten en: a) someter a una lámina de acero que tiene la composición anterior a un recocido en un horno para formar una lámina de acero recocida, comprendiendo dicho horno: - una primera zona de calentamiento en la que dicha lámina de acero se precalienta desde la temperatura ambiente hasta una temperatura de calentamiento T1, en una atmósfera no nitrurante que tiene un punto de rocío menor que -30ºC, - una segunda zona de calentamiento en la que dicha lámina de acero precalentada se calienta desde dicha temperatura de calentamiento T1 hasta una temperatura de calentamiento T2, en una 25 atmósfera nitrurante que tiene un punto de rocío entre -30 y -10ºC, - una tercera zona de calentamiento en la que dicha lámina de acero precalentada se calienta adicionalmente desde dicha temperatura de calentamiento T2 hasta una temperatura de impregnación T3 en una atmósfera no nitrurante que tiene un punto de rocío menor que -30ºC, - una zona de impregnación en la que dicha lámina de acero calentada se impregna a dicha 30 temperatura de impregnación T3 durante un tiempo t3, en una atmósfera no nitrurante que tiene un punto de rocío menor que -30ºC, y - una zona de enfriamiento en la que dicha lámina de acero se enfría desde la temperatura de impregnación T3 hasta una temperatura T4, en una atmósfera no nitrurante que tiene un punto de rocío menor que -30ºC, b) galvanizar por inmersión en caliente dicha lámina de acero recocida, para formar una lámina de acero revestida a base de cinc, y c) opcionalmente, someter a dicha lámina de acero revestida a base de cinc a un tratamiento formador de aleación, para formar una lámina de acero recocida después de la galvanización. A fin de obtener la lámina de acero galvanizada o recocida después de la galvanización por inmersión en caliente 40 según la invención, se proporciona una lámina de acero que comprende los siguientes elementos: - carbono con un contenido entre 0,01 y 0,22% en peso. Este elemento es esencial para obtener buenas propiedades mecánicas, pero no debe estar presente en una cantidad demasiado grande, a fin de no romper la soldabilidad. Para promover la capacidad de endurecimiento y para obtener un límite elástico Re suficiente, y también para formar austenita residual estabilizada, el contenido de 45 carbono no debe ser menor que 0,01% en peso. Tiene lugar una transformación bainítica a partir de una estructura austenítica formada a temperatura elevada, y se forman laminillas de ferrita/bainita. 3 ES 2 365 579 T3 Dada la solubilidad muy baja de carbono en ferrita, en comparación con austenita, el carbono de la austenita es rechazado entre las laminillas. Debido al silicio y manganeso, hay muy poca precipitación de carburo. De este modo, la austenita interlaminar se enriquece... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para fabricar una lámina de acero galvanizada o recocida después de la galvanización por inmersión en caliente, que comprende las etapas que consisten en: a) proporcionar una lámina de acero con una composición que comprende, en peso: 5 0,01 C 0,22% 0,50 Mn 2,0% 0,2 Si 3,0% 0,005 Al 2,0% Mo < 1,0% 10 Cr 1,0% P < 0,02% Ti 0,20% V 0,40% Ni 1,0% 15 Nb 0,20%, siendo el resto de la composición hierro e impurezas inevitables que resultan de la fusión, b) someter a dicha lámina de acero a un recocido en un horno para formar una lámina de acero recocida, comprendiendo dicho horno: - una primera zona de calentamiento en la que dicha lámina de acero se precalienta desde la 20 temperatura ambiente hasta una temperatura de calentamiento T1, en una atmósfera no nitrurante que tiene un punto de rocío menor que -30ºC, - una segunda zona de calentamiento en la que dicha lámina de acero precalentada se calienta desde dicha temperatura de calentamiento T1 hasta una temperatura de calentamiento T2, en una atmósfera nitrurante que tiene un punto de rocío entre -30 y -10ºC, - una tercera zona de calentamiento en la que dicha lámina de acero precalentada se calienta adicionalmente desde dicha temperatura de calentamiento T2 hasta una temperatura de impregnación T3, en una atmósfera no nitrurante que tiene un punto de rocío menor que -30ºC, - una zona de impregnación en la que dicha lámina de acero calentada se impregna a dicha temperatura de impregnación T3 durante un tiempo t3, en una atmósfera no nitrurante que tiene un 30 punto de rocío menor que -30ºC, y - una zona de enfriamiento en la que dicha lámina de acero se enfría desde la temperatura de impregnación T3 hasta una temperatura T4, en una atmósfera no nitrurante que tiene un punto de rocío menor que -30ºC, c) galvanizar por inmersión en caliente dicha lámina de acero recocida, para formar una lámina de acero revestida a 35 base de cinc, y d) opcionalmente, someter a dicha lámina de acero revestida a base de cinc a un tratamiento formador de aleación, para formar una lámina de acero recocida después de la galvanización. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha atmósfera nitrurante en la segunda zona de calentamiento comprende, en volumen, 3 a 10% de amoníaco, 3 a 10% de hidrógeno, siendo el resto de la 40 composición nitrógeno e impurezas inevitables. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicha temperatura de calentamiento T1 está entre 450 y 550ºC. 4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha temperatura de calentamiento T2 está entre 480 y 720ºC. ES 2 365 579 T3 5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha temperatura de impregnación T3 está entre 720 y 850ºC. 6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el tiempo t3 está entre 20 y 180 s. 5 7. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha atmósfera no nitrurante en las zonas de primer calentamiento, de tercer calentamiento, de impregnación y de enfriamiento comprende 3 a 10% en volumen de hidrógeno, siendo el resto de la composición nitrógeno e impurezas inevitables. 8. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicha temperatura T4 está entre 460 y 510ºC. 10 9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que, cuando se requiere una lámina de acero galvanizada por inmersión en caliente, la galvanización por inmersión en caliente se lleva a cabo sumergiendo en caliente dicha lámina de acero reducida en un baño fundido que comprende de 0,14 a 0,3% en peso de aluminio, siendo el resto cinc e impurezas inevitables. 10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que, cuando se requiere una lámina de 15 acero recocida después de la galvanización por inmersión en caliente, la galvanización por inmersión en caliente se lleva a cabo sumergiendo en caliente dicha lámina de acero reducida en un baño fundido que comprende de 0,08 a 0,135% en peso de aluminio, siendo el resto cinc e impurezas inevitables. 11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que el contenido de molibdeno de dicha lámina de acero es menor que 0,01% en peso. 20 12. Procedimiento según la reivindicación 10 u 11, en el que dicho tratamiento formador de aleación se lleva a cabo calentando dicha lámina de acero revestida a base de cinc a una temperatura T5 entre 460 y 510ºC durante un tiempo de impregnación T5 entre 10 y 30 s. 13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en el que la temperatura de dicho baño fundido está entre 450 y 500ºC. 11 ES 2 365 579 T3 12