CHAPA DE ACERO INOXIDABLE FERRÍTICO CON EXCELENTE CONFORMADO POR PRESIÓN Y CONFORMADO SECUNDARIO Y SU MÉTODO DE FABRICACIÓN.

Una chapa de acero inoxidable ferrítico, excelente en la capacidad de conformado por presión y en la capacidad de conformado secundario,

que tiene una composición consistente en 0,02% en masa, o menos, de C; 0,8% en masa, o menos, de Si; 1,5% en masa, o menos, de Mn; 0,050% en masa, o menos, de P; 0,01% en masa, o menos, de S; 8,0-35,0% en masa de Cr; 0,05% en masa, o menos, de N; 0,05-0,40% en masa de Ti; 0,10-0,50% en masa de Nb, opcionalmente uno o más seleccionado del grupo consistente en 0,5% en masa, o menos, de Ni; 3,0% en masa, o menos, de Mo; 2,0% en masa, o menos, de Cu; 0,3% en masa, o menos, de V; 0,3% en masa, o menos, de Zr; 0,3% en masa, o menos, de Al; y 0,0100% en masa, o menos, de B, y siendo el resto Fe excepto las inevitables impurezas con un producto de (%Ti × %Nb) inferior a 0,005, y la estructura metalúrgica que precipita, de 0,15-1,0 μm de tamaño de partícula, seleccionada del grupo consistente en TiC, NbC, NbN, fase de Laves, y sus mezclas, pero excluyendo al TiN, están distribuidos a razón de 5000-50000/mm2 en una matriz de acero

Chapa de acero inoxidable ferrítico con excelente conformado por presión y conformado secundario y su método de fabricación.

La presente invención se refiere a una chapa de acero inoxidable ferrítico, que se puede conformar por presión hasta un perfil predeterminado sin defectos tales como pobre circularidad y torsión, y luego realizar un conformado secundario hasta un perfil final con buena extrusión en caliente, y también se refiere a un método para fabricarla.

Los aceros inoxidables ferríticos, representados por SUS430 y SUS430LX, se han usado hasta ahora en diversos campos, por ejemplo en bienes de consumo duraderos, debido a su resistencia a la corrosión y a su poco valor, comparados con los aceros inoxidables austeníticos que contienen Ni como elemento caro. Las condiciones para conformar por presión una chapa de acero inoxidable ferrítico hasta dar un perfil del producto se hacen cada vez más severas a medida del desarrollo de su aplicación. Una chapa conformada por presión, con frecuencia se conforma secundariamente para la extrusión de, por ejemplo, un orificio. En respuesta al desarrollo de la aplicación, hay una gran demanda de suministro de una nueva chapa de acero inoxidable ferrítico, que sea bastante excelente en su capacidad de conformado, comparada con las chapas de aceros inoxidables ferríticos convencionales, y de manera que se conforme hasta dar un perfil del producto sin defectos, incluso bajo condiciones severas.

Hay muchos informes sobre la capacidad de conformado de las chapas de acero inoxidable ferrítico. Una mejora representativa es la adición tanto de Ti como de Nb para la estabilización del C y del N disueltos como carbonitruros. Además, el documento JP2000-192199A muestra la distribución de las inclusiones de magnesio, que son eficaces en la propiedad de evitar la formación de estrías, en un acero inoxidable ferrítico que contenga a la vez Ti y Nb. El documento JP8-26436B (JP-A-51086015) muestra la combinación de condiciones de laminado en caliente, que están diseñadas para la mejora del valor de Lankford (r) como un índice de la capacidad de conformado, con la adición de Ti y Nb.

La capacidad de fijación de la forma y la capacidad de realizar un conformado secundario en una chapa de acero inoxidable con un conformado primario, que será conformada hasta un perfil final, son también factores importantes, así como el valor de Lankford (r) y la propiedad de evitar la formación de estrías.

Por lo general, una chapa de acero inoxidable ferrítico es inferior en cuanto a la capacidad de conformado que una chapa de acero inoxidable austenítico. Específicamente, se reduce significativamente el espesor en el estado de conformado primario, y la reducción del espesor es anisótropa. Por lo tanto, la exactitud dimensional, como por ejemplo la circularidad, se hace peor a medida que las condiciones de conformado son más severas, cuando la chapa de acero inoxidable ferrítico se conforma por presión hasta un perfil cilíndrico. La desviación del espesor en el estado de conformado primario conduce a una seria degradación de la capacidad de conformado secundario, como por ejemplo la extrusión de un orificio.

En el caso en el que la chapa de acero inoxidable ferrítico mantenga una alta exactitud dimensional (por ejemplo, circularidad, derechura, y anti-torsión), así como una capacidad de conformado secundario en un estado de conformado por presión, se puede usar una chapa de acero inoxidable ferrítico barato como parte o miembro de una chapa de acero inoxidable austenítico caro, que se haya usado en vista de las severas condiciones de conformado.

El documento GP-A2-1308532 describe una chapa de acero ferrítico fabricada por laminación en caliente, recocido, opcionalmente una doble laminación en frío y recocido intermedio, y recocido final adecuado para sufrir embutición y tener resistencia a la fragilidad para un tratamiento secundario, el acero posee un tamaño de grano controlado y carbonitruros de Nb y de Ti.

La presente invención tiene por objetivo la provisión de una chapa de acero inoxidable ferrítico mejorado en la exactitud dimensional y en la capacidad de conformado secundario, en un estado de conformado por presión controlando el tamaño de las partículas y la distribución de los precipitados que están dispersos en la matriz del acero.

La presente invención, como se define en la reivindicación 1, propone una nueva chapa de acero inoxidable ferrítico, que consta de 0,02% en masa, o menos, de C; 0,8% en masa, o menos, de Si; 1,5% en masa, o menos, de Mn; 0,050% en masa, o menos, de P; 0,01% en masa, o menos, de S; 8,0-35,0% en masa de Cr; 0,05% en masa, o menos, de N; 0,05-0,40% en masa de Ti; 0,10-0,50% en masa de Nb, opcionalmente uno o más seleccionado del grupo consistente en 0,5% en masa, o menos, de Ni; 3,0% en masa, o menos, de Mo; 2,0% en masa, o menos, de Cu; 0,3% en masa, o menos, de V; 0,3% en masa, o menos, de Zr; 0,3% en masa, o menos, de Al; y 0,0100% en masa, o menos, de B, y siendo el resto Fe excepto las inevitables impurezas, con un producto de (%Ti × %Nb) inferior a 0,005. Su estructura metalúrgica está definida por la distribución de precipitados de 0,15 μm o más, de el tamaño de partícula, excepto el TiN, a razón de 5.000-50.000/mm².

La chapa de acero inoxidable ferrítico se fabrica como se describe en la reivindicación 2, y en particular como sigue:

Se cuela un acero fundido con una composición predeterminada para formar un planchón. Se lamina en caliente el plantón hasta obtener una chapa de acero con una temperatura final de 800ºC o menos, y se hace un recocido a 450-1080ºC. La chapa de acero laminada en caliente y recocida es sometida a decapado y a laminado en frío junto con al menos un recocido intermedio dentro de un intervalo de temperatura de que va desde (la temperatura de acabado-recristalización -100ºC) a (la temperatura de acabado-recristalización). La chapa de acero laminada en frío es sometida por último a un recocido final a una temperatura de 1080ºC o inferior.

La chapa de acero laminada en caliente puede ser recocida durante un periodo de tiempo predeterminado de una hora, o más corto. El recocido intermedio y el recocido final se pueden llevar a cabo en un horno de recocido continuo durante un minuto o menos.

La Figura 1 es una vista para explicar la circularidad de una chapa de acero, que está conformada cilíndricamente mediante una prensa multiplatos.

Los inventores han investigado y examinado las condiciones de fabricación de chapas de acero inoxidable ferrítico para la mejora de la exactitud dimensional (por ejemplo, la circularidad, derechura, y torsión) desde diversos aspectos, y descubrieron que la circularidad y la capacidad de conformado secundario de una chapa de acero conformada por presión están bastante afectadas por la forma y la distribución del TiN y otros precipitados en un estado de recocido. Los inventores parten de la base del descubrimiento de que las propiedades que se persiguen se imparten a la chapa de acero inoxidable ferrítico controlando adecuadamente la forma y la distribución de los precipitados. La formación de los precipitados para la forma y la distribución adecuadas para el fin que se persigue se lleva a cabo añadiendo tanto el Ti como el Nb al acero inoxidable ferrítico, en un valor superior a la relación estequiométrica para la estabilización del C y del N como carbonitruros y sometiendo al acero inoxidable ferrítico a un tratamiento termomecánico óptimo.

Los efectos de la forma y la distribución de los precipitados sobre la capacidad de conformado por presión y la exactitud dimensional se pueden explicar como sigue:

El C y el N, en un acero inoxidable ferrítico, están precipitados en su mayor parte como carbonitruros por la adición de Ti y Nb. Los carbonitruros precipitados, excepto el TiN, se vuelven a conforman sustancialmente hasta dar partículas muy finas en el proceso de fabricación que va desde recocer una chapa de acero laminada en caliente, pasando por un laminado en frío, hasta un recocido final. Las partículas finas permiten el crecimiento predominante de los granos recristalizados con una cierta orientación sin acción de anclaje cuando la chapa de acero fabricada es recocida para su recristalización, dando como resultado la formación de una estructura mixta de grano anisótropo. La anisotropía da lugar a la concentración de tensiones a lo largo de una cierta dirección durante el conformado primario de una chapa de acero y empeora la capacidad de... [Seguir leyendo]

1. Una chapa de acero inoxidable ferrítico, excelente en la capacidad de conformado por presión y en la capacidad de conformado secundario, que tiene

una composición consistente en 0,02% en masa, o menos, de C; 0,8% en masa, o menos, de Si; 1,5% en masa, o menos, de Mn; 0,050% en masa, o menos, de P; 0,01% en masa, o menos, de S; 8,0-35,0% en masa de Cr; 0,05% en masa, o menos, de N; 0,05-0,40% en masa de Ti; 0,10-0,50% en masa de Nb, opcionalmente uno o más seleccionado del grupo consistente en 0,5% en masa, o menos, de Ni; 3,0% en masa, o menos, de Mo; 2,0% en masa, o menos, de Cu; 0,3% en masa, o menos, de V; 0,3% en masa, o menos, de Zr; 0,3% en masa, o menos, de Al; y 0,0100% en masa, o menos, de B, y siendo el resto Fe excepto las inevitables impurezas con un producto de (%Ti × %Nb) inferior a 0,005, y

la estructura metalúrgica que precipita, de 0,15-1,0 μm de tamaño de partícula, seleccionada del grupo consistente en TiC, NbC, NbN, fase de Laves, y sus mezclas, pero excluyendo al TiN, están distribuidos a razón de 5000-50000/mm² en una matriz de acero.

2. Un método de fabricación de una chapa de acero inoxidable ferrítico, excelente en la capacidad de conformado por presión y en la capacidad de conformado secundario, que comprende las etapas de:

Proporcionar un planchón de un acero inoxidable ferrítico que tiene la composición consistente en 0,02% en masa, o menos, de C; 0,8% en masa, o menos, de Si; 1,5% en masa, o menos, de Mn; 0,050% en masa, o menos, de P; 0,01% en masa, o menos, de S; 8,0-35,0% en masa de Cr; 0,05% en masa, o menos, de N; 0,05-0,40% en masa de Ti; 0,10-0,50% en masa de Nb, opcionalmente uno o más seleccionado del grupo consistente en 0,5% en masa, o menos, de Ni; 3,0% en masa, o menos, de Mo; 2,0% en masa, o menos, de Cu; 0,3% en masa, o menos, de V; 0,3% en masa, o menos, de Zr; 0,3% en masa, o menos, de Al; y 0,0100% en masa, o menos, de B, y siendo el resto Fe excepto las inevitables impurezas con un producto de (%Ti × %Nb) inferior a 0,005;

laminar en caliente el planchón a una temperatura final de 800ºC o más baja;

recocer la chapa de acero laminada en caliente a una temperatura dentro de un intervalo de 450-1080ºC, durante un periodo de tiempo que evite la redisolución de los precipitados;

laminar en frío la chapa de acero recocida junto con al menos un recocido intermedio a una temperatura dentro del intervalo que va desde (la temperatura de acabado-recristalización - 100ºC) a (la temperatura de acabado-recristalización), durante un periodo de tiempo que evite la redisolución de los precipitados; y luego

hacer un recocido final de la chapa de acero laminada en frío, a una temperatura de 1080ºC o más baja, durante un periodo de tiempo que evite la redisolución de los precipitados.