Acero de doble fase, producto plano de un acero de doble fase de este tipo y procedimiento para la fabricación de un producto plano.

Acero de doble fase cuya estructura está constituida por el 20 - 70 % de martensita,

hasta el 8 % por austenitaresidual y el resto por ferrita y/o bainita y que posee una resistencia a la tracción de al menos 950 MPa, así como unalargamiento A80 de al menos el 10 %, con la siguiente composición (en % en peso):

C: 0,10 - 0,20 %,

Si: 0,10 - 0,60 %,

Mn: 1,50 - 2,50 %,

Cr: 0,30 - 0,70 %,

Ti: 0,02 - 0,08 %,

B:< 0,0020 %,

Mo:< 0,25 %,

Al:< 0,10 %,

P: ≤ 0,2 %,

S: ≤ 0,01 %,

N: ≤ 0,012 %

el resto hierro e impurezas inevitables.

Acero de doble fase, producto plano de un acero de doble fase de este tipo y procedimiento para la fabricación de un producto plano

La invención se refiere a un acero de doble fase cuya estructura está constituida esencialmente por martensita y ferrita o bainita, pudiendo estar presentes proporciones de austenita residual y presentando el acero de doble fase una resistencia a la tracción de al menos 950 MPa. La invención se refiere igualmente a un producto plano fabricado a partir de un acero de doble fase tal, así como a un procedimiento para la fabricación de aquel producto plano.

En el término genérico “producto plano” están normalmente incluidas aquí bandas y chapas de acero del tipo según la invención.

Precisamente en el sector de la construcción de carrocerías para vehículos existe el requisito de aceros que, por una parte, posean una alta resistencia con bajo peso; sin embargo, por otra parte, también una buena deformabilidad. Se conoce un gran número de experimentos para generar aceros que reúnan en sí mismos estas propiedades en sí contradictorias.

Así, por ejemplo, por el documento EP 1 431 107 A1 se conoce un acero que no sólo será muy embutible a profundidad, sino que también poseerá altas resistencias a la tracción, un producto plano fabricado a partir del mismo y un procedimiento para su fabricación. El acero conocido contiene, además de hierro e impurezas inevitables (en % en peso) 0, 08 - 0, 25 % de C, 0, 001 - 1, 5 % de Si, 0, 01 - 2, 0 % de Mn, 0, 001 - 0, 06 % de P, hasta el 0, 05 % de S, 0, 001 - 0, 007 % de N y 0, 008 - 0, 2 % de Al. Al mismo tiempo presentará un valor de r medio de al menos 1, 2, un valor de r en la dirección de laminado de al menos 1, 3, un valor de r en una dirección de 45º con respecto a la dirección de laminado de al menos 0, 9 y un valor de r perpendicular a la dirección de laminado de al menos 1, 2. En el acero conocido, al silicio se le atribuye un efecto de aumento de la resistencia, habiéndose elegido el límite superior del 1, 5 % en peso en cuanto a una buena capacidad de recubrimiento del acero. Igualmente se pone de relieve la influencia positiva del Mn sobre la resistencia. A este respecto, el límite superior del contenido de Mn del 1, 5 % se ha fijado en cuanto a la reducción de los valores de r que acompaña a la superación de este límite, habiéndose considerado ventajoso para la optimización de los valores de r de la chapa de acero conocida contenidos de Mn en el intervalo del 0, 04 - 0, 8 % en peso, especialmente del 0, 04 - 0, 12 % en peso.

Para aumentar adicionalmente su resistencia, el acero conocido también puede presentar opcionalmente, además de otros elementos de aleación opcionalmente añadidos, contenidos de B del 0, 0001 - 0, 01 % en peso de B, de Ti, Nb y/o V en una cantidad total del 0, 001 - 0, 2 % en peso, así como de Sn, Cr, Cu, Ni, Co, W y/o Mo en una cantidad total del 0, 001 - 2, 5 % en peso. A este respecto, por motivos de costes, el contenido total de estos elementos se limita al límite superior respectivamente especificado.

Si los aceros descritos en el documento EP 1 431 407 A1 poseen resistencias de más de 850 MPa, naturalmente ya no presentan estructura de doble fase, sino que su estructura está constituida o solo por martensita o solo por ferrita

o bainita. En el documento EP 1 431 407 A1 tampoco se encuentra ningún ejemplo mediante el cual, por ejemplo, los efectos del Cr, Mo, Ti o B pudieran reproducirse con al mismo tiempo bajas cantidades de Si o mayores contenidos de Mn. Más bien, los ejemplos especificados en el documento EP 1 431 407 A1 demuestran que según este estado de la técnica la resistencia se ha ajustado esencialmente por una adaptación adecuada de los contenidos de Mn y Si a la aleación de acero respectiva.

Por el documento EP 1 200 635 A1 se conoce otra posibilidad de generación de productos planos constituidos por aceros de doble fase de mayor resistencia que, incluso después de la ejecución de un proceso de recocido con inclusión de un tratamiento de envejecimiento, todavía poseen buenas propiedades mecánico-tecnológicas. En el caso del procedimiento conocido por este documento se genera una banda o chapa de acero que presenta una estructura principalmente ferrítica-martensítica en la que la proporción de martensita asciende a entre el 4 y el 20 %, conteniendo la banda o chapa de acero, además de Fe e impurezas relacionadas con la fusión (en % en peso) , 0, 05

- 0, 2 % de C, hasta el 1, 0 % de Si, hasta el 2, 0 % de Mn, hasta el 0, 1 % de P, hasta el 0, 015 % de S, 0, 02 - 0, 4 % de Al, hasta el 0, 005 % de N, 0, 25 - 1, 0 % de Cr, 0, 002 - 0, 01 % de B. A este respecto, la proporción de martensita del acero en cuestión asciende preferiblemente a aproximadamente el 5 % al 20 % de la estructura principalmente martensítica-ferrítica. Un producto plano generado de tal modo presenta resistencias de al menos 500 N/mm2 con al mismo tiempo buena capacidad de deformación, sin que para esto sean necesarios contenidos especialmente altos de determinados elementos de aleación.

Para aumentar la resistencia, en el acero descrito en el documento EP 1 200 635 A1 se recurre al efecto del elemento boro que influye sobre la transformación. Su acción de aumento de la resistencia se garantiza en el acero conocido añadiendo al menos un formador de nitruro alternativo, preferiblemente Al y de manera complementaria Ti al material de acero. La acción de la adición de titanio y aluminio consiste en que se unen al nitrógeno contenido en el acero de manera que el boro está a disposición para la formación de carburos que aumentan la dureza. Respaldado por el contenido de Cr necesariamente presente, de esta manera se alcanza un nivel de resistencia mayor que en aceros comparables. Sin embargo, el máximo de la resistencia de los aceros especificados a modo de

ejemplo en el documento EP 1 200 635 se encuentra respectivamente por debajo de 900 MPa.

Finalmente, por el documento EP 1 559 797 A1 se conoce un acero de doble fase de mayor resistencia con una estructura que presenta más del 60 % de ferrita y 5 - 30 % de martensita que contiene, además de hierro y las impurezas inevitables (en % en peso) 0, 05 - 0, 15 % de C, hasta el 0, 5 % de Si, 1 - 2 % de Mn, 0, 01 - 0, 1 % de Al, hasta el 0, 009 % de P, hasta el 0, 01 % de S y hasta el 0, 005 % de N. Para elevar más su resistencia, a este acero conocido puede añadírsele 0, 01 - 0, 3 % de Mo, 0, 001 - 0, 05 % de Nb, 0, 001 - 0, 1 % de Ti, 0, 0003 - 0, 002 % de B y 0, 05 - 0, 49 % de Cr. El acero conocido aleado y obtenido de esta forma alcanza resistencias a la tracción de hasta 700 MPa con una buena deformabilidad y calidad superficial. A este respecto, el objetivo del desarrollo descrito en el documento EP 1 559 797 A1 era una mejora de las propiedades mecánicas de un acero tal evitando una adición a la aleación de mayores cantidades de elementos de aleación como Si, P y Al críticos en lo referente a la calidad superficial, soldabilidad y deformabilidad.

Además del estado de la técnica previamente explicado, por el documento EP 1 808 505 A1 se conoce un acero con (en % en peso) 0, 03 - 0, 25 de C, 0, 4 - 2, 0 de Si, 0, 8 - 3, 1 de Mn, 0, 005 - 2 de Cr, 0, 002 - 1 de Ti, 0, 0002 - 0, 1 de B, 0, 005 - 1 de Mo, : 2, 0 de Al, : 0, 02 de P, : 0, 02 de S, : 0, 01 de N, el resto hierro e impurezas inevitables cuya estructura contendrá, además de bainita, 10 - 60 % de martensita, 1 - 10 % de austenita residual, así como 10 - 80 % de ferrita. En esta aleación puede preverse Cr para aumentar la resistencia, encontrándose los contenidos de Cr según los ejemplos de realización del documento EP 1 808 505 A1 respectivamente claramente por debajo del 0, 05 % en peso. A esta aleación conocida se le añadirá Al, por una parte, para la desoxidación, pero por otra parte también para mejorar la tenacidad. Los ejemplos de realización especificados en el documento EP 1 808 505 A1 muestran que se ha retomado esta posibilidad de aumentar la tenacidad mediante la adición de altos contenidos de Al.

Igualmente, por el documento EP 1 319 726 A1 se conoce un concepto de aleación que se basa en la idea de añadir a un acero una cantidad de elementos de microaleación que sea suficiente para, por una parte, unir el nitrógeno presente en el acero y, por otra parte, formar precipitaciones que aumentan la resistencia. Esta aleación de acero conocida que regularmente alcanza resistencias a la tracción de más de 600 MPa contiene para este fin (en % en peso) 0, 05 - 0, 5 % de C, 0, 05 - 1, 5 %... [Seguir leyendo]

1. Acero de doble fase cuya estructura está constituida por e.

20. 70 % de martensita, hasta el 8 % por austenita residual y el resto por ferrita y/o bainita y que posee una resistencia a la tracción de al menos 950 MPa, así como un alargamiento A80 de al menos el 10 %, con la siguiente composición (en % en peso) :

C: 0, 10 -0, 20 %, Si: 0, 10 -0, 60 %, Mn: 1, 50 -2, 50 %, Cr: 0, 30 -0, 70 %,

Ti: 0, 02 -0, 08 %,

B: < 0, 0020 %,

Mo: < 0, 25 %, Al: < 0, 10 %,

P: : 0, 2 %,

S: : 0, 01 %,

N: : 0, 012 % el resto hierro e impurezas inevitables.

2. Acero de doble fase según la reivindicación 1, caracterizado porque su límite de estiraje por tracción asciende a

al menos 580 MPa.

3. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de P es < 0, 1 % en peso, especialmente < 0, 02 % en peso. 4. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de C

asciende al 0, 12 - 0, 18 % en peso.

5. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de Si asciende al 0, 20 - 0, 40 % en peso. 6. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de Mn

asciende al 1, 50 - 2, 35 % en peso.

7. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de Ti asciende al 0, 030 - 0, 055 % en peso. 8. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en presencia de N su

contenido de Ti es más de 5, 1 veces mayor que el contenido de N respectivo.

9. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de B asciende al 0, 0005 - 0, 0020 % en peso. 10. Acero de doble fase según la reivindicación 9, caracterizado porque su contenido de B asciende al 0, 0007

0, 0016 % en peso.

11. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de Mo asciende al 0, 05 - 0, 22 % en peso. 12. Acero de doble fase según la reivindicación 11, caracterizado porque su contenido de Mn es < 1, 7 % en peso. 13. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque su contenido de Cr es <

0, 4 % en peso.

14. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de Mo asciende al 0, 065 - 0, 150 % en peso. 15. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de Al

asciende al 0, 01 - 0, 06 % en peso. 12

16. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de S es < 0, 003 % en peso.

17. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de N es < 0, 007 % en peso.

18. Acero de doble fase según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque su contenido de austenita residual asciende a menos del 7 %.

19. Producto plano constituido por un acero de doble fase obtenido según una de las reivindicaciones 1 a 18.

20. Producto plano según la reivindicación 19, caracterizado porque es una banda en caliente sólo laminada en caliente.

21. Producto plano según la reivindicación 19, caracterizado porque es una banda en frío obtenida mediante laminado en frío.

22. Producto plano según una de las reivindicaciones 19 a 21, caracterizado porque está provisto de un revestimiento protector metálico.

23. Producto plano según la reivindicación 22, caracterizado porque el revestimiento protector metálico se ha generado mediante galvanización en caliente.

24. Producto plano según la reivindicación 22, caracterizado porque el revestimiento protector metálico se ha generado mediante galvanizado y recocido (“Galvannealing”) .

25. Procedimiento para fabricar una banda en caliente con una resistencia a la tracción de al menos 950 MPa, así como un alargamiento A80 de al menos el 10 %, y una estructura de doble fase que está constituida por e.

20. 70 % de martensita, hasta el 8 % por austenita residual y el resto por ferrita y/o bainita, que comprende las siguientes etapas de trabajo:

- fusión de un acero de doble fase obtenido según una de las reivindicaciones 1 a 18,

- colada de la masa fundida dando un producto semielaborado como desbastes planos o desbastes planos delgados,

- recalentamiento o mantenimiento del producto semielaborado a una temperatura inicial de laminado en caliente de 1100 - 1300 ºC,

- laminado en caliente del producto semielaborado a una temperatura final de laminado en caliente de 800 950 ºC dando una banda en caliente y

- bobinado de la banda en caliente a una temperatura de bobinado de hasta 570 ºC.

26. Procedimiento para fabricar una banda en frío con una resistencia a la tracción de al menos 950 MPa, así como un alargamiento A80 de al menos el 10 %, y una estructura de doble fase que está constituida por e.

20. 70 % de martensita, hasta el 8 % por austenita residual y el resto por ferrita y/o bainita, que comprende las siguientes etapas de trabajo:

- fusión de un acero de doble fase compuesto según una de las reivindicaciones 1 - 18,

- colada de la masa fundida dando un producto semielaborado como desbastes planos o desbastes planos delgados,

- recalentamiento o mantenimiento del producto semielaborado a una temperatura inicial de laminado en caliente de 1100 - 1300 ºC,

- laminado en caliente del producto semielaborado a una temperatura final de laminado en caliente de 800 950 ºC dando una banda en caliente,

- bobinado de la banda en caliente a una temperatura de bobinado de 500 - 650 ºC,

- laminado en frío de la banda en caliente realizado después del bobinado,

- recocido de la banda en frío a una temperatura de recocido que asciende a 700 - 900 ºC y

- enfriamiento controlado de la banda en frío recocida.

27. Procedimiento según la reivindicación 26, caracterizado porque la banda en caliente se lamina en frío con un grado de laminado en frío de.

40. 70 % dando la banda en frío.

28. Procedimiento según la reivindicación 26 ó 27, caracterizado porque el enfriamiento controlado se realiza en el intervalo de temperatura de 550 - 650 ºC con una velocidad de enfriamiento que asciende a al menos 10 K/s.