Chapa delgada de acero, de alta resistencia, que se puede embutir y es excelente en la propiedad de fijación de las formas, y método para su producción.

Una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir,

y excelente en la propiedad de fijación de las formas, caracterizado por contener, en masa, C : 0, 01 a 0, 3%, Si : 0, 01 a 2%, Mn : 0, 05 a 3%, P : 0, 1% o menos, S : 0, 01% o menos, Al : 0, 005 a 1%, conteniendo opcionalmente uno o dos de, Ti : 0, 05 a 0, 5%, Nb : 0, 01 a 0, 5%, y conteniendo además opcionalmente al menos uno o más de, B : 0, 0002 a 0, 002%, Cu : 0, 2 a 2%, Ni : 0, 1 a 1%, Ca : 0, 0005 a 0, 002%, REM: 0, 0005 a 0, 02%, Mo : 0, 05 a 1%, V : 0, 02 a 0, 2%, Cr : 0, 01 a 1%, Zr : 0, 02 a 0, 2%, opcionalmente uno o más seleccionados de Sn, Co, Zn, W y Mg en 1% o menos en total, y

Chapa delgada de acero, de alta resistencia, que se puede embutir y es excelente en la propiedad de fijación de las formas, y método para su producción.

La presente invención se refiere a una chapa delgada de acero, de alta resistencia, que se puede embutir y que es excelente en la propiedad de fijación de las formas, y a un método para producir la chapa de acero. Mediante esta invención, es particularmente posible obtener una buena capacidad de embutición incluso con una chapa de acero que tenga una textura desfavorable para el trabajo de embutición.

La aplicación de las aleaciones de aluminio y otros metales ligeros y de chapas de acero de alta resistencia en piezas de automóviles se ha extendido recientemente con el fin de reducir el peso de los automóviles y, por lo tanto, reducir el consumo de combustible y otras ventajas relacionadas. Sin embargo, mientras que los metales ligeros, como por ejemplo las aleaciones de aluminio, tienen la ventaja de una alta resistencia específica, su aplicación se limita a usos especiales porque son mucho más costosos que el acero. Para reducir más el peso de los automóviles, por lo tanto una más amplia aplicación de bajo coste, se requieren claramente chapas de acero de alta resistencia.

Sin embargo, cuando se aplica una deformación por flexión a la pieza de trabajo de una chapa de acero de alta resistencia, debido a su alta resistencia, su forma después del trabajo tiende a desviarse de la forma de la plantilla de conformado y a volver a la forma original. El fenómeno de la forma después de un trabajo, en una pieza de trabajo que vuelve a la forma original, se denomina recuperación elástica del material. Cuando se produce la recuperación elástica del material, no se obtiene la forma prevista en la pieza de trabajo. Por esta razón, las chapas de acero de alta resistencia usadas para carrocerías de automóviles convencionales han estado muy limitadas a las que tienen una resistencia de hasta 440 MPa.

Aunque es necesario reducir más el peso de la carrocería del automóvil mediante el uso de una chapa de acero de alta resistencia, que tenga una alta resistencia de 490 MPa o más, no hay disponible hasta la fecha una chapa de acero de alta resistencia que muestre una pequeña recuperación elástica y que tenga una buena propiedad de fijación de las formas. Ni que decir tiene que potenciar la propiedad de la fijación de las formas después del trabajo de una chapa de acero, de alta resistencia, que tiene una resistencia de hasta 440 MPa o de una chapa de un acero medio, es extremadamente importante para mejorar la exactitud de la forma de los productos, tales como automóviles y electrodomésticos.

La Publicación de Patente Japonesa no examinada, Nº H10-72644, describe una chapa de acero inoxidable austenítico laminada en frío que tiene una pequeña cantidad de recuperación elástica (referida como exactitud dimensional en la presente invención), caracterizada porque la convergencia de una textura {200} en un plano paralelo a las superficies laminadas es 1,5 o más. Sin embargo, la publicación no incluye ninguna descripción relacionada con la tecnología de reducir los fenómenos de recuperación elástica y/o el alabeo de pared de una chapa de acero ferrítico.

Además de lo anterior, como una tecnología para reducir la cantidad de recuperación elástica de una chapa de acero inoxidable ferrítico, la Publicación de Patente Japonesa no examinada, Nº 2001-32050, describe una invención en la que la relación de las intensidades de los rayos X reflejados de un plano {100} paralelo a las superficies de las chapas, se controla a 2 o más en la textura en el centro del espesor de la chapa. Sin embargo, la invención ni se refiere a la reducción del alabeo de pared ni incluye ninguna especificación referente al grupo de componentes de la orientación {100}<110> a {223}<110> y la componente de la orientación {112}<110>, que es una componente de la orientación importante para reducir el alabeo de pared.

Además, el documento WO Nº 00/06791 describe una chapa delgada de acero ferrítico en la que la relación de las intensidades de los rayos X reflejados de un plano {100} respecto a las de un plano {111} se controla en 1 o más, con el fin de mejorar la propiedad de fijación de las formas. Sin embargo, a diferencia de la presente invención, esta invención no hace referencia a las relaciones de las intensidades de los rayos X en el grupo de componentes de la orientación de {100}<110> a {223}<110> respecto a la intensidad aleatoria de difracción de rayos X y las de las componentes de la orientación {554}<225>, {111}<112> y {111}<110> respecto a la intensidad aleatoria de difracción de rayos X, y además, no hay descripción sobre la tecnología de mejora de la capacidad de embutición.

La Publicación de Patente Japonesa no examinada, Nº 2001-64750, describe una chapa de acero laminada en frío, en la que como una tecnología para reducir la cantidad de recuperación elástica, la relación de las intensidades de los rayos X reflejados de un plano {100} paralelo a las superficies de las chapas se controla en 3 o más. Sin embargo, esta invención se caracteriza por especificar la relación de las intensidades de los rayos X reflejados de un plano {100} sobre cada superficie de una chapa de acero, y la posición de la medida de rayos X es diferente de la posición especificada en la presente invención, donde la relación media de las intensidades de los rayos x en el grupo de componentes de la orientación {100}<011> a {223}<110> se mide en el centro del espesor de la chapa de acero. Además, esta invención ni se refiere a las componentes de la orientación de {554}<225>, {111}<112> y {111}<110>, ni describe ninguna tecnología para mejorar la capacidad de embutición.

Además, como una chapa de acero, excelente en la propiedad de la fijación de las formas, la Publicación de Patente Japonesa no examinada, Nº 2000-297349, describe una chapa de acero laminada en caliente, en la que el valor absoluto de la anisotropía en el plano de valor r, Δr se controla a 0,2 o menos. Sin embargo, esta invención se caracteriza por mejorar la propiedad de fijación de las formas disminuyendo el límite elástico, y no incluye ninguna descripción referente al control de la textura que esté dirigida a mejorar la propiedad de fijación de las formas basada en la filosofía descrita en la presente invención.

En semejante situación, la presente invención se refiere a una chapa delgada de acero de alta resistencia que se puede embutir y que es excelente en la propiedad de fijación de las formas para obtener una buena capacidad de embutición incluso con una chapa de acero que tenga una textura desfavorable para un trabajo de embutición, y a un método para producir la misma. En otras palabras, el objeto de la presente invención es proporcionar una chapa delgada de acero de alta resistencia, excelente en la propiedad de fijación de las formas y en la capacidad de embutición, y a un método para producir dicha chapa de acero de una forma económica y estable.

Los inventores de la presente invención, en consideración al procedimiento de producción de chapas delgadas de acero de alta resistencia actualmente producido a escala industrial, que usa de instalaciones de producción empleadas de forma general, estudiaron fervientemente cómo obtener una chapa delgada de acero de alta resistencia que tuviese simultáneamente tanto una buena propiedad de fijación de las formas como una alta capacidad de embutición.

Como resultado, se ha establecido la presente invención basada en el nuevo descubrimiento de que las condiciones siguientes son muy eficaces para asegurar, a la vez, tanto una buena propiedad de fijación de las formas como una alta capacidad de embutición: al menos en un plano en el centro del espesor de una chapa de acero, la relación media de las intensidades de los rayos X el grupo de componentes de la orientación de {100}<011> a {223}<110> respecto a la intensidad aleatoria de difracción de rayos X es 3,0 o más, y la relación media de las intensidades de los rayos X en las tres componentes de la orientación de {554}<225>, {111}<112> y {111}<110> respecto a la intensidad aleatoria de difracción de rayos X es 3,5 o menos; se aplica una composición que tenga un efecto lubricante a una chapa de acero en la que la media aritmética de la rugosidad Ra, de al menos una de las superficies, es 1 a 3,5 μm; y el coeficiente de...

1. Una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas, caracterizado por contener, en masa,

conteniendo opcionalmente uno o dos de,

y conteniendo además opcionalmente al menos uno o más de,

opcionalmente uno o más seleccionados de Sn, Co, Zn, W y Mg en 1% o menos en total, y siendo el resto Fe e impurezas inevitables, y al menos en un plano en el centro del espesor de la chapa de acero, la relación media de las intensidades de los rayos X en el grupo de las componentes de orientación de {100}<011> a {223}<110> respecto a la intensidad aleatoria de difracción de rayos X es 3 o más, y la relación media de la intensidad de los rayos X en las tres componentes de la orientación de {554}<225>, {111}<112> y {111}<110> respecto a la intensidad aleatoria de difracción de rayos X es 3,5 o menos; la media aritmética de la rugosidad Ra de al menos una de las superficies es 1 a 3,5 μm, las superficies de la chapa de acero estén recubiertas con una composición que tiene un efecto lubricante, y las superficies lubricadas de la chapa de acero tienen un coeficiente de fricción, de 0 a 200ºC, de 0,05 a 0,2.

2. Una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y que es excelente en la propiedad de fijación de las formas, según la reivindicación 1, en la que la chapa de acero contiene, en masa,

opcionalmente,

Ti + (48/93)Nb - (48/14)C - (48/14)N - (48/32)S ≥q 0%.

3. Una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la microestructura de la chapa de acero es una estructura de un compuesto que contiene ferrita cono fase que responde al mayor porcentaje de volumen y principalmente martensita como la segunda fase.

4. Una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la microestructura de la chapa de acero es una estructura de un compuesto que contiene austenita retenida en un 5%.

5. Una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la microestructura de la chapa de acero es una estructura de un compuesto que contiene bainita, o ferrita y bainita como la fase que responde del porcentaje de volumen más grande.

6. Una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por tener una capa de revestimiento de cinc entre la chapa de acero y una composición que tiene un efecto lubricante.

7. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 1, caracterizado por: en un procedimiento de laminado en caliente para obtener una chapa delgada de acero de alta resistencia, someter una plancha que tiene dichos componentes químicos a un laminado basto y, luego, a un laminado de acabado con una relación de reducción total del 25% o más, en términos de espesor de la chapa de acero, en el intervalo de temperatura la temperatura de transformación Ar₃ + 100ºC o inferior; que retiene la chapa de acero laminada en caliente, así producida, durante 1 a 20 segundos, en el intervalo de temperatura desde la temperatura de transformación Ar₁ a la temperatura de transformación Ar₃, enfriarla luego a la velocidad de enfriamiento de 20ºC/s o más hasta la temperatura de bobinado, y bobinar la chapa de acero laminada en caliente, así producida, y aplicar después una composición que tiene un efecto lubricante a las superficies de la chapa de acero.

8. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 7, comprendiendo el método las etapas de, obtener en un proceso de laminado en caliente, una chapa delgada de acero de alta resistencia que tiene los componentes químicos según la reivindicación 1, someter una plancha que tiene dichos componentes químicos a un laminado basto y, luego, a un laminado de acabado con una relación de reducción total del 25% o más, en términos de espesor de la chapa de acero, en el intervalo de temperatura la temperatura de transformación Ar₃ + 100ºC o inferior; retener la chapa de acero laminada en caliente, así producida, durante 1 a 20 segundos, en el intervalo de temperatura desde la temperatura de transformación Ar₁ a la temperatura de transformación Ar₃, enfriándola luego a la velocidad de enfriamiento de 20ºC/s o más hasta la temperatura de bobinado, y bobinar a una temperatura de bobinado de 350ºC o inferior, y aplicar posteriormente una composición que tiene un efecto lubricante a las superficies de la chapa de acero.

9. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 7, comprendiendo el método las etapas de, obtener en un proceso de laminado en caliente, una chapa delgada de acero de alta resistencia que tiene los componentes químicos según la reivindicación 1, someter una plancha que tiene dichos componentes químicos a un laminado basto y, luego, a un laminado de acabado con una relación de reducción total del 25% o más, en términos de espesor de la chapa de acero, en el intervalo de temperatura de la temperatura de transformación Ar₃ + 100ºC o inferior; retener la chapa de acero laminada en caliente, así producida, durante 1 a 20 segundos, en el intervalo de temperatura desde la temperatura de transformación Ar₁ a la temperatura de transformación Ar₃, enfriarla luego a la velocidad de enfriamiento de 20ºC/s o más hasta la temperatura de bobinado, y bobinarla a una temperatura de bobinado en el intervalo de más de 350ºC a menos de 450ºC, y aplicar posteriormente una composición que tiene un efecto lubricante a las superficies de la chapa de acero.

10. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 7, comprendiendo el método las etapas de, obtener en un proceso de laminado en caliente, una chapa delgada de acero de alta resistencia que tiene los componentes químicos según la reivindicación 1, someter una plancha que tiene dichos componentes químicos a un laminado basto y, luego, a un laminado de acabado con una relación de reducción total del 25% o más, en términos de espesor de la chapa de acero, en el intervalo de temperatura de la temperatura de transformación Ar₃ + 100ºC o inferior; retener la chapa de acero laminada en caliente, así producida, durante 1 a 20 segundos, en el intervalo de temperatura desde la temperatura de transformación Ar₁ a la temperatura de transformación Ar₃, enfriarla luego a la velocidad de enfriamiento de 20ºC/s o más hasta la temperatura de bobinado, y bobinarla a una temperatura de bobinado de 450ºC o más, y aplicar posteriormente una composición que tiene un efecto lubricante a las superficies de la chapa de acero.

11. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado por: aplicar, en un proceso de laminado en caliente, un laminado de lubricación a un laminado de acabado después de un laminado basto.

12. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado por: aplicar, en un proceso de laminado en caliente, un descascarillado después de la conclusión del laminado basto.

13. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 7, comprendiendo el método las etapas de, al producir una chapa delgada de acero de alta resistencia que tiene los componentes químicos según la reivindicación 1, someter, secuencialmente, una plancha que tiene dichos componentes químicos a laminado en caliente, decapado, laminado en frío con una relación de reducción por debajo del 80% en términos de espesor de la chapa de acero y, luego, aplicar un tratamiento térmico que comprende los procesos de retener la chapa de acero laminada en frío durante 5 a 150 segundos en el intervalo de temperatura desde la temperatura de transformación Ar₁ a la temperatura de transformación Ar₃ +100ºC y enfriarla luego a una velocidad de enfriamiento de 20ºC/s o más hasta el intervalo de temperatura de 350ºC o inferior; y, posteriormente, aplicar una composición que tiene efecto lubricante a las superficies de la chapa de acero.

14. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 7, comprendiendo el método las etapas de, al producir una chapa delgada de acero de alta resistencia que tiene los componentes químicos según la reivindicación 1, someter, secuencialmente, una plancha que tiene dichos componentes químicos a laminado en caliente, decapado, laminado en frío con una relación de reducción por debajo del 80% en términos de espesor de la chapa de acero y, luego, aplicar un tratamiento térmico que comprende los procesos de retener la chapa de acero laminada en frío durante 5 a 150 segundos en el intervalo de temperatura desde la temperatura de transformación Ar₁ a la temperatura de transformación Ar₃ +100ºC, enfriarla luego a una velocidad de enfriamiento de 20ºC/s o más hasta el intervalo desde por encima de 350ºC a por debajo de 450ºC, retenerla de nuevo en este intervalo de temperatura durante 5 a 600 segundos, y luego enfriarla de nuevo a una velocidad de enfriamiento de 5ºC/s o más hasta el intervalo de temperatura de 200ºC o inferior y, posteriormente, aplicar una composición que tiene un efecto lubricante a las superficies de la chapa de acero.

15. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según la reivindicación 7, comprendiendo el método las etapas de, al producir una chapa delgada de acero de alta resistencia que tiene los componentes químicos según la reivindicación 1, someter, secuencialmente, una plancha que tiene dichos componentes químicos a laminado en caliente, decapado, laminado en frío con una relación de reducción por debajo del 80% en términos de espesor de la chapa de acero y, luego, aplicar un tratamiento térmico que comprende los procesos de retener la chapa de acero laminada en frío durante 5 a 150 segundos en el intervalo de temperatura desde la temperatura de transformación Ar₁ a la temperatura de transformación Ar₃ +100ºC, enfriarla luego a una velocidad de enfriamiento de 20ºC/s o más hasta el intervalo desde por encima de 350ºC a no más alta de una temperatura T0, y enfriarla luego, de nuevo, a la velocidad de enfriamiento por debajo de 20ºC/s hasta el intervalo de temperatura de 200ºC o inferior; y, posteriormente, aplicar una composición que tiene un efecto lubricante a las superficies de la chapa de acero, en la que la temperatura T0 está especificada por la ecuación

T0 = -650,4 × %C + B,

donde, B se determina como sigue:

B = -50,6 × Mneq + 894,3,

donde, Mneq se determina a partir del porcentaje de masa de los elementos componentes de la chapa de acero:

16. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizada por: galvanizar las superficies de la chapa de acero sumergiendo la chapa de acero en un baño galvánico de cinc después del laminado en caliente; y, posteriormente, aplicar una composición que tiene un efecto lubricante a las superficies de la chapa de acero.

17. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizada por: galvanizar las superficies de la chapa de acero sumergiendo la chapa de acero en un baño galvánico de cinc después de la conclusión de los procesos de tratamientos térmicos y, posteriormente, aplicar una composición que tiene un efecto lubricante a las superficies de la chapa de acero.

18. Un método para producir una chapa delgada de acero de alta resistencia, que se puede embutir, y excelente en la propiedad de fijación de las formas, caracterizada por: someter una chapa de acero a un tratamiento aleante después de galvanizar por inmersión la chapa de acero en un baño galvánico de cinc según las reivindicaciones 16 ó 17 y, posteriormente, aplicar una composición que tiene un efecto lubricante a las superficies de la chapa de acero.