Chapa delgada de acero laminado en frío, de alta resistencia, con alto límite de elasticidad, y superior ductilidad y soldabilidad, chapa delgada de acero galvanizado por inmersión en caliente, de alta resistencia, con alto límite de elasticidad, chapa delgada de acero galvanizado y recocido por inmersión en caliente, de alta resistencia, con alto límite de eleasticidad, y métodos para la producción de las mismas.

Una chapa delgada de acero laminado en frío, de alta resistencia y alto límite de elasticidad,

superior en la soldabilidad por puntos y ductilidad, caracterizada por:

comprender acero que contiene, en % en masa:

C: por encima de 0,030% a menos de 0,10%,

Si: 0,30 a 0,80%,

Mn: 1,7 a 3,2%,

P: 0,001 a 0,02%,

S: 0,0001 a 0,006%,

Al: 0,060% o menos,

N: 0,0001 a 0,0070%, que contiene además,

Ti: 0,01 a 0,055%,

Nb: 0,012 a 0,055%,

Mo: 0,07 a 0,55%,

B: 0,0005 a 0,0040%,

y que satisface simultáneamente que,

1,1 ≤ 14 x Ti(%) + 20 x Nb(%) + 3 x Mo(%) + 300 x B(%) ≤ 3,7,

opcionalmente uno o dos de

Cr: 0,01 a 1,5%, y

Cu: 0,001 a 2,0%,

opcionalmente además, uno o más de Zr, Hf, Ta y V, en una cantidad total de 0,001% a 1%, opcionalmente uno o más de Ca, Mg, La, Y, y Ce, en una cantidad total de 0,0001% a 0,5%,

opcionalmente REM que no sean La, Y, y Ce, en una cantidad total de 0,0001% a 0,5%, siendo el resto hierro y la impurezas inevitables, y que tienen un límite de elasticidad de 0,64 a menos de 0,90, un TS x El1/2 de 3320 o más, un YR x TS x El1/2 de 2320 o más, y una resistencia máxima a la tracción (TS) de 780 MPa o más, en el que la relación de intensidad de los rayos X de un plano {100}, paralelo a la superficie de la chapa, a 1/8 del espesor de la chapa de acero es inferior a 1,0.

Chapa delgada de acero laminado en frío, de alta resistencia, con alto límite de elasticidad, y superior ductilidad y soldabilidad, chapa delgada de acero galvanizado por inmersión en caliente, de alta resistencia, con alto límite de elasticidad, chapa delgada de acero galvanizado y recocido por inmersión en caliente, de alta resistencia, con alto límite de elasticidad, y métodos para la producción de las mismas.

La presente se invención se refiere a una chapa delgada de acero laminado en frío, de alta resistencia, con alto límite de elasticidad (YR) , y superior ductilidad y soldabilidad, una chapa delgada de acero galvanizado por inmersión en caliente, de alta resistencia, compuesta de dicha chapa delgada de acero laminado en frío tratada mediante galvanización por inmersión en caliente, una chapa delgada de acero laminado en frío, galvanizada por inmersión en caliente, tratada mediante aleación adecuada para automóviles, materiales de construcción, aparatos eléctricos de uso doméstico, etc., y a métodos de producción de la misma.

En los últimos años, ha estado subiendo la demanda de chapa de acero de alta resistencia, con buena soldabilidad, diseñada para la mejora de la eficacia de los combustibles y la mejora de la durabilidad de los bastidores y miembros componentes de los automóviles. Además, se está usando chapa de acero con una resistencia a la tracción del orden de 780 MPa o más, para partes de bastidores o refuerzos, u otros miembros, ante la necesidad de seguridad en las colisiones y de espacios de cabina ampliados.

La primera cuestión importante respecto la chapa de acero para un bastidor es su soldabilidad por puntos. Las partes del bastidor absorben el impacto en el momento de la colisión y tienen por ello la función de proteger a los pasajeros. Si una zona de soldadura por puntos no tiene suficiente resistencia, se romperá en el momento de la colisión y no se podrá obtener la función de absorber suficientemente la energía de la colisión.

La tecnología que está relacionada con las chapas de acero de alta resistencia, y que toman en consideración la soldabilidad, está descrita, por ejemplo, en los documentos JP-A-2003-193194 y JP-A-2000-80440. Además, la soldabilidad se estudia también en el documento JP-A-110650, pero éste únicamente discute la soldabilidad a tope, y no describe nada referente a la tecnología para mejorar la soldabilidad por puntos, importante en la presente invención.

Luego, es importante una alta resistencia a la deformación, Es decir, un material con alto límite de elasticidad es superior en la capacidad de absorción de la energía de colisión. Para obtener un alto límite de elasticidad, es útil hacer que la estructura sea una estructura bainítica. El documento JP-A-2001-355043 describe una chapa de acero que tiene una estructura bainítica como fase principal y un método de producción de la misma.

Finalmente, es importante la aptitud de la chapa de acero para ser trabajada, es decir la ductilidad, la capacidad de flexión, la capacidad de conformar rebordes por estiramiento. Por ejemplo, la publicación “CAMP-ISIJ volumen 13 (2000) página 395” describe, en relación con la capacidad de expansión de orificio, que haciendo que la fase principal sea bainita se mejora la capacidad de expansión de orificio y, en relación a la capacidad de conformado por estampación, que haciendo que se forme austenita residual en una segunda fase, se obtiene como resultado una aptitud para la estampación igual que la del acero común con austenita residual.

Además, describe que si se realiza un temple bainítico a la temperatura Ms, o inferior, para formar 2 a 3% en volumen de austenita residual, la resistencia a la tracción x la capacidad de expansión de orificio se hace máxima.

Además, para aumentar la ductilidad de materiales de alta resistencia, la práctica general es hacer un uso positivo de una estructura compuesta.

Sin embargo, al usar martensita o austenita residual como una segunda fases, la capacidad de expansión de orificio termina cayendo notablemente. Este problema está descrito, por ejemplo, en la publicación “CAMP-ISIJ volumen 13 (2000) página 391”.

Además, el documento anterior describe que si se hace que la ferrita sea la fase principal, haciendo que la segunda fase sea martensita, y reduciendo la diferencia de dureza entre las dos, se mejora la capacidad de expansión de orificio. ´ Además, en el documento JP-A-2001-366043 se describe un ejemplo de chapa de acero superior en capacidad de expansión de orificio y en ductilidad.

Sin embargo, no se puede decir que una chapa de acero que tenga una resistencia a la tracción de 780 MPa o más, provista de un alto límite de elasticidad y buena ductilidad y, además, una buena soldabilidad por puntos, esté suficientemente estudiada.

En particular, en lo que respecta a la soldabilidad por puntos con una chapa de acero de alta resistencia, cae bastante la resistencia de la zona de soldadura. Si se suelda mediante una corriente de soldadura en la región de expulsión y desprendimiento superficial de chispas, la resistencia de la zona caerá o fluctuará notablemente. Este problema se está convirtiendo en un factor que bloquea la expansión del mercado de las chapas de acero de alta resistencia.

Un objeto de la presente invención es proporcionar una chapa delgada de acero laminado en frío, que tenga una resistencia a la tracción máxima de 780 MPa o más, un alto límite de elasticidad, y esté provista de ductilidad y soldabilidad que la permita ser usada en partes de los bastidores de automóviles.

En el pasado, para satisfacer las muchas de las necesidades requeridas para las chapas de acero, la mejora ha estado enfocada a la denominada “adición de repercusiones” que considera únicamente las repercusiones de elementos tales como Si, Mn, Ti, Nb, Mo y B sobre el material principal, por ejemplo, únicamente la resistencia o únicamente la soldabilidad, para cada uno de los elementos añadidos y entre los diferentes elementos.

Sin embargo, estos elementos no afectan sólo al material principal. También tienen algún efecto sobre los materiales secundarios. Por ejemplo, el Mo tiene la acción de “mejorar la soldabilidad (efecto sobre el material principal) y mejorar la resistencia, mientras que disminuye la ductilidad (efecto sobre los materiales secundarios) ”, de manera que la chapa de acero a la que se añade un gran número de estos elementos para satisfacer la totalidad de las diversas necesidades, exhibe mejoras debidas al efecto sobre el material principal, pero no la cantidad de mejora esperada, o exhibe deficiencias inesperadas en las prestaciones, debido al efecto sobre los materiales secundarios, es decir, es difícil satisfacer todas las necesidades.

Para resolver esto, se han establecido límites superiores e inferiores para las cantidades de adición de estos elementos, pero no puede decirse que incluso esto sea suficiente.

En particular, hasta ahora no ha habido ningún intervalo de limitación de componentes que satisfagan todos a la vez, el alto límite de elasticidad, la ductilidad y la soldabilidad, requeridos para las partes de los bastidores de los automóviles recientes. Este ha llegado a ser uno de los desafíos a resolver por el personal de R&D.

Por lo tanto, los inventores tomaron parte en diversos estudios para proporcionar la anterior chapa de acero y, como resultado, tomaron nota de la relación entre el intervalo de Si y elementos específicos, y descubrieron que cuando el Si está limitado a un intervalo específico y además los contenidos de Ti, Nb, Mo, y B se hacen en intervalos específicos, y la cantidad total de adición se hace dentro de un intervalo adecuado mediante una relación que usa coeficientes específicos para compensar los diferentes elementos unos con otros, se puede conseguir a la vez ductilidad y un alto límite de elasticidad, y también se puede proporcionar soldabilidad y descubrieron también que produciendo la chapa bajo condiciones adecuadas de laminación en caliente y recocido, estas prestaciones pueden mejorar más.

En relación con el límite de elasticidad, se explicó anteriormente el hecho de que un límite más alto es ventajoso desde el punto de vista de la absorción de la energía de colisión, pero si es demasiado alto, la capacidad de bloqueo de la forma en el momento del desarrollo de la presión se hace inferior, por eso... [Seguir leyendo]

1. Una chapa delgada de acero laminado en frío, de alta resistencia y alto límite de elasticidad, superior en la

soldabilidad por puntos y ductilidad, caracterizada por: comprender acero que contiene, en % en masa:

C: por encima de 0, 030% a menos de 0, 10%, Si: 0, 30 a 0, 80%, Mn: 1, 7 a 3, 2%,

P: 0, 001 a 0, 02%,

S: 0, 0001 a 0, 006%, Al: 0, 060% o menos,

N: 0, 0001 a 0, 0070%,

que contiene además, Ti: 0, 01 a 0, 055%, Nb: 0, 012 a 0, 055%, Mo: 0, 07 a 0, 55%,

B: 0, 0005 a 0, 0040%, y que satisface simultáneamente que, 1, 1 º14 x Ti (%) + 20 x Nb (%) + 3 x Mo (%) + 300 x B (%) º 3, 7,

opcionalmente uno o dos de

Cr: 0, 01 a 1, 5%, y

Cu: 0, 001 a 2, 0%,

opcionalmente además, uno o más de Zr, Hf, Ta y V, en una cantidad total de 0, 001% a 1%, opcionalmente uno o más de Ca, Mg, La, Y, y Ce, en una cantidad total de 0, 0001% a 0, 5%, opcionalmente REM que no sean La, Y, y Ce, en una cantidad total de 0, 0001% a 0, 5%, siendo el resto hierro y la impurezas inevitables, y que tienen un límite de elasticidad de 0, 64 a menos de 0, 90, un TS x El1/2 de 3320 o más, un YR x TS x El1/2 de 2320 o más, y una resistencia máxima a la tracción (TS) de 780 MPa

o más, en el que la relación de intensidad de los rayos X de un plano {100}, paralelo a la superficie de la chapa, a 1/8 del espesor de la chapa de acero es inferior a 1, 0.

2. Una chapa de acero galvanizado por inmersión en caliente, de alta resistencia y alto límite de elasticidad, superior en soldabilidad por puntos y ductilidad, caracterizado porque una chapa de acero laminado en frío, descrita en la reivindicación 1, se galvaniza por inmersión en caliente.

3. Una chapa de acero galvanizado por inmersión en caliente, de alta resistencia y alto límite de elasticidad, superior en soldabilidad por puntos y ductilidad, caracterizado porque una chapa de acero laminado en frío, descrita en la reivindicación 1, se galvaniza por inmersión en caliente, y se alea.

4. Un método de producción de una chapa de acero laminado en frío, de alta resistencia y alto límite de elasticidad, superior en soldabilidad por puntos y ductilidad, caracterizado por: calentar un planchón colado que contiene los componentes químicos descritos en la reivindicación 1, a

1160ºC, o más, directamente o después de enfriar una vez,

laminarlo en caliente finalizando a la temperatura de transformación Ar3 o más,

enfriar la chapa desde el final del laminado en caliente hasta 650ºC a una velocidad media de enfriamiento de 25 a 70ºC/s,

bobinarla a una temperatura de 750ºC o menos, y luego decaparla, laminar en frío a una tasa de reducción del 30 al 80%,

hacerla pasar a través de una línea de recocido continuo haciendo que durante la cual la velocidad media de calentamiento hasta 700ºC sea de 10 a 30ºC/s y haciendo que la temperatura máxima de calentamiento sea de 750ºC a 950ºC,

enfriarla en el proceso de enfriamiento, después de calentar, con una velocidad media de enfriamiento de 5ºC/s o más, en el intervalo de 500 a 600ºC, mantener opcionalmente la chapa de acero en el intervalo de 100 a 500ºC durante 60 segundos o más,

darla un laminado de endurecimiento con una tasa de reducción de 0, 1% a 4, 0%.

5. Un método de producción de una chapa de acero galvanizado por inmersión en caliente, de alta resistencia y alto límite de elasticidad, superior en soldabilidad por puntos y ductilidad, según la reivindicación 4, comprendiendo el método los pasos de:

hacer pasar dicha chapa de acero laminado en frío a través de una línea de galvanización por inmersión en frío, como la línea de recocido continuo, haciendo que durante el cual la velocidad media de calentamiento, hasta 700ºC, sea de 10 a 30 ºC/s, y haciendo que la temperatura máxima de calentamiento sea de 750ºC a 950ºC,

enfriarla en el proceso de enfriamiento, después de calentar, con una velocidad media de enfriamiento de 5ºC/s o más, en el intervalo de 500 a 600ºC, enfriarla a (temperatura del baño de revestimiento de cinc – 40ºC) a (temperatura del baño de revestimiento de cinc + 50ºC) ,

ES 2 391164T3

sumergirla en el baño de revestimiento de cinc, y darla un laminado de endurecimiento con una tasa de reducción de 0, 1% a 4, 0%.

6. Un método de producción de una chapa de acero recocido y galvanizado por inmersión en caliente, de alta resistencia y alto límite de elasticidad, superior en soldabilidad por puntos y ductilidad, según la reivindicación 5, comprendiendo el método además el paso de, después de la inmersión en el baño de revestimiento de cinc,

alearla a una temperatura de 480ºC, o más,