PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCIÓN DE UNA CHAPA DE ACERO RECOCIDA Y GALVANIZADA MEDIANTE REGULACIÓN DFF.

Procedimiento para la producción de una chapa de acero recocida y galvanizada mediante regulación DFF El presente invento se refiere a un procedimiento para producir una chapa de acero recocida y galvanizada por inmersión en caliente que tiene una microestructura con TRIP. Para cumplir el requisito de aligerar las estructuras de los vehículos terrestres propulsados por motor, es conocido usar unos aceros con TRIP (representando el término TRIP el acrónimo de Transformation Induced Plasticity = plasticidad inducida por transformación), que combinan una resistencia mecánica muy alta con la posibilidad de unos niveles muy altos de deformación. Los aceros con TRIP tienen una microestructura que comprende ferrita, austenita residual y opcionalmente martensita y/o bainita, lo que les permite conseguir una resistencia a la tracción de desde 600 hasta 1.000 Mpa. Este tipo de acero se usa ampliamente para la producción de piezas que absorben energía, tales como por ejemplo piezas estructurales y de seguridad, tales como miembros longitudinales y refuerzos. Antes del suministro a los fabricantes de coches, las chapas de acero son revestidas con un revestimiento a base de zinc, lo que se realiza generalmente mediante galvanización por inmersión en caliente, con el fin de aumentar la resistencia a la corrosión. Después de haber abandonado el baño de zinc, las chapas de acero galvanizadas se someten con frecuencia a un recocido. que favorece el aleado del revestimiento de zinc con el hierro del acero (el denominado recocido con galvanización). Esta clase de revestimiento, hecho de una aleación de zinc y hierro, ofrece una mejor soldabilidad que un revestimiento de zinc. Un procedimiento para la producción de una chapa de acero recocida y galvanizada por inmersión en caliente se describe en el documento de patente belga BE 1014997 A3. La mayor parte de las chapas de acero con TRIP se obtienen añadiendo un gran cantidad de silicio al acero. El silicio estabiliza a la ferrita y a la austenita a la temperatura ambiente, e impide que la austenita residual se descomponga para formar un carburo. Sin embargo, las chapas de acero que contienen más de 0,2 % en peso de silicio, se galvanizan con dificultades, puesto que se forman óxidos de silicio sobre la superficie de la chapa de acero durante el recocido que tiene lugar justamente antes de realizar el revestimiento. Estos óxidos de silicio muestran una mala humectabilidad hacia el zinc fundido y deterioran el rendimiento del chapado de la chapa de acero. Para resolver este problema, es conocido usar un acero con TRIP que tiene un bajo contenido de silicio (menos que 0,2 % en peso). Sin embargo, esto tiene una desventaja principal: un alto nivel de resistencia a la tracción, a saber de aproximadamente 800 MPa, se puede conseguir solamente si se aumenta el contenido de carbono. Sin embargo, esto tiene el efecto de disminuir la resistencia mecánica de los lugares soldados. Por otro lado, la velocidad de aleado durante el proceso de recocido con galvanización se decelera grandemente cualquiera que sea la composición del acero con TRIP, a causa de la oxidación selectiva externa que actúa como una barrera contra la difusión para el hierro, y la temperatura del recocido con galvanización ha de ser aumentada. El aumento de la temperatura del recocido con galvanización es perjudicial para la conservación del efecto de TRIP a causa de la descomposición de la austenita residual a una alta temperatura. Como el fin de conservar el efecto de TRIP, se ha de añadir al acero una gran cantidad de molibdeno (más que 0,15 % en peso), de manera tal que se pueda retrasar la precipitación de carburos. Sin embargo, esto tiene un cierto efecto sobre el costo de la chapa de acero. Desde luego, el efecto de TRIP se observa cuando la chapa de acero con TRIP está siendo deformada, puesto que la austenita residual es transformada en martensita bajo el efecto de la deformación, y aumenta la resistencia mecánica de la chapa de acero con TRIP. La finalidad del presente invento es, por lo tanto, remediar las desventajas antes mencionadas y proponer un procedimiento para recocer y galvanizar por inmersión en caliente una chapa de acero que tiene un alto contenido de silicio (más que 0,5 % en peso) y una microestructura con TRIP que muestra unas altas características mecánicas, que garantizan una buena humectabilidad de la chapa de acero superficial y nada de porciones no revestidas, y por consiguiente garantiza una buena adhesión y un bonito aspecto superficial del revestimiento con una aleación de zinc sobre la chapa de acero, y que conservan el efecto de TRIP. El primer objeto del invento es un procedimiento para la producción de una chapa de acero recocida y galvanizada por inmersión en caliente, que tiene una microestructura con TRIP que comprende ferrita, austenita residual y opcionalmente martensita y/o bainita, comprendiendo dicho procedimiento las etapas que consisten en: - proporcionar una chapa de acero cuya composición comprende, en peso: 0,01 C 0,22 % 0,50 Mn 2,0 % 0,5 < Si 2,0 % 0,005 Al 2,0 % 2   Mo < 0,01 % Cr 1,0 % P < 0,02 % Ti 0,20 % V 0,40 % Ni 1,0 % Nb 0,20 % siendo el resto de la composición hierro y las impurezas inevitables que resultan de la fusión, - oxidar dicha chapa de acero con el fin de formar una capa de óxido de hierro sobre la superficie de la chapa de acero, y formar un óxido interno a base de al menos un tipo de óxido, seleccionado entre el conjunto que consiste en óxido de Si, óxido de Mn, óxido de Al, un óxido complejo que comprende Si y Mn, un óxido complejo que comprende Si y Al, un óxido complejo que comprende Al y Mn, y un óxido complejo que comprende Si, Mn y Al, - reducir dicha chapa de acero oxidada con el fin de reducir la capa de óxido de hierro, - galvanizar por inmersión en caliente dicha chapa de acero reducida para formar una chapa de acero revestida con un revestimiento a base de zinc, y - someter dicha chapa de acero revestida con un revestimiento a base de zinc, a un tratamiento de aleado para formar una chapa de acero recocida y galvanizada. Con el fin de obtener la chapa de acero recocida y galvanizada por inmersión en caliente que tiene una microestructura con TRIP de acuerdo con el invento, se proporciona una chapa de acero que comprende los siguientes elementos: - Carbono con un contenido comprendido 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 con el fin de no romper la soldabilidad. Para favorecer la templabilidad y obtener un suficiente límite aparente de elasticidad Re, y también para formar una austenita residual estabilizada, el contenido de carbono no debe ser menor que 0,01 % en peso. Tiene lugar una transformación bainítica a partir de una microestructura austenítica formada a una alta temperatura, y se forman unas laminillas de ferrita/bainita. Debido a la muy baja solubilidad del carbono en la ferrita en comparación con la austenita, el carbono de la austenita es rechazado entre las laminillas. Debido al silicio y al manganeso, hay muy poca precipitación de carburos. Por lo tanto, la austenita interlaminar se enriquece progresivamente con carbono sin que precipiten carburos de ningún tipo. Este enriquecimiento es tal que se estabiliza la austenita, es decir que no tiene lugar la transformación martensítica de esta austenita después de haber enfriado hasta la temperatura ambiente. - Manganeso con un contenido comprendido entre 0,50 y 2,0 % en peso. El manganeso favorece la templabilidad, haciendo posible conseguir un alto límite aparente de elasticidad Re. El manganeso favorece la formación de austenita, contribuye a reducir la temperatura de iniciación de la transformación martensítica Ms y a estabilizar a la austenita. Sin embargo, es necesario evitar que el acero tenga un contenido de manganeso demasiado alto con el fin de impedir una segregación, que se puede manifestar durante un tratamiento térmico de la chapa de acero. Además, una adición excesiva de manganeso causa la formación de una gruesa capa de óxido de manganeso interno, que causa fragilidad, y no será suficiente la adhesión del revestimiento a base de zinc. - Silicio con un contenido de más que 0,5 % en peso, preferiblemente de más que 0,6 % en peso y menor o igual que 2,0 % en peso. El silicio mejora el límite aparente de elasticidad Re del acero. Este elemento estabiliza a la ferrita y a la austenita residual a la temperatura ambiente. El silicio inhibe la precipitación de cementita después de haber enfriado a partir de la austenita, retardando considerablemente el crecimiento de los carburos. Esto se debe al hecho de que la solubilidad del silicio en la cementita es muy baja y al hecho de que el silicio aumenta la actividad del carbono en la austenita. Por lo tanto, cualquier núcleo... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de una chapa de acero recocida y galvanizada por inmersión en caliente que tiene una microestructura con plasticidad inducida por transformación (TRIP), que comprende ferrita, austenita residual y opcionalmente martensita y/o bainita, comprendiendo dicho procedimiento las operaciones que consisten en: - proporcionar una chapa de acero cuya composición comprende, en peso: 0,01 C 0,22 % 0,50 Mn 2,0 % 0,5 < Si 2,0 % 0,005 Al 2,0 % Mo < 0,01 % Cr 1,0 % P < 0,02 % Ti 0,20 % V 0,40 % Ni 1,0 % Nb 0,20 % siendo el resto de la composición hierro y las impurezas inevitables que resultan de la fusión, - oxidar dicha chapa de acero con el fin de formar una capa de óxido de hierro sobre la superficie de la chapa de acero a una temperatura T1 comprendida entre 680 y 800ºC en un horno de llama directa que comprende aire y un combustible con una relación de aire a combustible comprendida entre 1,0 y 1,2 con el fin de formar una capa de óxido de hierro sobre la superficie de la chapa de acero, y formar un óxido interno de al menos un tipo de óxido, seleccionado entre el conjunto que consiste en óxido de Si, óxido de Mn, óxido de Al, un óxido complejo que comprende Si y Mn, un óxido complejo que comprende Si y Al, un óxido complejo que comprende Al y Mn, y un óxido complejo que comprende Si, Mn y Al, - reducir dicha chapa de acero oxidada con el fin de reducir la capa de óxido de hierro, - galvanizar por inmersión en caliente dicha chapa de acero reducida para formar una chapa de acero revestida con un revestimiento a base de zinc, y - someter dicha chapa de acero, revestida con un revestimiento a base de zinc, a un tratamiento de aleado para formar una chapa de acero recocida y galvanizada. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha chapa de acero comprende, expresado en % en peso, P < 0,010 %. 3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que dicha chapa de acero comprende, expresado en % en peso, Mo 0,006 %. 4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 3, en el que la reducción de dicha chapa de acero oxidada consiste en un tratamiento térmico realizado en una atmósfera que comprende más de 15 % en volumen de hidrógeno, siendo el resto nitrógeno y las impurezas inevitables, comprendiendo dicho tratamiento térmico una fase de calentamiento desde la temperatura T1 hasta una temperatura de mantenimiento T2, una fase de mantenimiento a dicha temperatura de mantenimiento T2 durante un período de tiempo de mantenimiento t2, y una fase de enfriamiento desde dicha temperatura de mantenimiento T2 hasta una temperatura de enfriamiento T3. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicha temperatura de mantenimiento T2 está situada entre 770 y 850ºC. 6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, en el que dicho periodo de tiempo de mantenimiento t2 está situado entre 20 y 180 s. 7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 hasta 6, en que dicha temperatura de enfriamiento T3 está situada entre 460 y 510ºC. 8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 hasta 7, en el que dicha reducción se realiza en un horno de tubos radiantes o en un horno de resistencia eléctrica. 9. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 8, en el que la galvanización por inmersión en caliente se realiza sumergiendo en caliente a dicha chapa de acero reducida en un baño fundido que comprende de 0,08 a 0,135 % en peso de aluminio, siendo el resto zinc y las impurezas inevitables. 7   10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la temperatura de dicho baño fundido está situada entre 450 y 500ºC. 11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 10, en el que dicho tratamiento de aleado se realiza calentando dicha chapa de acero revestida con un revestimiento a base de zinc a una temperatura T4 situada entre 460 y 510ºC durante un período de tiempo de mantenimiento t4 situado entre 10 y 30 s. 8   Figura 1 Figura 2 9