Lámina de acero de alta tracción y procedimiento para producir la misma.

Lámina de acero de alta tracción que consiste en una estructura de fase única de ferrita que ocupa un porcentaje de área del 95% o más,

que consiste en más del 0,06% y no más del 0,24% de C, el 0,3% o menos de Si, del 0,5 al 2,0% de Mn, el 0,06% o menos de P, el 0,005% o menos de S, el 0,06% o menos de Al, el 0,006% o menos de N, del 0,05 al 0,5% de Mo, del 0,03 al 0,2% de Ti, más del 0,15 y no más del 1,2% de V, en masa, y el resto Fe e impurezas inevitables, y que tiene una composición en la que el contenido en C, Ti, Mo y V satisface la fórmula (I),

0,8 ≤ (C/12) / {(Ti/48) + (Mo/96) + (V/51)} ≤ 1,5 (I)

en la que C, Ti, Mo y V designan el % en masa para cada uno de ellos, dando una resistencia a la tracción de 980 MPa o superior, en la que un carburo que contiene Ti, Mo y V, y que tiene un tamaño de partícula promedio más pequeño de 10 nm precipita en estado disperso en una cantidad de 5 x 105 partículas o más por 1 μm3, y el carburo que contiene Ti, Mo y V tiene una composición promedio que satisface [V/(Ti + Mo + V) ≥ 0,3], expresándose Ti, Mo y V mediante el % atómico, y a ≥ de 0,6 a 1,4, b ≥ de 0,6 a 1,4, y c ≥ de 1,4 a 2,8, siendo a + b + c ≥ 4, donde a : b : c es la razón atómica de Ti : Mo : V.

Lámina de acero de alta tracción y procedimiento para producir la misma Campo técnico

La presente invención se refiere a una lámina de acero de alta resistencia a la tracción (HSS) que tiene conformabilidad excelente y que es adecuada para el material de base de piezas de automóviles, y a un método de fabricación de la misma.

Técnica anterior

Las láminas de acero para automóviles se enfrentan a una fuerte demanda de calibre bajo mediante el uso de HSS en vista de mejorar el consumo de combustible para la conservación medioambiental. Puesto que muchas de las piezas de automóviles se fabrican mediante conformación por presión dando lugar a formas complejas, se demandan materiales que tengan alta resistencia y que tengan tanto elongación como conformabilidad de reborde por estirado altas, siendo ambos índices de conformabilidad.

Las láminas de acero de los últimos años han aumentado la resistencia más que nunca, y se desean las que tienen una resistencia superior a 98 MPa. Además, desde el punto de vista de una reducción de peso adicional, las láminas de acero están disminuyendo su grosor, y aumenta la demanda de láminas de acero de calibre fino de un grosor de 2,5 mm o más pequeño.

Se han propuesto diversas clases de ese tipo de láminas de acero. Por ejemplo, el documento JP-A-6-172924, (el término JP-A al que se hace referencia en el presente documento significa la publicación de solicitud de patente japonesa no examinada), propone una lámina de acero que tiene conformabilidad de reborde por estirado excelente, en la que se forma una estructura de ferrita bainítica que tiene alta densidad de dislocaciones. Sin embargo, puesto que la lámina de acero contiene una estructura de ferrita bainítica de alta densidad de dislocaciones, tiene el inconveniente de una escasa elongación. Además, para formar la ferrita bainítica, inevitablemente es necesaria una alta velocidad de enfriamiento en una mesa de salida. Cuando se fabrican láminas de acero de calibre fino, por tanto, surge un problema de prevención de serpenteos de la banda en la mesa de salida durante la fabricación de láminas de calibre fino de modo que la tecnología no es adecuada para fabricar láminas de calibre fino de un grosor de 2,5 mm o más pequeño.

El documento JP-A-6-2351 propone una lámina de acero que tiene conformabilidad de reborde por estirado excelente dando una resistencia a la tracción de 7 kg/cm2 o superior mediante el ajuste de la mayor parte de la microestructura a ferrita poligonal y mediante el endurecimiento por precipitación principalmente mediante endurecimiento por disolución sólida y TiC. Sin embargo, es difícil lograr alta resistencia a la tracción de 98 MPa o más mediante el precipitado ampliamente conocido usado en la lámina de acero.

Es decir, cuando se añade una gran cantidad de Ti para aumentar la resistencia a la tracción para el fin de lograr 98 MPa o más, probablemente se forma un precipitado grueso, y no puede lograrse la resistencia deseada. Además, la cantidad de adición aumentada de Ti aumenta la temperatura de calentamiento de desbastes planos necesaria para disolver TiC dando la forma de disolución sólida, por lo que tiende hacerse difícil fabricar la lámina de acero mediante un aparato habitual.

El documento JP-A-24-143518 propone una lámina de acero laminada en caliente que contiene ferrita que tiene un de tamaño de grano promedio de 1 a 5 pm como fase principal y que está endurecido por precipitación mediante carbonitruro de V que tiene un tamaño de partícula promedio de 5 nm o más pequeño. Sin embargo, para obtener un precipitado de V fino, generalmente es necesario el bobinado a una temperatura baja de 55°C o inferior. Como resultado, el aumento en la cantidad de precipitado se hace difícil, y el endurecimiento tiene una limitación. Por tanto, con la lámina de acero, se requiere la combinación con endurecimiento por afino del grano de ferrita, descrito anteriormente, para conseguir una resistencia a la tracción superior.

En la tecnología descrita en el documento JP-A-24-143518, sin embargo, el afino de los granos de ferrita necesita, en la etapa de laminación de acabado, la laminación de la lámina a una temperatura de punto de transformación de Ar3 o superior en una caja de laminación antes de la última caja en la fila del laminador en tándem, y luego el enfriamiento de la lámina hasta una temperatura de punto de transformación de Ar3 de -5°C o inferior a una velocidad de enfriamiento promedio de 5°C/s o más, seguido por laminación hasta una reducción del 2% o más pequeña en la caja final. Con una línea de fabricación habitual, sin embargo, resulta difícil la realización de esta condición de fabricación.

Además, puesto que la lámina de acero permite la formación de perlita y similar, pueden deteriorarse la elongación y conformabilidad de reborde por estirado.

Como tecnología para obtener una lámina de acero de tracción ultraalta, los documentos JP-A-22-322539 y JP-A-

23-89848 dan a conocer una tecnología para fabricar una lámina de acero de tracción ultraalta que tiene tanto elongación como conformabilidad de reborde por estirado excelentes mediante la dispersión de carburo fino que consiste en C, Ti y Mo en la fase única de ferrita. De manera similar a la tecnología dada a conocer en el documento JP-A-6-2351, sin embargo, cuando se añade una gran cantidad de C y Ti para obtener una resistencia a la tracción de 98 MPa o superior, las temperaturas de calentamiento de desbastes planos normales (de aproximadamente 115°C a aproximadamente 125°C) no pueden disolver completamente el TiC y otras sustancias precipitadas en el desbaste plano, en algunos casos. Es decir, para disolver completamente el TiC y otras sustancias para lograr alta resistencia, se requiere además alta temperatura, lo que dificulta la fabricación del acero en algunos casos, e incluso si se realiza la fabricación, se aplica una carga pesada al aparato de fabricación.

El documento JP-A-25-1243 da a conocer láminas de acero de alta resistencia endurecidas por precipitación y un método de preparación de tales láminas de acero, implicando el método una etapa de añadir elementos de generación de carburo. Las láminas de acero de alta resistencia endurecidas por precipitación están constituidas por una o más clases de primeros elementos metálicos M1 para generar carburo de tipo MC que tiene una electronegatividad < 1,8 y una o más clases de segundos elementos metálicos M2 que tienen una electronegatividad £ 1,8. La diferencia de radio atómico entre el primer elemento metálico M1 y el segundo elemento metálico M2 es < 1%.

Descripción de la invención

[Problemas que van a resolverse por la invención]

La presente invención se ha perfeccionado para resolver los problemas anteriores. Un objeto de la presente invención es proporcionar una lámina de acero de alta tracción que dé una resistencia de 98 MPa o superior, que sea adecuada para la conformación por presión de una forma en sección transversal compleja, tal como piezas de automóviles, que dé tanto elongación como conformabilidad de reborde por estirado excelentes, que son índices de conformabilidad, y que permita la fácil fabricación del acero en comparación con la técnica relacionada. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un método para fabricar la lámina de acero de alta tracción con carga reducida en el aparato de fabricación.

[Medios para resolver los problemas]

Para lograr los objetos anteriores, los inventores de la presente invención llevaron a cabo estudios detallados, y obtuvieron los siguientes hallazgos.

(a) Con una microestructura de baja densidad de dislocaciones y que está endurecida por precipitado afinado, mejora la propiedad total de resistencia y elongación.

(b) Con una microestructura que consiste esencialmente en una estructura de fase única de ferrita y que está endurecida por precipitado afinado, mejora la propiedad total de resistencia y elongación.

(c) Con la adición de C, Ti, Mo y V, y adicionalmente con el control adecuado del equilibrio de adición entre ellos, el carburo compuesto constituido por esos elementos precipita de manera fina.

(d) Con un porcentaje reducido de V en el precipitado compuesto, el precipitado se vuelve grueso, por lo que disminuyen tanto la elongación como la conformabilidad de reborde por estirado.

(e) En comparación con el acero al que sólo se añade Ti y Mo, el acero al que se añade además V disuelve el carburo a temperatura inferior, logrando de ese modo eficazmente el precipitado fino que potencia el endurecimiento del acero.

La presente invención se ha perfeccionado basándose en estos... [Seguir leyendo]

Lámina de acero de alta tracción que consiste en una estructura de fase única de ferrita que ocupa un porcentaje de área del 95% o más, que consiste en más del ,6% y no más del ,24% de C, el ,3% o menos de SI, del ,5 al 2,% de Mn, el ,6% o menos de P, el ,5% o menos de S, el ,6% o menos de Al, el ,6% o menos de N, del ,5 al ,5% de Mo, del ,3 al ,2% de Ti, más del ,15 y no más del 1,2% de V, en masa, y el resto Fe e impurezas inevitables, y que tiene una composición en la que el contenido en C, Ti, Mo y V satisface la fórmula (I),

,8 < (C/12) / {(Ti/48) + (Mo/96) + (V/51)} < 1,5 (I)

en la que C, Ti, Mo y V designan el % en masa para cada uno de ellos, dando una resistencia a la tracción de 98 MPa o superior, en la que un carburo que contiene Ti, Mo y V, y que tiene un tamaño de partícula promedio más pequeño de 1 nm precipita en estado disperso en una cantidad de 5x 15 partículas o más por 1 pm3, y el carburo que contiene Ti, Mo y V tiene una composición promedio que satisface [V/(T¡ + Mo + V) £ ,3], expresándose Ti, Mo y V mediante el % atómico, y a = de ,6 a 1,4, b = de ,6 a 1,4, y c = de 1,4 a 2,8, siendo a + b + c = 4, donde a : b : c es la razón atómica de Ti: Mo : V.

Lámina de acero de alta tracción según la reivindicación 1, en la que la lámina de acero es una lámina de acero de calibre fino laminada en caliente que tiene un grosor de lámina de 2,5 mm o más pequeño.

Lámina de acero de alta tracción según la reivindicación 1 ó 2, en la que la lámina de acero tiene una película galvanizada en baño en caliente sobre la misma.

Método para fabricar una lámina de acero de alta tracción dando una resistencia a la tracción de 98 MPa o superior, que comprende la etapa de laminar en callente un desbaste plano de acero que consiste en más del ,6% y no más del ,24% de C, el ,3% o menos de Si, del ,5 al 2,% de Mn, el ,6% o menos de P, el ,5% o menos de S, el ,6% o menos de Al, el ,6% o menos de N, del ,5 al ,5% de Mo, del ,3 al ,2% de Ti, más del ,15 y no más del 1,2% de V, en masa, y el resto Fe e Impurezas Inevitables, y que tiene una composición en la que el contenido en C, Ti, Mo y V satisface la fórmula (I), en una condición de una temperatura de acabado de 88°C o superior y una temperatura de bobinado de 57°C o superior,

,8 < (C/12) / {(TI/48) + (Mo/96) + (V/51)} < 1,5 (I)

en la que C, TI, Mo y V designan el % en masa para cada uno de ellos.

Método para fabricar una lámina de acero de alta tracción según la reivindicación 4, que comprende además la etapa de galvanizar en baño en caliente sobre la superficie de la lámina de acero tras la laminación en caliente.