Procedimiento de fabricación de chapas de acero inoxidable austenítico con altas características mecánicas, y chapas así obtenidas.

Chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico cuyo producto P (Rp0,

2 (MPa) x alargamiento uniforme (%)) es superior a 21000 MPa·% y cuya composición química comprende, estando los contenidos expresados en peso:

0,015% ≤ C ≤ 0,030%

0,5% ≤ Mn ≤ 2%

Si ≤ 2%

16,5% ≤ Cr ≤ 18%

6% ≤ Ni ≤ 7%

S ≤ 0,015%

P ≤ 0,045%

Al ≤ 0,050%

0,15% ≤Nb ≤ 0,31%

0,12 % ≤N ≤ 0,16%

siendo los contenidos en Nb y N tales que:

Nb/8+0,1% ≤ N ≤ Nb/8+0,12%,

a título opcional:

0,0005% ≤ B ≤ 0,0025%

Mo ≤ 0,6%

estando el resto de la composición constituido por hierro y por impurezas inevitables que resultan de la elaboración.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2009/000225.

Solicitante: Aperam Stainless France.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: Immeuble Cézanne, 30 Avenue des fruitiers 93200 Saint-Denis FRANCIA.

Inventor/es: GLEZ,JEAN-CHRISTOPHE, KOSTOJ,VALÉRIE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C21D7/13 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C21 METALURGIA DEL HIERRO.C21D MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES FERROSOS; DISPOSITIVOS GENERALES PARA EL TRATAMIENTO TERMICO DE METALES O ALEACIONES FERROSOS O NO FERROSOS; PROCESOS DE MALEABILIZACION POR DESCARBURACION, REVENIDO U OTROS TRATAMIENTOS (cementación por procesos de difusión C23C; tratamiento de la superficie de materiales metálicos utilizando al menos un proceso cubierto por la clase C23 y al menos un proceso cubierto por la presente subclase, C23F 17/00; solidificación unidireccional de materiales eutécticos o separación unidireccional de materiales eutectoides C30B). › C21D 7/00 Modificación de las propiedades físicas del hierro o el acero por deformación (aparatos para el trabajo mecánico de metales B21, B23, B24). › por trabajo en caliente.
  • C21D9/46 C21D […] › C21D 9/00 Tratamiento térmico, p. ej. recocido, endurecido, revenido, temple, adaptado para artículos particulares; Sus hornos. › para láminas metálicas.
  • C22C38/50 C […] › C22 METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO DE ALEACIONES O METALES NO FERROSOS.C22C ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F). › C22C 38/00 Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero (aleaciones de hierro colado C22C 37/00). › con titanio o circonio.

PDF original: ES-2543356_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento de fabricación de chapas de acero inoxidable austenítico con altas características mecánicas, y chapas así obtenidas.

La presente invención se refiere a la fabricación de chapas laminadas en caliente de aceros inoxidables austeníticos que presentan unas características mecánicas elevadas y en particular una combinación de resistencia mecánica y de alargamiento uniforme muy ventajosas.

Para la fabricación de elementos de estructura en la industria del automóvil, se utilizan habitualmente diferentes calidades de chapas de aceros al carbono revestidas que presentan unas microestructuras más o menos complejas. Las piezas están realizadas a partir de chapas de grosor que va de 1 a 3 mm. Para algunas piezas, se desearía no obstante simultáneamente una resistencia a la corrosión más elevada unida a una gran capacidad de deformación con el fin de realizar unas piezas con un estampado complejo. Se sabe por otro lado que se utilizan habitualmente los aceros Inoxidables austeníticos debido a su excelente resistencia a la corrosión y a sus características mecánicas, en particular su elevada ductilidad. Se conocen por ejemplo unos aceros inoxidables austeníticos designados según las normas EN 188-1 por la referencia 1.4318, cuya composición contiene (contenido expresado en peso) C<,3%, Si<1,%, Mn<2,%, P< ,45%, Sá,15%, Cr: 16,5 a 18,5%, Ni: 6, a 8,%, N: ,1 a ,2%. Estos aceros presentan unas grandes características mecánicas debido a la formación de martenslta durante la deformación a temperatura ambiente. Las características mecánicas típicas de estos aceros en estado recocido son las siguientes: límite de elasticidad Rp,2 (límite de elasticidad convencional que corresponde al ,2% de alargamiento) 3-4 MPa, alargamiento uniforme: A £45%, Rm (resistencia máxima) £ 7 MPa. Producto P= Rpo,2 (MPa) x alargamiento uniforme = aproximadamente 1575 MPa%. Es posible utilizar estas calidades en estado endurecido por laminado en frío: C85, C1 - Norma EN-188-2, correspondiendo respectivamente estas designaciones a una resistencia mecánica mínima de 85 y de 1 MPa. El aumento de la elasticidad conferida por esta operación (Rpo,2 ^ 6 MPa) se traduce por una disminución simultánea del alargamiento (A=3%). El producto P alcanza entonces 18 MPa % aproximadamente. Estas características son satisfactorias para ciertas aplicaciones. Sin embargo, siguen siendo Insuficientes en el caso en el que se desean altas resistencias en funcionamiento, por ejemplo para un aumento de aligeramiento, y una gran capacidad para las operaciones de conformación previas.

Un método alternativo al endurecimiento por laminado en frío es un endurecimiento por laminado en caliente a una temperatura suficientemente baja. Este método confiere un mejor compromiso alargamiento-resistencia, pero presenta el inconveniente principal de conducir a localizaciones de la deformación durante la conformación, lo cual se traduce por una superficie vermicular. Para evitar estas vermiculaciones sobre el acero estándar 1.4318 no recristalizado después del laminado en caliente, es necesario efectuar un recocido después del laminado en caliente.

Los documentos US n° 4.975.131 y US n° 5..81 describen unos aceros inoxidables que pertenecen al mismo tipo de calidades de acero que los aceros según la invención.

El objetivo de la invención es por lo tanto disponer de chapas laminadas en caliente de acero Inoxidable austenítico con características mecánicas superiores o equivalentes a las de las calidades de tipo 1.4318 presentadas anteriormente, de fabricación económica, que no presente ninguna sensibilidad a la aparición de vermiculaciones.

La invención tiene asimismo por objetivo disponer de chapas laminadas en caliente de acero Inoxidable austenítico que presenta un producto P superior a 21 MPa-%, que puede estar asociado a un límite de elasticidad Rpo,2 superior a 65 MPa, o bien a un alargamiento uniforme superior al 45%.

Para este propósito, la invención tiene por objeto una chapa laminada en caliente de acero Inoxidable austenítico cuyo producto P (Rpo,2 (MPa) x alargamiento uniforme (%)) es superior a 21 MPa % y cuya composición química comprende, siendo los contenidos expresados en peso: ,15% < C < ,3% ,5% < Mn < 2% Si 2%, 16,5% < Cr < 18%, 6%< Ni <S 7%, S < ,15%, P< ,45%, Al < ,5%, ,15%< Nb < ,31%, ,12 %< N < ,16%, siendo los contenidos en Nb y en N tales que:

Nb/8+,1% < N á Nb/8+,12%, a título opcional: ,5%< B < ,25%, Mo <,6%, estando el resto de la composición constituida por hierro y por impurezas inevitables que resultan de la elaboración.

Según un modo preferido, los contenidos en niobio y en nitrógeno del acero expresados en peso son tales que:

,2%< Nb < ,31%, ,12% < N <,16%.

La invención tiene también por objeto una chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico según cualquiera de las composiciones anteriores, cuyo límite de elasticidad Rpo,2 es superior a 65 MPa, caracterizada por que el tamaño medio de grano austenítico del acero es inferior a 6 micrones, por que la fracción de superficie no recristalizada está comprendida entre el 3 y el 7%, y por que el niobio se encuentra totalmente en forma de precipitados.

La invención tiene también por objeto una chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico según cualquiera de las características anteriores, cuyo alargamiento uniforme es superior al 45%, caracterizada por que el niobio no está totalmente precipitado.

La invención tiene también por objeto un procedimiento de fabricación de una chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico cuyo límite de elasticidad Rpo,2 es superior a 65 MPa, según el cual se aprovisiona un semiproducto de acero de composición según cualquiera de las composiciones anteriores, después se recalienta el semiproducto a una temperatura comprendida entre 125°C y 132°C, y después se lamina el semiproducto con una temperatura de final de laminado inferior a 99°C y una tasa de reducción acumulada e sobre las dos últimas cajas de acabado, superior al 3%.

Según un modo particular, se aprovisiona un semiproducto de acero de composición anterior que contiene ,2%< Nb < ,31%, ,12% SNS ,16%, y después se lamina el semiproducto con una temperatura de final de laminado inferior a 97°C.

La invención tiene también por objeto un procedimiento de fabricación de una chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico cuyo alargamiento uniforme es superior al 45%, según el cual se aprovisiona un semiproducto de acero de composición según cualquiera de las composiciones anteriores, después se recalienta el semiproducto a una temperatura comprendida entre 125°C y 132°C, y después se lamina el semiproducto con una temperatura de final de laminado superior a 1°C.

La invención tiene también por objeto un procedimiento de fabricación de una chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico cuyo producto P (Rpo,2(MPa) x alargamiento uniforme (%)) es superior a 21 MPa%, según el cual se aprovisiona un semiproducto de acero de composición según cualquiera de las composiciones anteriores, después se recalienta el semiproducto a una temperatura comprendida entre 125°C y 132°C, y después se lamina en caliente el semiproducto.

La invención tiene también por objeto la utilización de una chapa laminada en caliente de acero Inoxidable según cualquiera de las características anteriores, o fabricada mediante cualquiera de los procedimientos anteriores, para la fabricación de elementos estructurales en el campo del automóvil.

Otras características y ventajas de la invención aparecerán durante la descripción siguiente, dada a título de ejemplo.

Después de numerosos ensayos, los inventores han demostrado que las diferentes exigencias mencionadas anteriormente eran satisfactorias observando las condiciones siguientes:

En lo referente a la composición química del acero, el contenido en carbono debe ser inferior o igual al ,3% con el fin de evitar los riesgos de sensibilización a la corrosión intergranular. Con el objetivo de obtener un límite de elasticidad superior a 65 MPa, el contenido en carbono debe ser superior o Igual al ,15%.

El manganeso, como el silicio, es un elemento conocido por sus propiedades desoxidantes en estado líquido y por

incrementar la ductilidad en caliente, en particular combinándose con el azufre. Por otro lado, a temperatura ambiente, favorece la estabilidad de la fase austenítica y disminuye la energía de defecto de apilamiento. Aumenta también la solubilidad del nitrógeno. Estos efectos favorables se obtienen de manera económica cuando el contenido... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico cuyo producto P (Rpo,2 (MPa) x alargamiento uniforme (%)) es superior a 21 MPa % y cuya composición química comprende, estando los contenidos expresados en peso:

,15% <C <,3% ,5% < Mn < 2%

Si < 2%

16,5%< Cr< 18% 6%< Ni < 7%

S <,15%

P< ,45%

Al < ,5% ,15%< Nb < ,31% ,12 %<N< ,16%

siendo los contenidos en Nb y N tales que:

Nb/8+,1% < N < Nb/8+,12%,

a título opcional:

,5%< B < ,25%

Mo <,6%

estando el resto de la composición constituido por hierro y por impurezas inevitables que resultan de la elaboración.

2. Chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico según la reivindicación 1, caracterizada por que los contenidos en niobio y en nitrógeno de dicho acero, expresados en peso, son tales que:

,2%<Nb<,31%

,12%N<,16%

3. Chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico según la reivindicación 1 o 2, cuyo límite de elasticidad Rpo,2 es superior a 65 MPa, caracterizada por que el tamaño medio de grano austenítico de dicho acero es inferior a 6 micrones, por que la fracción de superficie no recristalizada está comprendida entre el 3 y el 7%, y por que el niobio se encuentra totalmente en forma de precipitados.

4. Chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico según la reivindicación 1 o 2, cuyo alargamiento uniforme es superior al 45%, caracterizada por que el niobio no está totalmente precipitado.

5. Procedimiento de fabricación de una chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico cuyo límite de elasticidad Rp,2 es superior a 65 MPa, según el cual:

- se aprovisiona un semiproducto de acero de composición según la reivindicación 1 o 2, después

- se recalienta dicho semiproducto a una temperatura comprendida entre 125°C y 132°C, y ydespués

- se lamina dicho semiproducto con una temperatura de final de laminado inferior a 99°C y una tasa de reducción acumulada £ sobre las dos últimas cajas de acabado, superior al 3%.

6. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 5, caracterizado por que se aprovisiona un semiproducto de acero de composición según la reivindicación 2, y por que se lamina dicho semiproducto con una temperatura de final de laminado inferior a 97°C.

7. Procedimiento de fabricación de una chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico cuyo alargamiento uniforme es superior a 45%, según el cual:

- se aprovisiona un semiproducto de acero de composición según la reivindicación 1 o 2, después

- se recalienta dicho semiproducto a una temperatura comprendida entre 125°C y 132°C, y después

- se lamina dicho semiproducto con una temperatura de final de laminado superior a 1°C.

8. Procedimiento de fabricación de una chapa laminada en caliente de acero inoxidable austenítico cuyo producto P (Rp,2 (MPa) x alargamiento uniforme (%)) es superior a 21 MPa%, según el cual:

- se aprovisiona un semiproducto de acero de composición según la reivindicación 1 o 2, después

- se recalienta dicho semiproducto a una temperatura comprendida entre 125°C y 132°C, y después

- se lamina en caliente dicho semiproducto

9. Utilización de una chapa laminada en caliente de acero inoxidable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, o fabricada mediante un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, para la fabricación de elementos estructurales en el campo del automóvil.


 

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