Acero inoxidable austenitico para deformación en frio que puede ser seguida de un mecanizado.

Acero inoxidable austenítico para golpeado en frío que puede ser seguido de un mecanizado,

cuyacomposición ponderada está constituida por:

carbono< 0,030%

0,3%< silicio< 1%

5%< manganeso< 9%

4,55%< níquel< 7%

15%< cromo< 18%

molibdeno< 0,8%

2%< cobre< 4%

0,02%< nitrógeno< 0,060%

azufre< 0,01 %

fósforo< 0,030%,

boro< 50.10-4%,

C + N< 0,07%,

siendo el complemento hierro e impurezas inevitables,

y cuyo índice Md30, definido por la relación: Md30 ≥ 551 - 462(C%+N%) - 9,2Si% - 20 Mn% - 13,7 Cr% - 29 Ni%- 29 Cu% - 18,5 Mo% es inferior a - 60.

Acero inoxidable austenítico para deformación en frío que puede ser seguida de un mecanizado

La invención se refiere a un acero inoxidable austenítico para deformación en frío del tipo golpeado en frío. Los aceros que contienen un mínimo de 11 % de cromo son llamados inoxidables y tienen una buena resistencia a la corrosión. Los aceros inoxidables austeníticos contienen además níquel, lo cual les confiere propiedades interesantes de realización, en especial mediante transformación en frío.

Uno de los aceros austeníticos más corrientemente utilizado es un acero cuya composición es la siguiente: Clt;0.08, Silt;1 %, Mn lt; 2%, S lt; 03%, P lt; 0.045%, 18lt;Cr20%, 8lt;Nilt;12%, que se presta bien a la transformación en frío, pero está limitado en el ámbito de la deformación debido a su coeficiente de conformación en frío relativamente elevado, que define una consolidación importante debida a la formación de martensita de conformación en frío.

Es conocido otro acero inoxidable austenítico de composición siguiente: Clt;0.12%; Si lt; 1%; Mn lt; 2%; S lt;0.03%; P lt; 0.045%; 17 lt;Cr lt;19%; 10 lt; Nilt; 13%, que aporta una solución al problema de la posibilidad de conformación en frío debido a un contenido de níquel relativamente elevado, lo cual disminuye la formación de martensita de conformación en frío. Sin embargo, la presencia de níquel en estas cantidades también limita las propiedades de alargamiento del acero, además, este acero es caro teniendo en cuenta el contenido elevado de níquel.

Una alternativa interesante se ha encontrado parcialmente añadiendo cobre a la composición. El cobre actúa efectivamente como el níquel limitando la formación de martensita de conformación en frío. Existe sin embargo un contenido límite superior para la utilización del cobre, típicamente 3.5%, que no puede ser sobrepasado, con la finalidad de evitar un fenómeno de quemadura durante el laminado en caliente del acero. Sin embargo, este contenido superior de cobre permite obtener una buena aptitud a la deformación, incluso disminuir el contenido de níquel globalmente en aproximadamente un 8%. Una tal composición de acero es en especial utilizada en el golpeado en frío de los productos de acero inoxidable largos.

Una idea corrientemente extendida para mejorar un poco más la realización en frío de los aceros inoxidables austeníticos es introducir manganeso en la composición, que actúa en el mismo sentido que el níquel

o el cobre. Varios documentos proponen soluciones de este tipo. Por ejemplo,

-la patente FR2229776 reivindica un acero de composición siguiente: 3 lt; Ni lt; 15%; 6% lt; Mn lt; 16%; 10% lt; Cr lt; 25%; Si gt; 2%. El interés de este acero está en la resistencia a la abrasión.

- la patente US3, 910, 788 divulga un acero de composición siguiente: 1% lt; Si lt; 2.5%; 1.5% lt; Mn lt; 5%; 1% lt; Cu lt; 4%; 6 % lt; Ni lt; 9%; 15% lt; Cr lt; 19%; N lt; 0.03%; C+N lt; 0.04%.

Este acero está adaptado a la transformación en frío y a la embutición en el ámbito de los productos planos y resiste a la ruptura en diferido. Las concentraciones de níquel de la composición son relativamente elevadas, y el acero contiene silicio en una cantidad no despreciable, lo cual aumenta el coeficiente de conformación en frío.

-los documentos japoneses JP 63060051 y JP 63060050 proponen ambos la composición de un acero que es la siguiente: C lt; 0.15%; Si lt; 1.5%; 0.5% lt; Mn lt; 6%; 17% lt; Cr lt; 23%; 10% lt; Ni lt; 15%; 0.1% lt; Cu lt; 3%; 0.02% lt; N lt; 0.35%; con una estabilización con los elementos Ti+Nb+V. Los elevados contenidos de carbono y nitrógeno presentados provocan que se alcancen rápidamente durezas elevadas por transformación en frío, lo cual es redhibitorio para el ámbito del golpeado en frío.

- el documento US 3 753 693 presenta una composición de acero tal que: 17 lt; Cr lt; 19%; 7% lt; Ni lt;10%; 11 % lt; Mn lt; 13%; 0.01% lt; N lt; 0.07%; C lt; 0.06%; Si lt; 1 %; Mo lt; 2%; Cu lt; 1.5%.

Esta composición se aconseja en especial para las aplicaciones de golpeado en frío, en las cuales ofrece un coeficiente de conformación en frío reducido gracias a contenidos muy elevados de níquel y manganeso.

Sin duda de prestaciones elevadas para el golpeado, esta composición no tiene interés económico debido a los contenidos respectivos elevados de níquel y de cromo.

- el documento JP 55 031 173 presenta una clase de acero de composición siguiente: C lt; 0.02%; 0.04% lt; N lt; 0.1%; 2.5% lt; Cu lt; 4%; 6% lt; Ni lt; 8%; 17% lt; Cr lt; 19% y 3% lt; Mn lt; 4%; S lt; 0.003%.

En este documento, el contenido de níquel sigue siendo relativamente elevado, y el de nitrógeno muy elevado. Este acero se utiliza para la fabricación de remaches y tornillos de acero inoxidable.

- el documento US 4 911 883, se refiere a un acero inoxidable para la transformación en frío, de composición siguiente: C lt; 0.04%; Si lt; 0.6%; 6% lt; Ni lt; 8%; 2.2% lt; Mn lt; 3.8%; 17% lt; Cr lt; 19%; 2.5% lt; Cu lt; 4%; S lt; 0.002%; N lt; 0.010%.

- en el documento WO 00/26428 se trata una composición que comprende: 0.025% lt; C lt; 0.15%; 4% lt; Mn lt; 12%; Si lt; 1%; P lt; 0.2%; S lt; 0.1%; 15.5% lt; Cr lt; 17.5%; 1% lt; Ni lt; 4%; 0.25% lt; Mo lt; 1.5%; 1.5% lt; Cu lt; 4%; W lt; 1 %; Co lt; 1 %; 0.05% lt; N lt; 0.3%; respetando las relaciones Cr%+Mo% lt; 17.75% y Cr%+3.3Mo%+13N% gt; 20.5%. Esta composición comprende bajos contenidos de Ni.

En el mismo ámbito, es conocido el documento JP 2001011579A que presenta la composición siguiente: 0.05% lt; C lt; 0.5%; 6% lt; Mn lt; 15%; Si lt; 0.5%; S lt; 0.03%; 10% lt; Cr lt; 20%; 0.04% lt; Ni lt; 0.3%; Mo lt; 3%; Cu lt; 3%; Al lt; 0.1%; 0.05% lt; N lt; 0.3%, cuya proporción de nitrógeno más carbono es relativamente elevada igual que en la composición del documento precedente.

EP 0 976 541 A describe un cable compuesto que comprende un núcleo de acero al carbono y un revestimiento de acero inoxidable. La composición del acero inoxidable, cuya estructura es mayoritariamente martensítica tras el trefilado, comprende de 0, 005 a 0, 05% de C, de 0, 005 a 0, 05% de N, de 0, 1 a 2% de Si, de 0, 1 a 5% de Mn, de 5 a 12% de Ni, de 10 a 20% de Cr, de 0 a 3% de Mo y de 0 a 4% de Cu, siendo el resto hierro e impurezas resultantes de la elaboración.

En resumen, las soluciones propuestas para obtener composiciones de acero inoxidable austenítico para transformación en frío que contienen manganeso pueden clasificarse de la manera siguiente:

- clases de acero muy aleadas, para aplicaciones muy específicas,

- clases de acero al nitrógeno y o carbono con características mecánicas elevadas,

- clases de acero menos aleadas, con niveles de níquel que siguen siendo elevados, y por lo tanto, con niveles de manganeso relativamente bajos, lo cual no presenta una evolución muy marcada con respecto a las clases de acero clásicas, tanto en términos de propiedades de realización, como en términos de reducción de costes.

La invención tiene como objetivo proponer un acero inoxidable austenítico para golpeado en frío que puede ser seguido de un mecanizado que presenta propiedades mecánicas mejoradas con respecto a los aceros estándar de acero inoxidable austenítico, propiedades muy interesantes para las aplicaciones de transformación mediante golpeado en frío,

La invención tiene por objeto un acero inoxidable austenítico para golpeado en frío que puede ser seguido de un mecanizado, caracterizado por la composición ponderada siguiente: carbono lt; 0, 030% 0, 3% lt; silicio lt; 1% 5% lt; manganeso lt; 9% 4, 55% lt; níquel lt; 7% 15% lt; cromo lt; 18% molibdeno lt; 0, 8% 2% lt; cobre lt; 4% 0, 02% lt; nitrógeno lt; 0, 060% azufre lt; 0, 01% fósforo lt; 0, 030% boro lt; 50·10-4%

C+N lt; 0.07 [0016] Siendo el complemento hierro e impurezas inevitables y cuyo índice Md30, definido por la relación: Md30 = 551 - 462 (C%+N%) - 9, 2Si% - 20 Mn% - 13, 7 Cr% - 29 Ni% - 29 Cu% - 18, 5 Mo% es inferior a - 60.

El contenido de ferrita tras recalefacción de la estructura bruta de solidificación a 1240°C es inferior a

10%, cumpliendo la relación siguiente: % ferrita = 0, 034 x2 + 0, 284x - 0, 347, en la cual, x = 6, 903[ Cr eq - Ni eq / 1, 029 - 6, 998], con Cr eq = Cr% y Ni eq = Ni% + 20, 04 C% + 21, 31 N% + 0, 46 Cu% + 0, 08 Mn%.

carbono lt; 0, 030%

0, 3% lt; silicio lt; 1%

5% lt; manganeso lt; 9%

4, 55% lt; níquel lt; 7%

15% lt; cromo lt; 18%

molibdeno lt; 0, 8%

2% lt; cobre lt; 4%

0, 02% lt; nitrógeno lt; 0, 060%

azufre lt; 0, 01%

fósforo lt; 0, 030%,

borolt;50.10-4%,... [Seguir leyendo]

1. Acero inoxidable austenítico para golpeado en frío que puede ser seguido de un mecanizado, cuya composición ponderada está constituida por: carbono lt; 0, 030% 5 0, 3% lt; silicio lt; 1% 5% lt; manganeso lt; 9% 4, 55% lt; níquel lt; 7% 15% lt; cromo lt; 18% molibdeno lt; 0, 8% 10 2% lt; cobre lt; 4% 0, 02% lt; nitrógeno lt; 0, 060% azufre lt; 0, 01 % fósforo lt; 0, 030%, boro lt; 50.10-4%, 15 C + N lt; 0, 07%,

siendo el complemento hierro e impurezas inevitables, y cuyo índice Md30, definido por la relación: Md30 = 551 - 462 (C%+N%) - 9, 2Si% - 20 Mn% - 13, 7 Cr% - 29 Ni%

- 29 Cu% - 18, 5 Mo% es inferior a - 60.

2. Acero según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el contenido de ferrita tras recalefacción 20 de la estructura bruta de solidificación a 1240°C es inferior a 10%, y cumple la relación siguiente:

% ferrita = 0, 034 x2 + 0, 284x - 0, 347, en la cual, x = 6, 903