ES2230227T3 - Lamina de acero inoxidable ferritico con buena trabajabilidad y metodo para su fabricacion. - Google Patents
Lamina de acero inoxidable ferritico con buena trabajabilidad y metodo para su fabricacion.Info
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Abstract
Lámina de acero inoxidable ferrítico con buena trabajabilidad, que consiste en C hasta el 0, 03% en masa, N hasta el 0, 03% en masa, Si hasta el 2, 0% en masa, Mn hasta el 2, 0% en masa, Ni hasta el 0, 6% en masa, del 9-35% en masa de Cr, del 0, 15-0, 80% en masa de Nb, opcionalmente Ti hasta el 0, 5% en masa, Mo hasta el 3, 0% en masa, Cu hasta el 2, 0% en masa, Al hasta el 6, 0% en masa y siendo el resto Fe excepto las impurezas inevitables, y tiene la estructura metalúrgica que comprende precipitados que contienen Nb, de 2 µm o menos de tamaño de partícula, que se han generado mediante un tratamiento de precipitación y se han consumido para el control de la orientación cristalina durante el recocido de terminación, en una proporción de no más del 0, 5% en masa, encontrándose dicha orientación cristalina en una superficie a 1/4 de profundidad del espesor con una intensidad integrada definida por la fórmula (a) mencionada a continuación, no inferior a 1, 2, Intensidad integrada=[I(211)/I0(211)]/[I(200)/I0(200)] (a) en la que, I(211) e I(200) representan las intensidades de difracción en los planos (211) y (200) de una muestra de dicha lámina de acero medidas por XRD, mientras I0(211) e I0(200) representan las intensidades de refracción en los planos (211) y (200) de una muestra no direccional.
Description
Lámina de acero inoxidable ferrítico con buena
trabajabilidad y método para su fabricación.
La presente invención se refiere a un acero
inoxidable ferrítico con buena trabajabilidad, con menor
anisotropía, útil como material transformado en láminas para un
automóvil y otras piezas.
Se han utilizado aceros inoxidables ferríticos
mejorados en cuanto a la resistencia al calor y la corrosión
mediante estabilización del C y el N con Nb o Ti en amplios campos
industriales. Por ejemplo, tal acero inoxidable ferrítico se utiliza
como elemento de un sistema de escape para un automóvil. Un material
de acero, tal como SUS409L, SUS436L o SUS436J1L, que contiene Nb o
Ti para suprimir la sensibilización y para mejorar la resistencia a
la corrosión intergranular, se usa para un tubo central o
silenciador con buena resistencia a la corrosión. Un material de
acero, tal como SUS430LX, SUS430J1L o SUS444, que contiene Nb o Ti
en una proporción mayor que la estequiométrica del contenido de C y
N para mejorar la resistencia a altas temperaturas debido a la
disolución del Nb o Ti en exceso en una matriz de acero, se usa como
colector de escape o tubo delantero con buena resistencia al
calor.
Por lo demás, existe una tendencia de diseñar un
elemento de un sistema de escape con una forma cada vez más
complicada para ahorrar espacio y para mejorar la eficacia del
escape. Debido a tal forma complicada, el acero inoxidable ferrítico
debería ser superior en cuanto a la trabajabilidad sin que
aparecieran defectos incluso después de una gran deformación.
La demanda de mejoras en la trabajabilidad no es
sólo para el uso como sistema de escape sino también para otros
usos. Es decir, el acero inoxidable ferrítico debería deformarse con
una carga mayor cuanto más complicada sea la forma de un producto
para mejorar la función y/o el diseño del producto.
Existen varias propuestas para mejorar el acero
inoxidable ferrítico en cuanto a la trabajabilidad. Estas propuestas
se clasifican básicamente para el control apropiado de la
composición y el control apropiado de las condiciones de
fabricación.
Un diseño de aleación propuesto por los
documentos JP 51-29694B y JP
51-35369B consiste en reducir el contenido de C y N
junto con la adición de elementos formadores de carbonitruros, tales
como Ti o Nb en una proporción relativamente alta. La adición de Ti
y/o Nb al acero inoxidable ferrítico para el uso como elemento para
un sistema de escape es importante en la mejora de la trabajabilidad
y el rendimiento para los requisitos del sistema, puesto que los
aditivos Ti y Nb mejoran la trabajabilidad del acero así como la
resistencia a la corrosión y al calor necesarias para un elemento de
un sistema de escape.
Un valor \upbar{r} que representa aptitud para
la embutición profunda mejora seguramente mediante la adición de Ti
y/o Nb, pero los aditivos Ti y Nb aumentan desfavorablemente la
anisotropía Ar en el plano del valor \upbar{r}. En este sentido,
la mera adición de tales elementos de aleación no es suficiente para
conferir suficiente trabajabilidad al acero inoxidable ferrítico,
que satisface las necesidades de una gran deformación.
También se conoce la adición de uno o más de Al,
B y Cu para mejorar la trabajabilidad.
También se han propuesto varios métodos para el
control apropiado de las condiciones de fabricación desde una etapa
de fabricación del acero hasta una etapa de laminación en frío o de
recocido de terminación. Por ejemplo, la modificación de una placa
recién colada para dar una estructura cúbica cristalina en una etapa
de fabricación del acero, y reducción de una temperatura inicial,
normalización de un fleje de acero a una temperatura apropiada,
reducción de una temperatura de terminación y reducción de una
temperatura de bobinado en una etapa de laminación en caliente.
Frecuentemente, estos controles de temperatura se llevan a cabo en
combinación con el control de una relación de reducción. El control
de un coeficiente de fricción entre un fleje de acero y un cilindro
de trabajo durante la laminación en caliente también es eficaz para
mejorar la trabajabilidad. Todos estos métodos tienen como propósito
la destrucción de una estructura recién colada, que ejerce una
influencia perjudicial sobre la recristalización.
Incluso en las etapas que suceden a la etapa de
laminación en caliente, el aumento de una relación de laminación en
frío también es eficaz para mejorar un valor \upbar{r} con menor
anisotropía \Deltar en el plano, como se informa en "Stainless
Steel Handbook" ("Manual del Acero Inoxidable") (editado por
Stainless Steel Society en Japón y publicado por Nikkan Kogyo
Shimbun Co. en 1995), pág. 935. Una relación de laminación en frío
de acero aleado con Ti se establece necesariamente en un valor
superior al 60% (preferiblemente del 70-90%) para el
propósito. La doble laminación en frío-doble
recocido en varias combinaciones de condiciones de laminación en
frío con condiciones de recocido o con un cilindro de trabajo más
grande también es eficaz para mejorar la trabajabilidad. Por
ejemplo, un material de acero basado en la composición de SUS430,
con el que se alean elementos de aleación en proporciones bajas, o
un material de acero basado en composiciones de SUS430, con el que
se alean Al y Ti, son aquellos aceros mejorados en su trabajabilidad
mediante las condiciones de fabricación.
Sin embargo, sólo existen unos cuantos informes
sobre la investigación de las condiciones de fabricación de acero
inoxidable ferrítico aleado con Ti o Nb para el uso en la
resistencia a la corrosión o al calor, con extensión, refiriéndose
al conocimiento representado por "uno o dos de Ti y Nb", como
se describe en los documentos JP 6-17519B y JP
8-311542A. Estos métodos propuestos hasta el momento
necesitan medios adicionales en un procedimiento de fabricación
convencional o modifican inevitablemente un procedimiento de
fabricación en sí mismo, dando como resultado un aumento del coste
de fabricación y finalmente del coste del producto.
El documento JP 8 199 235 describe una lámina de
acero ferrítico que contiene niobio que es excelente en cuanto a su
trabajabilidad.
Los efectos de las condiciones de fabricación
sobre la trabajabilidad se han investigado para una lámina de acero
inoxidable ferrítico de 0,7-0,8 mm de espesor, pero
tales efectos sobre la trabajabilidad de una lámina de acero
inoxidable ferrítico más gruesa que 1,0 mm aún no se han aclarado.
Teniendo en cuenta el uso real, una lámina de acero más gruesa que 2
mm aproximadamente de espesor se ha utilizado ampliamente como
elemento de un sistema de escape para un automóvil. Cuando el método
mencionado anteriormente se aplica a un procedimiento de fabricación
de una lámina de acero inoxidable de tal grosor, un fleje de acero
laminado en caliente es necesariamente más grueso que 6 mm, para
producir una relación de laminación en frío superior al 70%. Como
resultado, una lámina de acero laminado en caliente debería
laminarse en frío con una carga mayor mientras se estabiliza su
desplazamiento influido por la resistencia y la plegabilidad a baja
temperatura, de manera que no puede evitarse el aumento del coste de
fabricación.
En resumen, se requiere marcadamente el
proporcionar un acero inoxidable ferrítico aleado con Ti o Nb de
buena trabajabilidad sin la necesidad de medios adicionales o el
aumento del coste de fabricación, incluso cuando el acero inoxidable
ferrítico se lamina para dar un fleje más grueso que 1,0 mm.
La presente invención tiene como objetivo prever
una lámina de acero inoxidable ferrítico mejorada en cuanto a la
trabajabilidad mediante un efecto de precipitados que contienen Nb
sobre el control de la orientación cristalina, sin la reducción de
elementos perjudiciales para la resistencia a la corrosión o al
calor o la adición de elementos especiales eficaces para la
resistencia a la corrosión o al calor, además, sin restricciones en
el espesor. La presencia de precipitados finos que contienen Nb en
una matriz de acero también es eficaz para mejorar la trabajabilidad
con menos anisotropía en el plano.
La presente invención propone recientemente dos
tipos de láminas de acero inoxidable ferrítico con buena
trabajabilidad.
Una primera propuesta se refiere a una lámina de
acero inoxidable ferrítico, que consiste en C hasta el 0,03% en
masa, N hasta el 0,03% en masa, Si hasta el 2,0% en masa, Mn hasta
el 2,0% en masa, Ni hasta el 0,6% en masa, del 9-35%
en masa de Cr, del 0,15-0,80% en masa de Nb y siendo
el resto Fe excepto las impurezas inevitables, comprende una
estructura metalúrgica que incluye precipitados de 2 \mum o menos
de tamaño de partícula en una proporción de no más del 0,5% en masa
y tiene una orientación cristalina en una superficie a 1/4 de
profundidad del espesor con intensidad integrada definida por la
fórmula (a) no inferior a 1,2.
| Intensidad integrada=[I_{(211)} / I_{0(211)}]/[I_{(200)} / I_{0(200)}] | (a) |
en la que, I_{(211)} e
I_{(200)} representan las intensidades de difracción en los
planos (211) y (200) de una muestra de dicho acero medidas por XRD
(difracción de rayos X), mientras I_{0(211)} e
I_{0(200)} representan las intensidades de difracción en
los planos (211) y (200) de una muestra no
direccional.
La lámina de acero inoxidable ferrítico puede
contener además uno o más de Ti hasta el 0,05% en masa, Mo hasta el
3,0% en masa, Cu hasta el 2,0% en masa y Al hasta el 6,0% en masa.
El acero inoxidable ferrítico se ofrece en el mercado como un fleje
de acero laminado en caliente, una lámina de acero laminado en
caliente, un fleje de acero laminado en caliente, una lámina de
acero laminado en frío o un tubo de acero soldado. El término
"lámina de acero" incluye todos estos materiales en esta
memoria descriptiva.
La lámina de acero inoxidable ferrítico se
fabrica mediante un procedimiento que incluye una etapa de
tratamiento de precipitación a 700-850ºC durante 25
horas o un periodo más corto previo a un recocido de terminación a
900-1100ºC durante 1 minuto o un periodo más
corto.
Una segunda propuesta se refiere a una lámina de
acero inoxidable ferrítico con buena trabajabilidad con menos
anisotropía en el plano. Esta lámina de acero inoxidable tiene la
misma composición que la mencionada anteriormente, comprende una
estructura metalúrgica que incluye precipitados finos de 0,5 \mum
o menos de tamaño de partícula controlados en una proporción de no
más del 0,5% en masa en un estado de recocido de terminación
mediante la disolución de los precipitados finos, cuando ya se han
generado por calentamiento, en una matriz de acero durante el
recocido de terminación, y tiene orientación cristalina con
intensidad integrada definida por la fórmula (b) no inferior a
2,0.
| Intensidad integrada=[I_{(222)} / I_{0(222)}]/[I_{(200)} / I_{0(200)}] | (b) |
en la que, I_{(222)} e
I_{(200)} representan las intensidades de difracción en los
planos (222) y (200) de una muestra de dicha lámina de acero medidas
por XRD, mientras I_{0(222)} e I_{0(200)}
representan las intensidades de refracción en los planos (222) y
(200) de una muestra no
direccional.
La intensidad integrada definida por la fórmula
(b) se mantiene a un nivel no inferior a 2,0 controlando los
precipitados finos que contienen Nb, cuando ya se han generado por
un tratamiento térmico previo al recocido de terminación, en una
proporción en un intervalo del 0,4-1,2% en masa.
Tal acero inoxidable ferrítico se fabrica
mediante calentamiento para precipitación, teniendo el acero la
composición especificada, a una temperatura en un intervalo de
450-750ºC durante 20 horas o un periodo más corto en
una cualquiera de las etapas previas al recocido de terminación, y
calentando después a 900-1100ºC durante 1 minuto o
un periodo más corto durante el recocido de terminación.
La figura 1 es un gráfico que muestra un efecto
de precipitados distribuidos en una matriz de acero antes del
recocido de terminación sobre la relación de deformación media de
una lámina de acero ya sometida al recocido de terminación.
La figura 2 es otro gráfico que muestra un efecto
de precipitados finos distribuidos en una matriz de acero antes del
recocido de terminación sobre la relación de deformación media y la
anisotropía en el plano de una lámina de acero ya sometida al
recocido de terminación.
Los inventores han investigado los efectos de las
composiciones y condiciones de fabricación sobre la trabajabilidad
desde varios aspectos, suponiendo que los aceros inoxidables
ferríticos, que contienen uno o ambos de Nb y Ti en proporciones
suficientes para estabilizar el C y el N como carbonitruros, se
laminan en frío con una relación de reducción del
50-60%, lo que generalmente se considera como un
valor insuficiente para el aumento de un valor \upbar{r}. En el
transcurso de las investigaciones, los inventores han descubierto
que el acero inoxidable ferrítico aleado con Nb puede tratarse para
dar un fleje o lámina de acero con buena trabajabilidad mediante
tratamiento térmico para generar precipitados en cualquier etapa
previa al recocido de terminación.
La presente invención, que se basa en el efecto
recientemente descubierto de los precipitados, hace posible la
producción de una lámina de acero inoxidable con buena
trabajabilidad incluso cuando su espesor sobrepasa 1,0 mm.
Los precipitados que se generan mediante
tratamiento de precipitación previo al recocido de terminación,
muestran efectos cuantitativos sobre la trabajabilidad de una lámina
de acero inoxidable ferrítico. Por ejemplo, la figura 1 muestra una
relación entre una proporción total de precipitados de 2 \mum o
menos de tamaño de partícula y la trabajabilidad de una lámina de
acero inoxidable ferrítico, que se fabricó mediante un tratamiento
de precipitación de 30 segundos de una lámina de acero de
12Cr-0,8Mn-0,5Si-0,6Nb
de 4,5 mm de espesor para generar precipitados, laminación en frío
hasta un espesor de 2,0 mm y, después, recocido de terminación a
1040ºC. El aumento brusco de una relación \upbar{r} de deformación
plástica media se observa como el aumento de una proporción total de
precipitados de 2 \mum o menos de tamaño de partícula por encima
del 1,1% en masa. La intensidad integrada definida por la fórmula
(a) mencionada anteriormente también aumenta hasta un nivel de 1,2 o
más, para el cual la lámina de acero inoxidable ferrítico se deforma
para dar una forma objetivo con buena trabajabilidad, en respuesta
al aumento de la relación \upbar{r} de deformación plástica
media.
Teniendo en cuenta los resultados mencionados
anteriormente, se entiende que la intensidad integrada definida por
la fórmula (a) debería mantenerse en un valor no inferior a 1,2 para
proporcionar un acero inoxidable ferrítico con buena trabajabilidad,
en otras palabras, un valor \upbar{r} medio de 1,5 o más. La
intensidad integrada de 1,2 o más se consigue generando precipitados
de 2 \mum o menos de tamaño de partícula con una proporción total
del 1,1% en masa o más. La proporción total de precipitados se
mantiene preferiblemente en un nivel relativamente bajo en el
intervalo especificado puesto que los precipitados actúan como
puntos de inicio de la fractura por fragilidad, aunque una
proporción total de precipitados en un estado de recocido de
terminación no se controla necesariamente para una lámina de acero
inoxidable para el uso como un elemento cuya tenacidad no se valora
mucho.
Buena trabajabilidad con menos anisotropía en el
plano se consigue controlando la proporción de precipitados finos de
0,5 \mum o menos en una proporción total de no más del 0,5% en
masa en una lámina de acero ya sometida al recocido de
terminación.
Por ejemplo, se trató un acero
14Cr-1Mn-1Si-0,4Nb-0,1Cu
para dar una lámina de acero laminado en caliente de 4,5 mm de
espesor, se calentó durante 30 segundos para generar precipitados
finos, se laminó en frío hasta un espesor de 2,0 mm, y después se
sometió a recocido de terminación a 1040ºC. En estas condiciones,
una temperatura para el tratamiento de precipitación se varió para
investigar un efecto del tratamiento de precipitación sobre la
generación de precipitados finos.
Se examinó y clasificó la trabajabilidad de una
lámina de acero ya sometida a recocido de terminación en relación
con la proporción total de precipitados finos de 0,5 \mum o menos
de tamaño de partícula, que estaban presentes en una matriz de acero
antes del recocido de terminación. La trabajabilidad se evalúa como
un valor \upbar{r} medio y la anisotropía \Deltar en el plano.
Los resultados se muestran en la figura 2, en la que también se
señala la intensidad integrada definida por la fórmula (b).
Los resultados mostrados en la figura 2 prueban
que el aumento de precipitados finos de 0,5 \mum o menos de tamaño
de partícula con una proporción total superior al 0,4% en masa
produce el aumento de un valor \upbar{r} medio y la reducción de
la anisotropía \Deltar en el plano. El aumento de los precipitados
también da como resultado un aumento de la intensidad integrada. La
intensidad integrada se mantiene en un nivel no inferior a 2,0, en
una zona en la que el acero inoxidable ferrítico muestra buena
trabajabilidad. Por otro lado, una proporción total de precipitados
finos superior al 1,2% en masa produce el aumento brusco de la
anisotropía en el plano y la reducción de la intensidad integrada,
aunque el valor \upbar{r} medio no se reduce, independientemente
de la proporción de precipitados finos.
Teniendo en cuenta los resultados mencionados
anteriormente, se entiende que la intensidad integrada definida por
la fórmula (b) debería mantenerse en un valor no inferior a 2,0 para
proporcionar un acero inoxidable ferrítico con buena trabajabilidad,
en otras palabras, un valor \upbar{r} medio de 1,2 o más con
anisotropía \Deltar en el plano de 0,5 o inferior. La intensidad
integrada de 2,0 o más se consigue generando precipitados finos de
0,5 \mum o menos de tamaño de partícula con una proporción total
en un intervalo del 0,1-1,2% en masa. En el sistema
aleado de la invención, la proporción total de precipitados finos se
mantiene preferiblemente en un nivel relativamente bajo en un
intervalo del 0,4-1,2% en masa puesto que los
precipitados actúan como puntos de inicio de la fractura por
fragilidad, aunque la proporción total de precipitados en un estado
de recocido de terminación no se controla necesariamente para una
lámina de acero inoxidable para el uso como un elemento cuya
tenacidad no se valora mucho. La tenacidad de una lámina de acero
inoxidable ferrítico se garantiza mediante la disolución de los
precipitados finos, que se utilizaron para controlar el crecimiento
de la estructura del agregado, en una etapa de recocido de
terminación, de modo que se reduzca la proporción total de
precipitados finos de 0,5 \mum o menos de tamaño de partícula al
0,5% en masa o menos después del recocido de terminación.
El cambio de la trabajabilidad en respuesta a una
proporción total de precipitados no está aclarada aún de manera
suficiente, pero los inventores se imaginan el efecto de los
precipitados sobre la trabajabilidad como sigue: un fleje o lámina
de acero laminado en caliente se modifica para dar una estructura
metalúrgica en la que se distribuye una gran cantidad de
precipitados que contienen Nb, recociéndolo a una temperatura
inferior a su temperatura de recristalización. En el sistema aleado
de la invención, los precipitados que contienen Nb son fases de
Laves basadas en Fe_{3}Nb y carbonitruros basados en
Fe_{3}Nb_{3}C. Tales precipitados favorecen el crecimiento
preferente de la estructura del agregado en los planos (211) y
(222), eficaces para la mejora de la trabajabilidad, pero impide el
crecimiento de la estructura del agregado en el plano (200)
perjudicial para la trabajabilidad, durante el recocido de
terminación. En consecuencia, una lámina de acero recocido tiene
buena trabajabilidad.
La tenacidad de una lámina de acero inoxidable
ferrítico se garantiza mediante la disolución de los precipitados,
que se utilizaron para controlar el crecimiento de la estructura del
agregado, en una etapa de recocido de terminación, de modo que se
reduzca la proporción total de precipitados de 2 \mum o menos,
preferiblemente de 0,5 \mum o menos, de tamaño de partícula al
0,5% en masa o menos después del recocido de terminación.
El acero inoxidable ferrítico propuesto
recientemente tiene la composición especificada como sigue:
Cada uno de C y N hasta el 0,03% en
masa
Aunque C y N son elementos para mejorar la
resistencia a altas temperaturas, tal como la resistencia a la
fluencia en general, la adición excesiva de C y N no sólo empeora la
resistencia a la corrosión, la resistencia a la oxidación, la
trabajabilidad y la tenacidad sino que además hace necesario un
aumento del contenido de Nb para estabilizar el C y el N como
carbonitruros. En este sentido, el contenido de C y N se ajusta
preferiblemente a niveles bajos. En la práctica, cada uno del
contenido de C y N se controla tal que no sean superiores al 0,03%
en masa (preferiblemente el 0,02% en masa).
Si hasta el 2,0% en
masa
Si es un elemento de aleación muy eficaz para
mejorar la resistencia a la oxidación a alta temperatura. Pero la
adición excesiva de Si produce un aumento de la dureza y empeora la
trabajabilidad y la tenacidad. En este sentido, el contenido de Si
se ajusta a un nivel no superior al 2,0% en masa (preferiblemente el
1,5% en masa).
Mn hasta el 2,0% en
masa
Mn es un elemento de aleación para mejorar la
resistencia a la oxidación a alta temperatura así como la capacidad
de separación de la cascarilla, pero la adición excesiva de Mn
ejerce una influencia perjudicial sobre la soldabilidad. Además, la
adición excesiva de Mn, que es un formador de austenita, favorece la
generación de la fase martensita, dando como resultado una
disminución de la trabajabilidad. Por lo tanto, se establece el
límite superior del contenido de Mn en el 2,0% en masa
(preferiblemente el 1,5% en masa).
Ni hasta el 0,6% en
masa
Ni es un elemento que estabiliza la fase
austenita, de manera que la adición excesiva de Ni favorece la
generación de fase martensita y empeora la trabajabilidad de igual
manera que Mn. Ni también es un elemento costoso. En este sentido,
se establece el límite superior del contenido de Ni en el 0,6% en
masa (preferiblemente el 0,5% en masa).
Del 9-35% en masa
de
Cr
Cr es un elemento esencial para la estabilización
de la fase ferrita, la resistencia a la oxidación necesaria para el
uso a alta temperatura, y las resistencias a las picaduras y a la
intemperie necesarias para el uso en un entorno corrosivo. La
resistencia al calor y a la corrosión mejora si aumenta el contenido
de Cr, pero la adición excesiva de Cr produce la fragilización del
acero y aumenta la dureza, dando como resultado una disminución de
la trabajabilidad. Por lo tanto, el contenido de Cr se controla en
un intervalo del 9-35% en masa (preferiblemente del
12-19% en masa).
Del 0,15-0,80% en
masa de
Nb
En general, Nb estabiliza el C y el N como
carbonitruros, y el Nb restante mejora la resistencia a altas
temperaturas del acero. Además, el aditivo Nb se utiliza para
controlar la estructura del agregado recristalizado en el acero de
la invención. La generación de precipitados finos se garantiza
mediante la disolución de Nb en una matriz de una lámina de acero
laminado en caliente.
Una parte del aditivo Nb consumida para la
estabilización del C y el N como carbonitruros existe en forma de
Nb(C,N), y no cambia sustancialmente su forma o su proporción
de una etapa de laminación en caliente a una etapa de recocido de
terminación. Por otro lado, la otra parte del aditivo Nb disuelta en
un fleje o lámina de acero laminado en caliente precipita como
Fe_{3}Nb_{3}C, Fe_{2}Nb o similares por el tratamiento de
precipitación previo al recocido de terminación, y los precipitados
controlan favorablemente el crecimiento preferente de la estructura
del agregado recristalizado, eficaz para mejorar la trabajabilidad.
En este sentido, la proporción de Nb debería mantenerse en un nivel
superior a la proporción necesaria para la estabilización del C y el
N como carbonitruros. Por lo tanto, se establece el límite inferior
del contenido de Nb en el 0,15% en masa (preferiblemente el 0,20% en
masa). Sin embargo, la proporción de Nb se regula en no más del
0,80% en masa (preferiblemente el 0,50% en masa), puesto que la
adición excesiva de Nb produce demasiada generación de precipitados
perjudiciales para la tenacidad.
Ti hasta el 0,5% en
masa
Ti es un elemento opcional, que estabiliza el C y
el N como carbonitruros de igual manera que Nb y mejora la
resistencia a la corrosión intergranular. Pero la adición excesiva
de Ti empeora la tenacidad y la trabajabilidad del acero y ejerce
una influencia perjudicial sobre el aspecto exterior de una lámina
de acero. En este sentido, se establece el límite superior del
contenido de Ti en el 0,5% en masa (preferiblemente el 0,3% en
masa).
Mo hasta el 3,0% en
masa
Mo es un elemento para mejorar la resistencia a
la corrosión y la resistencia al calor (que incluye la resistencia a
altas temperaturas y la resistencia a la oxidación a una temperatura
alta), de manera que Mo se añade opcionalmente al acero para el uso
que requiere excelentes propiedades. Sin embargo, la adición
excesiva de Mo empeora la laminabilidad en caliente, la
trabajabilidad y la tenacidad del acero y también aumenta el coste
del acero. En este sentido, se establece un límite superior del
contenido de Mo en el 3,0% en masa (preferiblemente el 2,5% en
masa).
Cu hasta el 2,0% en
masa
Cu es un elemento de aleación opcional para
mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia a altas
temperaturas y también confiere al acero inoxidable ferrítico una
propiedad antimicrobiana. Sin embargo, la adición excesiva de Cu
produce la disminución de la laminabilidad en caliente del acero y
empeora la trabajabilidad y la tenacidad. En este sentido, se
establece el límite superior del contenido de Cu en el 2,0% en masa
(preferiblemente el 1,5% en masa).
Al hasta el 6,0% en
masa
Al es un elemento de aleación opcional para
mejorar la resistencia a la oxidación del acero inoxidable ferrítico
a alta temperatura de igual manera que Si. Pero la adición excesiva
de Al produce un aumento de la dureza y empeora la trabajabilidad y
la tenacidad del acero. En este sentido, se establece el límite
superior del contenido de Al en el 6,0% en masa (preferiblemente el
4,0% en masa).
Las proporciones de otros elementos no se definen
específicamente en la presente invención, pero uno o más de tales
otros elementos pueden añadirse según lo requiera la ocasión. Por
ejemplo, Ta, W, V y Co para la resistencia a altas temperaturas, Y y
REM (Rare Earth Metals, metales de las tierras raras) para la
resistencia a la oxidación a alta temperatura y Ca, Mg y B para la
trabajabilidad en caliente y la tenacidad. La proporción de Ta, W, V
y/o Co es preferiblemente de hasta el 3,0% en masa, la proporción de
Y y/o REM es preferiblemente de hasta el 0,5% en masa, y la
proporción de Ca, Mg y/o B es preferiblemente de hasta el 0,05% en
masa.
Las impurezas normales, tales como P, S y O se
controlan preferiblemente en el nivel más bajo posible. Por ejemplo,
P no más del 0,04% en masa, S no más del 0,03% en masa y O no más
del 0,02% en masa. Estas impurezas pueden controlarse de manera
estricta en niveles más bajos para mejorar la trabajabilidad y la
tenacidad del acero.
Condiciones de fabricación de la lámina de acero
inoxidable del primer tipo
Una lámina de acero inoxidable ferrítico se
calienta a 700-850ºC durante un periodo de tiempo
de 25 horas o más corto para precipitar las partículas que contienen
Nb en una matriz de acero. El tratamiento de precipitación se lleva
a cabo en cualquier etapa, desde una etapa de fabricación del acero,
antes de una etapa de recocido de terminación, utilizando un horno
de recocido continuo o de tipo discontinuo. Las condiciones del
tratamiento de precipitación se controlan de modo que se produzca
una proporción apropiada de precipitados de 2 \mum o menos de
tamaño de partícula, eficaces para la trabajabilidad.
La trabajabilidad de una lámina de acero
inoxidable mejora extraordinariamente generando precipitados de 2
\mum o menos con una proporción total no inferior al 1,1% en masa.
Los precipitados de 2 \mum o menos de tamaño de partícula se
generan a una temperatura de calentamiento de 700ºC o superior, pero
el sobrecalentamiento a una temperatura por encima de 850ºC produce
el crecimiento de precipitados de más de 2 \mum de tamaño de
partícula. Por otro lado, la generación de precipitados de 2 \mum
o menos de tamaño de partícula es insuficiente calentando a una
temperatura más baja, inferior a 700ºC.
Un periodo t de tiempo para el tratamiento de
precipitación se establece apropiadamente en respuesta a una
temperatura T (ºC) de calentamiento. En la práctica, el periodo t de
tiempo y la temperatura T de calentamiento se establecen de modo que
se mantenga un valor \lambda, definido por la siguiente fórmula,
en un intervalo de 19-23. El tratamiento de
precipitación debería completarse en 25 horas; de lo contrario, los
precipitados crecerían hasta formar partículas gruesas con menos
productividad debido al calentamiento de larga duración.
\lambda=(T+273)x(20+log
t)/1000
Una lámina de acero inoxidable de estructura
metalúrgica, en la que los precipitados de 2 \mum o menos de
tamaño de partícula se han distribuido en una proporción apropiada
mediante el tratamiento de precipitación, se somete al recocido de
terminación a 900-1100ºC para que la
recristalización reduzca la textura de laminación. La
recristalización tiene lugar a una temperatura de recocido de 900ºC
o superior, pero el sobrerecocido a una temperatura superior a
1100ºC acelera la generación de granos cristalinos gruesos y empeora
la tenacidad de una lámina de acero. El recocido de terminación se
completa preferiblemente en 1 minuto, teniendo en cuenta la
productividad y el consumo de energía.
Las condiciones de recocido de terminación se
controlan de modo que se reduzca la proporción total de precipitados
no disueltos de 2 \mum o menos de tamaño de partícula por debajo
del 0,5% en masa para mejorar la tenacidad (especialmente la
trabajabilidad secundaria). Si permanece demasiado precipitado en un
estado de recocido de terminación de un producto de acero, actúan
como punto de inicio de la fractura por fragilidad.
Los precipitados que contienen Nb afectan la
recristalización que tiene lugar durante el recocido de terminación.
Es decir, se hace crecer de forma preferente la estructura del
agregado en el plano (211), mientras se suprime el crecimiento de la
estructura del agregado en el plano (100). En consecuencia, la
intensidad integrada definida por la fórmula (a) mencionada
anteriormente aumenta hasta un nivel de 1,2 o más. Debido al aumento
de la intensidad integrada, la lámina de acero inoxidable sometido a
recocido de terminación mejora en cuanto a la trabajabilidad con una
relación \upbar{r} de deformación plástica media de 1,5 o más.
Condiciones de fabricación de la lámina de acero
inoxidable del segundo tipo
Una lámina de acero inoxidable ferrítico se
calienta a 450-750ºC en cualquier etapa previa al
recocido de terminación para precipitar las partículas finas que
contienen Nb en una matriz de acero. Las condiciones del tratamiento
de precipitación se controlan de modo que se distribuyan
precipitados finos de 0,5 \mum o menos de tamaño de partícula en
una matriz de acero con una proporción total no inferior al 0,4% en
masa. Si el acero se calienta a una temperatura inferior a 450ºC, la
generación de precipitados finos apenas se observa. Si por el
contrario, el acero se calienta a una temperatura superior a 750ºC,
los precipitados crecen hasta formar partículas gruesas de más de
0,5 \mum de tamaño.
El acero inoxidable ferrítico se calienta a la
temperatura especificada durante un tiempo más corto que 20 horas
para suprimir el crecimiento de precipitados hasta formar partículas
gruesas. Aunque en la presente invención no se define especialmente
la combinación de una temperatura con un tiempo de calentamiento
para el tratamiento de precipitación, las condiciones de
calentamiento se establecen preferiblemente de modo que se mantenga
el valor \lambda mencionado anteriormente en un intervalo de
13-19, para estabilizar las propiedades del acero
inoxidable ferrítico.
Entonces, el acero inoxidable ferrítico se somete
a recocido de terminación a una temperatura en el intervalo de
900-1100ºC durante un periodo de tiempo de 1 minuto
o más corto. Si la temperatura para el recocido de terminación es
inferior a la temperatura de recristalización, el acero recocido
comprende una estructura en la que la textura de laminación se
mantiene sin la disolución suficiente de los precipitados finos
generados por el tratamiento de precipitación. La textura de
laminación que queda dificulta desfavorablemente la reducción de la
anisotropía en el plano, mientras que los precipitados que quedan
disminuyen la tenacidad y la trabajabilidad secundaria de un
producto de acero. Pero el sobrecalentamiento por encima de 1100ºC
hace que se vuelvan gruesos los granos cristalinos, dando como
resultado una tenacidad insuficiente.
La intensidad integrada definida por la fórmula
(b) mencionada anteriormente debe controlarse en un nivel de 2,0 o
más, de manera que se garantice el crecimiento preferente de la
estructura del agregado en el plano (222) para una buena
trabajabilidad con menos anisotropía.
En tanto que un fleje de acero laminado en
caliente se someta al tratamiento de precipitación previo al
recocido de terminación para la recristalización, las otras
condiciones de fabricación no están definidas necesariamente. Por
ejemplo, un fleje de acero puede laminarse en frío una o más veces,
pero no debería calentarse hasta la temperatura de recristalización
en otras etapas distintas a la de recocido de terminación.
Especialmente en el caso de dos o más veces de laminación en frío,
se debería realizar un recocido de atenuación de tensiones por
debajo de la temperatura de recristalización después de una etapa de
laminación en frío, de modo que se inhiba la generación de la
estructura recristalizada. Las condiciones de laminación en caliente
no se especifican necesariamente, puesto que la recristalización se
evita durante la laminación en caliente a una temperatura normal en
un intervalo de 800-1250ºC.
En el caso en el que un fleje de acero laminado
en caliente se enfría inmediatamente con agua y después se bobina,
no se generan precipitados finos en una matriz de acero. En este
caso, el tratamiento de precipitación para la generación de
precipitados finos se realiza después de la etapa de laminación en
caliente. Por supuesto, los precipitados finos pueden generarse
controlando la velocidad de enfriamiento de un fleje de acero justo
después de la laminación en caliente. En este caso, no se requiere
necesariamente el tratamiento térmico para la generación de
precipitados finos en las etapas siguientes.
Para generar precipitados de 2 \mum o menos de
tamaño de partícula en una proporción apropiada en una etapa de
enfriamiento después de la laminación en caliente, un fleje de acero
laminado en caliente se enfría al aire y opcionalmente se enfría con
agua bajo la condición de que se satisfagan las condiciones
mencionadas anteriormente del tratamiento de precipitación durante
el enfriamiento del fleje de acero laminado en caliente.
La presente invención es normalmente ventajosa
para una lámina de acero inoxidable de 1,0 mm o más de espesor,
aunque no hay restricciones especiales en cuanto a la forma de un
producto de acero. Por supuesto, las características de la presente
invención se realizan incluso en un caso de una lámina de acero
inoxidable más fina que 1,0 mm o un producto fabricado a partir de
la lámina de acero inoxidable tratándola o soldándola para dar una
cierta forma.
Varios tipos de aceros que tienen las
composiciones mostradas en la tabla 1 se fundieron en un horno de
vacío de 30 kg, se colaron para formar una placa de 40 mm de
espesor, se normalizaron durante 2 horas a 1250ºC, se laminaron en
caliente hasta un espesor de 4,5 mm y después se enfriaron con agua.
En la tabla 1, el nº 8 corresponde a SUS409, y el nº 9 corresponde a
SUS436.
- Los números subrayados se encuentran fuera del intervalo de la presente invención
Cada fleje de acero laminado en caliente se
laminó en frío hasta un espesor de 2,0 mm y después se sometieron a
recocido de terminación en las condiciones mostradas en la tabla
2.
Una pieza de ensayo cortada de cada lámina de
acero recocido se sometió a un ensayo de tracción a temperatura
ambiente.
Otras piezas de ensayo cortadas de cada lámina de
acero antes y después del recocido de terminación se ensayaron para
determinar la proporción de precipitados pesando el residuo después
de la disolución electrolítica de los elementos de base distintos de
los precipitados.
Además, se prepararon piezas de ensayo para
determinar la orientación cristalina recortando láminas de acero
hasta 3/4 del espesor y puliendo después las láminas de acero. Se
midió la intensidad de difracción de cada pieza de ensayo en los
planos (211) y (200) mediante XRD, mientras que la intensidad de
difracción de una muestra no direccional preparada a partir de
material en polvo se midió en los planos (211) y (200) de la misma
manera. Los valores medidos se sustituyeron en la fórmula (a) para
calcular la intensidad integrada como un índice de orientación
cristalina.
Se evaluó la trabajabilidad de cada lámina de
acero basándose en una relación \upbar{r} de deformación plástica
media que representa la aptitud para la embutición profunda. La
relación de deformación plástica media se obtuvo mediante un ensayo
de tracción como sigue: se prepararon piezas de ensayo reguladas
según la norma JIS nº 13B cortando cada fleje de acero a lo largo de
una dirección L de laminación, una dirección T transversal en ángulo
recto respecto a la dirección L y una dirección D que cruza la
dirección L a 45 grados. Se aplicó una deformación previa por
extensión unidireccional del 15% a cada pieza de ensayo según las
condiciones reguladas por la norma JIS Z2254 (titulada "Test For
Measuring Plastic Strain Ratio Of Thin Metal Sheet" ("Ensayo
para medir la relación de deformación plástica de una lámina fina de
metal")), y se calcularon las relaciones r_{L}, r_{T} y
r_{D} de deformación plástica a lo largo de las direcciones L, T
y D, respectivamente, como relaciones de deformaciones de espesor
con respecto a deformaciones horizontales. Los resultados r_{L},
r_{T} y r_{D} de los cálculos se sustituyeron en las siguientes
fórmulas para obtener una relación \upbar{r} de deformación
plástica media y la anisotropía \Deltar en el plano.
\upbar{r}\ =\
(r_{L} + 2r_{D} + r_{T})\ /\
4
Se examinó la tenacidad de cada lámina de acero
mediante el ensayo de choque de Charpy con muesca en forma de V
regulada por la norma JIS Z2242 (titulada "Impact Test For Metal
Materials" ("Ensayo de choque para materiales metálicos")) a
una temperatura en un intervalo de -75ºC a 0ºC. A partir de los
valores de choque de Charpy se obtuvo una temperatura de transición
de ductilidad-fragilización de cada lámina de
acero.
Los resultados del ensayo se muestran en la tabla
3. Se observa que los ejemplos nº 1-11 de aceros
inoxidables ferríticos fueron superiores en cuanto a la
trabajabilidad al ejemplo nº 15 comparativo debido a relaciones
\upbar{r} de deformación plástica mayores, puesto que las
proporciones de precipitados antes del recocido de terminación y la
orientación cristalina, representadas por la intensidad integrada,
se mantuvieron en ambos casos en intervalos apropiados. Cada acero
de los ejemplos nº 1-11 tuvo una temperatura de
transición de ductilidad-fragilización inferior a
-50ºC, es decir, en un nivel en el que no tiene lugar la fractura
por fragilidad en la práctica. Estos resultados prueban que los
precipitados controlan ventajosamente la orientación cristalina de
una lámina de acero ya sometida a recocido de terminación para
mejorar la trabajabilidad.
Los ejemplos nº 12-14 muestran
los resultados de aceros inoxidables que tienen composiciones fuera
del intervalo de la presente invención. Los ejemplos nº
15-18 muestran resultados de aceros inoxidables que
tienen composiciones definidas por la presente invención pero
tratados en diferentes condiciones de fabricación.
El acero del ejemplo nº 16 fue relativamente
bueno en cuanto a la trabajabilidad pero inferior en la tenacidad
debido al contenido excesivo de Nb. Los aceros de los ejemplos nº 13
y 14 fueron buenos en cuanto a la tenacidad pero inferiores en la
trabajabilidad, puesto que la intensidad integrada no se mantuvo en
el intervalo especificado ni siquiera mediante el tratamiento de
precipitación previo al recocido de terminación debido a la ausencia
de Nb. El acero del ejemplo nº 15, que se fabricó mediante un
procedimiento convencional que incluye el recocido de terminación
para la recristalización sin tratamiento de precipitación, fue pobre
en cuanto a la trabajabilidad. El acero del ejemplo nº 16 no mejoró
en cuanto a la trabajabilidad ni siquiera mediante el tratamiento de
precipitación, puesto que se generó la estructura recristalizada
durante el calentamiento de un fleje de acero laminado en caliente.
La lámina de acero ya sometida a recocido de terminación de cada
ejemplo nº 17 y 18 fue pobre en cuanto a la tenacidad puesto que los
precipitados se disolvieron de manera insuficiente en una matriz de
acero debido al recocido de terminación a una temperatura más baja
en el ejemplo nº 17 o puesto que los granos cristalinos se volvieron
gruesos debido al recocido de terminación a una temperatura más alta
en el ejemplo nº 18.
Varios tipos de aceros que tienen las
composiciones mostradas en la tabla 4 se fundieron en un horno de
vacío de 30 kg, se colaron para formar una placa de 40 mm de
espesor, se normalizaron durante 2 horas a 1250ºC, se laminaron en
caliente hasta un espesor de 4,5 mm y después se enfriaron con agua.
En la tabla 4, los nº 1-9 son aceros de la
invención, el nº 10 es un acero comparativo, el nº 11 corresponde a
SUS409, y el nº 12 corresponde a SUS436.
Cada fleje de acero laminado en caliente se
laminó en frío hasta un espesor de 2,0 mm y después se recoció en
las condiciones mostradas en la tabla 5 (ejemplos inventivos) y en
la tabla 6 (ejemplos comparativos).
- Los números subrayados se encuentran fuera del intervalo de la presente invención.
\newpage
Una pieza de ensayo cortada de cada fleje de
acero recocido se sometió a un ensayo de tracción a temperatura
ambiente.
Otras piezas de ensayo cortadas de los flejes de
acero antes y después del recocido de terminación se ensayaron para
determinar proporciones de precipitados y orientación cristalina del
la misma manera que en el ejemplo 1, pero la orientación cristalina
se representó mediante la intensidad integrada definida por la
fórmula (b).
La trabajabilidad y la tenacidad de cada lámina
de acero también se evaluaron de la misma manera que en el ejemplo
1.
Todos los resultados del ensayo se muestran en la
tabla 7 (ejemplos inventivos) y la tabla 8 (ejemplos
comparativos).
A partir de la comparación de la tabla 7 con la
tabla 8, se entiende que los aceros de los ejemplos nº
1-15 según la presente invención fueron superiores
en cuanto a la trabajabilidad \upbar{r} con menor anisotropía
(\Deltar) en el plano que un acero del ejemplo nº 19 fabricado
mediante un procedimiento convencional, puesto que se mantuvieron en
intervalos apropiados la proporción de precipitados en una matriz de
acero antes del recocido de terminación y la orientación cristalina
de la lámina de acero (representada por la intensidad integrada).
Cada acero de los ejemplos nº 1-15 tuvo una
temperatura de transición de
ductilidad-fragilización inferior a -50ºC, es decir,
en un nivel en el que no tiene lugar la fractura por fragilidad en
la práctica. Estos resultados prueban que los precipitados finos
aparentemente tienen un efecto sobre la mejora de la
trabajabilidad.
Los ejemplos nº 16-18 muestran
los resultados de los aceros inoxidables comparativos. Los ejemplos
nº 19-26 muestran los resultados de aceros
inoxidables que tenían composiciones definidas por la presente
invención pero que se trataron en diferentes condiciones de
fabricación.
El acero del ejemplo nº 16 fue relativamente
bueno en cuanto a la trabajabilidad pero inferior en la tenacidad
debido al contenido excesivo de Nb. Los aceros de los ejemplos nº 17
y 18 fueron buenos en cuanto a la tenacidad pero inferiores en la
trabajabilidad, puesto que la intensidad integrada no se mantuvo en
el intervalo especificado ni siquiera mediante el tratamiento de
precipitación previo al recocido de terminación debido a la ausencia
de
Nb.
Nb.
Los aceros de los ejemplos nº 19 y 20 no
mejoraron en cuanto a la trabajabilidad ni siquiera mediante el
tratamiento de precipitación para la generación de precipitados
finos, puesto que los flejes de acero laminado en caliente ya se
habían transformado en la estructura recristalizada por el
calentamiento a 1040ºC, por encima del intervalo de temperatura
especificado en la presente invención. Los aceros de los ejemplos nº
21 y 24 fueron inferiores en cuanto a la anisotropía en el plano con
una intensidad integrada fuera del intervalo especificado por la
presente invención, puesto que se calentaron en un estado de
laminado en caliente o laminado en frío a una temperatura más alta,
de modo que se generaron precipitados finos de manera excesiva. Los
aceros de los ejemplos nº 22 y 23 fueron inferiores en cuanto a la
trabajabilidad con una intensidad integrada fuera del intervalo
especificado por la presente invención puesto que se calentaron en
un estado de laminado en caliente o laminado en frío a una
temperatura más baja, de modo que se generaron precipitados finos de
manera insuficiente. Los aceros de los ejemplos nº
25-27 también fueron inferiores en cuanto a la
trabajabilidad, puesto que los precipitados no se disolvieron
completamente en una matriz de acero del ejemplo nº 25 debido al
recocido de terminación a una temperatura más baja, y los granos
cristalinos se volvieron gruesos debido al recocido de terminación a
una temperatura más alta en el ejemplo nº 26 o durante un tiempo más
largo en el ejemplo nº 27.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
La presente invención como se menciona
anteriormente utiliza el efecto de los precipitados, que se han
generado en una etapa previa al recocido de terminación, sobre el
control de la orientación cristalina durante el recocido de
terminación y permite de esta manera proporcionar una lámina de
acero inoxidable ferrítico con buena trabajabilidad. Además, se
reduce la anisotropía en el plano controlando estrictamente la
proporción de precipitados finos y la orientación cristalina.
La buena trabajabilidad se garantiza incluso
cuando la lámina de acero es relativamente gruesa, de
1-2 mm, sin empeorar propiedades intrínsecas tales
como la resistencia al calor, la resistencia a la corrosión y la
tenacidad. La lámina de acero inoxidable ferrítico propuesta
recientemente se utilizará en amplios campos industriales, tales
como un elemento de un sistema de escape para un automóvil, debido a
las excelentes propiedades.
Claims (9)
1. Lámina de acero inoxidable ferrítico con buena
trabajabilidad, que
consiste en C hasta el 0,03% en masa, N hasta el
0,03% en masa, Si hasta el 2,0% en masa, Mn hasta el 2,0% en masa,
Ni hasta el 0,6% en masa, del 9-35% en masa de Cr,
del 0,15-0,80% en masa de Nb, opcionalmente Ti hasta
el 0,5% en masa, Mo hasta el 3,0% en masa, Cu hasta el 2,0% en masa,
Al hasta el 6,0% en masa y siendo el resto Fe excepto las impurezas
inevitables, y
tiene la estructura metalúrgica que comprende
precipitados que contienen Nb, de 2 \mum o menos de tamaño de
partícula, que se han generado mediante un tratamiento de
precipitación y se han consumido para el control de la orientación
cristalina durante el recocido de terminación, en una proporción de
no más del 0,5% en masa,
encontrándose dicha orientación cristalina en una
superficie a 1/4 de profundidad del espesor con una intensidad
integrada definida por la fórmula (a) mencionada a continuación, no
inferior a 1,2,
(a)Intensidad\
integrada=[I_{(211)} /I_{0(211)}]/[I_{(200)} /
I_{0(200)}]
en la que, I_{(211)} e
I_{(200)} representan las intensidades de difracción en los
planos (211) y (200) de una muestra de dicha lámina de acero medidas
por XRD, mientras I_{0(211)} e I_{0(200)}
representan las intensidades de refracción en los planos (211) y
(200) de una muestra no
direccional.
2. Lámina de acero inoxidable ferrítico con buena
trabajabilidad con menos anisotropía en el plano, que
consiste en C hasta el 0,03% en masa, N hasta el
0,03% en masa, Si hasta el 2,0% en masa, Mn hasta el 2,0% en masa,
Ni hasta el 0,6% en masa, del 9-35% en masa de Cr,
del 0,15-0,80% en masa de Nb, opcionalmente Ti hasta
el 0,5% en masa, Mo hasta el 3,0% en masa, Cu hasta el 2,0% en masa,
Al hasta el 6,0% en masa y siendo el resto Fe excepto las impurezas
inevitables, y
tiene la estructura metalúrgica que comprende
precipitados que contienen Nb de 0,5 \mum o menos de tamaño de
partícula, que se han generado por un tratamiento de precipitación y
se han consumido para el control de la orientación cristalina
durante el recocido de terminación, en una proporción de no más del
0,5% en masa,
encontrándose dicha orientación cristalina en una
superficie a 1/4 de profundidad del espesor con una intensidad
integrada definida por la fórmula (b) mencionada a continuación, no
inferior a 2,0,
(b)Intensidad\
integrada=[I_{(222)} /I_{0(222)}]/[I_{(200)} /
I_{0(200)}]
en la que, I_{(222)} e
I_{(200)} representan las intensidades de difracción en los
planos (222) y (200) de una muestra de dicha lámina de acero medidas
por XRD, mientras I_{0(222)} e I_{0(200)}
representan las intensidades de refracción en los planos (222) y
(200) de una muestra no
direccional.
3. Acero inoxidable ferrítico según una
cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, que contiene además al
menos uno de Ti hasta el 0,5% en masa, Mo hasta el 3,0% en masa, Cu
hasta el 2,0% en masa y Al hasta el 6,0% en masa.
4. Acero inoxidable ferrítico según la
reivindicación 2, en el que los precipitados finos ya se han
distribuido en una proporción total del 0,4-1,2% en
masa en una matriz de acero previamente al recocido de
terminación.
5. Método para fabricar una lámina de acero
inoxidable ferrítico con buena trabajabilidad, con menos
anisotropía, que comprende las etapas de:
proporcionar un acero inoxidable ferrítico que
consiste en C hasta el 0,03% en masa, N hasta el 0,03% en masa, Si
hasta el 2,0% en masa, Mn hasta el 2,0% en masa, Ni hasta el 0,6% en
masa, del 9-35% en masa de Cr, del
0,15-0,80% en masa de Nb, opcionalmente Ti hasta el
0,5% en masa, Mo hasta el 3,0% en masa, Cu hasta el 2,0% en masa, Al
hasta el 6,0% en masa y siendo el resto Fe excepto las impurezas
inevitables;
someter dicho acero inoxidable a un calentamiento
para precipitación a una temperatura en un intervalo de
700-850ºC durante un periodo de tiempo no más largo
que 25 horas; y
someter dicho acero inoxidable a recocido de
terminación a una temperatura en un intervalo de
900-1100ºC durante un periodo de tiempo no más largo
que 1 minuto.
6. Método para fabricar una lámina de acero
inoxidable ferrítico según la reivindicación 5, en el que el acero
inoxidable contiene además al menos uno de Ti hasta el 0,5% en masa,
Mo hasta el 3,0% en masa, Cu hasta el 2,0% en masa y Al hasta el
6,0% en masa.
7. Método para fabricar una lámina de acero
inoxidable ferrítico con buena trabajabilidad, con menos
anisotropía, que comprende las etapas de:
proporcionar un acero inoxidable ferrítico que
consiste en C hasta el 0,03% en masa, N hasta el 0,03% en masa, Si
hasta el 2,0% en masa, Mn hasta el 2,0% en masa, Ni hasta el 0,6% en
masa, del 9-35% en masa de Cr, del
0,15-0,80% en masa de Nb, opcionalmente Ti hasta el
0,5% en masa, Mo hasta el 3,0% en masa, Cu hasta el 2,0% en masa, Al
hasta el 6,0% en masa y siendo el resto Fe excepto las impurezas
inevitables;
someter dicho acero inoxidable a un calentamiento
para precipitación a una temperatura en un intervalo de
450-750ºC durante un periodo de tiempo no más largo
que 20 horas; y
someter dicho acero inoxidable a recocido de
terminación a una temperatura en un intervalo de
900-1100ºC durante un periodo de tiempo no más largo
que 1 minuto.
8. Método para fabricar una lámina de acero
inoxidable ferrítico según la reivindicación 7, en el que el acero
inoxidable contiene además al menos uno de Ti hasta el 0,5% en masa,
Mo hasta el 3,0% en masa, Cu hasta el 2,0% en masa y Al hasta el
6,0% en masa.
9. Método para fabricar una lámina de acero
inoxidable ferrítico según la reivindicación 7, en el que los
precipitados finos se distribuyen en una proporción total del
0,4-1,2% en masa en una matriz de acero por el
calentamiento para precipitación.
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