ES2238669T5

ES2238669T5 - Banda de acero laminada en caliente y procedimiento para su fabricación.

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Publication number: ES2238669T5
Application number: ES03396059T
Authority: ES
Inventors: Mikko Petteri Hemmilä; Reijo Arvi Liimatainen; Tommi Petteri Liimatainen
Original assignee: Rautaruukki Oyj
Current assignee: Rautaruukki Oyj
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2023-06-18
Also published as: ES2238669T3; SI1375694T2; ATE294256T1; EP1375694A1; PT1375694E; DE60300561D1; FI114484B; FI20021188A0; EP1375694B2; EP1375694B1; SI1375694T1; DE60300561T2; FI20021188A; DE60300561T3

Abstract

Una banda de acero con una microestructura que comprende martensita y/o bainita, y en la que el acero contiene, en porcentajes en peso: 0, 08%-0, 16% de C, 0, 5%-1, 5% de Cr y/o 0, 1%-0, 5% de Mo, 0, 6%-1, 1% de Mn, < 0, 015% de S y :5 0, 03% de P, 0, 01%-0, 08% de Al, 0, 1%-0, 3% de Si, 0, 0005%-0, 005% de B y 0, 01%-0, 1% de Ti, siendo el resto Fe e impurezas inevitables, siendo la resistencia a la tracción de la banda de acero de 700 Mpa-1500 Mpa con un alargamiento de tracción, cuyo valor A5 es por lo menos el 6%, en el que la banda de acero es una banda de acero laminada en caliente, laminada a un espesor final de por lo menos 2 mm pero no más de 12 mm; la microestructura comprende por lo menos el 95% de martensita y/o bainita; y el límite elástico es de 600 Mpa-1.400 Mpa.

Description

La invención se refiere a una banda de acero que es laminada en caliente hasta un espesor final de por lo menos 2 mm pero no más de 12 mm, en la que la microestructura de dicha banda de acero comprende por lo menos el 95% de martensita y/o bainita y en la que el acero contiene, en porcentajes en peso: 0,08% - 0,16% de C, 0,5% - 1,5% de Cr y/o 0,1% - 0,5% de Mo, ≤ 0,015% de S y ≤ 0,03% de P, 0,01% - 0,08% de Al, y el resto es Fe e impurezas inevitables. La invención se refiere también a un procedimiento para la fabricación de dicha banda de acero laminada en caliente.

Tradicionalmente los aceros duros se han hecho por recocido y enfriamiento, pero por esta técnica no se han logrado, por ejemplo la calidad superficial óptima y la dureza al impacto. Los gastos de fabricación han sido también elevados.

En la publicación GB-2 195 658, se describe un acero para forjados, que contiene en una realización preferida de 0,05% - 0,08% de carbono, 0,1% - 0,5% de silicio, 0,5% -1,6% de manganeso, 0,5% - 1,5% de cromo, hasta el 0,05% de titanio, hasta el 0,1% de niobio, 0,005% - 0,012% de nitrógeno, hasta el 0,06% de aluminio y 0,002% 0,005% de boro. Además, según dicha publicación, el forjado se empieza a la temperatura de 1.200ºC - 1.275ºC, y el objeto forjado es enfriado en un baño, de manera que la temperatura del objeto se mide continuamente, y el enfriamiento se interrumpe antes de que finalice la transformación en martensita. De este modo se obtiene la resistencia a la tracción de 700 - 1.100 N/mm2, y al mismo tiempo se obtiene una resistencia al impacto satisfactoria además de una proporción PS/TS de aproximadamente 0,75 sin templar por separado ni otro tratamiento térmico.

A diferencia de dichos aceros usados para forjado, las bandas de acero resistentes conocidas, es decir, los aceros usados en laminación, tienen un elevado contenido de manganeso y a menudo también un contenido de carbono bastante elevado, como por ejemplo la banda de acero laminada en caliente descrita en la publicación US-6 284 063 que tiene un espesor no superior a 5 mm. El acero descrito en dicha publicación contiene, en porcentajes en peso, 0,08% - 0,25% de carbono, 1,2% - 2,0% de manganeso, 0,02% - 0,05% de aluminio y menos de 0,07% de silicio, además de hasta el 0,015% de fósforo y hasta el 0,003% de azufre, mientras que la banda caliente contiene más del 95% de martensita. El acero puede contener también hasta el 1,0% de cromo, hasta el 0,1% de cobre, hasta el 0,5% de molibdeno, hasta el 0,1% de níquel, hasta el 0,009% de nitrógeno, hasta el 0,0025% de boro y posiblemente titanio en una parte estequiométrica, Ti = 3,4x%N, con respecto a la cantidad de nitrógeno. En primer lugar, el tocho se calienta a una temperatura de 1.000ºC - 1.300ºC, se prelamina dentro del intervalo de temperaturas de 950ºC 1.150ºC y se finaliza a una temperatura de laminación final por encima de Ar3. La banda caliente que se produce de esta forma se refrigera hasta una temperatura de bobinado en el intervalo de 20ºC por debajo de la temperatura inicial de la martensita MS, de manera que el contenido de las otras formas de la fase excepto el de martensita sea de menos de 5%. Según dicha publicación, la refrigeración hasta la temperatura de bobinado se realiza preferentemente de manera que el tiempo de refrigeración en el intervalo de 800ºC → 500ºC sea menor de 10 segundos. De este modo se obtiene para el producto final una resistencia a la tracción que está en el intervalo de 800N/mm2 -1.400N/mm2.

La publicación US-4 406 713 representa un procedimiento para hacer acero de gran resistencia, gran dureza, con buena moldeabilidad y soldabilidad, conteniendo dicho acero 0,005% - 0,3% de carbono, 0,3% - 2,5% de manganeso, hasta el 1,5% de silicio, hasta el 0,1% de niobio, hasta el 0,15% de vanadio, hasta el 0,3% de titanio y hasta el 0,3% de circonio. Según el procedimiento, la austenización se efectúa a una temperatura de 1.000ºC - 1.300ºC, y a partir de entonces se realiza primero, por ejemplo, la laminación en caliente en el intervalo de temperatura de Ar3 - 930ºC, cuando la recristalización de la austenita se ha retardado significativamente, en un reducción de área de por lo menos el 30%. Esta clase de trabajo introduce mucha rigidez en la austenita, que desplaza el intervalo de temperatura de precipitación de la fase de ferrita en un diagrama CCT habitual a temperaturas más elevadas y tiempos más cortos. En el curso de la refrigeración después del trabajo, el carbono se concentra en la fase de austenita no transformada a medida que procede la precipitación de la fase ferrita. Después de que la ferrita ha ocupado el 5 - 65% del acero, el acero se enfría rápidamente por debajo de la temperatura Ms, y puede obtenerse en el acero una estructura de dos fases, que comprende granos finos de ferrita y martensita con una elevada concentración de carbono.

La publicación GB-2 076 425 describe un procedimiento para producir acero de fase dual, procedimiento en que la banda de acero se lamina en caliente, la laminación en caliente se finaliza aproximadamente a 900ºC, y se bobina a una temperatura de entre aproximadamente 350ºC y aproximadamente 580ºC, y en la que la banda se recuece continuamente posteriormente en la zona de las dos fases ferrita austenita a temperaturas entre 760ºC y 830ºC con un tiempo de mantenimiento entre 1,5 y 3 minutos seguido de refrigeración con una velocidad de 3,5 a 6ºC/s para transformar al menos la mayor parte de la austenita a martensita. La composición del acero comprende, en peso, de 0,03% a 0,25% de carbono, de 0,3% a 2,5% de manganeso, hasta el 1,5% de silicio, hasta el 0,25% de molibdeno y hasta el 2% de cromo, siendo lo restante hierro excepto impurezas adicionales y residuales en cantidades que dependen de la práctica de la metalurgia. La banda laminada en caliente se lamina en frío posteriormente antes del recocido mencionado a temperaturas entre 760ºC y 830ºC. Este último recocido se finaliza por una refrigeración por aire forzada o natural.

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La publicación de patente US 6.554.919 (la solicitud publicada era US 2001/0049956) describe, de acuerdo con su reivindicación 1, un acero laminado en caliente con una elasticidad máxima y resistencia mecánica muy altas que se puede usar en particular para producir piezas de coches, comprendiendo dicho acero una estructura completamente bainítica, y la siguiente composición en peso: 0,08% < carbono < 0,2%, 1% < manganeso < 2%, 0,02% < aluminio < 0,1%, silicio < 0,5%, fósforo < 0,03%, azufre < 0,01%, 0,1% < vanadio < 0,3%, cromo < 1%, nitrógeno < 0,015%, molibdeno < 0,6%, siendo el resto acero e impurezas inherentes al procesamiento, en el que dicho acero no comprende niobio. La publicación de patente también describe un procedimiento para producir una banda de lámina de acero laminada en caliente, en el que dicha aleación se somete a: laminado a una temperatura inferior a 950ºC, enfriamiento llevado a cabo a una velocidad superior a 20ºC por segundo hasta una temperatura en el intervalo de 400ºC a 600ºC. El documento US 6.554.919 usa estructura bainítica pura enseñando que los aceros martensíticos tienen realmente los niveles más altos de resistencia, pero que es difícil producir dicha estructura en un tren de banda ancha debido a la fragilidad de la martensita, que hace que la banda se rompa después del laminado, y por consiguiente los aceros martensíticos pueden alcanzar niveles de resistencia superiores a 1.000 MPa pero con niveles de ductilidad muy bajos y dilataciones menores de 8%. El documento US 6.554.919 describe además que debe llevarse a cabo un tratamiento térmico después del laminado, porque la estructura de martensita se va a obtener por tratamiento térmico después de laminación. El documento US 6.554.919 también enseña que: “El vanadio aumenta la resistencia mecánica y reduce la dilatación. El vanadio es el elemento necesario en el acero con una estructura bainítica con el fin de producir un efecto de endurecimiento, algo que no se esperaba puesto que los elementos de microaleación tienen un efecto de endurecimiento por precipitación, pero esta precipitación termina a una temperatura más alta y debe llevarse a cabo en el sitio de la ferrita para que endurezca. Este efecto no se puede obtener mediante otros elementos de microaleación tales como el titanio o el niobio, porque estos elementos producen un aumento de la dureza en caliente, limitando así la reducción de las velocidades de laminado en caliente y por lo tanto el espesor mínimo que se puede obtener para esta clase de metal en lámina. Resulta que el vanadio no tiene efecto en la dureza en caliente. Pueden estar presentes otros elementos residuales y usarlos de acuerdo con sus propiedades conocidas, tales como el Cu y Ni. Los elementos de aleación añadidos tales como el titanio o boro, se pueden usar para promover la precipitación de carburos de vanadio a costa de los nitruros de vanadio. El titanio y el boro forman nitruros a alta temperatura, que permanecen estables durante el posterior tratamiento térmico”.

El objetivo de la presente invención es lograr una banda de acero laminada en caliente y su procedimiento de fabricación de tal manera que el acero no sea crítico en lo que se refiere a las fluctuaciones locales de la temperatura de bobinado en la banda, que sería elevadamente soldable, adecuada para el corte y la flexión térmica y con una elevada resistencia y, particularmente, una elevada resistencia al impacto. Otro objetivo de la invención es realizar esta clase de banda de acero laminada en caliente y su procedimiento de fabricación que permitiera costes de producción económicos.

La invención queda reflejada en las reivindicaciones.

Según un primer principio de la invención, la primera banda de acero laminada en caliente definida contiene también 0,6% - 1,1% de Mn y 0,1% - 0,3% de Si; la resistencia a la tracción de la banda de acero es 700 Mpa - 1.500Mpa con una elongación a la tracción que tiene un valor A5 que es al menos de 6%, y el límite elástico es 600 Mpa

1.400 Mpa. Según otro principio de la invención, esta clase de banda de acero se fabrica por un procedimiento que comprende las siguientes etapas: la laminación en caliente de la banda de acero en el intervalo de temperatura de 860ºC - 960ºC hasta dicho espesor final; el enfriamiento directo de dicha banda de acero laminada en caliente con una demora de no más de 15 segundos desde la última pasada de laminación a la temperatura de bobinado dentro del intervalo de 100ºC - 520ºC, de manera que la velocidad de refrigeración en el enfriamiento directo es de al menos 30ºC/s. No se realiza ningún recocido por templado.

La idea innovadora se basa en el hecho de que reduciendo la cantidad de manganeso y carbono, así como por la aleación del cromo y/o el molibdeno, además del boro cuando sea necesario, puede mantenerse una buena dureza y se logran las siguientes ventajas. La estructura del acero no es crítica para la segregación de manganeso y carbono durante el proceso de fundición debido al bajo contenido de manganeso y carbono. Las propiedades del acero no son críticas para las fluctuaciones locales de la temperatura de bobinado en la banda, lo que facilita la producción del acero y tiene un ventajoso efecto en la homogeneidad de sus propiedades mecánicas, lo que de nuevo tiene una influencia positiva tanto en la planitud del producto final como en el esfuerzo residual. La plancha de acero es muy adecuada para la soldadura y el corte con láser, y al mismo tiempo tiene una buena resistencia a la fatiga independientemente de dichos tratamientos térmicos. Además, la plancha de acero tiene excelentes propiedades de flexión, una buena resistencia al impacto además de una buena resistencia al reblandecimiento al templar.

Al fabricar este tipo de acero en lugar del tradicional recocido en horno y enfriamiento, por enfriamiento directamente después de la laminación en caliente, se logra una excelente resistencia al impacto, porque la transformación de fase en martensita y/o bainita tiene lugar a partir de una austenita de grano fino y trabajada. De la misma manera la calidad de la superficie se mejora, ya que las principales incrustaciones se eliminan en un desincrustador antes del laminado. Los gastos de fabricación se reducen también junto con la racionalización del procedimiento. En una línea de laminación de bandas, se aplica típicamente una elevada temperatura de calentamiento en el horno, por ejemplo en el intervalo de 1000ºC - 1300ºC, y un gran tiempo de mantenimiento, por ejemplo de 2h - 10h. En ese caso la disolución de carburos especiales, tales como carburos de Cr y Mo, y la homogeneización de la estructura son tan completas como sea posible. Por otro lado, el crecimiento del grano de austenita a la elevada temperatura de calentamiento no hace al producto final más frágil, porque la austenita se granula finamente durante la laminación en caliente. Se logra además una dureza excelente, combinada con una excelente resistencia al impacto.

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La banda de acero laminada en caliente según la invención que está laminada en caliente directamente hasta un espesor de 2mm - 12mm puede fabricarse resistente al desgaste y con diferentes durezas, típicamente en el intervalo de durezas de 300 HB - 400 HB, como las denominadas placas de acero resistentes al desgaste con el mismo procedimiento de producción de las placas de acero estructurales, cambiando únicamente el análisis y/o la velocidad de refrigeración de post laminación de la banda, y/o la temperatura de antes del bobinado, dentro del ámbito de la invención. Esta clase de acero resistente al desgaste puede también usarse en casos donde las estructuras requieran propiedades típicamente demandadas por el acero estructural, tales como buena moldeabilidad, soldabilidad y resistencia al impacto, lo que significa que la banda de acero laminada en caliente según la invención es factible también como acero estructural. En el análisis del acero que se explicará en la siguiente descripción, todos los porcentajes de contenido son porcentajes en peso, y el resto del acero no definido de otra forma es hierro, Fe, e impurezas inevitables.

En primer lugar, el acero según la invención tiene un contenido en carbono relativamente bajo, es decir al menos el 0,08% C pero no más del 0,16% C para una buena resistencia al impacto, flexibilidad y soldabilidad. El fósforo P que contiene como una impureza puede aumentar hasta el 0,03%, y el azufre S respectivamente puede aumentar hasta el 0,015%, lo que significa que estos contenidos se limitan para lograr buena resistencia al impacto y flexibilidad. Cuando sea necesario, pueden mejorarse otras propiedades tratando la colada con Ca o CaSi. El agente desoxidante empleado es aluminio, que en el producto final puede representar al menos el 0,01% de Al pero no más de 0,08% de Al. El cromo, al menos el 0,5% de Cr pero no más de 1,5% de Cr, y/o el molibdeno que es al menos el 0,1% de Mo pero no más de 0,5% de Mo, se alean para incrementar el endurecimiento y la resistencia al templado. Esto permite la precipitación a temperaturas de bobinado más elevadas, lo que puede usarse para la disminución e incluso la prevención del reblandecimiento del acero, así como para aliviar las fluctuaciones de tensión causadas por las diferencias de temperatura local durante la refrigeración de la bobina.

En cuanto a otras bandas de acero de elevada resistencia del mismo tipo, el contenido de manganeso es al menos únicamente el 0,6% de Mn pero no más únicamente del 1,1% de Mn. Por tanto, el acero no es susceptible de la segregación del manganeso y el carbono, que mejora la homogeneidad de la microestructura. En las pruebas que se llevaron a cabo se observó que ésta es la vía para lograr buenas propiedades de flexibilidad e incluso propiedades mecánicas en diferentes sentidos, así como una elevada calidad superficial al ser cortada térmicamente. En cuanto al silicio, sirve como agente desoxidante en el acero de la presente invención, y también funciona como una solución sólida endurecedora en contenidos de área de al menos el 0,10% de Si y hasta el 0,30% de Si, que tiene un ventajoso efecto sobre la resistencia al impacto y la moldeabilidad.

El acero según la invención puede cortarse térmicamente, por ejemplo por láser, en figuras definidas con precisión. Se ha observado que se logra una superficie cortada extraordinariamente lisa en un objeto cortado por láser. Por otro lado, se ha descubierto que la diferencia de resistencia entre el material básico y la zona suave creada en el procedimiento de cortado técnico, zona que se localiza en las inmediaciones de la zona endurecida, es relativamente pequeña. Todo ello tiene un ventajoso efecto en la resistencia a la fatiga. Además, un bajo contenido en carbono reduce la dureza máxima de la zona endurecida, de manera que la superficie de corte no es sensible a la fragilidad y el agrietamiento, ni trabajando el objeto ni en el uso práctico.

Según los análisis de prueba aquí expuestos, los contenidos de cobre no eran destacables, pero de acuerdo con otras pruebas no ilustradas aquí, todavía puede mantenerse que el contenido de cobre debe estar limitado a menos de 0,3% de Cu para asegurar una calidad de superficie excelente de la banda laminada en caliente. Si el contenido de cobre supera el 0,3%, es recomendable alear también el níquel, al menos 0,25 veces el contenido de cobre. Incluso si no hay cobre en la aleación, la cantidad de níquel se restringe a ≤ 1,5% de Ni.

La cantidad de boro aleado es típicamente al menos de 0,0005% de B pero no más de 0,005% de B para reducir el tamaño de grano e incrementar la capacidad de endurecimiento. La cantidad de titanio aleado es típicamente al menos el 0,01% de Ti pero no más de 0,1% para unir el nitrógeno N y prevenir la formación de nitruros de boro BN, porque el nitruro de boro reduce la eficacia del boro como potenciador del endurecimiento y reductor del tamaño de grano.

El acero según la invención puede, particularmente al límite más bajo del contenido en carbono, estar bien flexionado con respecto a su resistencia, es decir soldado por ejemplo en una soldadura de elevada frecuencia libre de metal de aportación, llamada soldadura HF, en un tubo. En producción de prueba se descubrió también que el material se adecua extremadamente bien en la producción de ambos perfiles abiertos y las secciones huecas del soldado HF.

Según la invención, el acero se fabrica a una temperatura de laminación final que queda dentro del intervalo de 860ºC - 960ºC, hasta un espesor final de 2mm - 12mm. El enfriamiento de la banda comienza no más tarde de 15 segundos después la última pasada de laminación, y se enfría rápidamente, siendo la velocidad de enfriamiento al

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menos de 30ºC/s, hasta una temperatura de bobinado baja en el intervalo de 100ºC - 520ºC. El resultado obtenido es típicamente una microestructura cercana a ser completamente bainítica y/o martensítica, de manera que el contenido de bainita y/o martensita es al menos de 95% en volumen. En el intervalo de temperatura de bobinado de 20ºC - 100ºC, la martensita no sería templada, mientras que cuando la temperatura de bobinado es al menos de 100ºC, la martensita se templa, de manera que por ejemplo en el intervalo de 100ºC - 200ºC, la martensita se templa ligeramente, y en el intervalo de temperatura de bobinado aproximado de 200ºC - 520ºC, la martensita se templa y el carbono precipita. Aunque el bobinado se llevó a cabo en un intervalo de fragilidad al templar más bajo, 200ºC 400ºC, o el enfriamiento se llevó a cabo en dicho intervalo, no se observó fragilidad al templar con la combinación de este procedimiento de producción y la composición. La resistencia a la tracción obtenida Rm es aproximadamente de 700 Mpa - 1500 Mpa, y el límite elástico obtenido Rp0,2, es decir resistencia a una elongación de 0,2%, es aproximadamente 600 Mpa - 1.400 Mpa. La resistencia a la elongación A5 es en consecuencia aproximadamente de 18% - 6%. La velocidad de cesión Y/T está típicamente en el intervalo de 0,8 - 0,96.

Cuando se desea obtener planchas de superficie dura, particularmente resistentes al desgaste, el contenido de carbono del acero puede disponerse en el intervalo de 0,12% - 0,16% de C, y la banda de acero laminada en caliente puede en ese caso enfriarse directamente a la temperatura de bobinado, que está por encima de 100ºC, pero por debajo de 400ºC, caso en que el esfuerzo residual se reduce o desaparece, sin embargo, sin afectar a la dureza de la placa de desgaste. De este modo, una temperatura de bobinado relativamente baja, en el intervalo de 100ºC 200ºC, puede aplicarse por ejemplo para bandas más delgadas, o una temperatura de bobinado ligeramente más elevada, en el intervalo de 200ºC - 400ºC, por ejemplo para bandas más gruesas. Si, por otro lado, se desean más propiedades del tipo de acero estructural, el contenido de carbono del acero se dispone en el intervalo de 0,08% 0,12% de C, y la banda de acero laminada en caliente se enfría directamente a la temperatura de bobinado, que está por encima de 100ºC, pero por debajo de 520ºC. Por ejemplo una temperatura de bobinado relativamente baja, en el intervalo de 100ºC - 200ºC, puede aplicarse para bandas más finas, y por ejemplo una temperatura de bobinado ligeramente más elevada, en el intervalo de 200ºC - 520ºC, puede aplicarse a bandas más gruesas. En este caso de “acero estructural”, es decir con un contenido en carbono en el intervalo de 0,08% - 0,12%, las fluctuaciones de la temperatura de bobinado del orden arriba descrito tienen, sin embargo, un efecto realmente restrictivo de las propiedades de la banda de acero, al permanecer en buenas condiciones independientemente de la temperatura de bobinado.

Ejemplos

Ejemplo 1. Se llevaron a cabo pruebas de templado tradicional en un laboratorio con composición a1, véase la tabla 1, por calentamiento de muestras con medidas de 8x100x250 mm, en un horno durante 20 minutos y a la temperatura de 900ºC. Las muestras se enfriaron en agua y templaron durante 2h a diferentes temperaturas. Los resultados se presentan en la tabla 2. Se advierte de los resultados que el material tiene un área de resistencia baja en el intervalo de temperatura de 250ºC - 350ºC. Por otro lado, la elongación se incrementa claramente a temperaturas de temple por encima de 400ºC, caso en que también la resistencia comienza a caer.

Tabla 1. Tabla2.

Composiciones de prueba

C: Si Mn P S Al N Cr Mo Ti B

acero A

a1: 0,098 0,22 0,71 0,008 0,004 0,030 0,005 0,94 0,20 0,032 0,002

a2: 0,086 0,28 0,77 0,008 0,003 0,024 0,005 0,82 0,27 0,032 0,002

a3: 0,083 0,21 0,77 0,010 0,003 0,033 0,005 1,04 0,27 0,036 0,002

acero B

b1: 0,140 0,26 0,81 0,110 0,003 0,027 0,006 0,65 0,21 0,038 0,002

b2: 0,146 0,23 0,82 0,006 0,003 0,032 0,007 0,88 0,27 0,036 0,002

b3: 0,135 0,23 0,90 0,009 0,004 0,035 0,006 0,88 0,27 0,038 0,002

b4: 0,130 0,25 0,84 0,008 0,002 0,032 0,005 1,06 0,28 0,037 0,002

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Resultados de la prueba de templado con la composición a1

Ttemple ºC: Tiempo h Rp0,2 N/mm2 Rm N/mm2 A5 % Charpy en V, J/cm2 resistencia, %

(-20ºC): (-40ºC) (-20ºC) (-40ºC)

*): 972 1072 12,6 20 5

100: 2 897 1123 11,7 133 85 40 15

150: 2 913 1125 12,0 172 72 65 10

200: 2 922 1113 12,4 122 50 40 10

250: 2 938 1112 12,2 36 26 10 10

300: 2 928 1086 11,7 55 28 10 5

350: 2 963 1064 11,8 115 27 40 10

400: 2 971 1049 12,6 93 58 20 15

450: 2 911 960 14,2 218 85 80 15

500: 2 822 901 15,1 251 216 98 80

600: 2 741 773 17,3 334 329 100 98

700: 2 430 528 21,2 430 451 100 100

*) sólo enfriado

Pruebas del enfriamiento directo en la escala de producción con bajo nivel de carbono

5 Ejemplo 2. En la línea de laminación de la banda, había una banda gruesa de 6 mm laminada en caliente con una composición a2 por enfriamiento directo a la temperatura de bobinado TBOBINA. Los resultados se presentan en la tabla 3.

Se advierte de los resultados que también cuando el bobinado es en el intervalo de temperatura de fragilidad al templar de 300ºC, como se muestra en el ejemplo 1, se logra todavía excelente resistencia. La resistencia y la 10 elongación no difieren mucho del ejemplo 1. Los resultados de las pruebas de flexibilidad del material se ilustran en la tabla 4.

Ejemplo 3. En la línea de laminación de la banda, había una banda gruesa de 3 mm laminada en caliente con la composición a2 por enfriamiento directo a la temperatura de bobinado TBOBINA. Los resultados se presentan en la tabla 3.

15 Se advierte de los resultados que también cuando se refrigera a una temperatura claramente más elevada de 450ºC, se lograban todavía las mismas propiedades mecánicas que en el ejemplo 2.

Ejemplo 4. En la línea de laminación de la banda, había una banda gruesa de 3 mm laminada en caliente con la composición a2 por enfriamiento directo a la temperatura de bobinado TBOBINA. Los resultados se presentan en la tabla 3.

20 Se advierte de los resultados que también cuando se refrigera a una temperatura claramente más baja, es decir a 100ºC, se lograban todavía las mismas propiedades mecánicas de los ejemplos 2 y 3.

Puede concluirse que por los medios de esta composición y el procedimiento de fabricación del acero, se logra un material homogéneo que no es sensible a las fluctuaciones de la temperatura de bobinado.

Ejemplo 5. En la línea de laminación de la banda, había una banda gruesa de 10 mm laminada en caliente con la

25 composición a3 por enfriamiento directo a la temperatura de bobinado TBOBINA. Los resultados se presentan en la tabla 3. Se advierte de los resultados que la resistencia y la dureza al impacto se reducen algo, pero las propiedades son todavía excelentes, mientras la temperatura de bobinado no sobrepase los 500ºC aproximadamente.

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Tabla 3.

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Propiedades mecánicas de la banda como resultado de las pruebas de laminación

Longitudinal: Transversal

acero: espesor mm ancho mm TBOBINA ºC Rp0,2 N/mm2 Rm N/mm2 Y/T A5 % HB ChV -40ºC J/cm2 Rp0,2 N/mm2 Rm N/mm2 A5 %

a1 a1 a2 a2 a2 a2 a3 a3 a3 a3 b1 b2 b2 b2 b3 b3 b4: 8 8 3 3 4 6 10 10 10 10 4 4 4 4 4 4 6 1000 1000 1000 1000 1250 1250 1250 1250 1300 1500 1500 1500 1250 1250 1250 a* b* 460 450 100 200 520 510 370 320 470 515 530 100 380 200 200 971 897 958 971 977 934 748 836 853 858 980 860 702 1179 1163 1125 1125 1049 1123 1030 1014 1117 1078 874 901 965 979 1031 1000 853 1347 1275 1317 1295 0,93 0,80 0,93 0,96 0,87 0,87 0,86 0,93 0,88 0,88 0,95 0,86 0,82 0,88 0,91 0,85 0,87 12,6 11,7 10,9 11,8 13,3 12,8 13,0 13,0 11,5 11,1 10,0 12,4 17,4 8,9 9,6 11,5 9,5 304 299 329 304 295 252 396 375 387 384 57 25 240 71 133 171 165 925 977 987 920 819 896 898 914 1051 974 747 1189 1162 1130 1016 1056 1130 1070 899 957 975 1005 1071 1006 847 1308 1294 1333 10,5 9,9 11,6 9,9 11,8 11,0 9,5 10,8 8,4 9,9 13,8 6,9 6,8 8,9

a* Prueba de laboratorio tradicional: austenización, enfriamiento en agua, templado a 400ºC, 2h b* Prueba de laboratorio tradicional: austenización, enfriamiento en agua, templado a 100ºC, 2h

Pruebas de enfriamiento directo en la escala de producción con un elevado nivel de carbono

Ejemplo 6. En la línea de laminación de la banda había, con un nivel muy elevado de carbono, una banda gruesa de 4 mm laminada en caliente con las composiciones b2 y b3 por enfriamiento directo a la temperatura de bobinado

5 TBOBINA. Las temperaturas de bobinado aplicadas en las pruebas fueron 100ºC, 200ºC y 380ºC. Los resultados se presentan en la tabla 3. Se advierte de los resultados que la resistencia y la dureza bajan algo con los incrementos de la temperatura de bobinado, pero las propiedades son aún del mismo tipo, mientras la temperatura de bobinado no sobrepase aproximadamente los 400ºC.

10 Podemos concluir que con esta composición de acero y el procedimiento de fabricación, se logra un material homogéneo que no es sensible a las fluctuaciones de la temperatura de bobinado.

Ejemplo 7. En la línea de laminación de la banda había, con un elevado nivel de carbono, una banda gruesa de 4 mm laminada en caliente con una composición b1 y b2, por enfriamiento directo a la temperatura de bobinado TBOBINA. Las temperaturas de bobinado aplicadas en las pruebas fueron 470ºC, 515ºC y 530ºC. Los resultados se

15 presentan en la tabla 3. Se advierte de los resultados que la resistencia y la dureza disminuyen, mientras que la elongación se incrementa claramente con la subida de la temperatura de bobinado.

Tabla 4.

Exámenes de flexibilidad con la composición a2, temperatura de bobinado de 300ºC

R=: Longitudinal en el sentido de la laminación Transversalmente en el sentido de la laminación

3t: ok ok

2,5t: ok ok

2t: ok (ok), leves grietas en la superficie

1,5t: ok grietas profundas

1t: (ok), leves grietas en la superficie grietas profundas

0,7t: (ok), leves grietas en la superficie

Radio de curvatura = R, espesor de la plancha = t

imagen7

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Una banda de acero con una microestructura que comprende martensita y/o bainita, y en la que el acero contiene, en porcentajes en peso: 0,08% - 0,16% de C, 0,5% - 1,5% de Cr y/o 0,1% - 0,5% de Mo, 0,6% - 1,1% de Mn, ≤ 0,015% de S y ≤ 0,03% de P, 0,01% - 0,08% de Al, 0,1% - 0,3% de Si, 0,0005% - 0,005% de B y 0,01% - 0,1% de Ti, siendo el resto Fe e impurezas inevitables, siendo la resistencia a la tracción de la banda de acero de 700 Mpa - 1500 Mpa con un alargamiento de tracción, cuyo valor A5 es por lo menos el 6%; en el que la banda de acero es una banda de acero laminada en caliente, laminada a un espesor final de por lo menos 2 mm pero no más de 12 mm; la microestructura comprende por lo menos el 95% de martensita y/o bainita; y el límite elástico es de 600 Mpa

- 1400 Mpa; y dicha banda de acero laminada en caliente tiene un límite de elasticidad en el intervalo de 0,8 - 0,96.
2. Un procedimiento para la fabricación de una banda de acero que tiene una microestructura que comprende al menos el 95% de martensita y/o bainita, conteniendo dicho acero porcentajes en peso de: 0,08% - 0,16% de C; 0,5% - 1,5% de Cr y/o 0,1% - 0,5% de Mo; 0,01% - 0,08% de Al; 0,6% - 1,1% de Mn; 0,1% - 0,3% de Si, 0,0005% - 0,005% de B, y 0,01% - 0,1% de Ti, además del resto de Fe e impurezas inevitables, estando la banda de acero laminada en caliente en el intervalo de temperatura de 860ºC - 960ºC, en el que el procedimiento incluye las siguientes etapas:

-

dicha laminación en caliente en dicho intervalo de temperaturas proporciona un grosor final para dicha banda de acero de por lo menos 2 mm pero no más de 12 mm;

-

esta banda de acero laminada en caliente se enfría directamente con un retraso no superior a 15 segundos desde la última pasada de laminación a una temperatura de bobinado en el intervalo de 100ºC - 520ºC, de manera que la velocidad de refrigeración en este enfriamiento directo es por lo menos de 30ºC/s.
3.

Un procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el contenido de carbono del acero se dispone en el intervalo de 0,12% - 0,16% de C, y dicha banda de acero laminada en caliente se enfría directamente a la temperatura de bobinado en el intervalo de 100ºC - 200ºC, o en el intervalo de 200ºC - 400ºC.
4.

Un procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el contenido de carbono del acero se dispone en el intervalo de 0,08% - 0,12% de C, y dicha banda de acero laminada en caliente se enfría directamente a la temperatura de bobinado en el intervalo de 100ºC-200ºC, o en el intervalo de 200ºC - 520ºC.
5.

Un procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque no se efectúa ningún templado con revenido ni ningún enfriamiento adicional en el procedimiento.