ES2240337T3 - Procedimiento para la fabricacion de fleje o chapa laminado en caliente a partir de un acero microaleado. - Google Patents
Procedimiento para la fabricacion de fleje o chapa laminado en caliente a partir de un acero microaleado.Info
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de fleje o chapa laminado en caliente: - en el que un acero microaleado que, además de al menos uno de los elementos de microaleación V, Mo, Ti, Nb, en los siguientes contenidos en % en peso V : 0, 08-0, 12%, Mo: 0, 1-0, 2%, Ti: 0, 08-0, 11%, Nb: 0, 05-0, 06%, contiene los siguientes elementos en % en peso: C: 0, 05-0, 12% Si: 0, 2-0, 5%, Mn: 1, 5-2, 2%, Al: 0, 02% - 0, 05%, P: < 0, 025%, S: < 0, 01%, así como, opcionalmente, uno o varios de los elementos N, Cu, Ni, Sn, B y As, restos de hierro e impurezas inevitables, siendo la suma de los elementos existentes opcionalmente < 0, 1% en peso, se cuela formando un material de partida tal como desbastes planos, lingotes desbastados o desbastes finos, - en el que el material de partida se calienta a una temperatura de 1300 a 1350 ºC, - en el que el material de partida calentado se prelamina con un grado de deformación de 36% a 43%, - en el que el material de partida prelaminado se lamina en caliente de forma termomecánica a una temperatura final de laminación superior a la temperatura de Ac3, formando un fleje laminado en caliente, - en el que el fleje laminado en caliente se enfría con una velocidad de enfriamiento de al menos 15ºC/s, hasta una temperatura de bobinado de 590ºC, como mínimo, y de 630ºC, como máximo, - a la que el fleje laminado en caliente, finalmente, se bobina.
Description
Procedimiento para la fabricación de fleje o
chapa laminado en caliente a partir de un acero microaleado.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la fabricación de fleje o chapa laminado en
caliente a partir de acero microaleado.
Por el Resumen de patentes de Japón referente al
documento JP61-281814A, se conoce un procedimiento
para la fabricación de flejes laminados en caliente de resistencia
elevada. Los flejes laminados en caliente se componen de un acero
que contiene en % en peso como máximo un 0,3% de C, como máximo un
0,5% de Si, de 0,3 a 2,0% de Mn, \leq 0,05% de Al, de 0,01 a 0,02%
de Nb, de 0,01 a 0,2% de V, así como, dado el caso, de 0,01 a 0,2%
de Mo y de 0,01 a 0,2% de Ti, y restos de hierro e impurezas
inevitables. Un material de partida producido a partir de este
acero, se acaba laminando a una temperatura de laminado final de
750ºC, como mínimo, formando el fleje laminado en caliente que,
directamente después, se enfría a una temperatura de bobinado de
650ºC, como máximo. A continuación, el fleje laminado en caliente se
somete a un tratamiento térmico final.
Ensayos prácticos han arrojado que la resistencia
de los flejes laminados en caliente, producidos según el
procedimiento conocido, con grosores superiores a 8 mm, ya no
cumplen con los requisitos existentes, por ejemplo, en la
construcción de elementos constructivos portantes de chasis de
automóviles.
La invención tiene el objetivo de proporcionar,
partiendo del estado de la técnica descrito anteriormente, un
procedimiento económico para fabricar flejes laminados en caliente,
que tengan una alta resistencia, incluso con grosores mayores.
Según la invención, este objetivo se consigue por
un procedimiento según la reivindicación 1. Para la fabricación de
flejes laminados en caliente que con un grosor de 8 mm tengan un
límite de elasticidad mínimo de 700 N/mm^{2}, un acero microaleado
que, además de elementos de microaleación contenga (en % en peso) de
0,05 a 0,12% de C, de 0,2 a 0,5% de Si, de 1,5 a 2,2% de Mn, \leq
0,025% de P, \leq 0,01% de S, restos de hierro e impurezas
inevitables, se cuela formando un material de partida como, por
ejemplo, desbastes planos, desbastes finos o lingotes desbastados;
el material de partida se calienta a una temperatura de 1300 a
1350ºC; el material de partida calentado se prelamina con un grado
de deformación de 36% a 43%; el material de partida prelaminado se
lamina en caliente de forma termomecánica a una temperatura final de
laminación superior a la temperatura de Ac_{3}, formando un fleje
laminado en caliente; el fleje laminado en caliente se enfría, con
una velocidad de enfriamiento de 15ºC/s, como mínimo, a una
temperatura de bobinado de 590ºC, como máximo, y de 630ºC, como
máximo, y finalmente, el fleje laminado en caliente, enfriado, se
bobina.
Sorprendentemente, se ha mostrado que por el
dimensionamiento según la invención de los contenidos de los
distintos elementos de aleación y la coordinación selectiva de la
temperatura final de laminado, de la velocidad de enfriamiento y de
la temperatura de bobinado, es posible producir flejes laminados en
caliente que tengan las máximas resistencias, incluso si tienen
grosores superiores a 8 mm. Por tanto, en un fleje laminado en
caliente, compuesto y fabricado según la invención, con un grosor de
16 mm, el límite de elasticidad sigue siendo de 700 N/mm^{2}, como
mínimo. Para grosores de 13 mm se puede conseguir un límite de
elasticidad de 760 N/mm^{2}, como mínimo. Para ello, no es
necesario ningún tratamiento térmico complementario a continuación
del enfriamiento que ha tenido lugar en el rollo.
La elevada resistencia del acero producido según
la invención se logra mediante la aplicación combinada de la
solidificación por precipitación, de granos finos o de la solución
sólida. Los contenidos elegidos de los elementos de aleación C y Mn
conducen a la solidificación aspirada de la solución sólida.
Poniendo el material de partida, antes de la laminación previa, a
una temperatura de 1300ºC a 1350ºC, las precipitaciones de los
elementos de microaleación Ti, V y Nb se diluyen completamente. Los
grados de deformación ajustados durante la deformación previa
subsiguiente conducen a un grano austenítico fino, distribuido
homogéneamente y recristalizado.
Los excelentes valores de resistencia hacen que
el fleje laminado en caliente, producido según la invención, sea
especialmente adecuado para la fabricación de elementos
constructivos portantes en automóviles como, por ejemplo, en
largueros de camiones, que tienen que soportar grandes cargas.
El acero contiene al menos uno de los elementos
de microaleación V, Mo, Ti, Nb en los siguientes porcentajes
(porcentajes en peso): de 0,08 a 0,12% de V, de 0,1 a 0,2% de Mo, de
0,08 a 0,11% de Ti y de 0,05 a 0,06% de Nb. El contenido en Al
debería situarse entre 0,02 y 0,05% en peso. El elemento de
microaleación niobio perjudica el crecimiento de granos
austeníticos. Además, perjudica la recristalización de los granos
austeníticos durante la laminación en caliente.
La recristalización durante la laminación en
caliente se evita también de tal forma que, según la invención, se
lamina en caliente a temperaturas superiores a la temperatura de
Ac_{3}. La transformación austenita/ferrita se produce durante el
enfriamiento del fleje detrás de la última caja del tren de acabado
de laminación en caliente. De esta manera, se obtiene una estructura
recristalizada de granos finos con pequeñas partes de perlita. Los
granos de ferrita tienen un tamaño de 11 a 14 ASTM.
La velocidad de enfriamiento de al menos 15ºC/s
se selecciona para enfriar el fleje laminado en caliente de forma
suficientemente rápida de la temperatura final de laminación en
caliente de al menos 840ºC a la temperatura de bobinado. Durante el
enfriamiento en el rollo, partiendo de dicha temperatura de
bobinado, se alcanza el máximo de endurecimiento por precipitación
por los elementos de microaleación Ti y V, así como Nb. De manera
especialmente fiable, este efecto se consigue, si la temperatura de
bobinado se sitúa en el intervalo de 600ºC a 620ºC.
Los flejes laminados en caliente, cuyo límite de
elasticidad asciende a 700 N/mm^{2}, como mínimo, incluso en caso
de un grosor de 16 mm, se pueden producir de forma especialmente
fiable con el procedimiento según la invención, si el acero contiene
(en % en peso) de 0,06 a 0,08% de C, de 0,2 a 0,3% de Si, de 1,95 a
2,1% de Mn, \leq 0,02% de P y \leq 0,005% de S. Si existe, el
contenido en Ti no debería ser superior al 0,1% en peso.
Según otra variante de la invención, los flejes
laminados en caliente, cuyo límite de elasticidad con un grosor de
13 mm es de 760 N/mm^{2}, como mínimo, pueden producirse de manera
fiable de tal forma que el acero contenga (en % en peso) de 0,10 a
0,12% de C, de 0,4 a 0,5% de Si, de 1,95 a 2,1% de Mn, \leq 0,02%
de P, \leq 0,005% de S. El acero presenta, preferentemente, al
menos uno de los elementos de microaleación V, Mo, Ti, Nb en los
siguientes contenidos (en % en peso): de 0,08 a 0,10% de V, de 0,1 a
0,2% de Mo, de 0,09 a 0,11% de Ti, de 0,05 a 0,06% de Nb.
Condicionado por la fabricación o para acentuar
ciertas características, el acero usado según la invención puede
contener, opcionalmente, uno o varios de los elementos N, Cu, Ni,
Sn, B o AS, no ascendiendo a más del 0,1% en peso la suma de los
porcentajes de dichos elementos.
Si como material de partida se procesan desbastes
planos, el tiempo de espera durante el calentamiento de los
desbastes planos debería ser de al menos 135 minutos para garantizar
un calentamiento seguro del material de partida.
A continuación, la invención se describe con la
ayuda de ejemplos de realización:
Una masa fundida de acero con (en % en peso)
| C: | 0,075% |
| Si: | 0,254% |
| Mn: | 2,011% |
| P: | 0,015% |
| S: | 0,003% |
| Al: | 0,02% |
| N: | 0,007% |
| Cu: | 0,017% |
| Cr: | 0,039% |
| Ni: | 0,021% |
| Sn: | 0,004% |
| V: | 0,098% |
| Mo: | 0,121% |
| Ti: | 0,080% |
| Nb: | 0,060% |
| B: | 0,0003% |
| As: | 0,002% |
y restos de hierro e impurezas
inevitables, se coló formando desbastes planos. A continuación, los
desbastes planos se precalentaron durante 135 minutos a una
temperatura de 1350ºC y, después, se prelaminaron a un grosor de 55
mm con un grado de deformación comprendido entre 36% y 43%. Los
desbastes planos prelaminados se laminaron en caliente de forma
termomecánica hasta un grosor de 16 mm, en un escalonado de acabado
de laminación. Durante dicha laminación en caliente, el seguimiento
de la temperatura y los grados de deformación se coordinaron de tal
forma que el fleje laminado en caliente A acabado presentara una
estructura óptima para el uso previsto. La temperatura final de
laminación era de
840ºC.
El fleje laminado en caliente A que salía del
escalonado de acabado de laminación se enfrió inmediatamente después
con agua a una temperatura de bobinado de 610ºC y se bobinó. Durante
el enfriamiento con agua se alcanzaron unas velocidades de
enfriamiento de 15ºC/s, como mínimo.
En muestras A1 - A8 obtenidas a partir del fleje
laminado en caliente A, producido de esta forma, se realizaron
ensayos de tracción, cuyos resultados figuran en la tabla 1:
En muestras A9 - A12 del fleje laminado en
caliente, se realizaron además ensayos de resilencia. Los resultados
figuran en la tabla 2:
Una masa fundida de acero, compuesta por
| C: | 0,115% |
| Si: | 0,449% |
| Mn: | 1,988% |
| P: | 0,019% |
| S: | 0,003% |
| Al: | 0,03% |
| N: | 0,007% |
| Cu: | 0,017% |
| Cr: | 0,037% |
| Ni: | 0,02% |
| Sn: | 0,003% |
| V: | 0,092% |
| Mo: | 0,108% |
| Ti: | 0,101% |
| Nb: | 0,055% |
| B: | 0,0003% |
| As: | 0,003% |
y restos de hierro e impurezas
inevitables, se coló formando desbastes planos. Igual que en el
ejemplo del fleje laminado en caliente A, los desbastes planos se
precalentaron durante 135 minutos a una temperatura de 1350ºC y,
después, se prelaminaron a un grosor de 55 mm y se laminaron en
caliente en un escalonado de acabado de laminación a una temperatura
final de laminación de 840ºC. El grosor del fleje laminado en
caliente, acabado, era de 13
mm.
Igual que el fleje laminado en caliente A, el
fleje laminado en caliente B que salía del escalonado de acabado de
laminación se enfrió inmediatamente después con agua a una
temperatura de bobinado de 610ºC y se bobinó. Durante el
enfriamiento con agua se alcanzaron, a su vez, unas velocidades de
enfriamiento de 15ºC/s.
En muestras B1 - B8 obtenidas a partir del fleje
laminado en caliente B, producido de esta forma, se realizaron
ensayos de tracción, cuyos resultados se indican en la tabla 3:
Los resultados de los ensayos de resilencia
realizados en las muestras B9 - B12 del fleje laminado en caliente B
figuran en la tabla 4:
Los ensayos realizados confirman claramente las
excelentes características mecánicas de los flejes laminados en
caliente A, B producidos según la invención.
Claims (10)
1. Procedimiento para la fabricación de fleje o
chapa laminado en caliente,
- en el que un acero microaleado que, además de
al menos uno de los elementos de microaleación V, Mo, Ti, Nb, en los
siguientes contenidos en % en peso
contiene los siguientes elementos en % en
peso:
así como, opcionalmente, uno o
varios de los elementos N, Cu, Ni, Sn, B y As, restos de hierro e
impurezas inevitables, siendo la suma de los elementos existentes
opcionalmente \leq 0,1% en peso, se cuela formando un material de
partida tal como desbastes planos, lingotes desbastados o desbastes
finos,
- -
- en el que el material de partida se calienta a una temperatura de 1300 a 1350ºC,
- -
- en el que el material de partida calentado se prelamina con un grado de deformación de 36% a 43%,
- -
- en el que el material de partida prelaminado se lamina en caliente de forma termomecánica a una temperatura final de laminación superior a la temperatura de Ac_{3}, formando un fleje laminado en caliente,
- -
- en el que el fleje laminado en caliente se enfría con una velocidad de enfriamiento de al menos 15ºC/s, hasta una temperatura de bobinado de 590ºC, como mínimo, y de 630ºC, como máximo,
- -
- a la que el fleje laminado en caliente, finalmente, se bobina.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el fleje o la chapa laminados en
caliente tienen, con un grosor de más de 8 mm, un límite de
elasticidad mínimo de 700 N/mm^{2}.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el acero contiene (en % en peso)
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque el contenido en Ti es del 0,1% en peso,
como máximo.
5. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el acero contiene (en % en peso)
\newpage
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque el acero contiene al menos uno de los
elementos de microaleación V, Mo, Ti Nb en los siguientes contenidos
(en % en peso):
7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6,
caracterizado porque el fleje o la chapa laminados en
caliente tienen, con un grosor de 13 mm, un límite de elasticidad
mínimo de 760 N/mm^{2}.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque como
material de partida se procesan desbastes planos y el tiempo de
espera durante el calentamiento de los desbastes planos es de 135
minutos, como mínimo.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
temperatura final de laminación es de 840ºC, como mínimo.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
temperatura de bobinado es de 600ºC, como mínimo, y de 620ºC, como
máximo.
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