ES2293299T3 - Chapa de acero laminada en caliente, de alta resistencia, excelente en capacidad para fijar el conformado y metodo para su produccion. - Google Patents
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Abstract
Una chapa de acero laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado, en donde la ferrita o la bainita es la fase máxima en términos de porcentaje de volumen, que satisface todo lo siguiente en al menos a la 1/2 del espesor de la chapa: (1) un valor medio de los cocientes de la intensidad de Rayos X al azar de un grupo de orientaciones de {100}<011> a {223}<110> que es 2, 5 o más, (2) un valor medio del cociente de la intensidad de Rayos X al azar de tres orientaciones de {554}<225>, {111}<112>, {111}<110> que es 3, 5 o menos, (3) un cociente de la intensidad de Rayos X al azar de {100}<011> que es más grande que el de {211}<011>, (4) un cociente de la intensidad de Rayos X al azar de {100}<011> que es 2, 5 o más, con al menos uno de un valor-r en una dirección del laminado y del valor-r en una dirección perpendicular a la dirección del laminado que es 0, 7 o menos, con una anisotropía de elongación uniforme deltauE1 que es 4% o menos, con una anisotropía de elongación local deltaLE1 que es 2% o más, y con una deltauE1 que es deltaLE1 o menos, donde: deltauE1 = { [uE1 (L) - uE1 (45°) ] + [uE1 (C) - uE1 (45°) ] }/2 deltaLE1 = { [LE1 (L) - LE1 (45°) ] + [LE1 (C) - LE1 (45°) ] }/2 uE1 (L): Elongación uniforme en una dirección del laminado uE1 (C): Elongación uniforme en una dirección transversal uE1 (45°): Elongación uniforme en una dirección a 45º LE1 (L): Elongación local en una dirección del laminado LE1 (C): Elongación local en una dirección transversal LE1 (45°): Elongación local en una dirección a 45°.
Description
Chapa de acero laminada en caliente, de alta
resistencia, excelente en capacidad para fijar el conformado y
método para su producción.
La presente invención se refiere a una chapa de
acero laminada en caliente de alta resistencia excelente en
capacidad para fijar el conformado usada para una pieza de
automóvil, etc. y capaz de alcanzar eficientemente una reducción en
peso de una pieza de automóvil y un método de producir la misma.
Para reducir la emisión del dióxido de carbono
gas procedente de los automóviles, se está usando chapa de acero de
alta resistencia para reducir el peso de la estructura del
automóvil. Además, para asegurar la seguridad de los pasajeros, no
sólo se está haciendo uso de la chapa de acero blanda, sino que
también se está haciendo bastante uso de la chapa de acero de alta
resistencia para la estructura del automóvil. Además, para reducir
el peso de la estructura del automóvil en el futuro, está aumentando
rápidamente una nueva demanda para incrementar el nivel de la
resistencia de uso de la chapa de acero de alta resistencia.
Sin embargo, cuando se aplica a la chapa de
acero de alta resistencia la deformación por flexión, debido a la
alta resistencia, el fenómeno de la "retracción" del conformado
que tiende a desviar la forma de la plantilla de embutido y
volverla en la dirección del conformado existente de antes del
trabajo y el fenómeno del "combado de las paredes" de los
planos de las paredes laterales de los extremos hacen que las
superficies tengan curvatura debido a la recuperación elástica como
un resultado del proceso flexión-reflexión que
ocurre durante el trabajo.
Por lo tanto, en las estructuras convencionales
de los automóviles, el acero usado se ha limitado principalmente a
la chapa de acero de alta resistencia de una resistencia de menos de
440 MPa. En una estructura de automóvil, es necesario usar la chapa
de acero de alta resistencia de una resistencia de más de 490 MPa
para reducir al peso de la estructura. A pesar de esto, no existe
chapa de acero de alta resistencia con poca retracción y combado de
las paredes y buena capacidad para fijar el conformado.
Sin tener que mencionarlo, aumentar la capacidad
para fijar el conformado después de trabajar la chapa de acero de
alta resistencia o la chapa de acero blanda de resistencia de menos
de 440 MPa es extremadamente importante para aumentar la precisión
del conformado en los automóviles, en los electrodomésticos de uso
doméstico, y en otros productos. El documento de Patente WO
03/031669 describe una chapa de acero en donde el cociente medio
entre la intensidad de Rayos X en el grupo de componentes de
orientación de {100}<011> a {223}<110> y la intensidad
de difracción de Rayos X al azar es 2 o más, y el cociente medio
entre la intensidad de Rayos X en los tres componentes de
orientación {553}<225>, {111}<112> y {111}<110> y
la intensidad de difracción de Rayos X al azar es 4 o menos.
Algunos de los inventores describieron en el
documento de Patente WO 00/06791 una chapa de acero delgada
ferrítica con un cociente entre el plano {100} y el plano {111} de
al menos 1 con el fin de mejorar la capacidad para fijar el
conformado, pero el documento de Patente anterior no tiene
descripción de la reducción del combado de las paredes. Por lo
tanto, tampoco se describen en el Documento de la Patente anterior
el cociente entre la intensidad de Rayos X en el grupo de
componentes de orientación de {100}<011> a {223}<110> y
el cociente entre la intensidad de la difracción de Rayos X al azar
y la de los componentes de orientación de {100}<011>.
Además, algunos de los inventores describieron
en la Publicación de Patente no Examinada (Kokai) de número
2001-64750, como tecnología para reducir la cantidad
de retracción, una chapa de acero laminada en frío en donde el
cociente entre la intensidad de Rayos X reflejados de un plano
paralelo a {100} y la intensidad de un plano de la chapa se
controla a 3 o más. Sin embargo, esta chapa de acero laminada en
frío se caracteriza por especificar el cociente entre la intensidad
de Rayos X en la superficie más externa del espesor de la chapa,
así que es una chapa de acero totalmente diferente de la chapa de
acero procedente de la presente invención.
Además, algunos de los inventores describieron
en la Publicación de Patente no Examinada (Kokai) de número
2002-363695 y en la Solicitud de Patente Japonesa de
número 2002-286838 (Publicación de Patente no
Examinada (Kokai) de número 2004-124123) una chapa
de acero de alta resistencia de bajo cociente de elasticidad
excelente en capacidad para fijar el conformado y un método de
producir la misma.
En comparación con estas invenciones, la
presente invención estudia las condiciones de producción por las
cuales se lleva a cabo una más excelente capacidad para fijar el
conformado y unas condiciones de producción por las cuales se
obtienen una capacidad para fijar el conformado y una
trabajabilidad.
Es decir, los inventores descubrieron que para
obtener esto, son extremadamente importantes el control de la
textura y el control de la anisotropía de la ductilidad y, como
resultado de un estudio intensivo, descubrieron las condiciones de
control óptimas que satisfacían estos requisitos.
Si se aumenta la resistencia de la chapa de
acero que se aplica para las piezas de automóvil que se va a estar
sometida a un proceso de doblado, junto con el aumento de la
resistencia de la chapa de acero se aumenta la cantidad de
retracción y tienen lugar defectos en el conformado, así en la
actualidad el uso de chapa de acero de alta resistencia está
limitado.
Además, una excelente capacidad de conformado
por prensado y una elevada capacidad de absorción de energía de
impacto son características esenciales para la aplicación de la
chapa de acero de alta resistencia para piezas de automóvil,
etc.
La presente invención soluciona fundamentalmente
el problema y proporciona una chapa de acero laminada en caliente
de alta resistencia con una excelente capacidad para fijar el
conformado y un método para producir la misma.
Según los conocimientos convencionales, como un
medio para reducir la cantidad de retracción y suprimir los
defectos de la fijación del conformado, se ha considerado importante
reducir el límite de elasticidad de la chapa de acero. Además, para
reducir el límite de elasticidad, se tiene que usar una la chapa de
acero con una baja resistencia a la tracción.
Sin embargo, esto por si solo no es un medio
fundamental de solución para mejorar la capacidad para el doblado
de una chapa de acero, para reducir la cantidad de la retracción, y
para reducir los defectos de la fijación del conformado.
Por lo tanto, los inventores tomaron nota del
efecto de la textura de la chapa de acero sobre la capacidad para
el doblado y abordaron una minuciosa investigación y desarrollo
sobre su acción y efectos para mejorar la capacidad para el doblado
y solucionar fundamentalmente el problema de la existencia de los
defectos de la fijación del conformado. Como resultado de ello, se
descubrió una chapa de acero excelente en capacidad para fijar el
conformado.
Es decir, los inventores encontraron que la
capacidad para el doblado se mejora extraordinariamente controlando
el cociente entre la intensidad de Rayos X en el grupo de
componentes de orientación de {100}<011> a {223}<110> y
la intensidad de difracción de Rayos X al azar, en particular en los
componentes de orientación {100}<011> y en los componentes de
orientación de {111}<112> y {111}<110>, y haciendo que
al menos uno del valor r de la dirección del laminado y del valor r
de la dirección perpendicular a la dirección del laminado un valor
tan bajo como sea posible, y haciendo que la anisotropía de la
elongación local sea al menos 2%.
Sin embargo, si la anisotropía de la elongación
local es más grande, se espera que se deteriore la capacidad para
el conformado del reborde alargado y es difícil la consecución de
una capacidad para fijar el conformado y de una capacidad para el
conformado. Por lo tanto, los inventores abordaron estudios
intensivos y consecuentemente descubrieron que la consecución
simultánea del control de la textura y del control del carburo
permite que se aumente la capacidad para fijar el conformado.
Además, puesto que un acero de múltiples fases
es eficaz para mantener una excelente capacidad para el conformado
por prensado y una elevada capacidad de absorción de impacto, los
inventores descubrieron las condiciones más preferentes para el
laminado en caliente desde el punto de vista del control de la
textura y del control de la micro-estructura.
Además, al no limitar de la dirección de corte
en las piezas en bruto durante el conformado de las diferentes
piezas se contribuye grandemente a la mejora de la elasticidad del
material de acero. Por esto, la anisotropía de la ductilidad,
particularmente la reducción de la anisotropía de la elongación
uniforme, tiene un significado importante.
Los inventores descubrieron por los experimentos
que controlando la temperatura en el comienzo y la temperatura en
la finalización del proceso de acabado por laminado en caliente de
la chapa de acero es posible provocar el desarrollo del componente
de la orientación {100}<011> como el componente de orientación
principal y así asegurar la capacidad para fijar el conformado y la
capacidad para el conformado de la forma mencionadas anteriormente
mientras se reduce la anisotropía de la elongación uniforme. La
presente invención, establecida por las reivindicaciones, se hizo
en base a los resultados anteriormente indicados y en lo esencial
dispone lo siguiente:
(1) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado,
en donde la ferrita o la bainita es la fase máxima en términos de
porcentaje en volumen,
que satisface todo lo siguiente en al menos a
1/2 del espesor de la chapa:
- (i)
- un valor medio de los cocientes de la intensidad de Rayos X al azar de un grupo de orientaciones de {100}<011> a {223}<110> que es 2,5 o más,
- (ii)
- un valor medio del cociente de la intensidad de Rayos X al azar de tres orientaciones de {554}<225>, {111}<112>, {111}<110> que es 3,5 o menos,
- (iii)
- un cociente de la intensidad de Rayos X al azar de {100}<011> que es más grande que el de {211}<011>,
- (iv)
- un cociente de la intensidad de Rayos X al azar de {100}<011> que es 2,5 o más,
que tiene al menos uno del
valor-r en una dirección del laminado y del
valor-r en una dirección un perpendicular a la
dirección del laminado que es 0,7 o menos,
\newpage
con una anisotropía de la elongación uniforme
\DeltauE1 que es 4% o menos, con una anisotropía de la elongación
local \DeltaLE1 que es 2% o más, y
con una \DeltauE1 que es \DeltaLE1 o
menos,
en donde:
- \quad
- \DeltauE1 = {|uE1 (L) - uE1 (45º)| + |uE1 (C) - uE1 (45º)|}/2
- \quad
- \DeltaLE1 = {|LE1 (L) - LE1 (45º)| + |LE1 (C) - LE1 (45º)|}/2
- \quad
- uE1 (L): Elongación uniforme en una dirección del laminado
- \quad
- uE1 (C): Elongación uniforme en una dirección transversal
- \quad
- uE1 (45º): Elongación uniforme en una dirección a 45º
- \quad
- LE1 (L): Elongación local en una dirección del laminado
- \quad
- LE1 (C): Elongación local en una dirección transversal
- \quad
- LE1 (45º): Elongación local en una dirección a 45º.
(2) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (1), caracterizada por un índice de ocupación
del carburo de hierro, cuyo diámetro es 0,2 \mum o más, que es
0,3% o menos.
(3) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (1), caracterizada por un índice de
envejecimiento A.I. (del inglés, Aging Index) que es 8 MPa o
más.
(4) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (1), caracterizada por contener, en términos
de % en peso,
- \quad
- C: 0,01 a 0,2%,
- \quad
- Si: 0,001 a 2,5%,
- \quad
- Mn: 0,01 a 2,5%,
- \quad
- P: 0,2% o menos,
- \quad
- S: 0,03% o menos,
- \quad
- Al: 0,01 a 2%,
- \quad
- N: 0,01% o menos, y
- \quad
- O: 0,01% o menos
y del resto Fe e impurezas
inevitables.
(5) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (4), caracterizada además por contener al
menos uno o más elementos elegidos de Nb, Ti y V con un total de
0,001 a 0,8%, en términos de % en peso.
(6) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (4) ó (5), caracterizada además por contener
al menos uno o más, en términos de % en peso,
- \quad
- B: 0,01% o menos,
- \quad
- Mo: 1% o menos,
- \quad
- Cr: 1% o menos,
- \quad
- Cu: 2% o menos,
- \quad
- Ni: 1% o menos,
- \quad
- Sn: 0,2% o menos,
- \quad
- Co: 2% o menos,
- \quad
- Ca: 0,0005 a 0,005%,
- \quad
- Rem: 0,001 a 0,05%,
- \quad
- Mg: 0,0001 a 0,05%,
- \quad
- Ta: 0,0001 a 0,05%.
(7) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (1), caracterizada por contener, en términos
de % en peso
- \quad
- C: 0,02 a 0,3%,
al menos uno o más elementos elegidos del
siguiente grupo que consiste en, con un total de 0,1 a 3,5%, en
términos de % en peso,
- \quad
- Mn: 0,05 a 3%,
- \quad
- Ni: 3% o menos,
- \quad
- Cr: 3% o menos,
- \quad
- Cu: 3% o menos,
- \quad
- Mo: 1% o menos,
- \quad
- Co: 3% o menos y
- \quad
- Sn: 0,2% o menos,
al menos uno o ambos elementos elegidos del
siguiente grupo que consiste en, con un total de 0,02 a 3%, en
términos de % en peso,
- \quad
- Si: 3% o menos y
- \quad
- Al: 3% o menos
y el resto Fe e impurezas
inevitables, y con una estructura de múltiples fases, en donde la
ferrita o la bainita es la fase máxima en términos de porcentaje en
volumen, y un porcentaje en volumen de martensita que es 1 a
25%.
(8) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (7), caracterizada por contener, en términos
de % en peso, al menos uno o más elementos elegidos de Nb, Ti y V
con un total de 0,001 a 0,8%, en términos de % en peso.
(9) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (7) ó (8), caracterizada además por contener,
al menos uno o más elementos seleccionados del siguiente grupo que
consiste, en términos de % en peso, en
- \quad
- P: 0,2% o menos,
- \quad
- B: 0,01% o menos,
- \quad
- Ca: 0,0005 a 0,005% y
- \quad
- Rem: 0,001 a 0,02%
(10) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (4) ó (5), en donde la chapa de acero está
chapada.
(11) Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (7) ó (8), en donde la chapa de acero está
chapada.
(12) Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado que comprende las siguientes etapas,
laminar en caliente una pieza de fundición con
una composición según lo dispuesto en (4) ó (5) como colada una vez
enfriada, después de ser recalentada a un intervalo de temperaturas
de 1000-1300ºC, con un índice de reducción total
del 25% o más a una temperatura de Ar_{3} a (Ar_{3} + 150)ºC,
con una temperatura en el comienzo del proceso de acabado por
laminado en caliente, TFS (del inglés, Temperature at Finishing
hot-rolling Start), y con una temperatura en la
finalización del proceso de acabado por laminado en caliente, TFE
(del inglés, Temperature at Finishing hot-rolling
End), que simultáneamente satisfacen las siguientes Ecuaciones (1)
a (4), y
enfriar la chapa de acero laminada en caliente,
después
bobinar por debajo de la temperatura crítica
T_{0} determinada por la composición química de la chapa de acero
mostrada en la siguiente Ecuación (5) y a una temperatura de 400 a
700ºC,
- TFE \geq Ar_{3}
- (1)
- TFE \geq 800ºC
- (1')
- TFS \leq 1100ºC
- (2)
- 20ºC \leq TFS - TFE \leq l20ºC
- (4)
- T_{0} = -650,4x{C%/(1,82xC%-0,001)}+B
- (5)
donde B se deduce a partir de la
composición del acero expresada en % en
peso
B = -50,6xMneq + 894,3
Mneq = Mn% + 0,24 x Ni% + 0,13 x Si% + 0,38 x
Mo% + 0,55 x Cr% + 0,16 x Cu% - 0,50 x Al% - 0,45 x Co% + 0,90 x
V%
Ar_{3} = 901 - 325 x C% + 33 x Si% + 287 x P%
+ 40 x Al% - 92 x (Mn% + Mo% + Cu%) - 46 x (Cr% + Ni%)
\vskip1.000000\baselineskip
(13) Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente excelente en capacidad para fijar el conformado
según lo dispuesto en (12) caracterizado además por controlar un
coeficiente de fricción a no más de 0,2 en al menos un paso en el
laminado en caliente en un intervalo de temperaturas de Ar_{3} a
(Ar_{3} + 150)ºC.
(14) Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado caracterizado por aplicar el laminado de
paso superficial de 0,1 al 5% a la chapa de acero laminada en
caliente producida por el método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado según lo dispuesto en (12).
(15) Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado que comprende las siguientes etapas,
laminar en caliente una pieza de fundición con
una composición según lo dispuesto en (7) ó (8) como colada o una
vez enfriada, después de ser recalentada a un intervalo de 1000 a
1300ºC, con unos índices de reducción totales del 25% o más a una
temperatura de Ar_{3} a (Ar_{3} + 150)ºC, con una temperatura en
el comienzo del proceso de acabado por laminado en caliente, TFS, y
con una temperatura en la finalización del proceso de acabado por
laminado en caliente, TFE, y con una deformación residual calculada
\Delta\varepsilon que simultáneamente satisfacen las siguientes
relaciones de (1) a (4), y
enfriar la chapa de acero laminada en caliente,
después
bobinar por debajo de la temperatura crítica
T_{0} determinada por la composición química de la chapa de acero
mostrada en la siguiente relación (5) y a una temperatura de no más
de 400ºC:
- TFE \geq Ar_{3}
- (1)
- TFS \leq 1100ºC
- (2)
- \Delta\varepsilon\geq (TFS - TFE)/375
- (3)
- 20ºC \leq (TFS - TFE) \leq l20ºC
- (4)
- T_{0} = -650,4x{C%/(1,82xC%-0,001)}+B
- (5)
donde, B se deduce a partir de la
composición del acero expresada en % en
peso,
B = - 50,6 x Mneq + 894,3
Mneq = Mn% + 0,24 x Ni% + 0,13 x Si% + 0,38 x
Mo% + 0,55 x Cr% + 0,16 x Cu% - 0,50 x Al% - 0,45 x Co% + 0,90 x
V%
donde,
Ar_{3} = 901 - 325 x C% + 33 x Si% + 287 x P%
+ 40 x Al% - 92 x (Mn% + Mo% + Cu%) - 46 x (Cr% + Ni%)
\vskip1.000000\baselineskip
\Delta\varepsilon se deduce a partir de la
deformación equivalente \varepsiloni (i es de 1 a n) dada
en cada fase de las n etapas del proceso de acabado por
laminado durante el laminado, del tiempo ti (segundos) (i = 1 a
n-1) entre las fases, del tiempo tn (segundos) desde
la fase final al comienzo de la etapa de enfriamiento, de la
temperatura de laminado Ti (K) (i = 1 a n) en cada
fase, y de una constante R = 1,987.
\varepsilon =
\Delta\varepsilon1 + \Delta\varepsilon2 + ... +
\Delta\varepsilon\eta
donde,
\Delta\varepsiloni = \varepsiloni x exp
{-(ti*/\tau\eta)^{2/3}}
\taui = 8,46 x 10^{-9} x exp
{43800/R/Ti}
ti* = \taun x
(ti/\taui+t(i+1)/\tau(i+1) + ... + tn/\taun}
\vskip1.000000\baselineskip
(16) Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado según lo dispuesto en (15) caracterizado
además por controlar un coeficiente de fricción a no más de 0,2 en
al menos un paso en el laminado en caliente en un intervalo de
temperaturas de Ar_{3} a (Ar_{3} + 150)ºC.
(17) Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado caracterizado por aplicar el laminado de
paso superficial de 0,1 a 5% a la chapa de acero laminada en
caliente producida por el método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado según lo dispuesto en (15).
Más abajo, se explicará detalladamente el
contenido de la presente invención.
El valor medio del grupo de componentes de
orientación de {100}<011> a {223}<110> al llevar a cabo
la difracción de Rayos X para el plano de la chapa en la posición
central del espesor de la chapa y deducir el cociente entre la
intensidad en los diversos componentes de orientación a una muestra
escogida al azar tiene que ser al menos 2,5. Si este valor medio es
menos de 2,5 o menos, la capacidad para fijar el conformado es
pobre.
Los componentes principales de la orientación
incluidos en el grupo de componentes de orientación son {100}
<011>, {116}<110>, {114}<110>, {113}<110>, {112}<110>, {335}<110>, y {223}<110>.
<011>, {116}<110>, {114}<110>, {113}<110>, {112}<110>, {335}<110>, y {223}<110>.
El cociente entre la intensidad de Rayos X al
azar en estos componentes de orientación y la intensidad de la
difracción de Rayos X al azar se puede encontrar a partir de la
textura tridimensional calculada por el método del vector basado en
una figura de polos de {110} o a partir del método de la expansión
de la serie usando una pluralidad (deseable tres o más) de figuras
de polos de las figuras de polos de {110}, {100}, {211}, y
{310}.
Por ejemplo, para el cociente entre la
intensidad de Rayos X al azar en los componentes anteriormente
indicados de la orientación cristalina y la intensidad de
difracción de Rayos X al azar calculada por el último método, se
pueden utilizar sin modificación las intensidades de
(001)[1-10], (116)[1-10],
(114)[1-10], (113)[1-10],
(112)[1-10], (335)[1-10], y
(223)[1-10] en una sección transversal de
\phi_{2} = 45º en una textura tridimensional.
El valor medio en el grupo de componentes de
orientación de {100}<011> a {223}<110> es el cociente
medio aritmético de todos los componentes de orientación
anteriormente indicados. Cuando es imposible obtener las
intensidades en todos estos componentes de orientación, se puede
usar como un substituto la media aritmética de las intensidades en
los componentes de orientación de {100}<011>,
{116}<110>, {114}<110>, {112}<110> y
{223}<110>.
Además, preferentemente el valor medio del
cociente entre la intensidad de Rayos X al azar en el grupo de
componentes de orientación de {100}<011> a {223}<111> y
la intensidad de difracción de Rayos X al azar es 4,0 o más.
El valor medio del cociente entre la intensidad
de Rayos X al azar en los tres componentes de orientación
cristalina de {554}<225>, {111}<112>, y {111}<110>
y la intensidad de la difracción de Rayos X al azar en un plano de
la chapa situado a ½ del espesor de la chapa será 3,5 o menos. Si
este valor medio es 3,5 o más, aunque la intensidad en el grupo de
componentes de orientación de {100}<011> a {223}<110>
sea la apropiada, será difícil de obtener una buena capacidad para
fijar el conformado.
El cociente entre la intensidad de Rayos X al
azar en {554}<225>, {111}<112>, y {111}<110> y la
intensidad de la difracción de Rayos X al azar se puede calcular a
partir de la textura tridimensional calculada según el método
anteriormente indicado.
Además, preferentemente la media aritmética del
cociente entre la intensidad de Rayos X al azar en {554}<225>,
{111}<112>, y {111}<110> y la intensidad de la
difracción de Rayos X al azar es 2,5 o menos.
\vskip1.000000\baselineskip
El cociente entre la intensidad de Rayos X al
azar en {100}<011> y la intensidad de la difracción de Rayos
X al azar en el plano de la chapa situado a ½ del espesor de la
chapa debe ser al menos el cociente entre la intensidad al azar de
Rayos X en {211}<011> y la intensidad de la difracción de
Rayos X al azar. Si el cociente entre la intensidad de Rayos X al
azar en {211}<011> y la intensidad de la difracción de Rayos
X al azar es más grande que el cociente entre la intensidad de Rayos
X al azar en {100}<011> y la intensidad de la difracción de
Rayos X al azar, es mayor la anisotropía de la elongación uniforme y
se deteriora la capacidad para el conformado.
Nótese que los componentes de orientación
{100}<011> y {211}<011> mencionados en el presente
documento admiten como intervalo de orientación las que tienen
efectos similares \pm 12º usando la dirección perpendicular a la
dirección del laminado (dirección transversal) como el eje de
rotación, más preferentemente \pm 16º.
La razón por la que la intensidad de Rayos X en
los componentes de orientación cristalina explicada anteriormente
son importantes en para una capacidad de fijar el conformado en el
proceso por doblado o en la anisotropía de la elongación no está
necesariamente clara, pero se estima que tiene cierta conexión el
comportamiento deslizante de los cristales durante la deformación
por doblado.
La muestra usada para la difracción de Rayos X
se prepara reduciendo una chapa de acero a un espesor de chapa
predeterminado mediante pulido mecánico, etc., después se elimina la
tensión y simultáneamente se realiza el plano de medida en un plano
situado a 1/2 del espesor de la chapa mediante pulido químico,
pulido electrolítico, etc.
Cuando exista una zona de segregación, defectos,
etc. en la capa central del espesor de la chapa de acero y puedan
ocurrir problemas en la medida, se puede realizar la medida
ajustando la muestra según el método anteriormente indicado de modo
que un plano adecuado en el intervalo de 3/8 a 5/8 del espesor de la
chapa sea el plano de la medida.
Sólo y naturalmente, cuando se cumpla la
limitación de las intensidades de Rayos X no sólo cerca de la ½ del
espesor de la chapa, sino también para un número de espesores tan
grande como sea posible (particularmente, desde la capa más externa
a un 1/4 del espesor de la capa), será aún mejor la capacidad para
fijar el conformado.
Nótese que el componente de orientación
cristalina expresado por {hkl} <uvw> muestra que la dirección
normal del plano de la chapa es paralela a <hkl> y que la
dirección del laminado es paralela a <uvw>.
\vskip1.000000\baselineskip
Ambos valores-r anteriormente
citados son importantes en la presente invención. Es decir, los
inventores iniciaron estudios intensivos y consecuentemente
aprendieron que aunque las intensidades de Rayos X de los
componentes de orientación cristalina anteriormente indicados sean
aptos, puede no obtenerse necesariamente una buena capacidad para
fijar el conformado.
Al mismo tiempo que las intensidades de Rayos X
anteriormente indicadas, es esencial que al menos uno de rL y rC
sea 0,7 o menos, más preferentemente sea 0,55 o menos.
El efecto de la presente invención se puede
obtener sin limitar particularmente los límites inferiores de rL y
de rC. El valor-r se evalúa por un ensayo a tracción
usando una probeta de ensayo a tracción de número 5 según la
JIS.
La elongación por tracción es normalmente 15%,
pero cuando la elongación uniforme es menos de 15%, ésta se debería
evaluar por una elongación tan cerca al 15% como sea posible en el
intervalo de la elongación uniforme.
Nótese que la dirección del doblado difiere
dependiendo de la pieza trabajada, así no está particularmente
limitada, pero es preferente trabajar principalmente el doblado de
la chapa en una dirección vertical o en una dirección cercana a la
vertical con respecto a la dirección de pequeño
valor-r.
Sin embargo, generalmente, se sabe que la
textura y los valores-r tienen una correlación, pero
en la presente invención, la limitación referente al cociente entre
las intensidades de Rayos X en los componentes de orientación
cristalina y la intensidad de difracción de Rayos X al azar y la
limitación referente a los valores-r no son
sinónimas. Sin satisfacer simultáneamente las dos limitaciones, no
se puede obtener una buena capacidad para fijar el conformado.
Durante el conformado por prensado de la chapa
de acero, la elongación uniforme de la chapa de acero, es decir, el
n-valor, tiene un significado importante.
Particularmente, en la chapa de acero de alta resistencia
principalmente para el conformado por estirado con punzón, cuando
la elongación uniforme (valor-n) tenga anisotropía,
es necesario seleccionar cuidadosamente la dirección de corte de la
cortadora por prensado según la pieza ya que se provoca un
deterioro de la productividad y una caída en la elasticidad de la
chapa de acero.
Además, en algunos casos, la chapa no se puede
conformar en la forma deseada.
En acero con una resistencia a la tracción de
más de aproximadamente 400 MPa (resistencia máxima obtenida en la
resistencia a la tracción), si la anisotropía \DeltauE1 de la
elongación uniforme es 4% o menos, se deduce que se exhibe una
buena capacidad para el conformado que no es dependiente de la
dirección.
Cuando se requiere una capacidad para el
conformado particularmente determinante, la anisotropía \DeltauE1
es preferentemente no más de 3%.
El límite inferior de la anisotropía \DeltauE1
de la elongación uniforme no está particularmente limitado, pero
hacerlo 0% es lo más preferente desde el punto de vista de la
capacidad para el conformado.
Además, si la anisotropía \DeltaLE1 de la
elongación local es menos del 2%, se deteriora la capacidad para
fijar el conformado, así que el límite inferior de \DeltaLE1 se
hace el 2%. El límite superior de \DeltaLE1 no se fija
particularmente, pero si \DeltaLE1 es demasiado grande, se reduce
la capacidad para el conformado, así que el límite superior se hace
preferentemente el 12%.
Sin embargo, aunque se satisfagan las
condiciones anteriormente indicadas, cuando \DeltauE1 >
\DeltaLE1, no se alcanzan simultáneamente una buena capacidad
para fijar el conformado y capacidad para fijar el conformado, así
que \DeltauE1 se hizo no más de \DeltaLE1.
Nótese que las anisotropías de la elongación
uniforme y de la elongación local se definen como se indica a
continuación, usando las elongaciones paralelas a la dirección del
laminado (dirección L), en la dirección vertical (dirección C), y
en la dirección a 45º:
\DeltauE1 =
{|uE1 (L) - uE1 (45º)| + |uE1 (C) - uE1
(45º)|}/2
\DeltaLE1 =
{|LE1 (L) - LE1 (45º)| + |LE1 (C) - LE1
(45º)|}/2
En las piezas de automóvil reales, la capacidad
para fijar el conformado debido al procedo de doblado anteriormente
indicado no es el único problema en una pieza. Otras localizaciones
en la misma pieza están sometidas a un reborde alargado, a un
desbrozado, o a otro trabajo, así hay bastantes casos en donde se
aprecia el conformado por estiramiento con punzón, restricción, u
otro proceso de conformado por presión adecuado.
Por lo tanto, junto con la mejora de la
capacidad para fijar el conformado en el momento del proceso por
doblado mediante el control de la textura, también se tienen que
mejorar la capacidad de expansión de orificio y la capacidad para
el conformado por prensado de la chapa de acero.
Desde este punto de vista, la microestructura de
la chapa de acero debería ser una que tuviera la fase de ferrita o
la fase de bainita con una alta capacidad de expansión de orificio
como la fase de mayor porcentaje de volumen. Sin embargo, desde el
punto de vista de la textura, una fase de bainita producida por
transformación a una baja temperatura da lugar a un desarrollo más
fuerte de la textura, así que es preferente hacer de la bainita la
fase principal.
Nótese que la bainita comentada en la presente
invención puede o no puede incluir partículas de carburo de hierro
en la microestructura. Además, la ferrita trabajada después de la
transformación y con una densidad de dislocaciones interna
extremadamente alta (ferrita trabajada) causa que la ductilidad se
deteriore de forma notable y no sea apta para el mecanizado de
piezas, así que se distingue de la ferrita definida en la presente
invención.
Además, los inventores descubrieron que la
característica del acero que incluye al menos 1% de martensita en
la chapa de acero para reducir el cociente de elongación es lo más
preferente que al menos uno de rL y rC no sea más de 0,7 para
satisfacer y mejorar la capacidad para el conformado del
estiramiento por punzón.
En este punto, si el porcentaje de volumen de
martensita excede de 25%, no sólo se mejora la resistencia de la
chapa de acero más de lo necesario, sino que también aumenta el
cociente entre la martensita ligada en la red y se deteriora de
forma notable la capacidad para el conformado de la chapa de acero,
así que 25% se hizo el valor máximo del porcentaje de volumen de la
martensita.
Además, para obtener el efecto de la reducción
del cociente de elasticidad por la martensita, cuando la fase de
mayor porcentaje de volumen es la ferrita, es preferente que el
valor sea al menos 3%, mientras que cuando la fase de mayor de
porcentaje de volumen es la bainita, es preferente que el valor sea
al menos 5%.
Además, cuando la fase de mayor porcentaje de
volumen es distinta a la de ferrita o a la de bainita, se mejora
más de lo necesario la resistencia del material de acero y se
deteriora la capacidad para el conformado o la precipitación de
carburos innecesarios hace imposible asegurar la cantidad necesaria
de martensita y de ese modo se deteriora de forma notable la
capacidad para el conformado de la chapa de acero, así que la fase
de mayor porcentaje de volumen se limita a la ferrita o a la
bainita.
Además, aunque se contenga austenita residual no
acabada de transformarse en el momento de enfriarse a temperatura
ambiente, ésta no será de gran efecto alguno sobre el efecto de la
presente invención. Sin embargo, si aumenta el porcentaje de
volumen de la austenita residual encontrado por el método de Rayos X
reflejados, etc, aumenta el cociente de la fluencia, así que el
porcentaje de volumen de la austenita residual es preferentemente no
más de dos veces el porcentaje de volumen de la martensita y más
preferentemente no más que el porcentaje de volumen de la
martensita.
Además, el índice de ocupación del carburo de
hierro de un diámetro de 0,2 \mum o más, que hace que la capacidad
para el conformado del reborde alargado se deteriore de forma de
notable se limita preferentemente a 0,3% o menos. El índice de
ocupación del carburo de hierro también se puede sustituir por
deducción del porcentaje del área del carburo de hierro mediante el
procesado de imagen para una fotografía de microscopio óptico de al
menos x500 aumentos. Además, también es posible deducir el número m
de puntos de red ocupados por el carburo de hierro de 0,2 \mum o
más entre el número n de puntos de red dibujados sobre la fotografía
y usar el cociente m/n como el índice de ocupación.
El índice A.I. (del inglés Aging Index) que
muestra el envejecimiento de la chapa de acero es preferentemente
al menos 8 MPa. Si el A.I. es menos de 8 MPa, cae la capacidad para
fijar el conformado, así que 8 MPa se hace el límite inferior. La
razón por la que se deteriora la capacidad para fijar el conformado
si el A.I. cae no está clara, pero el A.I. se correlaciona con la
densidad de dislocaciones móviles en la chapa de acero, así se cree
que la diferencia en la densidad de dislocaciones móviles tiene
cierta clase de efecto sobre la deformación.
El límite superior del A.I. no está
particularmente limitado, pero si el A.I. es más de 100 MPa, tiene
lugar una rugosidad superficial y fácilmente se puede dañar de
forma notable el aspecto de la chapa de acero, así que el A.I. es
preferentemente no más de 100 MPa.
Nótese que el índice del envejecimiento se mide
usando una dirección L o una dirección C de una probeta de ensayo
a tracción de número 5 según la JIS y usando la diferencia entre la
tensión de deformación al aplicar una
pre-deformación del 10% y el límite elástico una vez
que se quita la carga, envejeciendo a 100ºC durante una hora,
después de llevar a cabo otra vez el ensayo de tracción (si tiene
lugar la elongación elástica, se tiene el límite de elasticidad más
bajo) como el índice de envejecimiento A.I.
A continuación se explica la composición química
preferente de la presente invención. Nótese que las unidades son %
en masa.
Primero, se explicará la composición química de
la chapa de acero laminada en caliente de alta resistencia con una
microestructura de ferrita o de bainita como la fase de mayor
porcentaje de volumen y excelente en capacidad para fijar el
conformado. Nótese que en la chapa de acero anteriormente indicada,
también es excelente la capacidad de expansión de orificio.
\vskip1.000000\baselineskip
El límite inferior del C se hizo 0,01% porque
con un contenido de C de menos de 0,01%, es difícil asegurar la
resistencia de la chapa de acero mientras se mantiene una elevada
capacidad para el conformado. Por otro lado, si el contenido en C
está por encima de 0,2%, se forman fácilmente la fase de austenita o
la fase de martensita y los carburos rugosos que reducen la
capacidad de expansión de orificio y además también se reduce la
capacidad para la soldadura, así que el límite superior se hace
0,2%.
\vskip1.000000\baselineskip
El silicio es un elemento eficaz para aumentar
la resistencia mecánica de la chapa de acero, pero si está por
encima de 2,5%, se deteriora la capacidad para el conformado o
tienen lugar defectos de superficie, así que 2,5% se toma como el
límite superior. Por otro lado, en el acero real, es difícil hacer
que el Si sea menos de 0,001%, así que 0,001% se hace el límite
inferior.
\vskip1.000000\baselineskip
El Mn es un elemento eficaz para aumentar la
resistencia mecánica de la chapa de acero, pero si está por encima
de 2,5%, se deteriora la capacidad para el conformado, así que 2,5%
se hace el límite superior. Por otro lado, en el acero real, es
difícil hacer el Mn menos de 0,01%, así que 0,01% se hace el límite
inferior.
Además, a parte del Mn, cuando el Ti y otros
elementos para suprimir el hecho del agrietamiento en caliente
debido al S no se añaden suficientemente, es deseable añadir una
cantidad de Mn que cumpla, en % en masa, Mn/S \geq 20.
\vskip1.000000\baselineskip
P y S se añaden en cantidades de no más de 0,2%
y 0,03%. Esto se hace para prevenir el deterioro de la capacidad
para el conformado o el agrietamiento en el momento del laminado en
caliente o del laminado en frío.
\vskip1.000000\baselineskip
El Al se añade en una cantidad de al menos 0,01%
para la desoxidación. Sin embargo, si demasiado es grande, se
reduce la capacidad para el conformado y se deterioran las
características de la superficie, así que el límite superior se
hace 2,0%.
\vskip1.000000\baselineskip
Estos son impurezas. Para prevenir el deterioro
de la capacidad para el conformado, las cantidades de N y O se
hacen no más de 0,01% y no más de 0,01%, respectivamente.
\vskip1.000000\baselineskip
Estos elementos son los elementos que mejoran la
calidad del material a través de mecanismos tales como la
consolidación por precipitación, el control de la textura, la
consolidación granular, etc. Según la necesidad, es preferente
añadir unos o más tipos hasta un total de al menos 0,001%.
Sin embargo, aunque se añadan de forma excesiva,
no hay efecto de forma notable. Al contrario, esto hace que se
deterioren la capacidad para el conformado y las características de
la superficie, así que un total de 0,8% de uno o de más tipos se
hace como el límite superior.
\vskip1.000000\baselineskip
B es eficaz para consolidar el límite de grano y
aumentar la resistencia del material de acero, pero si la cantidad
añadida excede de 0,01%, no sólo se satura el efecto, sino que
también se eleva la resistencia de la chapa de acero más de lo
necesario y se provoca que descienda la capacidad para el conformado
a una pieza, así que el límite superior se hizo 0,01%. Sin embargo,
para obtener el efecto de la adición del B, es preferente añadir al
menos 0,002%.
\vskip1.000000\baselineskip
Estos elementos tienen el efecto de aumentar la
resistencia mecánica o de mejorar la calidad material, así es
preferente añadir al menos 0,001% para cada elemento según
necesidad. Sin embargo, la adición excesiva hace que se deteriore
la capacidad para el conformado, así que los límites superiores de
Mo, Cr, Cu, Ni, Sn, y Co se hacen 1%, 1%, 2%, 1%, 0,2%, y 2%.
\vskip1.000000\baselineskip
Estos elementos son elementos eficaces para el
control de inclusiones, así la adición adecuada mejora la capacidad
para el conformado en caliente, pero la adición excesiva agrava
inversamente la fragilidad en caliente, así que las cantidades de
Ca y de Rem se hicieron 0,0005% a 0,005% y 0,001% a 0,05% según la
necesidad. En el presente documento, "elementos de tierras
raras" significa Y, Sr, y los elementos lantánidos y son mezclas
realizadas industrialmente de los mismos.
Además, añadir Mg en una cantidad de 0,0001% a
0,05% y Ta en una cantidad de 0,001% a 0,05% también proporciona
efectos equivalentes.
En el presente documento, en todos los casos, el
límite inferior indica la cantidad mínima añadida para manifestar
el efecto del control de las inclusiones. Por encima del valor
máximo, por el contrario las inclusiones crecen demasiado, así que
se reducen la capacidad para el conformado del reborde alargado y
otros aspectos de la capacidad de expansión de orificio. La adición
como metal de misch (mezcla) es un coste ventajoso acertado.
A continuación se explicará la composición
química de la chapa de acero laminada en caliente de alta
resistencia con una estructura de múltiples fases de una
microestructura de ferrita o de bainita como la fase de mayor
porcentaje de volumen y que incluye martensita con un porcentaje de
volumen de 1 a 25% y excelente capacidad para fijar el
conformado.
Nótese que la chapa de acero anteriormente
indicada es una chapa de acero de bajo cociente de elasticidad.
\vskip1.000000\baselineskip
C es el elemento más importante para determinar
la resistencia de un material de acero. El porcentaje de volumen de
la martensita contenida en la chapa de acero tiende a aumentar junto
con un aumento en la concentración de C en la chapa de acero. En el
presente documento, cuando la cantidad de C añadida es menos de
0,02%, es difícil obtener martensita dura, así que 0,02% se hizo el
límite inferior de la cantidad de C añadida.
Además, si la cantidad de C añadida excede de
0,3%, no sólo se aumenta más de lo necesario la resistencia de la
chapa de acero, sino que también se deteriora de forma notable la
capacidad para la soldadura, una característica importante para un
material de acero para un automóvil, así que 0,3% se hizo el límite
superior de la cantidad de C añadida.
\vskip1.000000\baselineskip
Mn, Ni, Cr, Cu, Mo, Co, y Sn, todos se añaden
para ajustar la microestructura del material de acero.
Particularmente, cuando la cantidad de C añadida se limita desde el
punto de vista de la capacidad para la soldadura, la adición de
cantidades aptas de estos elementos es eficaz para ajustar de manera
eficaz la capacidad de endurecimiento del acero.
Además, estos elementos, aunque no en el grado
del Al y del Si, tienen el efecto de suprimir la producción de
cementita y pueden controlar de manera eficaz el porcentaje de
volumen de la martensita. Además, estos elementos tienen la función
de aumentar la resistencia a la deformación dinámica a una elevada
velocidad mediante la consolidación por la disolución sólida de la
matriz de ferrita o de bainita junto con el Al y el Si.
Sin embargo, cuando el total de las cantidades
añadidas de uno o de más de estos elementos es menos de 0,1% o el
contenido de Mn es menos de 0,05%, no es posible asegurar en mayor
medida el porcentaje de volumen requerido de martensita, la
resistencia del material de acero es baja, y no se puede alcanzar en
mayor medida la reducción eficaz del peso de las estructuras, así
que el límite inferior del contenido de Mn se hizo 0,05% y el límite
inferior del total de las cantidades de uno o de más de los
elementos anteriormente indicados añadidos se hizo 0,1%.
Por otro lado, cuando el total de las cantidades
anteriormente indicadas de adición excede 3,5%, cuando el contenido
de cualquiera de Mn, Ni, Cr, Cu, y Co excede 3%, cuando el contenido
de Mo excede 1%, o cuando el contenido de Sn excede 0,2%, se
provoca el endurecimiento de la matriz de ferrita o de bainita y se
provoca un descenso en la capacidad para el conformado del material
de acero, un descenso en la dureza, y un aumento en el coste del
material de acero, así que el límite superior del total de las
cantidades añadidas se hizo 3,5%, los límites superiores del
contenido de Mn, Ni, Cr, Cu, y Co se hicieron 3%, el límite superior
del contenido de Mo se hizo 1%, y el límite superior del contenido
de Sn se hizo 0,2%.
\vskip1.000000\baselineskip
El Al y el Si son elementos que estabilizan a la
ferrita y actúan para mejorar la capacidad para el conformado del
material de acero aumentando el porcentaje de volumen de ferrita.
Además, el Al y el Si suprimen la producción del cementita, así se
pueden suprimir la producción de la bainita o de otra fase que
incluya carburos y pueden causar de manera eficaz la producción de
la martensita.
Como elementos añadidos que tienen estas
funciones, además del Al y Si, se pueden mencionar P o Cu, Cr, Mo,
etc. También se puede esperar que la adición adecuada de estos
elementos cause un aumento en efectos similares.
Sin embargo, cuando el total de Al y Si sea
menos de 0,05%, el efecto de la supresión de la producción de
cementita no es suficiente y no se puede obtener un porcentaje de
volumen de martensita apto, así que el límite inferior del total de
uno o de ambos de Al y Si se hizo 0,05%.
Además, cuando el total de uno o ambos de Al y
Si excede 3%, se provoca el endurecimiento o la fragilidad de la
matriz de ferrita o de bainita, se provoca un descenso en la
capacidad para el conformado del material de acero, se provoca un
descenso en la dureza, y se provoca un aumento en el coste del
material de acero, y se deterioran de forma notable la capacidad
para el tratamiento químico y otras características del tratamiento
de superficie, así que 3% se hizo el límite superior de uno o de
ambos de Al y Si.
\vskip1.000000\baselineskip
Estos elementos mejoran la calidad material a
través de mecanismos tales como la fijación del carbón y del
nitrógeno, la consolidación por precipitación, el control de la
textura, la consolidación granular, etc. Según la necesidad, es
preferente añadir uno o más tipos hasta un total de al menos 0,001%.
Además, mediante la adición de Nb o Ti, en el laminado en caliente
se forma fácilmente una textura ventajosa para la capacidad de
fijar el conformado, así es preferente utilizar activamente este
hecho. Sin embargo, la adición excesiva hace que se deteriore la
capacidad para el conformado, así que 0,8% se hizo el límite
superior del total de uno o más de los elementos añadidos.
\vskip1.000000\baselineskip
El P es eficaz para aumentar la resistencia del
material de acero y, según lo explicado anteriormente, para
asegurar la martensita, pero si se añade por encima de 0,2%, se
provoca el deterioro de la resistencia al agrietamiento durante el
curado o el deterioro de la fatiga característica y de la dureza,
así que 0,2% se hizo el límite superior. Sin embargo, para obtener
el efecto de la adición, es preferente la inclusión en una cantidad
de 0,005% o más.
\vskip1.000000\baselineskip
El B es eficaz para consolidar el límite de
grano y aumentar la resistencia del material de acero, pero si se
excede de 0,01%, no sólo se satura el efecto, sino que también se
eleva más de lo necesario la resistencia de la chapa de acero y se
causa el descenso de la capacidad para el conformado para una pieza,
así que el límite superior se hizo 0,01%. Sin embargo, para obtener
el efecto de la adición, es preferente contener al menos
0,0005%.
\vskip1.000000\baselineskip
Estos elementos mejoran la capacidad para el
conformado del reborde alargado controlando la forma de los
sulfuros, así es preferente añadir 0,0005% o más y 0,001% o más
según la necesidad. Aunque añadidos de forma excesiva, no existe un
efecto de forma notable y el coste es alto, así que los límites
superiores del Ca y del Rem se hicieron 0,005% y 0,02%.
\vskip1.000000\baselineskip
El N, como el C, es eficaz para causar la
producción de la martensita, pero simultáneamente tiende a causar
el deterioro de la dureza y de la ductilidad del material de acero,
así que la cantidad se hace preferentemente no más de 0,01%.
\vskip1.000000\baselineskip
El O forma los óxidos y como una inclusión causa
el deterioro de la capacidad de expansión de orificio según lo
representado por la capacidad para el conformado del material de
acero, particularmente la capacidad para el conformado del reborde
alargado o la resistencia de la fatiga o la dureza del material de
acero, así que se controla preferentemente a no más de 0,01%.
A continuación, se explica el método de
producción de la presente invención.
El acero ajustado a una composición
predeterminada se moldea, después directamente, o después de una vez
enfriado a la temperatura de transformación Ar_{3} o menos,
después de ser recalentado, se lamina en caliente. Cuando la
temperatura de recalentamiento en este momento es menos de 1000ºC,
es difícil asegurar la temperatura predeterminada en la
finalización del proceso de acabado por laminado en caliente, así
que 1000ºC se tomó como el límite inferior de la temperatura de
recalentamiento.
Además, cuando la temperatura de recalentamiento
excede 1300ºC, se provoca el deterioro de la elasticidad debido a
la producción de una costra en el momento del calentamiento y de
manera simultánea se provoca un aumento en el coste de producción,
así que 1300ºC se hizo el límite superior de la temperatura de
recalentamiento.
Aunque la pieza de fundición calentada se
caliente localmente o en su totalidad en la mitad del laminado en
caliente, no hay efecto alguno en las características de la presente
invención.
La chapa de acero se controla a la
microestructura y la textura predeterminadas mediante el laminado en
caliente y el subsiguiente proceso de enfriamiento. La textura de
la chapa de acero finalmente obtenida cambia en gran medida debido
a la región de temperaturas del laminado en caliente. Si la
temperatura en la finalización del laminado en caliente TFE es
menos de Ar_{3}ºC, la anisotropía de la elongación uniforme
\DeltauE1 excede de 4% y se deteriora de forma notable la
capacidad para el conformado, así
(1)TFE \geq
Ar_{3}
(ºC)
TFE se mide generalmente después de la fase que
realiza el laminado final en el laminado en caliente, pero cuando
sea necesario también es posible usar una temperatura obtenida por
cálculo.
Además, el límite superior de la temperatura en
la finalización del laminado en caliente no está particularmente
limitado, pero cuando está por encima de (Ar_{3} + 180)ºC,
disminuyen las características de la superficie debido a la capa
del óxido producida en la superficie de la chapa de acero, así que
es preferente (Ar_{3} + 180)ºC o menos.
Cuando se buscan varias características de la
superficie, es preferente hacer la TFE (Ar_{3} + 150)ºC o
menos.
Sin embargo, en el método de producir la chapa
de acero laminada en caliente de alta resistencia que tenga una
microestructura comprendida de ferrita o de bainita como la fase con
mayor porcentaje de volumen y excelente en capacidad para fijar el
conformado, sin importar la composición química de la chapa de
acero, cuando la TFE sea menos de 800ºC, la carga de compresión en
el momento del laminado en caliente es demasiado alta y
simultáneamente es mayor la anisotropía de la ductilidad de la chapa
de acero, así
(1')TFE \geq
800ºC
Además, cuando la temperatura en el comienzo del
laminado en caliente, TFS, está por encima de 1100ºC, caen de forma
notable las características de la superficie de la chapa de acero,
así
(2)TFS \leq
1100ºC
Además, cuando la diferencia entre TFS y TFE es
120ºC o más, no se desarrolla suficientemente la textura, no se
alcanzan una excelente capacidad para fijar el conformado ni una
baja anisotropía, y durante el funcionamiento es difícil hacer la
diferencia no más de 20ºC, así
(4)20ºC \leq
(TFS - TFE) \leq
120ºC
En el presente documento, en el método de
producción de una chapa de acero laminada en caliente de alta
resistencia con una microestructura que incluye martensita en un
porcentaje de volumen de 1 a 25% y excelente en capacidad para
fijar el conformado, la deformación residual calculada
\Delta\varepsilon en el momento de la finalización del proceso
de acabado por laminado, la temperatura en el comienzo del proceso
de acabado por laminado en caliente, TFS, y la temperatura en la
finalización del proceso de acabado por laminado en caliente, TFE,
cumplirán la siguiente relación (3). Si esta no se cumple, durante
el laminado en caliente no se formará una textura ventajosa para la
capacidad de fijar el conformado:
(3)\Delta\varepsilon\geq
(TFS - TFE) /
375
Nótese que \Delta\varepsilon se deduce a
partir de la deformación equivalente \varepsiloni (i es de
1 a n) dada en cada fase de las n etapas del proceso de
acabado por laminado durante el laminado, del tiempo ti (segundos)
(i = 1 a n-1) entre fases, del tiempo tn (segundos)
desde la fase final al comienzo de la etapa de enfriamiento, de la
temperatura de laminado Ti (K) (i = 1 a n) en cada fase, y de
una constante R = 1,987.
\varepsilon =
\Delta\varepsilon1 + \Delta \varepsilon2 + ... +
\Delta\varepsilonn
\newpage
donde,
\Delta\varepsiloni = \varepsiloni x exp
{-(ti*/\taun)^{2/3}}
\taui = 8,46 x 10^{-9} x exp
{43800/R/Ti}
ti* = \taun x (ti/\taui +
t(i+1)/\tau(i+1) + ... +tn/\taun}
Además, también en el laminado en caliente de
este método, el cociente de reducción en el intervalo de
temperaturas de Ar_{3} a (Ar_{3} + 150)ºC tiene un gran efecto
en la formación de la textura de la chapa de acero acabado. Cuando
el cociente de reducción en este intervalo temperaturas es menos de
25%, no se desarrolla suficientemente la textura y la chapa de
acero finalmente obtenida no exhibe una buena capacidad para fijar
el conformado, así el límite inferior del cociente de reducción en
el intervalo de temperaturas de Ar_{3} a (Ar_{3} + 150)ºC se
hizo el 25%.
Cuanto más alto es el cociente de reducción, más
se desarrolla la textura deseada, así el cociente de reducción se
hace preferentemente al menos 50%. Además, si es 75% o más, es más
preferente.
El límite superior del cociente de reducción no
está particularmente limitado, pero una reducción en torno al 99% o
más tiene como resultado una carga grande en el sistema y no
proporciona efecto alguno especial, así el límite superior se hace
preferentemente menos de 99%.
donde,
Ar_{3} = 901 - 325 x C% + 33 x Si% + 287 x P%
+ 40 x Al% - 92 x (Mn% + Mo% + Cu%) - 46 x (Cr% + Ni%)
Aunque se realice el laminado en caliente en
este intervalo de temperaturas bajo condiciones ordinarias, la
capacidad para fijar el conformado de la chapa de acero acabada es
alta, pero cuando se requiere una mejora adicional de la capacidad
para fijar el conformado, el coeficiente de fricción se controla a
no más de 0,2 en al menos un paso del laminado en caliente
realizado en este intervalo de temperaturas.
Si el coeficiente de fricción es más de 0,2, no
tiene lugar diferencia en particular con el laminado en caliente
ordinario, así que 0,2 se hace el límite superior del coeficiente de
fricción.
Por otro lado, cuanto más bajo es el coeficiente
de fricción, más dura es la formación de la textura de cortante en
la superficie y mejor es la capacidad para fijar el conformado, así
el límite inferior del coeficiente de fricción no está
particularmente limitado, pero si es menos de 0,05, es difícil
asegurar la estabilidad operacional, así es preferente que el
coeficiente se haga al menos 0,05.
Además, el procesado, el chorreado con agua a
alta presión, el chorreado con partículas finas, etc. con la
finalidad de un proceso desincrustante antes del laminado en
caliente son eficaces para aumentar las características de la
superficie de la chapa de acero acabado, así que estas etapas son
preferentes.
Con respecto al proceso de enfriamiento después
del laminado en caliente, el control de la temperatura de bobinado
es lo más importante, pero es preferente hacer la velocidad de
enfriamiento media al menos 15ºC/sec. El proceso de enfriamiento se
inicia preferentemente con la mayor prontitud después del laminado
en caliente. Además, el enfriamiento con aire durante el proceso de
enfriamiento también conserva del deterioro a las características
de la chapa de acero acabado.
Para pasar desde la textura de austenita formada
de esta manera a la chapa de acero laminada en caliente acabada, es
necesario bobinar la chapa a no más de la temperatura crítica
T_{0} (ºC) mostrada por la siguiente relación (5). Por lo tanto,
la T_{0} (ºC) determinada por la composición del acero se hizo el
límite superior de la temperatura de bobinado.
Esta temperatura T_{0} se define
termodinámicamente como la temperatura a la cual la austenita y la
ferrita de la misma composición que la austenita tienen la misma
energía libre y se puede calcular simplemente usando la siguiente
relación (5) en vista de los efectos de los componentes diferentes
al C.
El efecto de los componentes diferentes a los
componentes definidos en la presente invención con un efecto en la
temperatura T_{0} no es tan grande, así en el presente documento
se han ignorado.
Cuando el proceso de enfriamiento se termina por
encima de la temperatura T_{0} determinada por la composición
química del material de acero y se bobina la chapa, aunque las
condiciones de laminado en caliente anteriormente indicadas se
hayan satisfecho, en la chapa de acero obtenida finalmente no se
desarrolla suficientemente la textura deseada y no es alta la
capacidad para fijar el conformado de la chapa de acero.
(5)T_{0} =
-650,4 x {C% / (1,82 x C% - 0,001)} +
B
donde, B se calcula a partir de la
composición del acero expresada en % en
masa,
B = -50,6 x Mneq + 894,3
Mneq = Mn% + 0,24 x Ni% + 0,13 x Si% + 0,38 x
Mo% + 0,55 x Cr% + 0,16 x Cu% - 0,50 x Al% - 0,45 x Co% + 0,90 x
V%
Al producir una chapa de acero laminada en
caliente de alta resistencia excelente en capacidad para fijar el
conformado, la microestructura de la misma tiene la ferrita o la
bainita como la fase con mayor porcentaje de volumen, si la
temperatura de bobinado excede 700ºC, es difícil asegurar una
temperatura de bobinado en la totalidad de la longitud de la bobina
y es una causa de las variaciones en calidad del material. Además,
cuando se incluyen elementos que forman carburos Ti, Nb, y/o V,
estos carburos crecen en el límite del grano y se afecta de forma
notable la deformabilidad última. Por lo tanto, 700ºC se hizo el
límite superior de la temperatura de bobinado.
Por otro lado, si la temperatura de bobinado es
menos de 400ºC, la fase de la austenita o la fase de la martensita
se producirá en una gran cantidad en la chapa de acero y la
deformabilidad última bajará, así que 400ºC se hizo el límite
inferior de la temperatura de bobinado.
Además, al producir una chapa de acero laminada
en caliente de alta resistencia excelente en capacidad para fijar
el conformado, la microestructura de la misma incluye la martensita
que tiene un porcentaje de volumen de 1 a 25%, si la temperatura de
bobinado excede 400ºC, no se forma la fase de martensita. Por lo
tanto, 400ºC se hizo el límite superior de la temperatura de
bobinado. De este punto de vista, el límite superior de la
temperatura de bobinado se hace preferentemente 350ºC, más
preferentemente 300ºC.
Nótese que para hacer la temperatura de bobinado
menor de la temperatura ambiente, no sólo requiere una excesiva
inversión de capital, sino que tampoco se puede obtener un efecto de
forma notable, así es preferente hacer la temperatura ambiente como
el límite inferior de la temperatura de bobinado.
Aplicar un laminado de paso superficial al acero
de la presente invención producido por el método anteriormente
indicado antes de su envío produce un excelente conformado de la
chapa de acero. En este momento, si el cociente de reducción de
paso superficial es menos de 0,1%, el efecto es pequeño, así que
0,1% se hizo el límite inferior del cociente de reducción de paso
superficial.
Además, para desarrollar un laminado de paso
superficial que exceda 5%, se tiene que modificar una máquina de
laminado ordinaria de paso superficial, aparecen deméritos
económicos, y se deteriora de forma notable la capacidad para el
conformado de la chapa de acero, así que 5% se hace el límite
superior del cociente de reducción de paso superficial.
Además, el cociente de elasticidad definido en
la presente invención es el cociente entre la resistencia en el
punto de rotura (MPa) obtenida en un ensayo a tracción con probeta
número 5 según la JIS y la resistencia en el límite elástico (0,2%
de la resistencia en el límite elástico), es decir, el cociente de
elasticidad es (YS/TSx100) (YS, del inglés Yield Strength y TS, del
inglés Tensile Strength), y el cociente es preferentemente no más
del 70% desde un punto de vista de la capacidad para el conformado.
Además, si el cociente de elasticidad es no más del 65%, es posible
mejorar la capacidad para fijar el conformado, así que esto es
deseable.
El tipo y el método de chapado no están
particularmente limitados. El efecto de la presente invención se
puede obtener por cualquiera de los procesos de electrochapado, de
chapado por fundido, de chapado por deposición de vapor, etc.
La chapa de acero de la presente invención se
puede usar párale doblado, pero también para el conformado de
material compuesto comprendido principalmente de doblado tal como la
flexión, el conformado por estiramiento con punzón, restricción,
etc.
Ejemplo
Este es un Ejemplo que se refiere a la chapa de
acero laminada en caliente de alta resistencia excelente en
capacidad para fijar el conformado, la microestructura de la misma
tiene la ferrita o la bainita como la fase con mayor porcentaje de
volumen.
Los materiales de acero de A a K mostrados en la
Tabla 1 se calentaron de 1100 a 1270ºC y se laminaron en caliente
bajo las condiciones de laminado en caliente mostradas en la Tabla 2
para obtener las chapas de acero laminadas en caliente de espesores
de 2,5 mm. Los resultados de varios tipos de evaluaciones de las
chapas de acero laminadas en caliente se muestran de la Tabla 3 a
la Tabla 4.
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\vskip1.000000\baselineskip
- Los valores subrayados muestran valores fuera del alcance de la presente invención.
La capacidad para fijar el conformado se evaluó
usando muestras conformadas en forma de tira de 270 mm de longitud
x 50 mm de anchura x espesor de chapa conformadas en formas de
sombrero mediante una anchura de punzón de 78 mm, un hombro de
punzón de R5 mm, un hombro de troquel de R5 milímetro del dado, y
varias presiones supresoras de la arruga, después se mide la
cantidad del combado de las piezas de la pared como el radio de la
curvatura \rho (mm), y se obtiene el recíproco 1000/\rho. Cuanto
más pequeño es el valor 1000/\rho, mejor es la capacidad para
fijar el conformado.
Generalmente, se sabe que si se aumenta la
resistencia de una chapa de acero, se deteriora la capacidad para
fijar el conformado. Los inventores conformaron piezas reales. A
partir de los resultados, cuando el valor 1000/\rho a una presión
supresora de la arruga de 70 kN medido por el método anteriormente
indicado es 0 (mm^{-1}) o más y es
(0,012xTS-4,5) (mm^{-1}) o menos con respecto a la
resistencia a la tracción TS (del ingles, Tensile Strength) [MPa]
de la chapa de acero, se obtiene una extremadamente excelente
capacidad para fijar el conformado.
Por lo tanto, 0 \leq 1000/\rho \leq
(0,012xTS-4,5) se evalúa como la condición para una
excelente capacidad para fijar el conformado.
En el presente documento, si se aumenta la
presión supresora de la arruga, el valor 1000/\rho tiende a
disminuir. Sin embargo, no importa que presión supresora de la
arruga se elija, el orden de la superioridad de la capacidad para
fijar el conformado de la chapa de acero no cambia. Por lo tanto, la
evaluación de la presión supresora de la arruga a 70 kN representa
adecuadamente la capacidad para fijar el conformado de la chapa de
acero.
La capacidad de expansión de orificio se evalúa
por el cociente de expansión de orificio (dado por la siguiente
relación) de un diámetro de orificio d (mm) en relación al diámetro
inicial de orificio de 10 mm en el momento de perforar un orificio
de un diámetro de 10 mm en el centro de una pieza de ensayo de 100
milímetros de lado, ampliando el orificio inicial por un punzón
cónico con vértice de 60º, y permitiendo que una grieta evolucione
a través de la chapa de acero:
\lambda =
{(d-10) / 10} x 100
(%)
El cociente de expansión de orificio se
deteriora generalmente cuando se aumenta la resistencia de la chapa
de acero.
Por lo tanto, (cociente de expansión de orificio
\lambda [%]) / (Resistencia a la tracción TS de la chapa de acero
[MPa]) se usó como indicador de la capacidad de expansión de
orificio y se evaluó un valor de 0,15 o más como una buena
capacidad de expansión de orificio.
El valor-r, la anisotropía de la
ductilidad, y el A.I. se midieron usando una probeta de ensayo a
tracción de número 5 según la JIS. Además, las Rayos X se midieron
preparando una muestra paralela al plano de la chapa en una
posición de 7/16 del espesor de la chapa como un valor
representativo de la chapa de acero.
En la Tabla 2, todos los materiales de aceros de
números 5 al 11, el material de acero de número 13, y el material
de acero de número 15 tenían condiciones de laminado en caliente
fuera del alcance de la presente invención, así las anisotropías de
la ductilidad eran grandes, en algunos casos la capacidad para fijar
el conformado tampoco era suficiente, las capacidades de conformado
de los rebordes alargados también eran insuficientes, y
consecuentemente no se obtuvieron chapas de acero de alta
resistencia dotadas con una capacidad para fijar el conformado, una
baja anisotropía y capacidad de expansión de orificio.
El material de acero de número 21 tiene una
composición y unas condiciones de laminado en caliente fuera del
alcance de la presente invención, así que no era satisfactorio en la
capacidad para fijar el conformado y en la capacidad de expansión
de orificio.
Al producir los aceros de composición química
según el alcance de la presente invención por condiciones de
laminado en caliente dentro del alcance de la presente invención, se
deduce que se obtienen una buena anisotropía de la ductilidad y
capacidad de expansión de orificio y también una buena capacidad
para fijar el conformado.
\vskip1.000000\baselineskip
Este es un Ejemplo referente a la chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado la cual tiene una estructura de múltiples
fases de una microestructura de ferrita o de bainita como la fase
con mayor porcentaje de volumen e incluye la martensita con un
porcentaje de volumen de 1 al 25%.
Los materiales de acero de la A a la L de la
composición química mostrada en la Tabla 5 se calentaron de 1100 a
1270ºC y se laminaron en caliente bajo las condiciones de laminado
en caliente mostradas en la Tabla 6 para obtener chapas de acero
laminadas en caliente de 2,5 mm de espesor. Los resultados de varios
tipos de medidas y de evaluaciones se muestran en la Tabla 6 y en
la Tabla 7 (continuación de la Tabla 6).
La capacidad para fijar el conformado se evaluó
usando muestras conformadas en forma de tira de 270 mm de longitud
x 50 mm de anchura x espesor de la chapa conformada en forma de
sombrero por una anchura de punzón de 78 mm, un hombro de punzón de
R5 mm, un hombro de troquel de R5 mm, y varias presiones supresoras
de arruga, después se mide la cantidad del combado de las piezas de
la pared como el radio de la curvatura \rho (mm), y se obtiene el
recíproco 1000/\rho. Cuanto más pequeño es el valor 1000/\rho,
mejor es la capacidad para fijar el conformado.
Generalmente, se sabe que si se aumenta la
resistencia de una chapa de acero, se deteriora la capacidad para
fijar el conformado. Los inventores conformaron piezas reales. A
partir de los resultados, cuando el valor 1000/\rho a una presión
supresora de la arruga de 70 kN medido por el método anteriormente
indicado es 0 (mm^{-1}) o más y es (0,012xTS-4,5)
(mm^{-1}) o menos con respecto a la resistencia a la tracción TS
(del inglés, Tensile Strength) [MPa] de la chapa de acero, se
obtiene una extremadamente excelente capacidad para fijar el
conformado.
Por lo tanto, 0 \leq 1000/\rho \leq
(0,012xTS-4,5) se evalúa como la condición para una
excelente capacidad para fijar el conformado.
En el presente documento, si se aumenta la
presión supresora de la arruga, el valor 1000/\rho tiende a
disminuir. Sin embargo, no importa que presión supresora de la
arruga se elija, el orden de la superioridad de la capacidad para
fijar el conformado de la chapa de acero no cambia. Por lo tanto, la
evaluación de la presión supresora de la arruga a 70 kN representa
adecuadamente la capacidad para fijar el conformado de la chapa de
acero.
El valor-r, la anisotropía de la
ductilidad, y la YR se midieron usando una probeta de ensayo a
tracción de número 5 según la JIS. Además, los Rayos X se midieron
preparando una muestra paralela al plano de la chapa en una
posición de 7/16 del espesor de la chapa como un valor
representativo de la chapa de acero.
En la Tabla 6 y en la Tabla 7, todos los
materiales de aceros de números 2, 5, 7, del 9 a 11, 13, 15, 17,
18, y de 21 a 23 tenían condiciones de laminado en caliente y/o
composiciones fuera del alcance de la presente invención, así las
anisotropías de la ductilidad eran grandes, en algunos casos la
capacidad para fijar el conformado tampoco no era suficiente, y
tampoco se satisfacían los valores de YR, y consecuentemente no se
obtuvieron chapas de acero de alta resistencia dotadas con una
capacidad para fijar el conformado y una baja anisotropía.
Al producir los aceros de composición química
dentro del alcance de la presente invención demostrada de otra
manera por las condiciones de laminado en caliente en el alcance de
la presente invención, se deduce que se obtienen una buena
anisotropía de la ductilidad, una capacidad para fijar el conformado
y una buena YR.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
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Como se explica anteriormente, según la presente
invención, es posible proporcionar una chapa de acero fina con poca
retracción, excelente en capacidad para fijar el conformado, y
simultáneamente con capacidad para el conformado por prensado con
poca anisotropía, es posible utilizar una chapa de acero de alta
resistencia incluso para las piezas para las cuales el uso de la
chapa de acero de alta resistencia resultaba difícil en el pasado
debido al problema del pobre conformado, es posible alcanzar
simultáneamente la seguridad del automóvil y el peso reducido del
automóvil, y es posible contribuir grandemente a la producción de
automóviles que satisfagan las demandas del medio ambiente y de la
sociedad tales como la reducción de la emisión del CO_{2}. Por lo
tanto, la presente invención es una invención con un extremadamente
elevado valor industrial.
Claims (13)
1. Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado,
en donde la ferrita o la bainita es la fase máxima en términos de
porcentaje de volumen,
que satisface todo lo siguiente en al menos a la
1/2 del espesor de la chapa:
- (1)
- un valor medio de los cocientes de la intensidad de Rayos X al azar de un grupo de orientaciones de {100}<011> a {223}<110> que es 2,5 o más,
- (2)
- un valor medio del cociente de la intensidad de Rayos X al azar de tres orientaciones de {554}<225>, {111}<112>, {111}<110> que es 3,5 o menos,
- (3)
- un cociente de la intensidad de Rayos X al azar de {100}<011> que es más grande que el de {211}<011>,
- (4)
- un cociente de la intensidad de Rayos X al azar de {100}<011> que es 2,5 o más,
con al menos uno de un valor-r
en una dirección del laminado y del valor-r en una
dirección perpendicular a la dirección del laminado que es 0,7 o
menos,
con una anisotropía de elongación uniforme
\DeltauE1 que es 4% o menos,
con una anisotropía de elongación local
\DeltaLE1 que es 2% o más, y
con una \DeltauE1 que es \DeltaLE1 o
menos,
donde:
- \quad
- \DeltauE1 = {|uE1 (L) - uE1 (45º)| + |uE1 (C) - uE1 (45º)|}/2
- \quad
- \DeltaLE1 = {|LE1 (L) - LE1 (45º)| + |LE1 (C) - LE1 (45º)|}/2
- \quad
- uE1 (L): Elongación uniforme en una dirección del laminado
- \quad
- uE1 (C): Elongación uniforme en una dirección transversal
- \quad
- uE1 (45º): Elongación uniforme en una dirección a 45º
- \quad
- LE1 (L): Elongación local en una dirección del laminado
- \quad
- LE1 (C): Elongación local en una dirección transversal
- \quad
- LE1 (45º): Elongación local en una dirección a 45º.
2. Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según la reivindicación 1, caracterizada por un índice de
ocupación del carburo de hierro, cuyo diámetro es 0,2 \mum o más,
que es 0,3% o menos.
3. Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según la reivindicación 1, caracterizada por un índice de
envejecimiento, A.I., que es 8 MPa o más.
4. Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según la reivindicación 1, caracterizada por contener, en
términos de % en peso,
\vskip1.000000\baselineskip
- \quad
- C: 0,01 a 0,2%,
- \quad
- Si: 0,001 a 2,5%,
- \quad
- Mn: 0,01 a 2,5%,
- \quad
- P: 0,2% o menos,
- \quad
- S: 0,03% o menos,
- \quad
- Al: 0,01 a 2%,
- \quad
- N: 0,01% o menos,
- \quad
- O: 0,01% o menos, opcionalmente uno o más elementos elegidos de Nb, Ti y V con un total de 0,001 a 0,8%, además opcionalmente, uno o más, elegidos de
- \quad
- B: 0,01% o menos,
- \quad
- Mo: 1% o menos,
- \quad
- Cr: 1% o menos,
- \quad
- Cu: 2% o menos,
- \quad
- Ni: 1% o menos,
- \quad
- Sn: 0,2% o menos,
- \quad
- Co: 2% o menos,
- \quad
- Ca: 0,0005 a 0,005%,
- \quad
- Rem: 0,001 a 0,05%,
- \quad
- Mg: 0,0001 a 0,05%, y
- \quad
- Ta: 0,0001 a 0,05%.
5. Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según la reivindicación 1, caracterizada por contener, en
términos de % en peso,
- \quad
- C: 0,02 a 0,3%,
al menos uno o más elementos elegidos del
siguiente grupo que consiste en, con un total de 0,1 a 3,5%, en
términos de % en peso,
- \quad
- Mn: 0,05 a 3%,
- \quad
- Ni: 3% o menos,
- \quad
- Cr: 3% o menos,
- \quad
- Cu: 3% o menos,
- \quad
- Mo: 1% o menos,
- \quad
- Co: 3% o menos y
- \quad
- Sn: 0,2% o menos,
al menos uno o ambos que consisten en, con un
total de 0,02 a 3% en términos de % en peso,
- \quad
- Si: 3% o menos y
- \quad
- Al: 3% o menos, opcionalmente uno o más elementos elegidos de Nb, Ti y V con un total de 0,001 a 0,8%, además opcionalmente uno o más elementos elegidos del siguiente grupo que consiste en,
- \quad
- P: 0,2% o menos,
- \quad
- B: 0,01% o menos,
- \quad
- Ca: 0,0005 a 0,005% y
- \quad
- Rem: 0,001 a 0,02%
y el resto Fe e impurezas
inevitables, y con una estructura de múltiples fases, en donde la
ferrita o la bainita es la fase máxima en términos de porcentaje de
volumen, y un porcentaje de volumen de martensita que es 1 a
25%.
6. Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según la reivindicación 4, en donde la chapa de acero esta
chapada.
7. Una chapa de acero laminada en caliente de
alta resistencia excelente en capacidad para fijar el conformado
según la reivindicación 5, en donde la chapa de acero esta
chapada.
8. Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado que comprende las siguientes etapas,
laminar en caliente una pieza de fundición con
una composición según la reivindicación 4, como colada o una vez
enfriada, después de ser recalentada a un intervalo de temperaturas
de 1000-1300ºC, con un índice de reducción total
del 25% o más de Ar_{3} a (Ar_{3} + 150)ºC, con la temperatura
en el comienzo del proceso de acabado por laminado en caliente,
TFS, y con la temperatura en la finalización del proceso de acabado
por laminado en caliente, TFE, que simultáneamente satisfacen las
siguientes Ecuaciones (1) a (4), y
enfriar la chapa de acero laminada en caliente,
después
bobinar por debajo de la temperatura crítica
T_{0} determinada por la composición química de la chapa de acero
mostrada en la siguiente Ecuación (5) y a una temperatura de 400 a
700ºC,
- TFE \geq Ar_{3}
- (1)
- TFE \geq 800ºC
- (1')
- TFS \leq 1100ºC
- (2)
- 20ºC \leq TFS-TFE \leq l20ºC
- (4)
- T_{0} = -650,4x{C%/(1,82xC%-0,001)}+B
- (5)
donde B se deduce a partir de la
composición del acero expresada en % en
peso
B = -50,6 x Mneq + 894,3
Mneq = Mn% + 0,24 s Ni% + 0,13 x Si% + 0,38 x
Mo% + 0,55 x Cr% + 0,16 x Cu % - 0,50 x Al% - 0,45 x Co% + 0,90 x
V%
Ar_{3} = 901 - 325 x C% + 33 x Si% + 287 x P%
+ 40 x Al% - 92 x (Mn% + Mo% + Cu%) - 46 x (Cr% + Ni%)
9. Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado según la reivindicación 8,
caracterizado por además controlar un coeficiente de fricción
a no más de 0,2 en al menos un paso en el laminado en caliente en
un intervalo de temperaturas de Ar_{3} a (Ar_{3} + 150)ºC.
10. Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado caracterizado por aplicar un
laminado de paso superficial de 0,1 al 5% a la chapa de acero
laminada en caliente producida por el método de producir una chapa
de acero laminada en caliente de alta resistencia excelente en
capacidad para fijar el conformado según la reivindicación 8.
11. Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado que comprende las siguientes etapas,
laminar en caliente una pieza de fundición con
una composición según la reivindicación 5, en colada o una vez
enfriada, después de ser recalentada a un intervalo de 1000 a
1300ºC, con un índice de reducción total del 25% o más de Ar_{3}
a (Ar_{3} + 150)ºC, con una temperatura en el comienzo del proceso
de acabado por laminado en caliente, TFS, y con una temperatura en
la finalización del proceso de acabado por laminado en caliente,
TFE, y con una deformación residual calculada,
\Delta\varepsilon, que simultáneamente satisfacen las
siguientes relaciones (1) a (4), y
enfriar la chapa de acero laminada en caliente,
después
bobinar por debajo de la temperatura crítica
T_{0} determinada por la composición química de la chapa de acero
mostrada en la siguiente relación (5) y a una temperatura de no más
de 400ºC:
- TFE \geq Ar_{3} (ºC)
- (1)
- TFS \leq 1100ºC
- (2)
- \Delta\varepsilon\geq (TFS-TFE) / 375
- (3)
- 20ºC \leq (TFS-TFE) \leql20ºC
- (4)
- T_{0} = -650,4 x {C% / (1,82xC% - 0,001)}+B
- (5)
donde, B se deduce a partir de la
composición del acero expresada en % en
peso,
B = - 50,6 x Mneq + 894,3
Mneq = Mn% + 0,24 x Ni% + 0,13 x Si% + 0,38 x
Mo% + 0,55 x Cr% + 0,16*Cu% - 0,50 x Al% - 0,45 x Co% + 0,90 x
V%
donde,
\Deltar_{3} = 901 -325 x C% + 33 x Si% + 287
x P% + 40 x Al% - 92 x (Mn% + Mo% + Cu%) - 46 x (Cr% + Ni%)
\Delta\varepsilon se deduce a partir de la
deformación equivalente \varepsiloni (i es de 1 a n) dada
en cada fase de las n etapas del proceso de acabado por
laminado durante el laminado, del tiempo ti (segundos) (i =
1 a n-1) entre las fases, del tiempo tn (segundos) desde la
fase final al comienzo del enfriamiento, de la temperatura de
laminado Ti (K) (i = 1 a n) en cada fase, y de una
constante R = 1,987:
\varepsilon =
\Delta\varepsilon1 + \Delta\varepsilon2 + ... +
\Delta\varepsilonn
donde,
\Delta\varepsiloni = \varepsiloni x exp
{-(ti*/\taun)^{2/3}}
\taui = 8,46 x 10^{-9} x exp
{43800/R/Ti}
ti* = \taun x (ti/\taui +
t(i+1)/\tau(i+1) + ... + tn/\taun}
12. Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado según la reivindicación 11,
caracterizado por además controlar un coeficiente de
fricción a no más de 0,2 en al menos un paso en el laminado en
caliente en un intervalo de temperaturas de Ar_{3} a (Ar_{3} +
150)ºC.
13. Un método de producir una chapa de acero
laminada en caliente de alta resistencia excelente en capacidad
para fijar el conformado caracterizado por aplicar el
laminado de paso superficial de 0,1 a 5% a la chapa de acero
laminada en caliente producida por el método de producir una chapa
de acero laminada en caliente de alta resistencia excelente en
capacidad para fijar el conformado según la reivindicación 11.
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| JP2004092280A JP4430444B2 (ja) | 2004-03-26 | 2004-03-26 | 形状凍結性に優れた低降伏比型高強度熱延鋼板とその製造方法 |
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