ES2320637T3 - Lamina de acero bañada con zinc aleado, que posee excelente trabajabilidad y alta resistencia y procedimiento para su produccion. - Google Patents

Abstract

Un método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad que comprende laminar en caliente con terminación un planchón que contiene, en % en masa, C: 0,05 a 0,15%, Si: 0,3 a 2,0%, Mn: 1,0 a 2,8%, P: 0,03% o menos, S: 0,02% o menos, Al: 0,005 a 0,5%, y N: 0,0060% o menos opcionalmente uno o más seleccionados de Nb, Ti, B, Mo, Cu, Sn, Zn, Zr, W, Cr, Ni, Co, Ca, elementos térreos raros (incluyendo Y), V, Ta, Hf, Pb, Mg, As, Sb y Bi en una cantidad total de 1% o menos y el resto Fe e impurezas inevitables, donde, cuando %C, %Si y %Mn respectivamente representan los contenidos de C, Si y Mn, se cumple lo siguiente (%Mn) / (%C) >= 12 y (%Si) / (%C) = 4, a una temperatura de al menos un punto Ar 3, laminar en frío la lámina de acero laminada en caliente con un relación de reducción del 50 al 85%, con el posterior recocido de la lámina de acero laminada en frío en una instalación continua de galvanizado por inmersión en caliente en la región de temperatura de dos fases de austenita y ferrita de 700ºC a 850ºC, enfriar la lámina de acero recocida desde su temperatura pico máxima hasta los 650ºC a una velocidad de enfriamiento promedio de 0,5 a 10ºC/segundo, después de 650ºC a 500ºC con una velocidad de enfriamiento promedio de 3ºC/segundo o más, mantener la lámina de acero enfriada de 500ºC al baño de revestimiento durante 30 segundos a 240 segundos, galvanizar después por inmersión en caliente la lámina de acero con el fin de formar una capa de galvanizado por inmersión en caliente sobre la superficie de dicha lámina de acero laminada en frío, alear después dicha lámina de acero formada con dicha capa de galvanizado por inmersión en caliente para producir una lámina de acero galvanizado y recocido compuesta por dicha lámina de acero formada sobre la superficie con una capa galvanizada y recocida que contiene Al: 0,05 a 0,5% en masa y Fe: 5 a 15% en masa y el resto Zn e impurezas inevitables, donde dicha lámina de acero cumple con una relación de resistencia a la tensión F (Mpa) y alargamiento L (%) de L>=52-0,035xF, estando dicho método de producción de lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad caracterizado por realizar dicho galvanizado por inmersión en caliente en un baño de galvanizado por inmersión en caliente de una composición de ingredientes compuesta por una concentración efectiva de Al en el baño de 0,07 a 0,105% en masa y el resto Zn e impurezas inevitables y realizar dicha aleación a una temperatura T (ºC) que cumple con: 225+2500x[Al%]<=T<=295+2500x[Al%], donde, [Al%]: concentración de Al efectiva en el baño en el baño de revestimiento de zinc (% en peso).

Description

Lámina de acero bañada con zinc fundido aleado, que posee excelente trabajabilidad y alta resistencia y procedimiento para su producción.

La presente invención se refiere a un método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia, más particularmente se refiere a un método para producir una lámina de acero galvanizado y recocido que posee excelente trabajabilidad y que puede ser utilizada para varias aplicaciones tales como lámina de acero para materiales para la construcción o para automóviles.

Como lámina de acero revestida con buena resistencia a la corrosión hay una lámina de acero galvanizado y recocido. Esta lámina de acero galvanizado y recocido habitualmente se produce desengrasando la lámina de acero, después precalentando en un horno no oxidante, limpiando la superficie, asegurando la calidad deseada por medio del recocido de la misma por reducción en un horno reductor, sumergiéndola en un baño de zinc por inmersión en caliente, controlando la cantidad de sedimentación, y aleándola después. Ésta se caracteriza por la excelente resistencia a la corrosión y adhesión del revestimiento etc., por lo que se está utilizando ampliamente para aplicaciones en automóviles y material para la construcción, etc.

Particularmente, en los últimos años, en el campo automovilístico, se ha considerado necesaria una mayor resistencia de la lámina de acero revestida para asegurar la función de protección de los pasajeros contra colisiones y para reducir el peso a fin de mejorar la eficiencia del combustible.

A fin de incrementar la resistencia de la lámina de acero sin limitar la trabajabilidad, es efectivo añadir elementos como Si o Mn y P, pero la adición de estos elementos retrasa la aleación, por lo que en comparación con el acero bajo en carbono, se requiere una temperatura más elevada y un tiempo más prolongado para la aleación. Esta aleación con temperatura más elevada, más prolongada, hace que la austenita que queda en la lámina de acero se convierta en perlita y reduce la trabajabilidad, por consiguiente como resultado se anulan los efectos de estos elementos añadidos. Para la aleación de una lámina de acero de alta resistencia que contiene Si, la Publicación no Examinada de Patente Japonesa (Kokai) Nº 5-279829 describe un método de producción realizable aún por medio de una línea continua de galvanizado por inmersión en caliente, pero el intervalo de las condiciones de producción se describe en líneas extremadamente generales y esto es poco útil en la producción real. Además, el método de producción descrito en la Publicación no Examinada de Patente Japonesa (Kokai) Nº 11-131145 causa la formación de austenita retenida manteniendo la lámina a una baja temperatura después del revestimiento, pero esto propicia un incremento en las instalaciones, por lo que disminuye la productividad.

El documento JP-A-2002-140022 divulga un método de fabricación de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia excelente en formabilidad bajo presión y adhesividad de revestimiento, en el cual la lámina de acero que contiene, en % en masa, de 0,04-0,2% de C, 0,2-1,8% de Si, 0,5-2,5% de Mn y 0,01-1,0% de Al y 0,4%<=Si+0,8Al<=1,8% en la relación de Si y Al y el resto Fe con las inevitables impurezas, se recuece a 650-900ºC en un intervalo coexistente de dos fases durante 300 segundos-10 minutos, se enfría hasta 350-500ºC a una velocidad de enfriamiento de 2-200ºC/segundo y se retiene en este intervalo de temperatura durante 5 segundos-20 minutos. Sucesivamente, se aplica el tratamiento de galvanizado y la lámina de acero galvanizado se mantiene en un intervalo de temperatura de 470-600ºC durante 5 segundos -2 minutos y después la lámina de acero galvanizado se enfría hasta \leq250ºC a una velocidad de enfriamiento de \geq5ºC/segundo, donde la austenita retenida en la estructura de la lámina de acero se asegura en una relación de volumen del 2-20% y también, se forma la capa revestida de aleación de Zn que contiene 8-15% de Fe, \leq1% de Al con inevitables impurezas sobre la superficie de la lámina de
acero.

Por consiguiente, la presente invención resuelve los problemas anteriores y provee un método de lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad sin el montaje de nuevas instalaciones.

Los inventores se ocuparon de la investigación intensiva sobre el revestimiento de la lámina de acero de alta resistencia y como resultado descubrieron que al revestir el acero al cual se había añadido C, Si y Mn en ciertas cantidades o más por medio de una instalación continua de galvanizado optimizada en las condiciones de tratamiento térmico y en las condiciones de revestimiento, es posible producir una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad.

El problema anterior puede resolverse por medio de las características detalladas en las reivindicaciones.

A continuación, la presente invención se explicará en detalle.

Primero, se explicarán las razones para las limitaciones numéricas de C, Si, Mn, P, S, Al y N.

El C es un elemento esencial para intentar incrementar la resistencia de la lámina de acero fortaleciendo la estructura por medio de la martensita o austenita residual. La razón por la cual se hace que el contenido de C sea 0,05% o más es que si C es menor que 0,05%, en una línea de galvanizado por inmersión en caliente donde se dificulta el enfriamiento rápido a partir de la temperatura de aleación utilizando rocío o agua por aspersión como medio de enfriamiento, fácilmente se forma cementita o perlita y se hace difícil asegurar la resistencia a la tensión requerida. Por otro lado, la razón por la cual se hace que el contenido de C sea 0,15% o menor es que si C excede de 0,15%, se dificulta la formación de una zona de soldadura fuerte por soldadura por puntos y en forma simultánea la segregación de C se hace notable, por lo que la trabajabilidad se degrada.

El Si es un elemento que incrementa la resistencia sin afectar mucho a la trabajabilidad, particularmente el alargamiento de la lámina de acero, y se añade en una cantidad de 0,3 a 2,0% o, en términos de % en peso, al menos cuatro veces el contenido de C. La razón por la cual se hace que el contenido de Si sea al menos 0,3% es que si el Si es menor que 0,3%, se hace difícil asegurar la resistencia a la tensión necesaria. La razón por la cual se hace que el contenido de Si sea 2,0% o menor es que si el Si es mayor que 2,0%, se satura el efecto de incremento de la resistencia y se produce una caída en la ductilidad. Además, haciendo que el % en peso sea al menos cuatro veces el contenido de C, se retrasa marcadamente el progreso en las transformaciones de perlita y bainita en el recalentamiento para el tratamiento de aleación realizado justo después del revestimiento. Aún después del enfriamiento hasta temperatura ambiente, es posible obtener una microestructura en la cual, por % en volumen, de 3 a 20% de martensita y austenita retenida se mezclan en la ferrita.

El Mn, junto con el C, disminuye la energía libre de la austenita, por lo tanto el mismo se añade en una cantidad de 1,0% o más con el fin de estabilizar la austenita hasta la inmersión del fleje de acero en el baño de revestimiento. Además, por adición del mismo en un % en peso de al menos 12 veces el contenido de C, el recalentamiento para el tratamiento de aleación realizado justo después de la inmersión retrasa notablemente el progreso de la transformación de perlita y bainita y produce una estructura metálica, donde, aún después del enfriamiento hasta temperatura ambiente, de 3 a 20% en relación de volumen de la martensita y austenita retenida se mezclan en la ferrita. Si embargo, si la cantidad de adición se vuelve excesivamente grande, el planchón se parte fácilmente y la soldabilidad por puntos también se deteriora, por lo tanto se hace que el límite superior sea 2,8%.

El P generalmente está contenido en el acero como una impureza inevitable, pero si la cantidad excede de 0,03%, el deterioro de la soldabilidad por puntos se torna serio. Además, en la lámina de acero de alta resistencia tal como en la presente invención donde la resistencia a la tensión excede de 490MPa, tanto la tenacidad como la laminación en frío se deterioran gravemente, por lo tanto se hace que el contenido sea 0,03% o menor. El S también generalmente está contenido en el acero como una impureza inevitable, pero si esta cantidad excede de 0,02%, la presencia de MnS extendida en la dirección del laminado se vuelve notable y tiene un efecto perjudicial para la plegabilidad de la lámina de acero, por lo que se hace que el contenido sea 0,02% o menor.

El Al actúa como un elemento desoxidante para el acero. Además, el AlN hace que el tamaño del grano del material laminado en caliente sea más fino y elimina el engrosamiento de los granos del cristal en la serie de procesos de tratamiento por calor a fin de mejorar la calidad del material, por lo tanto el Al debe añadirse en una cantidad del 0,005% o mayor. Sin embargo, si es superior a 0,5% no sólo el costo aumenta, sino que también se deterioran las propiedades de superficie, por lo tanto se hace que el contenido sea de 0,5% o menor. El N generalmente está contenido en el acero como una impureza inevitable, pero si la cantidad excede de 0,006%, tanto el alargamiento como la pérdida de ductilidad se deterioran, por lo tanto se hace que el contenido sea 0,006% o menor.

Además, el acero que tiene estos mismos como sus principales componentes puede contener Nb, Ti, B, Mo, Cu, Sn, Zn, Zr, W, Cr, Ni, Co, Ca, elementos térreos raros (incluyendo Y), V, Ta, Hf, Pb, Mg, As, Sb y Bi en una cantidad total de 1% o menor sin disminuir el efecto de la presente invención. Dependiendo de las cantidades, se mejorarán la resistencia a la corrosión y la trabajabilidad o se obtendrán otros resultados deseados.

A continuación, se explicará la capa de galvanizado y recocido.

La razón por la cual se limita la composición de Al en la capa de galvanizado y recocido en la presente invención a un valor de 0,05 a 0,5% en masa es que si el % en masa es menor que 0,05%, la aleación de Zn-Fe progresa demasiado en el momento de la aleación, se desarrolla demasiado una capa de aleación quebradiza en la interfase de hierro y la adhesión del revestimiento se deteriora, mientras que si el % en masa es mayor que 0,5%, la capa de barrera basada en Fe-Al-Zn se forma muy densamente y la aleación no progresa en el momento de la misma, por lo tanto no se puede obtener un revestimiento con el contenido de hierro planeado.

Además, la razón por la cual se limita la composición del Fe a un valor de 5 a 15% en masa es que si es menor que 5% en masa, la superficie de revestimiento se forma con una aleación de Zn-Fe blanda que degrada la formabilidad bajo presión mientras que si es mayor que 15% en masa, se desarrolla demasiado una capa de aleación quebradiza en la interfase de hierro y se deteriora la adhesión del revestimiento. Preferentemente, el contenido es de 7 a 13% en masa.

La lámina de acero conforme a la presente invención también puede contener o incluir mezclados en el baño de galvanizado por inmersión en caliente o capa de galvanizado uno o más de los siguientes: Pb, Sb, Si, Sn, Mg, Mn, Ni, Cr, Co, Ca, Cu, Li, Ti, Be, Bi y elementos térreos raros sin disminuir el efecto de la presente invención. Dependiendo de las cantidades, se mejora la resistencia a la corrosión o la trabajabilidad, etc. en los mejores casos. La deposición de revestimiento del revestimiento galvanizado y recocido particularmente no se limita, pero desde el punto de vista de la resistencia a la corrosión, se prefieren 20 g/m^{2} o más, mientras que desde el punto de vista de la economía, se prefieren 150 g/m^{2} o menos.

La "lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad" en la presente invención significa lámina de acero que posee un desempeño de resistencia a la tensión TS de 490 Mpa o más y una relación de la resistencia a la tensión F (MPa) y el alargamiento L (%) que satisface L\geq52-0,035xF.

La razón por la cual se limita el alargamiento L a [52-0,035xF]% o más es que si L es menor que [52-0,035xF]%, la lámina se romperá en el momento del embutido profundo u otro trabajo intenso y la trabajabilidad de otra manera será insuficiente.

A continuación, se explicarán las razones por las cuales se limitan las condiciones de producción.

El objeto se centra en obtener una microestructura que incluya martensita y austenita retenida en una cantidad del 3 al 20% y lograr tanto una alta resistencia como una buena trabajabilidad a presión. Si la relación de volumen de martensita y austenita retenida es menor que 3%, no se obtendrá una alta resistencia. Por otro lado, si la relación de volumen de la martensita y austenita retenida excede el 20%, aunque que la resistencia será alta, la trabajabilidad de la lámina de acero se deteriorará y el objeto de la presente invención no se logrará.

El planchón utilizado para el laminado en caliente no está limitado particularmente, sino que se puede utilizar un planchón de colada continua o un planchón producido por un moldeador de planchón delgado, etc. También se puede realizar un proceso tal como "colada continua a laminado directo (CC a DR)" realizando el laminado en caliente justo después de la colada.

La temperatura de terminación del laminado en caliente debe hacerse que sea el punto Ar3 o más con vistas de asegurar la formabilidad a presión de la lámina de acero. Las condiciones de enfriamiento después del laminado en caliente y la temperatura de bobinado no son particularmente limitadas, pero la temperatura de bobinado no debe ser una temperatura que produzca mayor variación en la calidad en los dos extremos de la bobina y no debería ser una temperatura que cause deterioro en la capacidad de limpieza de metales debido al incremento del espesor a escala, por lo que se hace que la misma sea de 750ºC o menor. Además, si se forma parcialmente bainita o martensita, fácilmente se producirán agrietamientos en los extremos al momento del laminado en frío. En casos extremos, la lámina aún se romperá. Por consiguiente, se prefiere una temperatura de 550ºC o mayor. El laminado en frío puede realizarse bajo las condiciones habituales. La ferrita se endurece a fin de trabajarla fácilmente dispersando finamente la martensita y austenita retenida en la misma. Con el fin de obtener la mayor mejora en la trabajabilidad, el porcentaje de reducción es del 50% o más. Por otro lado, el laminado en frío por medio de una proporción de reducción de más del 85% requiere una carga masiva de laminado en frío, por lo cual no es razonable.

Al realizar el recocido de la lámina a través de una instalación continua de galvanizado por inmersión en caliente del tipo con recocido en línea, se hace que la temperatura de recocido sea de 700ºC a 850ºC, región donde las dos fases de ferrita y austenita pueden coexistir. Si la temperatura de recocido es menor a 700ºC, la recristalización es insuficiente y la lámina de acero no puede suministrarse con la necesaria trabajabilidad a presión. El recocido a una temperatura superior a 850ºC ocasiona el crecimiento notable de una capa de óxido de Si o Mn en la superficie del fleje de acero y ocasiona fácilmente defectos de revestimiento, por lo tanto no es preferible. Además, en el proceso de inmersión de la lámina en el baño de revestimiento y de enfriamiento de la misma, aún cuando se enfríe gradualmente hasta los 650ºC, no crecerá una relación de volumen suficiente de ferrita, la austenita se transformará en martensita en el medio del enfriamiento desde los 650ºC al baño de revestimiento, la martensita se templará por medio del recalentamiento para la posterior aleación y la cementita se precipitará, por lo que se dificultará lograr tanto la alta resistencia como la buena trabajabilidad a presión.

El fleje de acero se recuece, después se enfría en el proceso de inmersión en el baño de revestimiento. La velocidad de enfriamiento en este caso es un promedio de 0,5 a 10ºC/segundo desde su temperatura pico máxima hasta 650ºC y una velocidad de enfriamiento promedio de 3ºC/segundo desde 650ºC hasta 500ºC. El fleje se mantiene desde 500ºC hasta el baño de revestimiento durante 30 segundos hasta 240 segundos, después se sumerge en el baño de revestimiento.

Se hace un promedio de la velocidad hasta los 650ºC de 0,5 a 10ºC/segundo con el fin de mejorar la trabajabilidad aumentando la relación de volumen de la ferrita y para incrementar simultáneamente la concentración de C de la austenita con el fin de disminuir la energía libre producida y hacer que la temperatura de inicio de la transformación de la martensita sea la temperatura del baño de revestimiento o menor. Para hacer que la velocidad de enfriamiento promedio hasta 650ºC sea menor que 0,5ºC/segundo, es necesario alargar la línea de la instalación continua de galvanizado por inmersión en caliente lo cual da como resultado un costo más elevado, por lo que se hace que la velocidad de enfriamiento promedio hasta 650ºC sea de 0,5ºC/segundo o mayor.

Para hacer que la velocidad de enfriamiento promedio hasta 650ºC sea menor que 0,5ºC/segundo, se puede considerar disminuir la temperatura pico máxima y recocer el fleje a una temperatura con una pequeña relación de volumen de austenita, pero en este caso el intervalo de temperatura apropiado se vuelve más estrecho que el intervalo de temperatura permitido en la operación real. Si la temperatura de recocido es aún un poco menor, no se formará ninguna austenita y no se logrará el objeto.

Por otro lado, si la velocidad de enfriamiento promedio hasta 650ºC excede de 10ºC/segundo, no sólo el aumento en la relación de volumen de la ferrita será insuficiente, sino que también habrá un pequeño aumento en la concentración de C en la austenita, por lo tanto antes de que el fleje de acero se sumerja en el baño de revestimiento, parte se convertirá en martensita. En el calentamiento para la posterior aleación, la martensita se templará y se precipitará como cementita, por lo que se hará difícil lograr tanto la alta resistencia como la buena trabajabilidad.

Se hace que la velocidad de enfriamiento promedio desde 650ºC hasta 500ºC sea de 3ºC/segundo o mayor con el fin de evitar que la austenita se transforme en perlita en medio del enfriamiento. Si la velocidad de enfriamiento es menor a 3ºC/segundo, incluso si se recuece a la temperatura prescrita en la presente invención o se enfría hasta los 650ºC, la perlita se formará inevitablemente. El límite superior de la velocidad de enfriamiento promedio no es particularmente limitado, pero enfriar el fleje de acero con el fin de que la velocidad de enfriamiento promedio exceda de 20ºC/segundo es difícil en una atmósfera seca.

La razón por la cual se mantiene la lámina de 500ºC hasta el baño de revestimiento durante 30 segundos a 240 segundos es que si se mantiene menos que 30 segundos, la concentración de C en la austenita se vuelve insuficiente y no alcanzará el nivel que permite la presencia residual de austenita a temperatura ambiente, mientras que si se mantiene más que 240 segundos, la transformación de la bainita progresará demasiado, la cantidad de austenita se tornará más pequeña y ya no se podrá formar una suficiente cantidad de austenita retenida.

Además, mientras se mantiene desde 500ºC hasta el baño de revestimiento, si después de que se enfría hasta los 450ºC o menos y se mantiene la lámina durante 25 segundos o más, la concentración de C en la austenita se estimulará y se obtendrá un revestimiento galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad. Sin embargo, si se sumerge la lámina en el baño de revestimiento a 450ºC o menos, el baño de enfriamiento se enfriará y solidificará, por lo tanto la lámina debe recalentarse a una temperatura superior a los 450ºC, después debe revestirse por medio del galvanizado por inmersión en caliente.

En la producción de la lámina de acero galvanizado y recocido conforme a la presente invención, el baño de revestimiento galvanizado por inmersión en caliente utilizado se ajusta a una concentración de Al de una concentración C de Al efectiva en el baño de 0,07 a 0,105% en peso. Aquí, "la concentración de Al efectiva en el baño de revestimiento" es el valor de la concentración de Al en el baño menos la concentración de Fe en el baño.

La razón por la cual se limita la concentración efectiva de Al a un nivel de 0,07 a 0,105% en peso es que cuando la concentración efectiva de Al es menor que 0,07%, la fase de Fe-Al-Zn que sirve como una barrera de aleación en la parte inicial del revestimiento se forma de manera insuficiente y se forma una fase \Gamma quebradiza más gruesa en la interfase revestimiento-lámina de acero en el momento del revestimiento, por lo que solamente se puede obtener una lámina de acero galvanizado y recocido inferior en adherencia de revestimiento al momento de trabajar. Por otro lado, cuando la concentración de Al efectiva es más elevada que 0,105%, se necesita alta temperatura, aleación de período largo y la austenita que quedó en el acero se transforma en perlita, por lo tanto se hace difícil lograr tanto la alta resistencia como la trabajabilidad.

Además, en la presente invención, se hace que la temperatura de aleación al momento de la aleación sea una temperatura T(ºC) que cumpla con 225+2500x[Al%]\leqT \leq295+2500x[Al%], donde [Al%]: concentración efectiva de Al (% en peso) en el baño en el baño de revestimiento de zinc.

La razón por la cual se limita la temperatura T de aleación a [225+2500x[Al%]]ºC a [295+2500x[Al%]]ºC es que si la temperatura de aleación T es menor que [225+2500x[Al%]]ºC, la aleación no progresará o progresará de manera insuficiente dando como resultado la no-aleación y que la capa superficial de revestimiento sea cubierta por una fase \eta o fase \zeta de pobre trabajabilidad. Además, si T es mayor que [295+2500x[Al%]]ºC, la aleación progresa demasiado, se excede el % de Fe en el revestimiento de la presente invención y la adhesión del revestimiento al momento del trabajo disminuye cada vez más.

En la presente invención, si la temperatura de aleación es demasiado alta, la austenita que haya quedado en el acero se transforma en perlita y no se puede obtener la lámina de acero planeada que alcance tanto la alta resistencia como la trabajabilidad. Por ello, cuanto mayor es la cantidad de adición de Si y más dura es la aleación, para mejorar la trabajabilidad, es efectivo disminuir la concentración efectiva de Al en el baño y disminuir la temperatura de aleación.

Específicamente, la lámina se reviste a una concentración efectiva de Al (% en peso) en el baño que cumpla con [Al%]\leq0,103-0,008x[Si%], donde [Si%]: el contenido de Si en la lámina de acero (% en peso).

La razón por la cual se limita la concentración efectiva de Al a [0,103-0,008x[Si%]]% o menos es que si la concentración efectiva de Al es mayor que [0,103-0,008x[Si%]]%, se hace necesaria una alta temperatura, aleación de largo período, la austenita que haya quedado en el acero cambia a perlita y la trabajabilidad se degrada.

La razón por la cual se limita el tiempo del galvanizado por inmersión en caliente hasta el enfriamiento a una temperatura de 400ºC o menos a 10 segundos a 100 segundos es que si es menor que 10 segundos, la concentración de C en la austenita se torna insuficiente y no alcanzará un nivel que permita la presencia residual de austenita a temperatura ambiente, mientras que si es superior a 100 segundos, la transformación de la bainita progresará demasiado, la cantidad de austenita se volverá más pequeña y no se podrá formar una cantidad suficiente de austenita retenida. Preferentemente el tiempo es de 10 segundos a 80 segundos.

El método de calentamiento del horno de aleación no es particularmente limitado en la presente invención. Siempre que la temperatura de la presente invención pueda asegurarse, son posibles tanto el calentamiento por radiación por medio de un horno común a gas como el calentamiento por inducción a alta frecuencia. Además, el método de enfriamiento desde la temperatura pico máxima de la lámina después del calentamiento para la aleación no es una cuestión. Siempre que se utilice un cierre de aire etc. para proteger el calentamiento después de la aleación, es suficiente aún permitir que la lámina permanezca al aire libre. Tampoco es un problema la limpieza con gas etc., para un enfriamiento rápido.

La razón por la cual se limita la temperatura del baño de galvanizado por inmersión en caliente a menos de los 460ºC es que si la temperatura es de 460ºC o mayor, la fase Fe-Al-Zn que se vuelve una barrera de aleación al inicio del revestimiento se forma demasiado rápido e incrementa la temperatura de aleación, por lo que se transforma fácilmente en una causa de reducción de la trabajabilidad en los tipos de acero con grandes cantidades de adición de Si. El límite más bajo de temperatura del baño no es particularmente limitado, pero debido a que el punto de fusión del zinc es 419,47ºC, el revestimiento de galvanizado por inmersión en caliente sólo es posible físicamente a una temperatura del baño de al menos esa temperatura.

Ejemplos

A continuación, se utilizarán ejemplos para explicar la presente invención en más detalle.

Ejemplo 1

Un planchón de cada una de las composiciones mostradas en la Tabla 1 se calentó hasta 1150ºC, se laminó en caliente a una temperatura de terminación de 910 a 930ºC hasta lograr un fleje de acero laminado en caliente de 4,5 mm y se bobinó a una temperatura de 580 a 680ºC. El mismo se limpió en baño químico, después se laminó en frío hasta lograr un fleje de acero laminado en frío de 1,6 mm, después se trató en caliente y se revistió bajo las condiciones mostradas en la Tabla 2 utilizando una instalación continua de galvanizado por inmersión en caliente del tipo de recocido en línea para producir la lámina de acero galvanizado y recocido.

La resistencia a la tensión (TS) y el alargamiento (El) se determinaron recortando piezas de prueba JIS Nº 5 de las láminas de acero y sometiendo las mismas a una prueba de tensión a temperatura normal. Una resistencia a la tensión de 490 MPa o más se consideró aceptable, mientras que un alargamiento de [52-0,035 x resistencia a la tensión]% o más se consideró aceptable. Las cantidades de deposición de los revestimientos y las concentraciones de Fe y Al se determinaron disolviendo los revestimientos con ácido clorhídrico que contiene un inhibidor y la medición por ICP. Se consideró aceptable una concentración de Fe en el revestimiento de 5 a 15%.

Los resultados de la evaluación son los que se muestran en la Tabla 2. El Nº 1 tenía un contenido de C en el acero fuera del alcance de la presente invención, por lo que la resistencia a la tensión fue insuficiente. El Nº 2 tenía un contenido de Si en el acero fuera del alcance de la presente invención, por lo que la resistencia a la tensión y el alargamiento estuvieron por debajo del estándar. El Nº 3 tenía un contenido de P en el acero fuera del alcance de la presente invención, por lo que el alargamiento estuvo por debajo del estándar. Los N^{os} 7, 8 y 17 tenían temperaturas pico máximas en el momento del recocido fuera del alcance de la presente invención, por lo que el alargamiento estuvo por debajo del estándar. El Nº 9 tenía un contenido de Mn en el acero fuera del alcance de la presente invención, por lo que la resistencia a la tensión y el alargamiento estuvieron por debajo del estándar. Los N^{os} 12 y 29 tenían temperaturas de aleación fuera del alcance de la presente invención, por lo que los alargamientos estuvieron por debajo del estándar. El Nº 15 tenía una temperatura de aleación fuera del alcance de la presente invención, por lo que el % de Fe en el revestimiento estuvo por debajo del estándar. Los N^{os} 20 y 30 tenían velocidades de enfriamiento promedio desde la temperatura pico máxima hasta los 650ºC fuera del alcance de la presente invención, por lo que los alargamientos estuvieron por debajo del estándar. El Nº 21 tenía un tiempo de mantenimiento desde 500ºC hasta el baño de revestimiento fuera del alcance de la presente invención, por lo que el alargamiento estuvo por debajo del estándar. El Nº 26 tenía un contenido de Mn/contenido de C en el acero fuera del alcance de la presente invención, por lo que el alargamiento estuvo por debajo del estándar. El Nº 27 tenía un contenido de Si/contenido de C en el acero fuera del alcance de la presente invención, por lo que el alargamiento estuvo por debajo del estándar. El Nº 31 tenía una velocidad de enfriamiento promedio de 650ºC hasta 500ºC fuera del alcance de la presente invención, por lo que el alargamiento estuvo por debajo del estándar. El Nº 32 tenía un contenido de Mn en el acero fuera del alcance de la presente invención, por lo que el alargamiento estuvo por debajo del estándar. El Nº 33 tenía un contenido de C en el acero fuera del alcance de la presente invención, por lo que el alargamiento estuvo por debajo del estándar. Los productos de la presente invención distintos de estos últimos fueron láminas de acero galvanizado y recocido de excelente trabajabilidad, de alta resistencia.

Además, se pudo producir una lámina de acero galvanizado y recocido de excelente trabajabilidad, de alta resistencia con una temperatura de baño de revestimiento menor que 460ºC, sin importar el contenido de Si en el acero. Por otro lado, la producción fue posible, a 470ºC, con el contenido de Si bajo del caso Nº 5 o con el contenido de Si alto y % de Fe bajo del caso Nº 35, pero si se trata de aumentar el % de Fe por el contenido de Si alto del Nº 36, la temperatura de aleación debe incrementarse y como resultado, el alargamiento termina estando por debajo del estándar.

1

2

Ejemplo 2

Un planchón compuesto de la composición mostrada por H en la Tabla 1 se calentó hasta los 1150ºC, se laminó en caliente a una temperatura de terminación de 910 a 930ºC hasta lograr un fleje de acero laminado en caliente de 4,5 mm y se bobinó a una temperatura de 580 hasta 680ºC. El mismo se limpió en baño químico, después se laminó en frío hasta lograr un fleje de acero laminado en frío de 1,6 mm, después se trató en caliente y se revistió bajo condiciones tales como las mostradas en la Tabla 3 utilizando una instalación continua de galvanizado por inmersión en caliente del tipo de recocido en línea para producir una lámina de acero galvanizado y recocido. La resistencia a la tensión (TS) y el alargamiento (El) se determinaron recortando piezas de prueba JIS Nº 5 de las láminas de acero y sometiendo las mismas a una prueba de tensión a temperatura normal. Una resistencia a la tensión de 490 M Pa o mayor se consideró aceptable, mientras que un alargamiento de [52-0,035 x resistencia a la tensión]% o mayor se consideró aceptable. Las cantidades de deposición de los revestimientos y las concentraciones de Fe y Al se determinaron disolviendo los revestimientos por medio del ácido clorhídrico que contiene un inhibidor y la medición por ICP. Se consideró aceptable una concentración de Fe en el revestimiento del 5 al 15%.

La adhesión del revestimiento se determinó doblando una pieza de prueba, sobre la cual se había pegado una cinta adhesiva (cinta de celofán) en el lado de compresión con anterioridad, para configurar una forma en V a fin de darle un ángulo de doblado de 60º, doblándolo hacia atrás, después despegando la cinta adhesiva, observando visualmente el grado de despegue del revestimiento y evaluando esto conforme a las siguientes clasificaciones. "F" o mejor fue considerado aceptable. "VG (muy bien)": ancho de despegue de la capa de revestimiento menor que 1 mm, "G (bien)": ancho de despegue de la capa de revestimiento de 1 mm hasta menos de 6 mm, "F (regular)": ancho de despegue de la capa de revestimiento de 6 mm hasta menos de 12 mm, "P (mal)": ancho de despegue de la capa de revestimiento de 12 mm o más.

Los resultados de la evaluación son los que se muestran en la Tabla 3. El Nº 4 tenía una concentración efectiva de Al en el baño de revestimiento fuera del alcance de la presente invención, por lo que la adhesión del revestimiento estuvo por debajo del estándar. El Nº 7 tenía una concentración efectiva de Al en el baño de revestimiento fuera del alcance de la presente invención, por lo que el alargamiento estuvo debajo del estándar. El Nº 8 tenía una concentración efectiva de Al en el baño de revestimiento fuera del alcance de la presente invención, por lo que el % Fe en el revestimiento estuvo debajo del estándar. Los productos de la presente invención distintos de estos últimos fueron lámina de acero galvanizado y recocido de excelente trabajabilidad, de alta resistencia.

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

(Tabla pasa a página siguiente)

3

Conforme a lo que se explica más arriba, la presente invención suministra un método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad.

Claims (5)

1. Un método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad que comprende laminar en caliente con terminación un planchón que contiene, en % en masa,

C: 0,05 a 0,15%,

Si: 0,3 a 2,0%,

Mn: 1,0 a 2,8%,

P: 0,03% o menos,

S: 0,02% o menos,

Al: 0,005 a 0,5%, y

N: 0,0060% o menos opcionalmente uno o más seleccionados de Nb, Ti, B, Mo, Cu, Sn, Zn, Zr, W, Cr, Ni, Co, Ca, elementos térreos raros (incluyendo Y), V, Ta, Hf, Pb, Mg, As, Sb y Bi en una cantidad total de 1% o menos y el resto Fe e impurezas inevitables, donde, cuando %C, %Si y %Mn respectivamente representan los contenidos de C, Si y Mn, se cumple lo siguiente (%Mn) / (%C) \geq 12 y (%Si) / (%C) \geq 4, a una temperatura de al menos un punto Ar_{3}, laminar en frío la lámina de acero laminada en caliente con un relación de reducción del 50 al 85%, con el posterior recocido de la lámina de acero laminada en frío en una instalación continua de galvanizado por inmersión en caliente en la región de temperatura de dos fases de austenita y ferrita de 700ºC a 850ºC, enfriar la lámina de acero recocida desde su temperatura pico máxima hasta los 650ºC a una velocidad de enfriamiento promedio de 0,5 a 10ºC/segundo, después de 650ºC a 500ºC con una velocidad de enfriamiento promedio de 3ºC/segundo o más, mantener la lámina de acero enfriada de 500ºC al baño de revestimiento durante 30 segundos a 240 segundos, galvanizar después por inmersión en caliente la lámina de acero con el fin de formar una capa de galvanizado por inmersión en caliente sobre la superficie de dicha lámina de acero laminada en frío, alear después dicha lámina de acero formada con dicha capa de galvanizado por inmersión en caliente para producir una lámina de acero galvanizado y recocido compuesta por dicha lámina de acero formada sobre la superficie con una capa galvanizada y recocida que contiene Al: 0,05 a 0,5% en masa y Fe: 5 a 15% en masa y el resto Zn e impurezas inevitables, donde dicha lámina de acero cumple con una relación de resistencia a la tensión F (Mpa) y alargamiento L (%) de L\geq52-0,035xF, estando dicho método de producción de lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad caracterizado por realizar dicho galvanizado por inmersión en caliente en un baño de galvanizado por inmersión en caliente de una composición de ingredientes compuesta por una concentración efectiva de Al en el baño de 0,07 a 0,105% en masa y el resto Zn e impurezas inevitables y realizar dicha aleación a una temperatura T (ºC) que cumple con:

225+2500x[Al%]\leqT\leq295+2500x[Al%],

donde, [Al%]: concentración de Al efectiva en el baño en el baño de revestimiento de zinc (% en peso).

2. Un método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad conforme a lo establecido en la reivindicación 1, dicho método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia se caracteriza porque se realiza a una concentración efectiva de Al en el baño que cumple con lo siguiente

[Al%]\leq0,103-0,008x[Si%]

donde [Si%]: contenido de Si en la lámina de acero (% en peso)

3. Un método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad conforme a lo establecido en la reivindicación 1 o 2, donde dicho método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia se caracteriza porque propicia un tiempo después del revestimiento de galvanizado por inmersión en caliente hasta el enfriamiento hasta los 400ºC o menos en 10 segundos a 100 segundos.

4. Un método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad conforme a lo establecido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, dicho método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia se caracteriza porque propicia que la temperatura del baño de revestimiento de galvanizado por inmersión en caliente sea menor a 460ºC.

5. Un método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia de excelente trabajabilidad conforme a lo establecido en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde dicho método de producción de una lámina de acero galvanizado y recocido de alta resistencia se caracteriza por recocer la lámina, después enfriar la lámina de acero recocida a 450ºC o menos, después recalentar la lámina de acero enfriada a una temperatura superior a los 450ºC y galvanizar por inmersión en caliente de la lámina de acero recalentada.