ES2325961T3 - Procedimiento para fabricar productos planos de acero a partir de un acero que forma una estructura martensitica. - Google Patents

Procedimiento para fabricar productos planos de acero a partir de un acero que forma una estructura martensitica. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para fabricar productos planos de acero, - en el que un acero que forma una estructura martensítica de la siguiente composición (en % en peso) C: 0,15-0,19% Mn: 0,80-1,20% P: <= 0,030% S: <= 0,004% Si: 0,60-1,00% Al: <= 0,05% N: <= 0,0060% Cr: 0,30-0,60% Nb: 0,040-0,070% el resto hierro e impurezas inevitables se cuela para dar un fleje colado con un espesor de 1-4 mm, - en el que el fleje colado se lamina en caliente en línea en una operación continua con un grado de deformación de más del 20% a una temperatura final de laminado en caliente que se encuentra en el intervalo de 900-1050ºC para dar un fleje laminado en caliente con un espesor de 0,5-3,2 mm, se enfría en una etapa y - en el que el fleje laminado en caliente se bobina a una temperatura de bobinado que asciende como máximo a 350ºC, - de manera que se obtiene un fleje laminado en caliente cuya resistencia a la tracción Rm asciende a al menos 1440 MPa a un alargamiento a la rotura A80 de al menos el 5%.

Description

Procedimiento para fabricar productos planos de acero a partir de un acero que forma una estructura martensítica.
La invención se refiere a un procedimiento para fabricar productos planos de acero, como flejes o recortes de chapa, a partir de aceros martensíticos de alta resistencia. Los aceros MS de este tipo pertenecen al grupo de los aceros multifásicos. En este caso se trata normalmente de aceros cuyas propiedades se determinan por el tipo, la cantidad y la disposición de las fases de la estructura. Por tanto, en la estructura están presentes al menos dos fases (por ejemplo, ferrita, martensita, bainita). De esta manera tienen una combinación de resistencia/maleabilidad superior en comparación con los aceros convencionales.
Debido a estas particularidades, los aceros multifásicos son de gran interés especialmente para la construcción de automóviles ya que debido a su alta resistencia permiten, por una parte, el uso de menores grosores de materiales y una reducción del peso del automóvil que esto lleva asociado y, por otra parte, mejoran la seguridad de la carrocería del automóvil en caso de un choque (comportamiento al choque). Por tanto, los aceros multifásicos hacen posible con al menos resistencia constante de la carrocería total una reducción del espesor de chapa de una pieza fabricada a partir de tales aceros multifásicos en comparación con una carrocería fabricada a partir de aceros convencionales.
Normalmente, los aceros multifásicos se funden en acerías de convertidores y se cuelan en una planta de colada continua para dar desbastes planos o desbastes planos delgados que luego se laminan en caliente para dar un fleje laminado en caliente y se bobinan. En este caso, las propiedades mecánicas del fleje laminado en caliente pueden variarse mediante un enfriamiento específicamente controlado del fleje laminado en caliente después del laminado en caliente con el objetivo de ajustar determinadas proporciones de la estructura. Los flejes laminados en caliente pueden laminarse además en frío para dar un fleje laminado en frío para también poner a disposición espesores de chapa más delgados (documentos EP 0 910 675 B1, EP 0 966 547 B1, EP 1 169 486 B1, EP 1 319 725 B1, EP 1 398 390 A1).
Un problema en la fabricación de productos planos a partir de aceros multifásicos de alta resistencia con resistencias a la tracción de más de 800 MPa consiste en que al laminar los aceros de este tipo deben aplicarse altas fuerzas de laminado. Este requisito tiene como consecuencia que generalmente con las plantas de fabricación que actualmente están a disposición normalmente pueden ponerse a disposición flejes laminados en caliente de alta resistencia de aceros del tipo en cuestión en muchos casos sólo en un ancho y espesor que ya no satisfacen totalmente los requisitos exigidos actualmente en el sector de la construcción de automóviles. Sobre todo los flejes de menores espesores con anchos suficientes pueden obtenerse difícilmente en plantas convencionales. También ha demostrado ser difícil en la práctica durante la manera de proceder convencional fabricar flejes laminados en frío a partir de aceros multifásicos con resistencias de más de 800 MPa.
Una ruta alternativa para fabricar flejes de acero a partir de un acero multifásico se propone en el documento EP 1 072 689 B1 (DE 600 09 611 T2). Según este procedimiento conocido, para fabricar flejes de acero delgados inicialmente se cuela una masa fundida de acero que contiene (en % en peso) 0,05 y 0,25% de C, en suma 0,5-3% de Mn, Cu y Ni, en suma 0,1-4% de Si y Al, en suma hasta el 0,1% de P, Sn, As y Sb, en suma menos del 0,3% de Ti, Nb, V, Zr y REM, así como respectivamente menos del 1% de Cr, Mo y V, el resto hierro e impurezas inevitables para dar un fleje colado con un espesor de 0,5-10 mm, especialmente 1-5 mm. El fleje colado se lamina a continuación en caliente en línea en una o varias pasadas con un grado de deformación que se encuentra entre el 25% y el 70% para dar un fleje laminado en caliente. La temperatura final del laminado en caliente se encuentra en este caso por encima de la temperatura de Ar_{3}. Después de finalizar el laminado en caliente, el fleje laminado en caliente obtenido se enfría luego en dos etapas. En la primera etapa de este enfriamiento se mantiene una velocidad de enfriamiento de 5-100ºC/s hasta que se alcanza una temperatura que se encuentra entre 400-550ºC. A esta temperatura, el fleje laminado en caliente se deja reposar luego durante un tiempo de reposo que se necesita para hacer posible una transformación bainítica del acero con una proporción de austenita residual de más del 5%. En este caso deberá evitarse la formación de perlita. Después de un tiempo de reposo suficiente para el ajuste de la estructura requerida, el proceso de transformación se interrumpe por el inicio de la segunda etapa de enfriamiento en la que el fleje laminado en caliente se lleva a una temperatura inferior a 400ºC para a continuación enrollarlo en una bobina a una temperatura de bobinado que se encuentra por debajo de 350ºC.
Con la manera de proceder descrita en el documento EP 1 072 689 B1 deberá ser posible una fabricación sencilla del fleje laminado en caliente con proporciones de estructura bainítica a partir de un acero multifásico que presenta propiedades de TRIP ("TRIP" = "Transformation Induced Plasticity" (plasticidad inducida por la transformación)).
Los aceros de este tipo presentan resistencias relativamente altas con buena deformabilidad. No obstante, las resistencias no son suficientes para muchos casos de aplicación, especialmente en el sector de la construcción de automóviles.
Por tanto, el objetivo de la invención consistió en poner a disposición un procedimiento con el que pudieran producirse productos planos de acero de resistencia extremadamente alta con una gran diversidad de dimensiones geométricas con gastos de fabricación reducidos.
Partiendo del estado de la técnica previamente explicado, este objetivo se alcanza mediante un procedimiento según la reivindicación 1 para fabricar productos planos de acero en el que según la invención un acero que forma una estructura martensítica que contiene 0,15-0,19% de C, 0,80-1,20% de Mn, hasta el 0,030% de P, hasta el 0,004% de S, 0,60-1,00% de Si, hasta el 0,05% de Al, hasta el 0,0060% de N, 0,30-0,60% de Cr, 0,040-0,070% de Nb y como resto hierro e impurezas inevitables se cuela para dar un fleje colado con un espesor de 1-4 mm, en el que el fleje colado se lamina en caliente en línea en una operación continua con un grado de deformación de más del 20% a una temperatura final de laminado en caliente que se encuentra en el intervalo de 900-1050ºC para dar un fleje laminado en caliente con un espesor de 0,5-3,2 mm y en el que el fleje laminado en caliente se bobina a una temperatura de bobinado que asciende como máximo a 350ºC de manera que se obtiene un fleje laminado en caliente cuya resistencia a la tracción R_{m} asciende a al menos 1400 MPa a un alargamiento a la rotura A_{80} de al menos el 5%.
La invención aprovecha además la posibilidad de la colada de flejes para procesar un acero martensítico de resistencia especialmente alta en un fleje laminado en caliente. Como el fleje colado ya posee en este caso por sí mismo un pequeño espesor, en el transcurso del laminado en caliente de este fleje sólo deben mantenerse grados de deformación relativamente pequeños para producir productos planos con pequeños espesores como se necesitan especialmente en el sector de la industria del automóvil. Por tanto, mediante la ventaja de un espesor de partida correspondiente del fleje colado es posible fabricar sin problemas con el procedimiento según la invención flejes laminados en caliente que a una distribución de propiedades óptima presentan un espesor de como máximo 1,5 mm y a partir de los cuales pueden fabricarse, ejemplo, elementos para la estructura portante de un automóvil.
Debido a los pequeños grados de deformación durante el laminado en caliente, las fuerzas de laminado necesarias para ello en comparación con las fuerzas necesarias en el laminado en caliente de desbastes planos o desbastes planos delgados en la manera de proceder convencional son pequeñas, de manera que con el procedimiento según la invención pueden producirse sin problemas flejes laminados en caliente de mayor ancho que claramente se encuentran por encima del ancho de los flejes laminados en caliente de la misma clase de resistencia y espesor que pueden producirse de manera convencional. Por tanto, la invención permite fabricar de forma segura flejes laminados en caliente de alta resistencia constituidos por un acero martensítico de la composición especificada procesada según la invención cuyo ancho asciende a más de 1.200 mm, especialmente a más de 1.600 mm.
La aplicación según la invención del procedimiento de colada del fleje en el procesamiento de aceros de alta resistencia del tipo compuesto según la invención ofrece, además de las ventajas previamente mencionadas, la posibilidad, también en lo referente a su comportamiento de solidificación, de colar de forma segura composiciones de acero críticas del tipo procesado según la invención debido a sus propiedades específicas del procedimiento y magnitudes de ajuste (por ejemplo, temperatura final de laminado en caliente, enfriamiento, temperatura de bobinado). Por tanto, la solidificación muy rápida característica de la colada de flejes del fleje colado conduce a, en comparación con una fabricación convencional, un riesgo claramente reducido de la aparición de segregaciones centradas con la consecuencia de que el fleje laminado en caliente producido según la invención presenta a lo largo de su sección transversal y su longitud una distribución de propiedades y estructura especialmente homogéneas.
Otra ventaja especial de la manera de proceder según la invención consiste en que el fleje laminado en caliente producido según la invención presenta altas resistencias de al menos 1400 MPa, sin que además deba mantenerse un ciclo de enfriamiento especial del fleje laminado en caliente entre el final de laminado en caliente y el bobinado como esto se escribe previamente, por ejemplo, en el documento EP 1 072 689 B1 por la necesidad de una fase de enfriamiento. En la realización del procedimiento según la invención sólo debe garantizarse que el laminado en caliente finalice en una ventana de temperatura limitada relativamente estrecha y que el bobinado también se realice en un intervalo de temperatura exactamente definido. Entremedias tiene lugar un enfriamiento de una etapa.
Otra ventaja de la manera de proceder según la invención consiste en que una ampliación de la variedad de propiedades mecánicas del fleje producido según la invención que sólo se basa en un análisis del acero puede conseguirse mediante una variación de las condiciones de enfriamiento y laminado.
Los flejes laminados en caliente producidos según la invención son especialmente adecuados para el procesamiento posterior para dar un fleje laminado en frío. Una configuración de la invención conforme a la práctica prevé correspondientemente que el fleje laminado en caliente se lamine en frío para dar un fleje laminado en frío con un espesor de 0,5-1,4 mm, especialmente 0,7 mm a 1,3 mm, como se necesita para la construcción de carrocerías de automóviles. Para eliminar los endurecimientos que se producen durante el laminado en frío, el fleje laminado en frío puede recocerse a una temperatura de recocido de 750-850ºC. Para el fleje laminado en frío producido de esta manera a partir del fleje laminado en caliente fabricado según la invención pueden garantizarse de forma segura resistencias a la tracción de al menos 800 MPa. En este caso, el alargamiento a la rotura A_{50} del fleje laminado en frío también asciende con seguridad a al menos el 10%.
Según otra configuración ventajosa de la invención, el fleje laminado en frío puede proveerse de una manera conocida en sí de un recubrimiento metálico en cuyo caso puede tratarse, por ejemplo, de un cincado.
A continuación se explica más detalladamente la invención mediante ejemplos de realización.
En experimentos realizados para comprobar el efecto de la invención, dos aceros A y B compuestos según la invención con la composición especificada en la tabla 1 se fundieron y se colaron en una máquina de colada de dos rodillos convencional para dar un fleje colado que tenía un espesor de 1,6 mm.
TABLA 1
(datos en % en peso)
1
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Los flejes colados a partir de los aceros A y B se laminaron en caliente en línea inmediatamente a continuación de la colada del fleje a una temperatura final de laminado en caliente TFL para dar un fleje laminado en caliente cuyo espesor ascendió a 1,25 mm. A continuación, el fleje laminado en caliente respectivamente obtenido se enfrió directamente en una etapa de enfriamiento hasta una temperatura de bobinado TB y se bobinó. Después del bobinado, los flejes laminados en caliente producidos a partir de los aceros A y B presentaron respectivamente una resistencia a la tracción R_{m} y un alargamiento a la rotura A_{80} que se especifican en la tabla 2 al igual que la temperatura final de laminado en caliente TFL y la temperatura de bobinado TB respectivamente mantenidas durante su fabricación.
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TABLA 2
2
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El fleje laminado en caliente producido a partir del acero A se lamina en frío después del bobinado y el decapado para dar un fleje laminado en frío de 0,7 mm de espesor y se recuece a una temperatura de 780ºC en continuo para recristalizar el fleje.
A un alargamiento a la rotura A_{50} del 21,8%, la resistencia a la tracción R_{m} del fleje laminado en frío así obtenido ascendió a 654 MPa.

Claims (9)

1. Procedimiento para fabricar productos planos de acero,
-
en el que un acero que forma una estructura martensítica de la siguiente composición (en % en peso)
C:
0,15-0,19%
Mn:
0,80-1,20%
P:
\leq 0,030%
S:
\leq 0,004%
Si:
0,60-1,00%
Al:
\leq 0,05%
N:
\leq 0,0060%
Cr:
0,30-0,60%
Nb:
0,040-0,070%
el resto hierro e impurezas inevitables
se cuela para dar un fleje colado con un espesor de 1-4 mm,
-
en el que el fleje colado se lamina en caliente en línea en una operación continua con un grado de deformación de más del 20% a una temperatura final de laminado en caliente que se encuentra en el intervalo de 900-1050ºC para dar un fleje laminado en caliente con un espesor de 0,5-3,2 mm, se enfría en una etapa y
-
en el que el fleje laminado en caliente se bobina a una temperatura de bobinado que asciende como máximo a 350ºC,
-
de manera que se obtiene un fleje laminado en caliente cuya resistencia a la tracción R_{m} asciende a al menos 1440 MPa a un alargamiento a la rotura A_{80} de al menos el 5%.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el ancho del fleje laminado en caliente asciende a más de 1.200 mm, especialmente a más de 1.600 mm.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el espesor del fleje laminado en caliente asciende a como máximo 1,5 mm.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el fleje laminado en caliente se lamina en frío para dar un fleje laminado en frío con un espesor de 0,5-1,4 mm.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque el fleje laminado en frío se recuece a una temperatura de recocido de 750-850ºC.
6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la resistencia a la tracción del fleje laminado en frío asciende a al menos 600 MPa.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el fleje laminado en frío presenta un alargamiento a la rotura A_{50} de al menos el 15%.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el fleje laminado en caliente o el fleje laminado en frío está provisto de un recubrimiento metálico.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque el recubrimiento metálico es un cincado.
ES06123137T 2006-10-30 2006-10-30 Procedimiento para fabricar productos planos de acero a partir de un acero que forma una estructura martensitica. Active ES2325961T3 (es)

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