ES2594328T3 - Acero laminado en caliente o en frío de baja densidad, su procedimiento de desarrollo y su utilización - Google Patents

Acero laminado en caliente o en frío de baja densidad, su procedimiento de desarrollo y su utilización Download PDF

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Abstract

Chapa de acero laminada cuya densidad es inferior o igual a 7,3 y cuya composición comprende, estando los contenidos expresados en peso: 0,10 <= C <= 0,30% 6,0 <= Mn <= 15,0% 6,0 <= Al <= 15,0% y opcionalmente, uno o más elementos seleccionados entre: Si <= 2,0% Ti <= 0,2% V <= 0,6% Nb <= 0,3% estando el resto de la composición compuesto por hierro y por impurezas inevitables que resultan de la elaboración, entendiéndose que **Fórmula**, estando la microestructura de la chapa constituida por ferrita, por austenita y hasta el 5% de precipitados Kappa en fracción superficial.

Description

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imagen5
fuerzas de laminado de la chapa de la invención con las herramientas habituales de laminado de acero a escala industrial. De este modo preferentemente, se prevén menos del 2% de precipitados Kappa. Se precisa que al ser la microestructura uniforme, la fracción superficial es igual a la fracción volumétrica.
5 [0035] El desarrollo del procedimiento de fabricación de una chapa laminada en caliente de acuerdo con la invención es el siguiente:
-Se proporciona un acero de composición de acuerdo con la invención
10 -Se procede a la colada de un producto semiacabado a partir de este acero. La colada puede efectuarse en lingote,
o bien de forma continua en forma de desbastes delgados o bandas delgadas. Es decir con un grosor que varía entre aproximadamente 220 mm para los desbastes y que puede llegar hasta varias decenas de mm para las bandas delgadas.
15 -Los productos semiacabados colados se recalientan a continuación a una temperatura comprendida entre 1000°C y 1280°C para tener en cualquier punto una temperatura favorable a las fuertes deformaciones de laminado. Más allá de 1280°C, existe el riesgo de formar granos ferríticos particularmente groseros, los numerosos ensayos de los inventores indicaron una correlación entre el tamaño de grano ferrítico inicial y la capacidad de estos últimos para recristalizar durante el laminado en caliente. Cuanto mayor es el tamaño de grano ferrítico inicial, menos fácilmente
20 recristaliza, de este modo se evitan temperaturas de recalentamiento más allá de 1280°C ya que éstas son industrialmente costosas y poco favorables a la recristalización de la ferrita. Esto puede, por otra parte, amplificar el fenómeno de estriado (también llamado “roping”). Se precisa que el estriado se debe a un conjunto de granos de pequeño tamaño, poco desorientados, en granos de mayor tamaño. Este fenómeno es visible mediante una localización preferente de las deformaciones en bandas en la dirección de laminado. Esto se debe a la presencia de
25 granos no recristalizados restaurados. Se mide mediante un bajo alargamiento repartido en dirección transversal.
[0036] Por debajo de 1000°C, se vuelve cada vez más difícil tener una temperatura de fin de laminado por encima de 850°C. Preferentemente, la temperatura de recalentamiento está comprendida entre 1150 y 1280°C.
30 [0037] Las etapas siguientes permiten evitar el fenómeno de estriado y tener una buena ductilidad y una buena conformabilidad:
-Es necesario efectuar el laminado con al menos un pase de laminado en presencia de ferrita, es decir en el dominio parcial o totalmente ferrítico. Esto para evitar una saturación de carbono en la ferrita que puede llevar a la
35 maclación. La austenita sirve de este modo como trampas para carbono eficaces ya que la solubilidad del carbono en la austenita es más elevada que en la ferrita.
-El último pase de laminado se efectúa a una temperatura superior a 850°C ya que, por encima de esta temperatura, la chapa de acero de acuerdo con la invención presenta una caída notable de laminabilidad como
40 muestra la figura 3 que presenta la estricción de probetas sometidas a una tracción en caliente a diferentes temperaturas. Una temperatura de fin de laminado comprendida entre 900 y 980°C se prefiere para tener una estructura propicia a la recristalización y laminable.
-Se refrigera a continuación la chapa obtenida a una velocidad de refrigeración hasta la temperatura de bobinado
45 Tbob. Preferentemente, se preferirá una velocidad de refrigeración Vref1 inferior o igual a 55°C/s para controlar mejor la precipitación de los kappa.
-Se bobina a continuación la chapa a una temperatura de bobinado inferior a 600°C ya que, por encima, existe el riesgo de no poder controlar la precipitación de kappa, y tener más del 5% de este último tras una descomposición
50 importante de la austenita tal como se ilustra en las figuras 2 y 4. Preferentemente, se bobina la chapa a una temperatura comprendida entre 450 y 550°C.
[0038] En esta fase, se obtiene una chapa laminada en caliente y si se desea obtener una chapa laminada en frío con un grosor inferior por ejemplo a 5 mm, se procede a las siguientes etapas:
55 -Se efectúa un laminado en frío con una reducción de grosor comprendida entre el 35 y el 90%.
-Se calienta a continuación la chapa laminada en frío a una velocidad de calentamiento Vc que se prefiere superior a 3°C hasta una temperatura de mantenimiento Tm comprendida entre 800 y 950°c durante un tiempo inferior a 600
7
imagen6
imagen7
obtenido tras observaciones al microscopio electrónico de transmisión (véase la figura 6).
[0045] La chapa R1 presenta un contenido de Mn inferior al 6%, una relación de Mn/AI inferior a 1 y una temperatura de calentamiento superior a 1280°C. La chapa, después del laminado en caliente presentó fisuras. La 5 laminabilidad de este acero es insuficiente. La letra “X” significa que no se realizó prueba de tracción.
[0046] Las chapas R2a y R2b proceden de la chapa R2 y presentan una relación de Mn/AI inferior a 1 y un contenido de manganeso inferior al 6%. R2a se sometió a un bobinado a una temperatura superior a 600°C lo que llevó a una descomposición de la austenita en Kappa y en ferrita tal como se ilustra mediante la figura 4. El
10 alargamiento no alcanza el 20% necesario.
[0047] La chapa R2b se sometió a condiciones de laminado de acuerdo con la invención pero no cumpliendo la composición química las condiciones previstas, es decir que la relación Mn/AI está por debajo de 1, no se alcanza el alargamiento del 20%.
15 [0048] La chapa R3 presenta una relación Mn/AI inferior a 1,0; a pesar de las condiciones de laminado de acuerdo con la invención y de los elementos de aleación en las horquillas previstas por la invención, aparecieron fisuras durante el laminado en caliente.
20 Ejemplo 2: chapas laminadas en frío y recocidas
[0049] Se elaboraron productos semiacabados a partir de una colada de acero. La composición química de los productos semiacabados, expresada en porcentaje ponderal, figura en la tabla 4 a continuación:
25 [0050] El resto de la composición de los aceros que figuran en la tabla 4 está constituida por hierro y por impurezas inevitables que resultan de la elaboración.
Tabla 4: Composición de acero (% en peso). I=invención
C
Mn Al Si Ti V Nb Mn/Al Densidad medida mediante picnometría
I3
0,21 8,2 7,4 0,26 <0,030 <0,030 <0,030 1,11 7,04
I4
0,21 8,6 6,1 0 <0,030 <0,030 <0,030 1,41 7,17
I5
0,2 8,6 6,1 0,89 <0,030 <0,030 0,1 1,41 7,12
I6
0,19 8,7 7,2 0 <0,030 <0,030 <0,030 1,21 no medida
[0051] 30
La densidad de I6 se estimó en 7,1 gracias a la curva de la figura 8.
[0052]
Los productos se laminaron en primer lugar en caliente en las siguientes condiciones:
Tabla 5: Condiciones de laminado en caliente
Trech (°C)
TFL (°C) Vref1 Tbob (°C)
I3a
1180 905 50°C/s 500
I3b
1180 964 50°C/s 500
I4
1150 935 55°C/s 450
I5
1150 952 55°C/s 450
I6
1150 944 50°C/s 450
10
imagen8
 Fisura: Designa si ha aparecido una fisura claramente visible a simple vista después del laminado en la chapa. Tabla 7: Propiedades de las chapas laminadas en frío y recocidas. I=invención
Ferrita
Austenita K Rm (MPa) Atot (%) Densidad medida Fisura
I3a
SÍ SÍ NO 831 23 7,04 NO
I3b
SÍ SÍ NO 800 26 7,04 NO
I4
SÍ SÍ NO 685 34 7,17 NO
I5
SÍ SÍ NO 742 30 7,12 NO
I6
SÍ SÍ NO 704 22 7,1* NO
* la densidad de I6 se estimó.
5 [0056] Las chapas de acero laminadas en frío de la tabla 7 corresponden a chapas de acuerdo con la invención. La microestructura de la chapa I3a se ilustra mediante la figura 5. Ninguna de estas chapas presenta una fisura después del laminado. Las resistencias mecánicas son superiores a 600 MPa, su alargamiento de rotura es superior al 20% y estas son soldables y la chapa I3a se revistió de Zn mediante un procedimiento de baño en caliente en un baño de Zn a 460°C, llamado procedimiento de galvanización en baño caliente. La chapa, tanto
10 denuda como revestida, presenta una buena soldabilidad. Los aceros de acuerdo con la invención presentan de este modo una buena aptitud para la galvanización de forma continua, en particular.
[0057] Los aceros de acuerdo con la invención presentan una buena combinación de propiedades interesantes para las piezas estructurales o de revestimiento externo en el automóvil (baja densidad, buena aptitud
15 para la deformación, buenas propiedades mecánicas, buena soldabilidad y buena resistencia a la corrosión con un revestimiento).
12

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  1. imagen1
    imagen2
    imagen3
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