ES2610246T3 - Plancha de acero de alta resistencia y alta tenacidad siendo el límite elástico de 700 MPa y método de fabricación de la misma - Google Patents

Plancha de acero de alta resistencia y alta tenacidad siendo el límite elástico de 700 MPa y método de fabricación de la misma Download PDF

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Abstract

Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad, que consiste en las siguientes composiciones químicas, en peso, C: 0,03-0,06%, Si: <= 0,30%, Mn: 1,0-1,5%, P: <= 0,020%, S: <= 0,010%, AI: 0,02-0,05%, Ti: 0,005-0,025%, N: <= 0,006%, Ca: <= 0,005%, y más de uno de Cr: 0,3-0,75%, Ni: <= 0,40%, Mo: <= 0,30%, el resto hierro e impurezas inevitables, y en la que el grosor es de 6-25 mm, el límite elástico es >= 700 MPa, el alargamiento A50 es >= 18%, y Akv a -60ºC es >=150 J.

Description

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DESCRIPCION
Plancha de acero de alta resistencia y alta tenacidad siendo el Ifmite elastico de 700 MPa y metodo de fabricacion de la misma
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a una plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad, y en particular a una plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad con lfmite elastico de mayor de o igual a 700 MPa, y a un metodo de fabricacion de la misma. La plancha de acero de la presente invencion es de buena tenacidad a baja temperatura, y adecuada para fabricar planchas de acero estructurales resistentes a impactos con alta resistencia y alta tenacidad en industrias tales como de automoviles, maquinaria de ingeniena, estructuras de cascos de buques de guerra.
Antecedentes de la invencion
Como tipo importante de acero, el acero de alta resistencia, baja aleacion se aplica ampliamente a campos como la industria militar, industria del automovil, maquinaria de minena, maquinaria de ingeniena, maquinaria agncola y transporte ferroviario. Con el rapido desarrollo de la industria china, diverso equipo militar y civil se ha vuelto mas complicado, mas grande y mas ligero, lo que requiere planchas de acero de alta resistencia, baja aleacion usadas para fabricar los equipos, no solo para que sean de mayor dureza y resistencia, sino tambien de buena tenacidad y rendimiento de formacion. En las ultimas decadas, la investigacion y la aplicacion de las planchas de acero de alta resistencia se desarrollan muy deprisa. Este tipo de acero se desarrolla basandose en acero soldable de alta resistencia, baja aleacion, y la vida util del mismo es muchas veces mas larga que la de las planchas de acero estructurales tradicionales; el procedimiento de fabricacion del mismo es sencillo, incluyendo normalmente enfriamiento o templado directamente tras el laminado, o templado y revenido fuera de lmea, o laminado controlado y enfriado controlado hasta el endurecimiento.
En el procedimiento de fabricacion tradicional de acero de alta resistencia, baja aleacion para automoviles, maquinaria de ingeniena y estructuras de cascos de buques de guerra, se anaden muchos elementos de aleacion caros tales como Cu, Ni, Cr y Mo, que cuestan mucho. Actualmente, el acero de alta resistencia comienza a desarrollarse en dos direcciones, siendo una de ellas la produccion a bajo coste, y siendo la otra alto coste con alto rendimiento. En China, cuando se producen aceros de alta resistencia, las acenas prefieren anadir elementos de aleacion como V, Ti, Cr, Si, Mn, B, RE que son abundantes en la zona, y la cantidad de adicion normalmente es < el 3%. En cuanto a esos aceros de alta resistencia con resistencia superior en estructuras de cascos de buques de guerra, automoviles, maquinaria de minena, maquinaria de ingeniena y similares (por ejemplo, planchas de acero con lfmite elastico de 700 MPa), se anaden adicionalmente elementos tales como Cu, Ni, Cr, Mo y similares para mejorar sus propiedades. Aunque el lfmite elastico de la plancha de acero es de hasta 700 MPa, su tenacidad a baja temperatura no es suficientemente alta para estructuras militares de cascos de buques de guerra y equipo civil que tienen requisitos estrictos sobre el impacto a baja temperatura a -60°C o incluso a -80°C. Actualmente, en China, el acero de alta resistencia con lfmite elastico por encima de 700 MPa todavfa depende predominantemente de las importaciones.
HSLA-80/100 en la norma militar de los Estados Unidos MILS-24645A-SH se refiere a un tipo de acero, en el que C < 0,06%, Si < 0,04%, Mn: 0,75-1,05%, P < 0,020%, S < 0,006%, Cu: 1,45-1,75%, Ni: 3,35-3,65%, Cr: 0,45-0,75%, Mo: 0,55-0,65%, Nb: 0,02-0,06%, el Ceq mmimo es 0,67 y el grosor de la plancha es < 102 mm, que adopta el diseno de aleacion con contenido en carbono bajo o incluso contenido en carbono ultrabajo (C < el 0,06%), para garantizar la excelente soldabilidad y tenacidad a baja temperatura. En el acero, se anade alto contenido de cobre y mquel, en el que debido al endurecimiento por envejecimiento del cobre, puede obtenerse alta resistencia sin dano obvio a su tenacidad y plasticidad. Tiene un lfmite elastico de 690-860 MPa, un alargamiento del 18%, un Akv transversal a -18°C de 108 J y un Akv transversal a -84°C de 81 J. Debido a que se anaden al mismo muchos elementos de aleacion caros, es muy costoso.
Ahora, en documentos de patente que se refieren a planchas de acero de alta resistencia, alta tenacidad con lfmite elastico de aproximadamente o mayor de 700 MPa, que se han publicado, el documento WO 200039352A, por ejemplo, da a conocer un acero a baja temperatura, en el que acero de alta resistencia con resistencia a la traccion mayor de 930 MPa y buena tenacidad a baja temperatura, se obtiene anadiendo bajo contenido de carbono (0,030,12%) y alto contenido de mquel (no menos del 1,0%) y adoptando una velocidad de enfriamiento baja (10°C/s).
El documento WO 9905335A da a conocer un acero de alta resistencia con contenido relativamente bajo de carbono (0,05-0,10%) y alto contenido de Mn, Ni, Mo y Nb. Tras el laminado, el acero solo se templa, pero no se reviene, de manera que la resistencia a la traccion del mismo puede ser de hasta a mayor de 830 MPa, y la energfa de impacto mediante ensayo Charpy minima a -40°C es de 175 J.
El documento JP2010236046 da a conocer una lamina de acero que tiene alta tenacidad y alta resistencia a la traccion que contiene el 0,03-0,18% de C, el 0,01-0,55% de Si, el 0,5-2.0% de Mn, el 0,005-0,1% de Al, el 0,00050,005% de N, conteniendo ademas Cu < 0,8%, Ni < 2%, Cr < 1%, Mo: 0,8% o menos, Nb: 0,05% o menos, V: 0,1%
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o menos, Ti: 0,025% o menos, B: 0,002% o menos y Ca: < 0,005%, el resto Fe con impurezas inevitables. Una microestructura de la lamina de acero es una estructura mixta de ferrita y bainita.
Actualmente, todavfa es necesario proporcionar una plancha de acero media con alta resistencia y tenacidad que sea relativamente economica y pueda aplicarse ampliamente en industrias tales como de automoviles, maquinaria de ingeniena y estructuras de cascos de buques de guerra.
Sumario de la invencion
El objetivo de la presente invencion es proporcionar una plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad con lfmite elastico mayor de 700 MPa, particularmente para proporcionar una plancha de acero media que tiene un grosor de 6-25 mm.
Para lograr el objetivo mencionado anteriormente, la plancha de acero media de la presente invencion consiste en las siguientes composiciones qmmicas, en peso, C: 0,03-0,06%, Si < 0,30%, Mn: 1,0-1,5%, P < 0,020%, S < 0,010%, Al: 0,02-0,05%, Ti: 0,005-0,025%, N < 0,006%, Ca < 0,005%, y mas de uno de Cr < 0,3-0,75%, Ni < 0,40%, Mo < 0,30%, siendo otras composiciones Fe e impurezas inevitables.
Preferiblemente, el C es el 0,031-0,059% en peso.
Preferiblemente, el Si es el 0,03-0,30% en peso.
Preferiblemente, el Mn es el 1,02-1,5% en peso.
Preferiblemente, el P es < 0,015% en peso.
Preferiblemente, el S es < 0,005% en peso.
Preferiblemente, el Al es el 0,02-0,046% en peso.
Preferiblemente, el Ni es el 0,10-0,40% en peso, mas preferiblemente, el 0,13-0,36%.
Preferiblemente, el Cr es el 0,3-0,75% en peso, mas preferiblemente, el 0,32-0,75%.
Preferiblemente, el Mo es el 0,10-0,30% en peso, mas preferiblemente, el 0,13-0,26%.
Preferiblemente, el Ti es el 0,01-0,025% en peso.
Preferiblemente, el N es < 0,005% en peso.
En la presente invencion, a menos que se especifique lo contrario, el contenido en el presente documento siempre indica el porcentaje en peso.
Las estructuras de la plancha de acero son martensita revenida y carburos dispersos.
Otro objetivo de la presente invencion es proporcionar un metodo de fabricacion de una plancha de acero media de este tipo con alta resistencia y alta tenacidad, que comprende:
tras tratamiento de desgasificacion al vacfo, someter a colada continua o colada en coquilla de acero fundido, y si el acero fundido se cuela en coquilla, desbastarlo para dar una palanquilla;
calentar la palanquilla o desbaste plano de colada continua a una temperatura de 1100-1250°C, entonces laminarla en un paso o en multiples pasos en una zona de recristalizacion de austenita, siendo la razon de reduccion total > 70% y siendo la temperatura de acabado de laminacion > 860°C;
enfriar con agua rapidamente la plancha de acero laminada a una velocidad de 15-50°C/s hasta el intervalo de temperatura de 200-300°C, luego enfriarla con aire durante 5-60 s;
tras introducir la plancha de acero enfriada en un horno de calentamiento en lmea, calentarla rapidamente a una velocidad de 1-10°C/s a 450-550°C, revenirla durante 15-45 s, luego enfriarla con aire fuera del horno.
Preferiblemente, la temperatura de acabado de laminado es de 860-900°C.
Preferiblemente, tras introducir la plancha de acero enfriada en un horno de calentamiento en lmea, calentarla rapidamente a una velocidad de 1-10°C/s a 450-500°C, revenirla durante 15-45 s, luego enfriarla con aire fuera del horno.
Preferiblemente, el horno de calentamiento en lmea es un horno de calentamiento por induccion.
Segun la presente invencion, la velocidad de enfriamiento de la plancha de acero laminada es de no menos de
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15°C/s, cuyo objetivo es garantizar obtener estructuras de tipo martensita y evitar la oscilacion de temperatura de las estructuras de bainita en formacion. El valor de ffmite superior de la velocidad de enfriamiento esta limitada por la capacidad de enfriamiento de los equipos de enfriamiento y por la temperatura de enfriamiento de acabado, y es diffcil de elevar mucho, por lo que la presente invencion usa el intervalo de velocidad de enfriamiento de 15-50°c/s.
En la presente invencion, mediante el uso del diseno de componentes apropiado, la laminacion controlada, el enfriamiento rapido y el proceso de revenido, la plancha de acero tiene grano fino, cambio de fase y esta endurecido por precipitacion, y esta mejorado en cuanto a la resistencia y la dureza. Tambien presenta alta tenacidad a baja temperatura, cuyas estructuras presentan martensita revenida y carburos dispersos. La plancha de acero con un grosor de 6-25 mm tiene un ffmite elastico de > 700 MPa, un alargamiento A50 de > 18%, Akv a -60°C de > 150 J y buena propiedad de doblado en fno, lo que cumple con la alta demanda de planchas de acero de alta resistencia, alta tenacidad en industrias de automoviles, maquinaria de ingeniena y estructuras de cascos de buques de guerra y similares. Es apropiado para producir elementos de alta resistencia, alta tenacidad que se necesitan en estas industrias. Como la plancha de acero presenta alta resistencia, alta tenacidad a baja temperatura y buena propiedad de doblado, es conveniente para que los usuarios mecanicen para dar forma.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una fotograffa de estructura metalografica ffpica de una plancha de acero de alta resistencia con un grosor de 6 mm de la realizacion 1 segun la presente invencion.
La figura 2 es una fotograffa de estructura metalografica ffpica de una plancha de acero de alta resistencia con un grosor de 25 mm de la realizacion 5 segun la presente invencion.
Descripcion detallada de la invencion
A continuacion en el presente documento, se describiran las caractensticas y las propiedades de la presente invencion en detalle conjuntamente con las realizaciones.
Para lograr el objetivo de la presente invencion, se controlan los principales componentes qmmicos de la plancha de acero tal como sigue.
Carbono: el carbono es el elemento clave para garantizar la resistencia de la plancha de acero. Para obtener planchas de acero constituidas principalmente por martensita, el carbono es el elemento mas importante, que puede mejorar significativamente la capacidad de endurecimiento de las planchas de acero. El incremento de carbono hace que mejoren la resistencia y la dureza y que disminuya la plasticidad, por lo que si la plancha de acero necesita tanto alta resistencia como tenacidad, el contenido en carbono tiene que considerarse ampliamente. Con el fin de garantizar una soldabilidad excelente y una fina tenacidad a baja temperatura, el contenido en carbono en el acero debe disminuirse hasta por debajo del 0,06%. Con respecto al ffmite elastico de 700 MPa en la presente invencion, el bajo contenido de carbono, es decir, el 0,03-0,06% esta adaptado para una tenacidad frente a impactos a baja temperatura relativamente alta.
Silicio: la adicion de silicio en el acero puede mejorar la pureza y la desoxigenacion del acero. El silicio en el acero contribuye al endurecimiento por disolucion solida, pero el silicio en exceso pueden hacer que cuando se calienta la plancha de acero, la peffcula de oxido de la misma puede hacerse altamente viscosa, y es diffcil de descascarillar una vez que la plancha de acero sale del horno, dando como resultado asf una gran cantidad de capas de oxido rojo en la plancha de acero laminada, es decir la calidad de la superficie es mala; ademas, el silicio en exceso tambien puede ser perjudicial para la soldabilidad de la plancha de acero. Considerando todos los factores anteriores, el contenido de silicio en la presente invencion es menor que o igual al 0,30%.
Manganeso: el manganeso se usa para estabilizar estructuras de austenita, y esta capacidad solo la supera el elemento de aleacion mquel. Es un elemento economico para estabilizar las estructuras de austenita y endurecer la aleacion. Al mismo tiempo, el manganeso puede mejorar la capacidad de endurecimiento del acero, y disminuir la velocidad de enfriamiento cntica de la martensita en formacion. Sin embargo, el manganeso tiene una alta tendencia a la segregacion, por lo que su contenido no debe ser muy alto, generalmente, no mas del 2,0% en acero microaleado bajo en carbono. La cantidad de manganeso anadido depende en su mayor parte del nivel de resistencia del acero. El contenido en manganeso en la presente invencion debe controlarse dentro del 1,0-1,5%. Ademas, el manganeso junto con el aluminio en el acero contribuye a la desoxigenacion.
Azufre y fosforo: en el acero, el azufre, el manganeso y similares se combinan para dar una inclusion de plastico, sulfuro de manganeso, que es perjudicial para la ductilidad transversal y la tenacidad del mismo, por tanto el contenido en azufre debe ser lo mas bajo posible. El elemento fosforo tambien es uno de los elementos perjudiciales, que afecta gravemente a la ductilidad y a la tenacidad de planchas de acero. En la presente invencion, tanto el azufre como el fosforo son elementos de impureza inevitables que deben ser lo mas bajos posibles. En vista de las actuales condiciones de la siderurgia, la presente invencion requiere que P sea < 0,020%, que S sea < 0,010%.
Aluminio: en la presente invencion, el aluminio actua como un elemento de desoxidacion fuerte. Para garantizar que
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el contenido en oxfgeno sea lo mas bajo posible, debe controlarse el contenido en aluminio dentro del 0,02-0,04%. Tras la desoxidacion, el aluminio restante se combina con nitrogeno en el acero para formar precipitacion de AlN que puede mejorar la resistencia y durante el tratamiento termico, refinar los granos austenfticos en el mismo.
Titanio: el titanio es un elemento de formacion de carburo fuerte. La adicion de trazas de Ti en acero es buena para estabilizar el N, y el TiN formado tambien puede hacer que los granos austemticos de las palanquillas, durante su calentamiento, no se engrosen demasiado, mientras se produce el refinado de los granos austenfticos originales. En el acero, el titanio puede combinarse con el carbono y el azufre respectivamente para formar TiC, TiS, Ti4C2S2 y similares, que existen en las formas de inclusion y partmulas de segunda fase. Cuando se sueldan, estas precipitaciones de carbonitruro de titanio tambien pueden impedir el crecimiento de los granos en la zona afectada por calor, mejorando asf el rendimiento de soldadura. En la presente invencion, el contenido en titanio se controla dentro del 0,005-0,025%.
Cromo: el cromo proporciona la capacidad de endurecimiento y resistencia al revenido del acero. El cromo presenta buena solubilidad en austenita y puede estabilizar la austenita. Tras el templado, gran parte de el se disuelve en martensita y posteriormente en el proceso de revenido, precipita carburos tales como C23C7, C7C3, lo que mejora la resistencia y la dureza del acero. Para mantener el nivel de resistencia del acero, el cromo puede reemplazar al manganeso parcialmente y debilitar la tendencia a la segregacion del mismo. La combinacion con los carburos finos precipitados a traves de revenido termico por induccion rapida en lmea, puede reducir el contenido de elementos de aleacion correspondientes. Por consiguiente, en la presente invencion, el contenido de Cr se controla para ser del 0,3-0,75%.
Mquel: el mquel es el elemento usado para estabilizar austenita, sin efecto destacable sobre la mejora de la resistencia. La adicion de mquel en el acero, particularmente en acero templado y revenido, puede promover la tenacidad, particularmente la tenacidad a baja temperatura del mismo, pero es un elemento de aleacion caro, por lo que la presente invencion puede anadir no mas del 0,40%, preferiblemente el 0,10-0,40%, y mas preferiblemente, el 0,13-0,36% de mquel.
Molibdeno: el molibdeno puede refinar significativamente los granos y mejorar la resistencia y la tenacidad del acero. Reduce la fragilidad de revenido del acero mientras se precipitan carburos muy finos durante el revenido, lo que puede endurecer de manera destacable la matriz del mismo. Puesto que el molibdeno es un tipo de elemento de aleacion estrategico que es muy caro, en la presente invencion, se anade en no mas del 0,30%, preferiblemente el 0,10-0,30%, preferiblemente el 0,13-0,26% de molibdeno.
Calcio: la adicion de calcio en el acero es principalmente para cambiar la forma de los sulfuros, mejorando asf el rendimiento del acero en las direcciones transversal y de grosor, y en la propiedad de doblado en fno. Para el acero con contenido en azufre muy bajo, puede no ser necesario el tratamiento con calcio. En la presente invencion, el tratamiento con calcio depende del contenido de azufre. El contenido de calcio es < 0,005%.
Los siguientes procedimientos tienen efectos sobre los productos de la presente invencion:
tratamiento por el procedimiento de Bessemer y tratamiento a vacfo: se dirige a garantizar que el acero fundido contenga componentes basicos, para retirar gases perjudiciales tales como oxfgeno, hidrogeno en el mismo, para anadir los elementos de aleacion necesarios tales como manganeso, titanio, y para ajustarlos;
colada continua o colada en coquilla: se dirige a garantizar que la pieza en bruto tenga componentes internos homogeneos y buena calidad de superficie, en el que es necesario laminar los lingotes estaticos formados por colada en coquilla para dar palanquillas;
calentamiento y laminado: calentar la palanquilla o desbaste plano de colada continua a una temperatura de 1100- 1250°C para, por un lado, obtener una estructura de austenita uniforme, y por otro lado, disolver parcialmente los compuestos de elementos de aleacion como titanio, cromo, molibdeno. Laminarla en un paso o en multiples pasos en el intervalo de temperatura de recristalizacion de austenita para dar la plancha de acero, siendo la razon de reduccion total de no menos del 70%, y siendo la temperatura de acabado de laminacion de no menos de 860°C;
enfriamiento rapido: enfriar con agua rapidamente la plancha de acero laminada a una velocidad de 15-50°C/s hasta el intervalo de temperatura de 200-300°C y enfriarla con aire durante 5-60 s; durante el enfriamiento rapido, la mayona de los elementos de aleacion se resuelven para dar martensita;
revenido en lmea: tras introducir la plancha de acero enfriada en un horno de calentamiento en lmea, calentarla rapidamente a una velocidad de 1-10°C/s a 450-550°C, y revenirla durante 15-45 s, luego enfriarla con aire fuera del horno. El revenido ayuda a eliminar la tension interna producida en la plancha de acero durante el templado asf como las microgrietas en o entre las bandas de martensita, y a precipitar de manera dispersa parte de carburos para el endurecimiento, mejorando asf la propiedad de ductilidad, tenacidad y doblado en fno de la misma.
En la presente invencion, mediante el uso de un diseno de componentes apropiado, la laminacion controlada, el enfriamiento rapido y el proceso de revenido, la plancha de acero tiene grano fino, cambio de fase y esta endurecido por precipitacion, y esta mejorado en cuanto a la resistencia y la dureza. Tambien presenta alta tenacidad a baja
5
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temperature, cuyas estructuras de presentan martensita revenida y carburos dispersos. La plancha de acero con un grosor de 6-25 mm tiene un lfmite elastico de > 700 MPa, un alargamiento A50 de > 18%, Akv a -60°C de > 150 J y buena propiedad de doblado en fno, lo que cumple con la alta demanda de planchas de acero de alta resistencia, alta tenacidad en industrias de automoviles, maquinaria de ingeniena y estructuras de cascos de buques de guerra y similares.
Realizaciones
Realizacion 1
Acero fundido que se funde segun la razon de mecanizado de la tabla 1, tras desgasificacion a vacfo, se somete a colada continua o colada en coquilla, obteniendo un desbaste plano de 80 mm de grosor. El desbaste plano se calienta a 1200°C, y se lamina en multiples pasos en el intervalo de temperatura de recristalizacion de austenita para dar una plancha de acero con un grosor de 6 mm, en la que la tasa de reduccion total es del 94%, la temperatura de acabado de laminado es de 880°C; luego se enfna hasta 220°C a una velocidad de 50°C/s, se calienta rapidamente en lmea hasta 450°C y se reviene, tras lo cual la plancha de acero se enfna con aire hasta temperatura ambiente.
La figura 1 muestra parte de la estructura metalografica de la plancha de acero en la realizacion.
La tabla 1 muestra los componentes detallados en las realizaciones 2-5, la tabla 2 muestra los parametros del procedimiento de los mismos y la tabla 3 muestra las propiedades de las planchas de acero obtenidas en todas las realizaciones.
Tabla 1. Componentes qmmicos y Ceq (% en peso) en las realizaciones 1-5 de la presente invencion
Realiza ciones
C Si Mn P S Al Ni Cr Mo Ti Ca N Ceq*
1
0,031 0,30 1,50 0,009 0,003 0,020 0,31 0,35 0,18 0,015 0,0008 0,0040 0,41
2
0,044 0,25 1,45 0,009 0,003 0,025 0,20 0,45 0,20 0,02 0,0010 0,0036 0,43
3
0,050 0,19 1,21 0,008 0,003 0,033 0,21 0,62 0,24 0,014 0,0008 0,0035 0,44
4
0,055 0,10 1,20 0,010 0,003 0,035 0,15 0,65 0,15 0,025 0,0012 0,0041 0,43
5
0,060 0,03 1,05 0,010 0,004 0,045 0,35 0,75 0,25 0,010 0,0010 0,0031 0,46
* Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/14
Tabla 2. Parametros del procedimiento relacionados y grosor de la plancha de acero en las realizaciones 1-5 de la
presente invencion
Realizaciones
Temperatura de calentamiento / °C Temperatura de acabado de laminado / °C Tasa de reduccion / % Velocidad de enfriamiento / °C/s Temperatura de enfriamiento final / °C Temperatura de revenido / °C Tiempo de revenido / s Grosor de la plancha / mm
1
1250 900 94 50 200 450 45 6
2
1200 880 88 40 250 450 30 11
3
1150 860 81 25 280 450 15 15
4
1150 860 75 20 300 500 15 20
5
1100 860 70 18 300 550 15 25
Ensayo 1: Propiedad mecanica
Segun la norma GB/T228-2002 Metallic materials-Tensile testing at ambient temperature (Materiales metalicos - ensayo de traccion a temperatura ambiente) y la norma GB 2106-1980 Metallic materials-Charpy v-notch impact test (Materiales metalicos - ensayo de impacto con entalla en v de Charpy), cuyo resultado se muestra en la tabla 3.
Tabla 3. Estructuras y propiedades mecanicas de las planchas de acero de la presente invencion
Realizaciones
Limite elastico / MPa Resistencia a la traccion / MPa Alargamiento A50/% Valor de impacto Akw a -60°C / J Doblado en frio transversal d=2a, 180° Estructuras
1
830 933 22 161 (convertido por tamano medio) PASA Martensita revenida + carburos dispersos
2
815 895 24 185 PASA Martensita revenida + carburos dispersos
3
750 925 24 231 PASA Martensita revenida + carburos dispersos
4
740 920 23 222 PASA Martensita revenida + carburos dispersos
5
765 955 25 212 PASA Martensita revenida +
5
10
15
20
25
carburos dispersos
Ensayo 2: Propiedad de doblado
Segun la norma GB/T 232-2010 Metallic materials-Bend test (Materiales metalicos - ensayo de doblado), las planchas de acero en las realizaciones 1-5 se someten a doblado en fno transversalmente durante d=2a, 180°, mostrandose el resultado en la tabla 3 en el que todas las planchas de acero estan completas, sin ninguna grieta de superficie.
Ensayo 3: Estructura metalografica
La figura 1 es la vista esquematica de la estructura metalografica de la plancha de acero con un grosor de 6 mm en la realizacion 1 segun la presente invencion.
La figura 2 es la vista esquematica de la estructura metalografica de la plancha de acero con un grosor de 25 mm en la realizacion 5 segun la presente invencion.
A partir de las figuras, se sabe que las estructuras de la plancha de acero son martensita revenida y carburos dispersos.
Pueden obtenerse estructuras metalograficas similares de otras realizaciones.
A partir de las realizaciones anteriores, puede observarse que mediante el uso de los parametros de procesamiento y componentes, la plancha de acero acabada con un grosor de 6-25 mm tiene un lfmite elastico de > 700 MPa, un alargamiento A50 de > 18%, Akv a -60°C de >150 J y buena propiedad de doblado en fno, cuyas estructuras presentan martensita revenida y carburos dispersos. Cumple con la alta demanda de planchas de acero de alta resistencia, alta tenacidad en industrias relacionadas. El producto es apropiado para industrias tales como estructuras de cascos de buques de guerra, automoviles, maquinaria de ingeniena y similares, y tiene amplio valor de aplicacion y perspectiva de mercado.
A traves del uso de menos elementos de aleacion, nuevos procedimientos de templado y revenido en lmea, la presente invencion logra un rendimiento mas excelente que el HSLA-100 (con un lfmite elastico de 690-860 MPa, un alargamiento del 18%, Akv transversal a -18°C de 108 J, y Akv transversal a -84°C de 81 J), es decir, la plancha de acero tiene un lfmite elastico longitudinal de 700-860 MPa, un alargamiento A50 del 20%, Akv longitudinal a -60°C de 200 J y Akv transversal a -84°C de 151 J, y su equivalente de carbono Ceq es muy inferior al del acero HSLA-100 (su Ceq mmimo es de 0,67), lo que indica que la plancha de acero de la presente invencion tiene mejor soldabilidad. Por tanto, la plancha de acero de la presente invencion, en comparacion con la HSLA-100 americana, tiene ventajas notables en cuanto al coste y la tecnologfa.

Claims (10)

  1. 2.
    10 3.
  2. 4.
  3. 5. 15
  4. 6. 7.
    20 8.
  5. 9.
  6. 10. 25
  7. 11.
  8. 12.
    30 13.
  9. 14.
    35
    40
  10. 15.
    45 16.
    REIVINDICACIONES
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad, que consiste en las siguientes composiciones qmmicas, en peso, C: 0,03-0,06%, Si: < 0,30%, Mn: 1,0-1,5%, P: < 0,020%, S: < 0,010%, AI: 0,02-0,05%, Ti: 0,005-0,025%, N: < 0,006%, Ca: < 0,005%, y mas de uno de Cr: 0,3-0,75%, Ni: < 0,40%, Mo: < 0,30%, el resto hierro e impurezas inevitables, y
    en la que el grosor es de 6-25 mm, el lfmite elastico es > 700 MPa, el alargamiento A50 es > 18%, y Akv a -60°C es >150 J.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el C es el 0,031-0,059% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque el Si es el 0,03-0,30% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el Mn es el 1,02-1,5% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el P es < 0,015% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el S es < 0,005% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el AI es el 0,02-0,046% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el Ni es el 0,10-0,40%, preferiblemente el 0,13-0,36% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el Cr es el 0,32-0,75% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el Mo es el 0,10-0,30%, preferiblemente, el 0,13-0,26% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el Ti es el 0,01-0,025% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el N es < 0,005% en peso.
    Plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque las estructuras de la misma son martensita revenida y carburos dispersos.
    Metodo de fabricacion de plancha de acero de alta resistencia, alta tenacidad segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende:
    tras tratamiento de desgasificacion al vacfo, someter a colada continua o colada en coquilla de acero fundido, y si el acero fundido se cuela en coquilla, desbastarlo para dar una palanquilla;
    calentar la palanquilla o desbaste plano de colada continua a una temperatura de 1100-1250°C, entonces laminarla en un paso o en multiples pasos en una zona de recristalizacion de austenita, siendo la razon de reduccion total > 70% y siendo la temperatura de acabado de laminacion > 860°C;
    enfriar con agua rapidamente la plancha de acero laminada a una velocidad de 15-50°C/s hasta el intervalo de temperatura de 200-300°C, luego enfriarla con aire durante 5-60 s;
    tras introducir la plancha de acero enfriada en un horno de calentamiento en lmea, calentarla rapidamente a una velocidad de 1-10°C/s a 450-550°C, revenirla durante 15-45 s, luego enfriarla con aire fuera del horno.
    Metodo segun la reivindicacion 14, caracterizado porque la temperatura de acabado de laminado es de 860-900°C.
    Metodo segun la reivindicacion 14 o 15, caracterizado porque tras introducir la plancha de acero enfriada en un horno de calentamiento en lmea, calentarla rapidamente a una velocidad de 1-10°C/s a 450-500°C, revenirla durante 15-45 s, luego enfriarla con aire fuera del horno.
    Metodo segun la reivindicacion 14 o 16, caracterizado porque el horno de calentamiento en lmea es un horno de calentamiento por induccion.
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