ES2641853T3 - Plancha de acero laminada en frío, procedimiento de fabricación y vehículo - Google Patents

Description

DESCRIPCION

Plancha de acero laminada en frlo, procedimiento de fabricacion y vehlcuio

5 [0001] La invention se refiere a planchas de acero laminadas en frlo, presentando al mismo tiempo altas

propiedades mecanicas, una buena formabilidad y una buena capacidad de recibir un revestimiento.

[0002] En particular, dichas planchas de acero requieren una fuerzan tensil TS por encima o igual a 1000 - 50xAI Mpa, una elongation uniforme UEI por encima o igual 1l 15%, una expansion de orificio HE por encima o igual

10 al 20% y una superficie reactiva que permita la humectacion y la adhesion del revestimiento.

[0003] Ademas, algunas realizaciones de dichas planchas de acero que contienen altas cantidades de silicio o aluminio pueden tener una baja densidad y ser un 10% mas ligeras en comparacion con los llamados Aceros avanzados de alta resistencia como los conceptos fase dual, multifase, bainlticos o TRIP (Plasticidad inducida por

15 transformation).

[0004] En el sector de la automocion en concreto, existe una necesidad continua de aligerar los vehlculos al tiempo que se aumenta la seguridad. Asl, se han propuesto varias familias de aceros como las mencionadas anteriormente que ofrecen varios niveles de resistencia y formabilidad.

20

[0005] Primero, han sido propuestos aceros que tienen micro elementos de aleacion cuyo endurecimiento se obtiene simultaneamente mediante precipitation y refinamiento del tamano del grano. El desarrollo de dicho acero ha sido seguido por los Aceros avanzados de alta resistencia.

25 [0006] Con el fin de obtener niveles de fuerza tensil aun mas altos, se han desarrollado aceros que exhiben

un comportamiento TRIP con combinaciones altamente ventajosas de propiedades (fuerza/formabilidad tensil) Estas propiedades se asocian con la estructura de dichos aceros, que consisten en una matriz ferrltica que contiene bainita y austenita residual. La austenita residual se estabiliza mediante la adicion de silicio o aluminio; estos elementos retardan la precipitacion de carburos en la austenita y en la bainita. La presencia de austenita residual 30 proporciona una ductibilidad alta de la plancha no deformada.

[0007] Para conseguir una fuerza tensil aun mas alta, es decir un nivel mas alto que 800-1000 MPa, se han desarrollado aceros multifase que tienen una estructura bainltica. Sin embargo, las propiedades de formabilidad y expansion del orificio son insuficientes para la proxima generation de piezas de automocion.

35

[0008] La solicitud europea EP2128293 describe una plancha de acero laminada en frlo que comprende, por porcentaje de peso, C: 0,2 a 0,8 Mn: 2 a 10, Al: 3 a 15, Si: 0,1 a 2.0, Cr: 0,1 a 0,3, B: 0,0005 a 0,003, Ti: 0,01 a 0,2, Nb: 0,005 a 0,2, Fe equilibrado e impurezas. La microestructura contiene un 13,5% de austenita retenida, el resto siendo ferrita y precipitados kappa. Al controlar la proportion Mn/Al, se obtiene una microestructura de austenita

40 ferrita duplex, mientras que se restringe la precipitacion kappa.

[0009] La solicitud internacional WO2009/142362 describe una plancha de acero laminada en frlo y una plancha de acero galvanizada en caliente, que tiene la mejora de una resistencia a la fractura retrasada, una fuerza tensil de 980 MPa o mas y una elongacion del 28% o mas, anadiendo una cantidad de Al para elevar la estabilidad

45 de la austenita retenida y la resistencia contra la fractura retrasada en una composition optima que puede aumentar la cantidad de austenita retenida. En uno o mas aspectos de esta tecnica anterior, se proporciona una plancha de acero laminada en frlo de alta resistencia y una plancha de acero galvanizado, cada una de las cuales consisten en un porcentaje de peso C de 0,05 a 0,3, un porcentaje de peso Si de 0,3 a 1,6, un porcentaje de peso Mn de 4,0 a 7,0, un porcentaje de peso Al de 0,5 a 2,0, un porcentaje de peso Cr de 0,01 a 0,1, un porcentaje de peso Ni de 0,02 50 a 0,1, y un porcentaje de peso Ti de 0,005 a 0,03, 5 a 30ppm B, un porcentaje de peso Sb de 0,01 a 0,03, un porcentaje de peso 0,008 o menos S, equilibrio Fe e impurezas. Sin embargo, dichos aceros son diflciles de revestir debido al alto contenido de elementos de aleacion.

[0010] La solicitud internacional WO2012/147898 intenta proporcionar un acero de alta resistencia con una 55 excelente expansion de orificio y estabilidad de las propiedades materiales, y un metodo para fabricarlo, la placa de

acero de alta resistencia teniendo un TS de al menos 780 MPa y un TSxEl de al menos 22.000 MPa % en una composicion de acero con bajo C. El acero de alta resistencia tiene una buena formabilidad y estabilidad de las propiedades materiales, y tiene una composicion de ingredientes que incluyen, en terminos de masa%, 0,03%- 0,25% C, 0,4%-2,5% Si, 3,5%-10,0% Mn, 0,1% o menos P, 0,01% o menos S, 0,01%-2,5% Al, 0,008% o menos N, y

Si + Al al menos 1,0%, el resto siendo Fe e impurezas inevitables, la estructura de acero teniendo, por proportion de area, entre el 30 y el 80 % de ferrita, entre el 0% y el 17% de martensita y, por proporcion de volumen, el 8% o mas de austenita residual, y el diametro medio de partlcula cristalina de la austenita residual siendo de 2 mm o menos. Sin embargo, dichos aceros son diflciles de revestir debido al alto contenido de elementos de aleacion.

5

[0011] Eventualmente, la solicitud EP2383353 describe un acero con una elongation en la rotura A80 de un

mlnimo del 4% y una fuerza tensil de 900 a 1500 MPa. Comprende hierro e impurezas inevitables y carbono (hasta el 0,5%), manganeso (4-12%), silicio /hasta el 1%), aluminio (hasta el 3%), cromo (del 0,1 al 4%), cobre (hasta el 2%), nlquel (hasta el 2%), nitrogeno (hasta el 0,5%), fosforo (hasta el 0,5%), y azufre (hasta el 0,01 %), y 10 opcionalmente como mucho el 0,5% de uno o mas elementos que comprenden vanadio, niobio o titanio. El producto de plancha de acero lainado hecho de acero, comprende entre un 30 y un 100% de martensita, martensita atemperada, o bainita y una cantidad residual de austenita. Sin embargo, dicho acero presentara niveles de baja ductilidad que lleva a una formabilidad deficiente de la plancha de acero obtenida.

15 [0012] La invention intenta proporcionar una plancha de acero laminada en frlo que presenta

simultaneamente:

- una fuerza tensil TS por encima o igual a 1000 - 50xAl MPa,

- una elongacion uniforme UEI por encima o igual al 15%,

20 - una expansion de orificio HE por encima o igual al 20%, y

- una superficie reactiva que permite la humectacion y adhesion del revestimiento.

[0013] La invencion cubre, como un primer objetivo, una plancha de acero laminada en frlo que comprende, por porcentaje de peso:

25

0,1 > C > 0,5%

3,5 > Mn > 10,0%

Al > 9,0%

Si > 5,0%

30 0,5 > Si+Al > 9,0%

Ti > 0,2%

V > 0,2%

Nb > 0,2%

B > 0,0035 35 Cr > 1%

S > 0,004 %

P > 0,025%

el resto de la composition siendo hierro e impurezas inevitables resultantes de la funcion y la microestructura 40 contiene entre el 10% al 50% de austenita, entre el 25% y el 90% de ferrita, menos del 5% de precipitados Kappa y menos del 25% de martensita, dicha plancha presentando desde la superficie superior las siguientes capas sucesivas:

- una capa superior de hierro metalico puro con gamas de grosor desde 50 a 300 nm y

45 - una primera subcapa de hierro metalico que contiene ademas uno o mas precipitados de oxidos seleccionados entre Mn, Si, Al, Cr y B, con gamas de grosor desde 1 a 8 pm.

[0014] La invencion tambien puede cubrir caracterlsticas adicionales, tomadas por si solas o en combination:

50 - una plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con la invencion, que ademas comprende una segunda subcapa, que descansa bajo la primera subcapa, hecha de ferrita, con gamas de grosor de 10 a 50 mm.

[0015] En una realization preferida, la invencion cubre una plancha de acero laminada en frlo cuya composicion tiene:

55

- una plancha de acero laminada en frlo cuya composicion tiene un contenido de manganeso de entre el 5,0 al 9,0

%,

- una plancha de acero laminada en frlo cuya composicion tiene un contenido de carbono del 0,1 al 0,3 %, aunque

se prefiere un rango de entre el 0,15% al 0,25%,

- una plancha de acero laminada en frlo cuya composicion tiene un contenido a aluminio de entre el 1,5% al 9%, aunque se prefiere un rango de entre el 5 al 8%,

- una plancha de acero laminada en frlo cuya composicion tiene un contenido de silicio igual o por debajo del 1,5%, 5 aunque se prefiere un contenido de silicio igual o por debajo del 0,3 %.

[0016] En otra realizacion preferida, el acero de acuerdo con la invencion cubre:

- una plancha de acero laminada en frlo con una microestructura que contiene entre el 15 y el 40% de austenita, 10 aunque se prefiere un rango entre el 20 y el 40% de austenita. y prefiriendose aun mas un rango de entre el 25 y el

40% de austenita.

- una plancha de acero laminada en frlo con una microestructura que contiene entre el 50 y el 85% de ferrita,

- una plancha de acero laminada en frlo que contiene menos del 15% de martensita, dicha martensita estando posiblemente templada,

15 - una plancha de acero laminada en frlo cuya microestructura no contiene precipitados kappa.

[0017] Idealmente, la plancha de acero laminada en frlo de acuerdo con la invencion presenta una fuerza tensil TS por encima de o igual a 1000 - 50 x %Al en MPa, una elongacion uniforme UEI por encima o igual al 15%, y una expansion de orificio HE por encima o igual al 20%.

20

[0018] Otro objetivo de la invencion es una plancha de acero con revestimiento de metal obtenida revistiendo una plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con la invencion, dicho revestimiento realizandose mediante un proceso seleccionado entre el revestimiento en caliente, la electrodeposicion y el revestimiento bajo vaclo, posiblemente seguido por un tratamiento por calor. En una realizacion preferida, dicha plancha de acero con

25 revestimiento metalico esta galvanizada.

[0019] La plancha de acero laminada en frlo y posiblemente revestida de acuerdo con la invencion puede fabricarse mediante un procedimiento adecuado. Se prefiere que dicho procedimiento sea compatible con las llneas de recocimiento continuas habituales y que tenga una baja sensibilidad a la variacion de los parametros del proceso.

30

[0020] Otro objetivo de la invencion es un proceso para producir una plancha de acero laminada en frlo que comprende los siguientes pasos:

- La introduction y desincrustracion de una tira laminada en caliente o una placa delgada cuya composicion sea de 35 acuerdo con la invencion,

- La tira laminada en caliente o placa delgada luego se lamina en frlo con una proportion de laminado en frlo entre el 30 y el 75 % para obtener una plancha de acero laminada en frlo,

- La plancha de acero luego se somete a calor, a una proporcion de calor Hrate al menos igual a 1°C/s hasta la temperatura de recocido Tanneal entre Tmin=721-36*C-20*Mn+37*Al+2*Si (en °C) y Tmax=690+145*C

40 6.7*Mn+46*Al+9*Si (en °C) durante entre 30 y 700 segundos seguido de un empapado a dicha temperatura, el calor desde 550°C hasta Tanneal y al menos la primera parte del empapado realizandose en una atmosfera oxidante para producir una capa superior de oxido de acero con un grosor entre 100 y 600 nm, dicha capa de oxido de acero luego reduciendose por completo.

- Dicha reduction se produce durante la segunda parte del empapado, en una atmosfera reductora que contiene 45 entre el 2% y el 35% de H2 y teniendo un punto de condensation por debajo de los -10°C para as! reducir dicha

capa de oxido de hierro, la plancha de acero siendo enfriada posteriormente a una proporcion de enfriado Vcooling2 por encima de los 5°C/s y por debajo de los 70°C/s hasta la temperatura ambiente.

[0021] Opcionalmente, la segunda parte del empapado se produce en una atmosfera cuyo punto de 50 condensacion esta por debajo de los -30°C.

[0022] En otra realizacion, la plancha de acero se enfrla a Vcooling2 a una temperatura Toa entre los 350°C y los 550°C y se mantiene a Toa durante un tiempo entre 10 y 300 segundos, y luego la plancha de acero se enfrla adicionalmente a una proporcion de enfriado Vcooling3 de 5°C/s hasta 70°C/s hasta la temperatura ambiente.

55

[0023] En otra realizacion la reduccion tambien se produce tras enfriar dicha plancha de acero a una proporcion de enfriamiento Vcooling2 por encima de los 5°C/s y por debajo de los 70°C/s hasta la temperatura ambiente que se realiza mediante decapado qulmico.

[0024] Idealmente, el revestimiento se realiza mediante un proceso seleccionado entre el revestimiento en caliente, la electrodeposicion, y el revestimiento por vaclo, posiblemente seguido por un tratamiento por calor.

[0025] Preferiblemente, el revestimiento metalico se realiza mediante tratamiento por calor galvanizante.

5

[0026] Existen varias formas de obtener la tira laminada en caliente, una de ellas siendo un proceso que comprende los siguientes pasos:

- fundicion de acero cuya composicion es de acuerdo con la invention para obtener una placa,

10 - recalentamiento de la placa a una temperatura Treheat entre los 1100°C y los 1300°C,

- laminado en caliente de la placa recalentada a una temperatura entre los 800°C y los 1250°C para obtener una tira de acero laminada en caliente,

- enfriar la tira de acero laminada en caliente a una velocidad de enfriado Tcoiling de al menos 10°C/s hasta que la temperatura de bobinado Tcoiling sea inferior o igual a los 700°C,

15 - bobinar la tira laminada en caliente enfriada a Tcoiling,

[0027] En otra realization, la tira laminada en caliente se obtiene mediante un proceso llamado procesamiento de tira compacta conocido per se y que lleva a una placa delgada, evitando por tanto el paso de laminado en caliente.

20

[0028] En otra realizacion, la tira laminada en caliente se recoce posteriormente usando un proceso seleccionado entre recocido en lote entre 400°C y 600°C entre 1 y 24 horas y recocido continuo entre 650°C y 750°C entre 60 y 180s.

25 [0029] En una realizacion preferida, usando un horno de fuego directo para calentar, la atmosfera para la

reduction del hierro contiene entre el 20 y el 35% H2, el equilibrio siendo nitrogeno e impurezas inevitables.

[0030] En una realizacion preferida, usando un horno de tubos radientes para calentar, la atmosfera para la reduccion de hierro contiene entre el 2 y el 8% H2, el equilibrio siendo nitrogeno e impurezas inevitables.

30

[0031] Opcionalmente, el acero laminado en frlo y recocido se atempera a una temperatura Ttemper entre 200 y 400°C durante un tiempo ttemper entre 200 y 800 s.

[0032] En otra realizacion, el acero laminado en frlo y recocido se somete a un tratamiento de conversion por 35 fosfatos.

[0033] En otra realizacion, el acero que no se sometio a una atmosfera reductiva durante el recocido luego se

decapa en la salida de la llnea de recocido continua usando los banos de decapado tlpicos como acido formico, acido hidroclorico, acido sulfurico y otros para borrar los oxidos presentes en la superficie resultando en una

40 superficie principalmente metalica. La invencion cubre tambien un vehlculo que comprende una parte estructural

formada por una plancha de acero de acuerdo con la invencion.

[0034] Otras caracterlsticas y ventajas de la invencion apareceran durante los siguientes parrafos de la descripcion detallada.

45

[0035] Las figuras adjuntas se proporcionan mediante ejemplos y no se tomaran como restrictivas del alcance de la presente invencion.

[0036] Las figuras son:

50

- La Figura 1 ilustra la microestructura del ejemplo A2 tras el laminado en frlo y el recocido. La fase oscura es la austenita, la fase blanca es la ferrita.

- La Figura 2 ilustra la curva tensil del ejemplo A2 tras el laminado en frlo y el recocido.

- La Figura 3 muestra el perfil GDOS del ejemplo A6 que se ha producido mediante la invencion.

55 - La Figura 4 muestra el perfil GDOS del ejemplo A3 que se ha producido de acuerdo con la invencion.

- La Figura 5 muestra el resultado de la prueba de flexion de 3 puntos del ejemplo A6.

- La Figura 6 muestra el resultado de la prueba de flexion de 3 puntos del ejemplo A3.

- La Figura 7 muestra el resultado de la prueba de flexion de 3 puntos del ejemplo A4.

- La Figura 8 muestra la ruta termica del ciclo de recocido de acuerdo con el ejemplo A2.

- La Figura 9 muestra el impacto Al en la estabilidad de la fuerza tensil del acero D (0,2 C 5 Mn)

[0037] De acuerdo con la invencion, la composicion qulmica del acero se equilibra para alcanzar los objetivos de las propiedades. Tras la composicion qulmica, los elementos se proporcionan en porcentaje de peso.

5

[0038] El contenido de aluminio debe estar por debajo del 9,0%, ya que debe mantenerse estrictamente por debajo de este valor para evitar la precipitacion quebradiza intermetalica.

[0039] Las adiciones de aluminio son interesantes en muchos aspectos para aumentar la estabilidad de la 10 austenita retenida a traves de un aumento del carbono en la austenita retenida. Ademas, los inventores han

demostrado que, sorprendentemente, incluso aunque se supone que el Al estabiliza la ferrita, en la presente invencion, cuanto mayor sea el contenido de Al, mejor sera la estabilidad de la austenita formada durante el recocido.

15 [0040] La robustez mejorada durante la adicion de Al al recocido lleva a una variacion mas baja de la fraccion

de austenita como una funcion de la temperatura durante el recocido en llneas de recocido continuas.

[0041] El Al es el elemento mas eficiente, que puede abrir una gran ventana de viabilidad para el recocido continuo, ya que favorece la combinacion de una recristalizacion completa en temperaturas Tanneal de recocido por

20 encima de la temperatura de no-recristalizacion ademas de la estabilizacion de la austenita.

[0042] El Al tambien permite la reduccion de la densidad del acero en hasta un 10%. Ademas, dicho elemento reduce los efectos negativos de los aceros de alta resistencia, como la recuperacion elastica, la fragilizacion y la perdida de rigidez. Como se muestra en la Figura 9 anterior, por encima del 1,5% de Al, la robustez

25 del acero se mejora y la fuerza tensil delta es igual o esta por debajo de 10 MPa/°C de temperatura de recocido. Tiene sin embargo un impacto de la fuerza tensil que puede alcanzarse. Disminuye la fuerza tensil en 50 MPa mediante un porcentaje de aluminio anadido.

[0043] Al igual que el aluminio, el silicio es un elemento para reducir la densidad del acero. El silicio tambien 30 es muy efectivo para aumentar la resistencia mediante una solucion solida. Sin embargo, su contenido esta limitado

al 5,0% ya que mas alla de este valor, se alcanzan valores de fragilidad durante el laminado en frlo.

[0044] De acuerdo con la invencion, el contenido de carbono esta entre el 0,10 y el 0,50%. El carbono es un elemento formador de gamma. Promueve, con el Mn, la aparicion de austenita. Por debajo del 0,10%, la resistencia

35 mecanica por encima de 1000 - 50xAl en MPa es diflcil de conseguir. Si el contenido de carbono es mayor del 0,50%, la capacidad de laminado en frlo se reduce y la soldabilidad se vuelve deficiente.

[0045] El manganeso debe estar entre el 3,5% y el 10,0%. Este elemento, ademas de estabilizador de austenita, se utiliza para estabilizar suficiente austenita en la microestructura. Tambien tiene un endurecimiento de

40 solucion solida y un efecto de refinamiento sobre la microestructura. Para un contenido de Mn inferior al 3,5%, la estabilizacion de la austenita retenida en la microestructura no es suficiente para permitir la combinacion de la elongacion uniforme por encima del 15% y la fuerza tensil por encima de 1000 - 50 x %Al en MPa. Por encima del 10,0% la soldabilidad es deficiente. Las segregaciones e inclusiones deterioran las propiedades de dano.

45 [0046] Los micro elementos de aleacion como el titanio, vanadio y el niobio pueden anadirse respectivamente

en una cantidad inferior al 0,2% para obtener un endurecimiento de precipitacion adicional. En particular, el titanio y el niobio se utilizan para controlar el tamano del grano durante la solidificacion. Una limitacion, sin embargo, es necesaria, porque mas alla de esto, se obtiene un efecto de saturacion.

50 [0047] El cromo se tolera hasta el 1%. Por encima de ese llmite, pueden aparecer oxidos perjudiciales en la

superficie.

[0048] Por encima de un contenido de azufre del 0,004%, la ductilidad se reduce debido a la presencia de sulfuros en exceso, como MnS, lo que reduce la ductilidad, en particular durante las pruebas de expansion de

55 orificio.

[0049] El fosforo es un elemento que endurece en una solucion solida pero que reduce la soldabilidad por puntos y la ductilidad en caliente, particularmente debido a su tendencia a la segregacion en los llmites del grano o la co-segregacion con manganeso. Por estas razones, su contenido debe estar limitado al 0,025% y preferiblemente

al 0,015%, para obtener una buena soldabilidad por puntos.

[0050] El contenido maximo de boro permitido por la invencion es del 0,0035%. Por encima de ese llmite, se espera un nivel de saturation en lo que se refiere al refinamiento del grano.

5

[0051] El equilibrio se forma con hierro e impurezas inevitables.

[0052] Para alcanzar las propiedades objetivo, la microestructura de la plancha de acero de la invencion debe contener, como la fraction de superficie, entre el 10% y el 50% de austenita, entre el 25% y el 90% de ferrita,

10 precipitados kappa por debajo del 5% y martensita por debajo del 25%.

[0053] La austenita es una estructura que aporta ductilidad, su contenido debe estar por encima del 10%, de forma que el acero de la invencion es lo suficientemente ductil con una elongation uniforme por encima del 15% y su contenido debe estar por debajo del 50% porque por encima de ese valor el equilibrio de las propiedades mecanicas

15 se deteriora.

[0054] La ferrita de la invencion se define mediante una estructura central cubica obtenida a partir de la recuperacion y la recristalizacion tras el recocido, ya sea desde la ferrita precedente formada durante la solidificacion o a partir de la bainita o martensita del acero laminado en caliente. Su contenido de estar entre el 25 y el 90% para

20 tener (1000 - 50 x %Al) en una fuerza tensil minima MPa de al menos el 15% de elongacion uniforme.

[0055] Kappa en la invencion se define mediante precipitados cuya estequiometrla es (Fe,Mn)3AlCx, donde x es estrictamente inferior a 1. La densidad de la superficie de los precipitados Kappa puede subir hasta el 5%. Por encima del 5%, la ductilidad disminuye y la elongacion por encima del 15% no se consigue. Ademas, la precipitation

25 Kappa no controlada alrededor de los llmites de grano de ferrita puede producirse, aumentando, como consecuencia, los esfuerzos durante el laminado en caliente y/o en frlo. Preferiblemente, la densidad de la superficie de los precipitados Kappa deberla ser inferiores al 2%. Ya que la microestructura es uniforme, la fraccion de superficie es igual a la fraccion de volumen.

30 [0056] La martensita es una estructura formada durante el enfriamiento tras la empapacion a partir de la

austenita inestable. Su contenido debe estar limitado al 25% de forma que la expansion de orificio permanece por encima del 20%. En una realization preferida, dicha martensita se atempera, despues o antes del paso de revestimiento, dependiendo del tipo de revestimiento.

35 [0057] Otra caracterlstica principal de la plancha de acero de acuerdo con la invencion reside en su superficie

reactiva, que puede describirse como comprendiendo las siguientes capas sucesivas:

- una capa superior de hierro metalico puro con gamas de grosor desde 50 a 300 nm y

- una primera subcapa de hierro metalico que contiene ademas uno o mas precipitados de oxidos seleccionados 40 entre Mn, Si, Al, Cr y B, con gamas de grosor desde 1 a 8 pm.

[0058] Dicha estructura garantiza la reactividad durante el tratamiento de conversion de fosfatos del acero descubierto, una buena humectacion y adherencia de los revestimientos metalicos como los revestimientos de zinc o aluminio. Esto mejora la capacidad para la electrodeposicion de pintura.

45

[0059] Siempre que se obtenga dicha superficie, puede emplearse cualquier procedimiento de fabrication adecuado.

[0060] Por ejemplo, un procedimiento para producir el acero de acuerdo con la invencion implica fundir el 50 acero con la composition qulmica de la invencion.

[0061] El acero fundido se vuelve a calentar entre 1100°C y 1300°C. Cuando la temperatura de recalentamiento de la placa esta por debajo de los 1100°C para Al<4wt%, las cargas de laminado aumentan demasiado y el proceso de lamination en caliente se hace diflcil; para Al<4wt%, el ultimo pase de lamination en

55 caliente apenas se mantiene por encima de los 800°C debido a las perdidas termicas durante el proceso de laminacion. Por encima de los 1300°C, la oxidation es muy intensa, lo que lleva a una perdida de dimension y una degradacion de la superficie.

[0062] La placa recalentada puede luego laminarse en caliente con una temperatura de entre 1250°C y

800°C, el ultimo pase de laminacion en caliente se produce a una temperatura Tip por encima o igual a los 800°C. Si Tip esta por debajo de los 800°C, se reduce la manejabilidad en caliente.

[0063] El acero se enfrla a una velocidad de enfriado Vcoolingi de al menos 10°C/s hasta que la temperatura de 5 bobinado Tiling es inferior o igual a los 700°C. Si la velocidad de enfriado Vcoolingi esta por debajo de los 10°C/s, en

el caso en el que Al<4wt%, y Mn<4wt%, existe una precipitacion de precipitados Kappa daninos en las interfaces entre la ferrita y la austenita.

[0064] Tcoiling debe ser inferior o igual a los 700°C. Si la temperatura de bobinado esta por encima de los 10 700°C, existe un riesgo de formar una microestructura gruesa consistente en:

• una estructura de ferrita y bainita gruesa donde el contenido de Al esta por debajo del 4wt%

• carburos Kappa en las interfaces entre la ferrita y la austenita cuando el contenido de Al es superior o igual a 4wt%Al y Mn por encima de 4%Mn

15

[0065] El acero luego se lamina en frlo con una proporcion de laminado en frlo entre el 30% y el 75% para obtener acero laminado en frlo. Por debajo del 30%, la recristalizacion durante un recocido posterior no se favorece lo suficiente, y la elongacion uniforme por encima del 15% no se consigue debido a una falta de recristalizacion. Por encima del 75%, existe un riesgo de agrietamiento del borde debido a la laminacion en frlo.

20

[0066] Luego, el acero se caliente a una proporcion de calentamiento Hrate al menos igual a 1°C/s hasta la temperatura de recocido Tanneal. Si la proporcion de calentamiento es inferior a 1°C/s, la fuerza para la recristalizacion es demasiado baja, dificultando el logro de la microestructura objetivo.

25 [0067] Durante el calentamiento, desde 550°C hasta el final del empapamiento a Tanneal, el acero pasa a

traves de una atmosfera de oxidacion para producir predominantemente un oxido de hierro con un grosor entre 100 y 600 nm.

• Si el oxido de hierro tiene un grosor inferior a los 100 nm, el oxido de hierro desaparecera demasiado pronto, lo que 30 permite de nuevo la oxidacion selectiva externa de los elementos de aleacion durante el recocido reductivo posterior,

dificultando la reactividad de la superficie durante el proceso de revestimiento.

• Si el oxido de hierro esta por encima de los 600 nm, el riesgo de oxidos de hierro no adherentes se da contaminando los rodillos del alto horno recogiendo elementos y provocando as! mediante la identacion defectos en la superficie. Un grosor superior a los 600 nm tambien lleva a una reduccion solamente parcial del oxido de hierro

35 durante el empapado o enfriamiento, o el paso de empapado y enfriamiento cuando se aplica una atmosfera reductiva.

[0068] Si se utilizan en el horno tubos radiantes para calentar, la atmosfera para la reduccion de hierro contiene entre el 2 y el 8% H2, el equilibrio siendo nitrogeno e impurezas inevitables.

40

• Si el contenido de H2 en inferior al 2%, la capacidad de reduccion de la atmosfera es demasiado baja para reducir completamente el oxido de hierro.

• Si el contenido de H2 es superior al 8%, el proceso de reduccion se completa, pero no de forma mas viable economicamente.

45

[0069] El acero luego se recoce a una temperatura Tanneal entre Tmin°C y Tmax°C durante 30 y 700 segundos. Controlar la temperatura de recocido es una funcion importante del proceso ya que permite controlar la fraccion de austenita y su composition qulmica. La temperatura de recocido deberla ser lo suficientemente alta para formar mas del 10% de austenita retenida requerida en la microestructura final y para evitar la precipitacion de mas del 5% de

50 carburos Kappa. La temperatura de recocido no deberla ser demasiado alta para evitar la formation de mas del 50% de austenita y para evitar el engrosado del grano que lleva a una fuerza tensil por debajo de 1000-50xAl (%) cuando Al<4wt%. La temperatura de recocido deberla ser tambien lo suficientemente alta para permitir la suficiente recristalizacion de la estructura laminada en frlo. Ya que las transformaciones de fase dependen de la composicion qulmica, la Tanneal preferida se define como la siguiente, preferiblemente:

55

[0070] La temperatura de recocido Tmin se define como: Tmin=721-36*C-20*Mn+37*Al+2*Si, (en °C). Por debajo de esta temperatura, la fraccion minima de austenita no se forma, o su estabilidad es demasiado alta, lo que lleva a una fuerza tensil limitada. La temperatura de recocido Tmax se define como: Tmax=690+145*C- 6,7*Mn+46*Al+9*Si (en °C). Por encima de Tmax, tambien existe el riesgo de formar demasiada martensita, lo que

provoca una elongacion uniforme y capacidad de expansion del orificio limitadas.

- Durante el empapado a Tanneal hasta 600°C, el acero pasa a traves de una atmosfera que contiene entre el 2% y el 35% de H2, el equilibrio siendo nitrogeno e impurezas inevitables, para reducir as! el oxido de hierro formado tras el calentamiento aplicando un punto de condensacion por debajo del punto de condensacion crltico para la oxidacion

5 del hierro, normalmente por debajo de los - 10°C.

• Si el contenido de H2 en inferior al 2%, la capacidad de reduccion de la atmosfera es demasiado baja para reducir completamente el oxido de hierro.

• Si el contenido de H2 es superior al 35%, el proceso de reduccion se completa, pero no de forma mas viable economicamente.

10

[0071] Preferiblemente, el punto de condensacion durante la reduccion de hierro esta por debajo de los - 3o°C, para as! permitir una cinetica de reduccion rapida.

[0072] En una realizacion preferida, el contenido de H2 es superior al 20% pero inferior al 35%.

15

- en otra realizacion, el paso de reduccion se ignora y el oxido de hierro se elimina mediante decapado (acido formico, acido clorldico, acido sulfurico) tras completar el tratamiento de recocido completo. Esto es porque, si el acero no pasa por una atmosfera reductiva, puede producirse una ligera re-oxidacion y esta capa debera ser eliminada. En la invencion:

20

• La primera parte del empapado implica el calentamiento y hasta el 90% del tiempo de empapado

• Por otro lado, la segunda parte del empapado implica el tiempo de empapado restante y el enfriamiento desde la temperatura de recocido hasta 600°C.

25 [0073] El acero luego se enfrla a una proporcion de enfriamiento Vcooling2 de llneas de recocido tlpicas,

preferiblemente, esta proporcion de enfriamiento esta por encima de los 5°C/s o por debajo de los 70°C/s. Si la proporcion de enfriamiento esta por debajo de los 5°C, existe el riesgo de formar mas del 5% de carburos Kappa cuando el contenido de Al este por encima de 4wt%. La atmosfera de enfriamiento contiene entre el 2% y el 35% de H2 para as! evitar la re-oxidacion del oxido de hierro reducido formado aplicando un punto de condensacion por 30 debajo del punto de condensacion crltico para la oxidacion del hierro, normalmente por debajo de los -10°C.

- Opcionalmente, el acero se enfrla a Vcooling2 a una temperatura Toa entre los 350°C y los 550°C y se mantiene a Toa durante un tiempo de entre 10 y 300 segundos. Se demostro que dicho tratamiento termico para facilitar el revestimiento de Zn mediante el proceso de inmersion en caliente no afecta a las propiedades mecanicas finales.

35

[0074] El acero se enfrla posteriormente a una proporcion de enfriamiento Vcooling3 de llneas de recocido

tlpicas hasta la temperatura ambiente, preferiblemente, esta proporcion de enfriamiento esta por encima de los 5°C/s y por debajo de los 70°C/s para obtener un acero laminado en frlo y recocido.

40 [0075] En otra realizacion, tras mantener el acero a Toa, el acero se reviste mediante inmersion en caliente

con Zn o aleaciones de Zn lo que significa que el contenido de Zn es el mas alto en porcentaje en la aleacion.

[0076] En otra realizacion, tras mantener el acero a Toa, el acero se reviste mediante inmersion en caliente con Al o aleaciones de Al lo que significa que el contenido de Al es el mas alto en porcentaje en la aleacion.

45

[0077] Opcionalmente, el acero laminado en frlo y recocido se atempera a una temperatura Ttemper entre 200 y 400°C durante un tiempo ttemper entre 200 y 800 s. Este tratamiento permite el atemperado de la martensita, que puede formarse durante el enfriamiento tras el empapado a partir de la austenita inestable. La dureza de la martensita as! disminuye y la capacidad de expansion del orificio se mejora. Por debajo de los 200°C, el tratamiento

50 de atemperado no es lo suficientemente eficiente. Por encima de los 400°C, la perdida de resistencia es alta y el equilibrio entre resistencia y expansion de orificio deja de mejorar.

[0078] En otra realizacion, el acero laminado en frlo y recocido se somete a un tratamiento de conversion por fosfatos.

55

[0079] En otra realizacion, el acero laminado en frlo y recocido se reviste con Zn, aleaciones de Zn, Al o aleaciones de Al aplicados mediante electrodeposicion o tecnologlas de vaclo. Las aleaciones de Zn y las aleaciones de Al implican que Zn y Al respectivamente son los principales constituyentes del revestimiento. Se han desarrollado productos semi acabados a partir de una funcion de acero. La composicion qulmica de los productos

semi acabados, expresada en porcentaje de peso, se muestra en la siguiente Tabla 1. El resto de la composition del acero en la Tabla 1 consiste en hierro e impurezas inevitables que resultan de la funcion.

Acero

C lUIn Al Si Cr Si+AI Comentario

A

0,21 3,2 7,4 0,26 0,02 7r66 Invention

B

0,2 3,8 o 1,5 0,3 1,5 invention

C

0,15 1,9 0,05 0,2 0,2 0r25 Ejemplo comparative

D

0,196 5,01 1.03 0,012 <0,010 1,042 invention

E

0,199 5,01 2,35 0,02 <0,010 2,37 invention

F

0,2 A 6,2 <0,050 <0,010 0,2 invention

G

0,19 6,2 6 <0,050 <0,010 6 invention

H

0,12 5,15 2,31 0,509 <0,010 2,319 invention

Acero

S P Ti V Nb Comentario

A

<0,005 <0,025 <0,010 <0,010 <0,010 Invention

B

<0,005 <0,025 <0.010 <0,010 <0,010 Invention

C

<0,005 <0,025 <0,01 <0,01 <0,01 Ejemplo i comparative

D

0,002 0,022 <0,010 <0,010 <0,010 Invention

E

0,0021 0,02 <0,010 <0,010 <0,010 Invention

L £

0,0031 0,02 <0,010 <0.010 <0,010 Invention

r G

0,004 0,017 <0,010 <0,010 <0.010 Invention

H

<0,005 0,017 '<0,010 <0,010 <0,010 Invention

Tabla 1: Composicion qufmica (wt%)

5

[0080] Estos aceros estan libres de boro.

[0081] Los productos han sido primero laminados en caliente. Las placas laminadas en caliente luego se laminaron en frlo y se recocieron. Las condiciones de la production se muestran en la Tabla 2 con las siguientes

10 abreviaturas:

• Treheat: es la temperatura de recalentamiento

• Tlp es la temperatura de finalization de la lamination

• Vcooiingi: es la proporcion de enfriamiento tras la ultima pasada de laminacion.

• Tcoiling: es la temperatura de bobinado

• Proporcion: es la proporcion de reduccion de laminacion en frlo

• Hrate: es la proporcion de calentamiento

5 • Tanneal: es la temperatura de empapado durante el recocido.

• tanneal: es la duracion del empapado durante el recocido.

• Vcooling2: es la proporcion de enfriamiento tras el empapado.

• toA: es el tiempo durante el cual la placa se mantiene a una temperatura Toa

• Vcooling3: es la proporcion de enfriamiento por debajo de Toa.

10

Tabla 2: Condiciones de laminado en caliente y laminado en frio y recocido

Treheat ( C) Tip (°C) Vcoolingl (°C/s) Tcoiling ( C) Proporcion (%) Hrate (°C/s) Tanneal ( C) tanneal (s) Vcooling2 (°C/s) Toa (°C) toA (s) Vcooling3 (°C/s)

A1

1180 905 50 500 74 15 830 136 50 - - 50

A2

1180 964 50 500 74 15 850 136 50 - - 50

A3

1180 964 50 500 74 15 790 136 50 - - 50

A4

1180 964 50 500 74 15 900 136 50 - - 50

A5

1180 964 50 500 74 15 850 136 50 - - 50

A6

1180 964 50 500 74 15 900 136 50 - - 50

A7

1180 964 50 500 74 15 900 136 50 - - 50

A8

1180 964 50 500 74 15 830 136 50 - - 50

B1

1250 900 30 550 50 5 790 130 20 470 38 20

B2

1250 900 30 550 50 5 790 130 20 470 38 20

B3

1250 900 30 550 50 5 675 130 20 470 38 20

C1

1250 900 30 550 60 10 800 60 20 460 10 20

D1

1250 930 15 600 50 16 710 120 20 400 300 5

E1

1250 930 15 600 50 16 770 120 20 400 300 5

F1

1200 950 60 450 75 15 900 136 50 410 500 20

F2

1200 950 60 450 75 15 900 136 50 410 500 20

F3

1200 950 60 450 75 15 900 136 50 410 500 20

F4

1200 950 60 450 75 15 900 136 50 410 500 20

G1

1200 950 60 450 75 15 850 136 50 410 500 20

G2

1200 950 60 450 75 15 850 136 50 410 500 20

H1

1250 900 10 600 50 10 770 120 20 410 500 5

[0082] Los productos fueron recocidos bajo diferentes atmosferas de recocido. En la Tabla 3, las atmosferas

de recocido se presentan, y la indicacion de decapado en acido formico tras completar el ciclo de recocido continuo. "SI" si un tratamiento de decapado se aplico, "No" si no se aplico un tratamiento de decapado.

5 [0083] Si la atmosfera de decapado desde 550°C hasta el final del empapado a Tanneal" era oxidizacion para el

hierro ajustando el punto de condensacion y el contenido de hidrogeno, la indicacion "Oxidizacion" se establecio en la columna "Atmosfera desde 550°C hasta el final del empapado a Tanneal"; si la atmosfera fue reducida para el hierro, se establecio "Reduccion". Adicionalmente, se proporcionan el contenido de H2 y el punto de condensacion de la atmosfera de recocido.

10

[0084] Si la atmosfera de recocido durante el empapado a Tanneal hasta 600°C se redujo para el oxido de hierro, la indicacion "Reduccion" se establecio en la columna "Atmosfera durante el empapado a Tanneal hasta 600°C. Si la atmosfera de recocido fue oxidacion para hierro, se indica "oxidizacion". Adicionalmente, se proporcionan el contenido de H2 y el punto de condensacion de la atmosfera de recocido.

15

[0085] En la tabla 3 a continuacion, EG significa electro-galvanizado, mientras que Gl significa galvanizado

Tabla 3: Condiciones de recocido para crear la superficie reactiva adecuada tras el recocido, eq

uilibrio N2

Acero

Atmosfera desde 550°C hasta el final de la primera parte del empapado Atmosfera durante la segunda parte del empapado a Tanneal hasta 600°C Decapado en acido formuico tras el recocido continuo Tipo de revestimiento

A1

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

A2

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

A3

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H25%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

A4

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

A5

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 No EG

A6

Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

A7

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 SI EG

A8

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No GI

B1

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No GI

B2

Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No GI

B3

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No GI

C1

Oxidization - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No GI

D1

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

E1

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

F1

Oxidation - punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

F2

Reduction - punto de condensacion -40°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

F3

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No GI

F4

Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No GI

G1

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

G2

Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

H1

Oxidizacion - Punto de condensacion +30°C, 5%H2 Reduccion - Punto de condensacion -40°C, 5%H2 No EG

[0086] Las muestras A6, B2, F2, F4 y G2 han sido recocidas bajo una atmosfera reductora regular (punto de condensacion = -40°C, 5%H2) provocando una reactividad de superficie deficiente. El perfil GDOS de dichas superficies se caracteriza por una primera zona donde la senal Fe es muy baja mientras que la senal O es alta,

5 alcanzando mas del 50% de la superficie libre. En esa zona, tambien se detecta enriquecimiento de Mn. Por debajo de esa capa, la senal Fe aumenta y la senal O disminuye a una proportion de aproximadamente un 1% por nanometro. Esta cola de la senal de oxlgeno es tlpica de la presencia de una capa de oxido selectiva, cuyos atomos de oxlgenos estan parcialmente pulverizados y parcialmente implantados en el sustrato durante la medicion. Es visible cierta polucion superficial debido a la transferencia de las muestras desde el simulador de recocido al analisis 10 GDOS. En la Figura 3, en (A) cierta polucion superficial debido a la transferencia de las muestras desde el simulador de recocido al analisis GDOS.

[0087] La Tabla 4 presenta las siguientes caracterlsticas:

15 • Ferrita: "OK" se refiere a la presencia de ferrita con una fraction de volumen entre el 25 y el 90% en la microestructura de la lamina recocida. "KO" se refiere a los ejemplos comparativos donde la fraccion de ferrita esta fuera de este rango.

• Austenita: "OK" se refiere a la presencia de austenita con una fraccion de volumen entre el 10 y el 50% en la microestructura de la lamina recocida. "KO" se refiere a los ejemplos comparativos donde la fraccion de austenita

20 esta fuera de este rango.

• Martensita: "OK" se refiere a la presencia o no de martensita con una fraccion de volumen inferior al 25% en la microestructura de la lamina recocida. "KO" se refiere a los ejemplos comparativos donde la martensita esta por encima del 25%.

• K: "OK" se refiere a la presencia o no de precipitados en la microestructura Kappa con una fraccion de superficie 25 de menos del 5%. Esta medicion se realiza con un microscopio de escaneo de electrones. Cuando dice "KO", la

fraccion de precipitados Kappa esta por encima del 5%.

• UTS (MPa) se refiere a la fuerza tensil medida mediante una prueba tensil en la direction longitudinal relativa a la direccion de laminado.

• UEI (%) se refiere a la elongation uniforme medida mediante una prueba tensil en la direccion longitudinal relativa 5 a la direccion de laminado.

• HE (%): se refiere a la proportion de expansion de orificio de acuerdo con la norma ISO 16630 2009. El procedimiento para determinar la proporcion de expansion de orificio HE% se utiliza para evaluar la capacidad de un metal de resistir la formation de un borde de corte. Consiste en la medicion del diametro inicial Di del orificio antes de formarse, luego del diametro final del orificio Df tras la formacion, determinado en el momento de observarse

10 grietas en los bordes del orificio. Luego determina la capacidad de expansion del orificio HE% usando la siguiente formula:

HE% - 100 x

(Df - Di) Di

15 Bajo este procedimiento, el diametro inicial del orificio es de 10 millmetros Tabla 4: Propiedades de las planchas laminadas en frlo y recocidas

Acero

Ferrita Austenita Martensita K TS (MPa) UEI (%) HE (%)

A1

OK (81%) OK (17%) OK (0%) OK (2%) 831 15 30%

A2

OK (80%) OK (20%) OK OK (0%) 800 15 42

A3

OK OK (15%) OK (0%) KO (>5%) No medido No medido No medido

A4

OK OK (25%) OK OK (0%) 730 20 No medido

A5

OK (80%) OK (20%) OK OK (0%) 800 15 42

A6

OK OK (25%) OK OK (0%) 730 20 No medido

A7

OK OK (25%) OK OK (0%) 730 20 No medido

A8

OK (81%) OK (17%) OK (0%) OK (2%) 831 15 30%

B1

KO KO (8%) KO (92%) OK (0%) No medido No medido No medido

B2

KO KO (8%) KO (92%) OK (0%) No medido No medido No medido

B3

OK (60%) OK (30%) OK (10%) OK (0%) 1092 17 30

C1

OK (40%) KO (0%) OK (10%) OK (0%) 820 14 23

D1

OK (50%) OK (28%) OK (22%) OK (0%) 1075 22,8 No medido

E1

OK (66%) OK (32%) OK (2%) OK (0%) 1023 24,4 No medido

F1

OK (79%) OK (21%) OK (0%) OK (0%) 723 25 No medido

G1

OK (74%) OK (26%) OK (0%) OK (0%) 702 20 No medido

H1

OK (69%) OK (23%) OK (8%) OK (0%) 965 16 No medido

20 [0088] B1 no se ha medido debido al comportamiento quebradizo. Para C1, el resto de la microestructura

(50%) se forma de bainita. C1 presenta una fuerza tensil de 820MPa lo cual es demasiado bajo para la invention.

[0089] La Tabla 5 presenta los resultados de revestibilidad mediante electrodeposicion de un revestimiento de zinc.

25

[0090] La superficie objetivo y la microestructura de la superficie se indica como "OK" si la superficie esta formada por una capa externa de hierro metalico, con un grosor que varla de 50 a 300 nm, cubriendo una capa

interna formada de hierro metalico y conteniendo precipitados de oxidos internos de Mn, Al, Si, Cr y B y otros elementos mas oxidizables que el hierro, cuyo grosor varia de 1 a 8 mm, superpuestos sobre una capa descarburada, hecha principalmente de ferrito, con rangos de grosor entre 10 a 50 mm. Si la superficie y la sub- superficie difiere de la superficie objetivo, la microestructura se considera insuficiente "KO".

5

[0091] La calidad de revestimiento se caracteriza por la proporcion de cobertura y la adherencia del revestimiento.

[0092] La proporcion de cobertura se indica como "OK", cuando se observa una cobertura completa a simple 10 vista, y "KO" si se observan defectos de revestimiento como zonas no revestidas o puntos desnudos.

[0093] La adherencia del revestimiento se probo en una prueba de flexion de 3 puntos (180°) en planchas de 1 mm usando un punzon de 3 mm usando una punta de 1,5 mm de radio. La adherencia se juzga como excelente "OK" si no se observa descamacion del revestimiento de zinc tras aplicar y retirar una cinta "scotch" adhesiva. Si se

15 observa descamacion o desprendimiento del revestimiento, la adherencia se juzga como insuficiente "KO".

Tabla 5: Propiedades de la superficie de planchas laminadas en frio y recocidas y revestidas

Superficie objetivo y microestructura de sub- superficie Proporcion de cobertura Adherencia del revestimiento Tipo de revestimiento

A1

OK OK OK EG Invencion

A2

OK OK OK EG Invencion

A3

OK OK OK EG Invencion

A4

OK OK OK EG Invencion

A5

KO KO KO EG referencia

A6

KO KO KO EG referencia

A7

OK OK OK EG Invencion

A8

OK OK OK GI Invencion

B1

OK OK OK GI Invencion

B2

KO KO KO GI referencia

B3

OK OK OK GI Invencion

C1

OK OK OK GI Invencion

D1

OK OK OK EG Invencion

E1

OK OK OK EG Invencion

F1

OK OK OK EG Invencion

F2

KO KO KO EG referencia

F3

OK OK OK GI Invencion

F4

KO KO KO GI referencia

G1

OK OK OK EG Invencion

G2

KO KO KO EG referencia

H1

OK OK OK EG Invencion

20 [0094] En la Figura 5, la adherencia del revestimiento se probo en una prueba de flexion de 3 puntos (180°)

en planchas de 1 mm usando un punzon de 3 mm usando una punta de 1,5 mm de radio. Se observo una no adherencia del revestimiento de zinc para el ejemplo de acero A6 (fuera de la invention). En (a), una parte revestida es visible, que estaba bajo una solicitation baja durante la prueba de flexion. En (b), el sustrato de acero es visible tras decapar el revestimiento; esta parte estaba bajo alta solicitacion en la prueba de flexion.

[0095] Las planchas A1, A2, A3, A4, A7, A8, B1, B3, C1, D1, E1, F1, F3, G1 y H1 son planchas cuya

composicion qulmica y procedimiento de procesamiento son de acuerdo con la invencion.

5 [0096] Para la muestra A3, la produccion se ha realizado bajo una atmosfera oxidizante (punto de

condensacion=+30°C) seguido de una atmosfera reductora. La superficie esta formada por una primera capa donde la senal Fe GDOS alcanza un maximo y la de oxlgeno un mlnimo como se muestra en la Figura 4. Esta capa (B) esta formada por hierro metalico. La segunda capa (C) se caracteriza por un descenso continuo de la senal de oxlgeno a una proportion lenta, alrededor del 1% por 100 nm y se corresponde con una zona donde los oxidos 10 selectivos internos de Mn y Al se han precipitado. Se extiende hasta un nivel de oxlgeno del 5% que se corresponde aqul a un grosor de 4 mm. En (A) es visible cierta contamination superficial debido a la transferencia de las muestras desde el simulador de recocido al analisis GDOS.

[0097] Para la muestra A3, la adherencia del revestimiento fue probada en una prueba de flexion de 3 puntos 15 (180°) en planchas de 1mm usando un punzon de 3mm con una punta de 1,5 mm en radio. Se observa una muy

buena adherencia del revestimiento de zinc para el ejemplo de acero A3 (dentro de la invencion) como se muestra en la Figura 6. En (c), una parte revestida es visible, que estaba bajo una solicitation baja durante la prueba de flexion. En (d), el revestimiento muestra una adherencia excelente, esta parte estaba bajo una alta solicitacion en la prueba de flexion.

20

[0098] La adherencia del revestimiento se probo tambien en una prueba de flexion de 3 puntos (180°) en planchas de 1 mm usando un punzon de 3 mm usando una punta de 1,5 mm de radio para A4 como se muestra en la Figura 7. Se observa una muy buena adherencia del revestimiento de zinc para el ejemplo de acero A4 (dentro de la invencion). En (e), una parte revestida es visible, que estaba bajo una solicitacion baja durante la prueba de

25 flexion. En (f), el revestimiento muestra una adherencia excelente, esta parte estaba bajo una alta solicitacion en la prueba de flexion.

[0099] La microestructura de la plancha A se ilustra en la Figura 1. Su curva tensil se muestra en la Figura 2.

30 [0100] B2 no es de acuerdo con la invencion, debido a una microestructura y procedimiento de revestimiento

no objetivos. Su temperatura de recocido esta fuera del objetivo.

[0101] A5 no se sometio a un paso de decapado, aunque se ha sometido a oxidation solo durante el recocido; como consecuencia, la adherencia del revestimiento y la proporcion de cobertura es deficiente.

35

[0102] A6, B2, F2, F4 y G2 se han sometido solo a reduction durante el recocido; como consecuencia, los resultados de la adherencia de revestimiento y la proporcion de cobertura son deficientes.

[0103] Para los aceros de acuerdo con la invencion, ademas de una buena capacidad de revestimiento 40 mediante electrogalvanizacion (EG) o galvanization, las fuerzas tensiles son mas superiores a 1000-50xAl MPa, y su

elongation uniforme es mayor al 15%. Ademas, la expansion del orificio esta sobre el 20%.

[0104] Las planchas de acero de acuerdo con la invencion se utilizaran de forma beneficiosa para la fabrication de piezas estructurales o de seguridad en el sector de la automocion.

45

Claims (20)

1. REIVINDICACIONES

   1. Planchas de acero laminadas en frlo, por porcentaje de peso:

   5 0,1 > C > 0,5%

   3,5 > Mn > 10,0%

   Al > 9,0%

   Si > 5,0%

   0,5 > Si+Al > 9,0%

   10 Ti > 0,2%

   V > 0,2%

   Nb > 0,2%

   B > 0,0035 Cr > 1%

   15 S > 0,004%

   P > 0,025 %

   el resto de la composicion siendo hierro e impurezas inevitables resultantes de la funcion y la microestructura contiene entre el 10% al 50% de austenita, entre el 25% y el 90% de ferrita, menos del 5% de precipitados Kappa y 20 menos del 25% de martensita, dicha plancha presentando desde la superficie superior las siguientes capas sucesivas:

   - una capa superior de hierro metalico puro con gamas de grosor desde 50 a 300 nm y,

   - una primera subcapa de hierro metalico que contiene ademas uno o mas precipitados de oxidos seleccionados 25 entre Mn, Si, Al, Cr y B, con gamas de grosor desde 1 a 8 pm.
2. 2. La plancha de acero laminado en frlo de la reivindicacion 1, comprendiendo ademas una segunda

   subcapa, que descansa bajo dicha primera subcapa, hecha de ferrita pura, con rangos de grosor de 10 a 50 pm.

   30 3. La plancha de acero laminado en frlo de las reivindicaciones 1 o 2, la composicion del acero teniendo

   un contenido de manganeso de entre el 5,0 al 9,0 %.
3. 4. La plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3, la composicion del acero teniendo un contenido de carbono de entre el 0,1 al 0,3 %.

   35
4. 5. La plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 4, la composicion del acero teniendo un contenido de carbono de entre el 0,15 al 0,25 %.
5. 6. La plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 5, la 40 composicion del acero teniendo un contenido de aluminio de entre el 1,5 al 9 %.
6. 7. La plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 6, la composicion del acero teniendo un contenido de aluminio de entre el 5 al 8 %.

   45 8. La plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 7, la

   composicion del acero teniendo un contenido de silicio igual o por debajo del 1,5%.
7. 9. La plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 8, la composicion del acero teniendo un contenido de silicio igual o por debajo del 0,3 %.

   50
8. 10. La plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, la microestructura de acero conteniendo entre el 25 y el 40 % de austenita.
9. 11. La plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, la 55 microestructura de acero conteniendo entre el 50 y el 85 % de ferrita.
10. 12. La plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, la microestructura de acero conteniendo menos del 15% de martensita.

    60 13. La plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, la

    microestructura de acero no conteniendo precipitados Kappa.
11. 14. La plancha de acero laminada en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 presentando una fuerza tensil TS superior o igual a 1000 - 50x %Al en MPa, una elongacion uniforme UEI por

    5 encima o igual al 15% y una expansion de orificio HE por encima o igual al 20%.
12. 15. Acero con revestimiento metalico obtenido revistiendo una plancha de acero laminado en frlo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, dicho revestimiento realizado mediante un proceso seleccionado entre revestimiento por inmersion en caliente, electrodeposicion y revestimiento por vaclo,

    10 posiblemente seguido de un tratamiento por calor.
13. 16. Plancha de acero revestida en metal de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, donde dicha plancha esta galvanizada.

    15 17. Procedimiento para facturar una plancha de acero laminada en frio de acuerdo con las

    reivindicaciones, comprendiendo los siguientes pasos:

    - Introducir y desincrustar una tira laminada en caliente o una placa sesgada cuya composicion es de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 9.

    20 - la laminacion en frlo de la tira laminada en caliente o la placa delgada con una proporcion de laminado en frlo de entre el 30% y el 75% para as! obtener una plancha de acero laminada en frlo.

    - tratamiento por calor de la plancha de acero que se somete a calentamiento, a una proporcion de calentamiento Hrate al menos igual a 1°C/s, hasta la temperatura de recocido Tanneal que esta entre Tmin=721-36*C- 20*Mn+37*Al+2*Si (en °C) y Tmax=690+145*C 6,7*Mn+46*Al+9*Si (en °C) durante 30 y 700 segundos seguido de

    25 un empapado a dicha temperatura, el calentamiento desde 550°C hasta Tanneal y al menos la primera parte del empapado produciendose en una atmosfera oxidizante para producir una capa superior de oxido de hierro con un grosor entre 100 y 600 nm, dicha capa de oxido de hierro siendo luego completamente reducida.
14. 18. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 17 donde dicha reduccion se produce durante la

    30 segunda parte del empapado, en una atmosfera reductora que contiene entre el 2% y el 35% de H2 y teniendo un punto de condensation por debajo de los -10°C para as! reducir dicha capa de oxido de hierro, la plancha de acero siendo enfriada posteriormente a una proporcion de enfriado Vcooling2 por encima de los 5°C/s y por debajo de los 70°C/s hasta la temperatura ambiente.

    35 19. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 18, donde la segunda parte del empapado se produce

    en una atmosfera cuyo punto de condensacion esta por debajo de los -30°C.
15. 20. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, donde:

    - la plancha de acero se enfrla a Vcooling2 a una temperatura Toa entre los 350°C y los 550°C y se mantiene a Toa 40 durante un tiempo de entre 10 y 300 segundos y luego

    - la plancha de acero se enfrla posteriormente a una proporcion de enfriamiento Vcooling3 de 5°C/s a 70°C/s hasta la temperatura ambiente.
16. 21. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 17 o 20, donde dicha reduccion se produce tras 45 enfriar dicha plancha de acero a una proporcion de enfriamiento Vcooling2 por encima de los 5°C/s y por debajo de los

    70°C/s hasta la temperatura ambiente que se realiza mediante decapado qulmico.
17. 22. Procedimiento de fabrication de una plancha de acero con revestimiento metalico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21, comprendiendo los pasos de revestimiento realizado mediante un

    50 proceso seleccionado entre revestimiento por inmersion en caliente, electrodeposicion y revestimiento por vaclo, posiblemente seguido de un tratamiento por calor.
18. 23. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 22, donde dicha plancha de acero con revestimiento metalico se somete a un tratamiento de galvanizado por calor.

    55
19. 24. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 23, donde dicha tira laminada en caliente se obtiene mediante un proceso que comprende los siguientes pasos:

    - fundicion de acero cuya composicion es de acuerdo con las reivindicaciones para obtener una placa,

    60 - recalentamiento de la placa a una temperatura Treheat entre los 1100°C y los 1300°C,

    - laminado en caliente de la placa recalentada a una temperatura entre los 800°C y los 1250°C para obtener una tira

    de acero laminada en caliente,

    - enfriar la tira de acero laminada en caliente a una velocidad de bobinado Vcooiingi de al menos 10°C/s hasta que la temperatura de bobinado Tcoiling sea inferior o igual a los 700°C,

    - bobinar la tira laminada en caliente enfriada a Tcoiling,

    5
20. 25. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 24, donde la tira laminada en caliente se recoce

    posteriormente usando un proceso seleccionado entre recocido en lote entre 400°C y 600°C entre 1 y 24 horas y recocido continuo entre 650°C y 750°C entre 60 y 180s.

    10 26. Vehlculo que comprende una parte estructural formada por una plancha de acero de acuerdo con

    cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16.