ES2642891T3

ES2642891T3 - Banda de acero al manganeso y procedimiento para la producción de la misma

Info

Publication number: ES2642891T3
Application number: ES09760726.1T
Authority: ES
Inventors: Reinhold Schneider; Ludovic Samek; Enno Arenholz; Klemens Mraczek
Original assignee: Voestalpine Stahl GmbH
Current assignee: Voestalpine Stahl GmbH
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2009-11-12
Publication date: 2017-11-20
Anticipated expiration: 2029-11-12
Also published as: EP2366035B1; US9677146B2; KR101387040B1; KR20110083735A; EP2366035A1; WO2010054813A1; US20110308673A1; DE102008056844A1; CN102216474A; CN102216474B

Description

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DESCRIPCION

Banda de acero al manganeso y procedimiento para la produccion de la misma

La invencion se refiere a una banda de acero al manganeso austemtica, as^ como a un procedimiento para la produccion de bandas de acero al manganeso austemticas. La invencion se refiere ademas a una chapa de acero al manganeso con una seccion de chapa de acero conformada, en especial estirada sobre molde, o bien embutida.

Astenitas al manganeso son aceros de construccion ligeros, que son especialmente solidos y al mismo tiempo dilatables. La reduccion de peso posibilitada mediante la resistencia mas elevada convierte a las austenitas de manganeso en un material con gran potencial en la industria del automovil. Mediante carrocenas mas ligeras se puede reducir el consumo de combustible, siendo significativas una alta dilatabilidad y estabilidad para la produccion de piezas de carrocena, asf como para su comportamiento en choques.

Ya son conocidos aceros TRIP (TRansformation Induced Plasticity), que se emplean en medida creciente en la industria del automovil. Los aceros TRIP de aleacion elevada obtienen resistencias a la traccion elevadas hasta mas de 1000 MPa, y pueden presentar dilatabilidades hasta aproximadamente un 30 %. Debido a estas propiedades mecanicas elevadas se pueden obtener chapas mas delgadas, y con ello una reduccion del peso de carrocena en la construccion de automoviles. El acero TRIP esta constituido por varias fases de aleaciones de hierro-carbono, esencialmente por ferrita, vainita y como resto rico en hidrocarburos austenita. El efecto TRIP se basa en la transformacion inducida por conformacion de la austenita residual en martensita. Esta conformacion de la estructura cristalina ocasiona un aumento simultaneo de la resistencia y conformabilidad en la obtencion de producto o en el empleo de productos en caso de choque. Se puede influir selectivamente sobre el efecto TRIP mediante adicion de los elementos de aleacion aluminio y silicio.

En el caso de acero TRIP, ya en la embuticion profunda de la pieza de la carrocena, una cierta fraccion de austenita se transforma en la fase de martensita altamente solida (a-martensita), que apenas se puede dilatar. Por lo tanto, es posible que en bandas TRIP para el caso de choque quede aun una reserva de dilatacion relativamente reducida.

Los aceros TWIP desarrollados recientemente se diferencian de los aceros TRIP por presentar un alargamiento de rotura mas elevado (50 % y mas). La abreviatura TWIP representa "TWinning Induced Plasticity", es decir, una plasticidad que se induce mediante maclaje. La dilatabilidad especial de aceros TWIP se puede ocasionar mediante diferentes mecanismos en la estructura cristalina. A modo de ejemplo, se puede favorecer la dilatabilidad mediante defectos reticulares en la estructura cristalina, en los que la estructura cristalina se puede plegar de modo inducido por la conformacion, desarrollandose el mecanismo de plegado en un plano especular y produciendose zonas de cristal reflejadas regularmente (las denominadas maclas). Se puede diferenciar entre diferentes tipos de maclaje. Ademas es sabido que otros efectos, como por ejemplo la aparicion de bandas de deslizamiento, pueden influir sobre las propiedades mecanicas. Debido a la alta dilatabilidad, los aceros de TWIP son apropiados para la produccion de bandas en la industria automovilfstica, en especial para zonas de carrocena relevantes en un accidente. Los aceros TWIP tienen una estructura austemtica y se distinguen por un contenido en manganeso elevado (habitualmente mas de un 25 %), y aditivos de aleacion de aluminio y silicio relativamente elevados.

A modo de ejemplo, por el documento US 2008/0035248 A1 son conocidas bandas de acero al manganeso austenfticas laminadas en caliente y en frio, que presentan un contenido en fosforo de un maximo de un 0,05 %, y cuyos tamanos de grano medios se indican con < 10 pm para acero al manganeso laminado en caliente, o bien < 5 pm para acero al manganeso laminado en fno.

En el documento FR 2 857 980 A1 se describen bandas de acero al manganeso laminado tanto en caliente, como tambien en fno, con un contenido en fosforo maximo de un 0,08 %, asf como correspondientes procesos de producion para las mismas. Para bandas de acero al manganeso laminadas en caliente, el tamano de grano medio se situa por debajo de 18 pm, mientras que el tamano de grano medio para bandas de acero al manganeso laminadas en fno permanece por debajo de 10 pm tras el ultimo paso de elaboracion.

Un planteamiento de problema que motiva la invencion puede consistir en crear un acero con propiedades mecanicas mejoradas. En especial debe ser obtenible una buena soldabilidad del acero y/o una buena conformabilidad. La invencion persigue ademas indicar un procedimiento para la produccion de un acero con propiedades mecanicas mejoradas, en especial ductilidad elevada en combinacion con resistencia a la traccion elevada, y en especial una buena soldabilidad y una buena conformabilidad.

El planteamiento de problema que motiva la invencion se soluciona mediante las caractensticas de las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes se indican acondicionamientos y perfeccionamientos ventajosos.

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Se verifico que, con la banda de acero al manganeso austemtica segun la invencion, se pueden obtener propiedades mecanicas elevadas y una buena soldabilidad, as^ como una buena conformabilidad. El acero segun la invencion se distingue, entre otras cosas, por que, en el caso de un contenido en carbono en % en peso de aproximadamente 0,4% < C < 1,2% esta presente un contenido en manganeso de aproximadamente 12,0% < Mn < 25,0 %. En este documento, los datos porcentuales de componentes qmmicos se refieren siempre a datos en % en peso de fosforo, que aumenta el lfmite elastico, o bien la resistencia a la traccion, reduce el alargamiento de rotura, favorece la fragilidad, reduce la estabilidad de austenita, impide la precipitacion de cementita, y reduce habitualmente la soldabilidad, segun la invencion se alean en una fraccion relativamente elevada, de al menos un 0,03 %, a tal efecto. En este caso se mostro que, en el caso de una supresion sensible del elemento de aleacion aluminio (Al < 0,05%), con este concepto de aleacion se pueden obtener propiedades mecanicas elevadas y una soldabilidad sorprendentemente buena con muy buena conformabilidad de la banda de acero al manganeso producida.

En el caso de una banda de acero al manganeso austemtica laminada en caliente, con la composicion qmmica segun la invencion, se puede obtener un producto a partir de alargamiento de rotura en MPa y resistencia a la traccion en porcentaje de mas de 65 000 MPa%, en especial mas de 70 000 MPa%. En el caso de una banda de acero al manganeso austenftica con la composicion qmmica segun la invencion, este producto se situa por encima de 75 000 MPa%, y se puede situar por encima de 80 000 MPa%, en especial tambien por encima de 85 000 MPa%, preferentemente por encima de 100 000 MPa%.

Se supone que las buenas propiedades mecanicas del acero al manganeso segun la invencion se basan en una combinacion de al menos los tres mecanismos siguientes:

(1) Micro- y nanomaclaje con densidad elevada:

En el caso de los aceros segun la invencion se determino una preferencia de micromaclaje (es decir, la formacion de pequenas maclas con espesor reducido) en el proceso de conformacion en la estructura de cristal. La densidad elevada de las micromaclas, determinada tras carga por conformacion (por ejemplo embuticion profunda) y su espesor reducido en comparacion con densidad y grosor de las micromaclas en aceros convencionales, altamente aleados con manganeso, ocasionan un aumento del alargamiento de rotura. Este se puede atribuir al menos parcialmente al hecho de que el numero de impedimentos de desplazamiento aumenta claramente con la densidad de las maclas. El grosor medio de las micromaclas en muestras de banda de acero al manganeso segun la invencion, despues de haberlas sometido a un proceso de conformacion, se situaba preferentemente por debajo de 30 nm, en especial por debajo de 20 nm, y en especial por debajo de 10 nm. Maclas con un grosor menor que 10 nm se denominan tambien nanomaclas. Tras el sometimiento a esfuerzo por conformacion, se presentaba en especial una densidad de nanomaclas significativamente elevada frente a la densidad habitual de maclas. Se sospecha que, con aumento del contenido en fosforo y una energfa de efectos de apilado reducida, aumenta la densidad de las micromaclas, y en especial de las nanomaclas. Estas actuan directamente sobre la ductilidad del material, y ofrecen un alargamiento inusual muy elevado en combinacion con resistencia a la traccion elevada.

(2) Endurecimiento de cristal mixto:

Un endurecimiento de cristal mixto se ocasiona mediante fracciones elevadas de elementos de aleacion disueltos intersticialmente, como P y C. De este modo se pueden ajustar resistencias elevadas (en espeical mayores que 1100 MPa) con valores de solidificacion en fno y alargamientos de rotura simultaneamente elevados (en caso dado mayores que un 90 %).

(3) Envejecimiento por deformacion dinamico:

La aparicion de envejecimiento por deformacion dinamico se puede atribuir a los contenidos elevados en elementos de aleacion disueltos intersticialmente en el acero, y se puede identificar por medio de curvas de tension-dilatacion. Este efecto puede ofrecer una contribucion adicional a la mejora de la resistencia y del alargamiento de rotura del material.

Adicionalmente, en el caso de un tratamiento termico correspondiente se pude recurrir tambien al efecto endurecimiento de cochura para el aumento del lfmite elastico.

Para los aceros producidos se determinaron los valores de endurecimiento de cochura (valores BH) segun la norma europea EN 10325. Las fracciones elevadas de elementos de aleacion disueltos intersticialmente garantizan un potencial de endurecimiento de cochura elevado y pueden mejorar ulteriormente las propiedades mecanicas del producto final. Se mostro un aumento de la resistencia tras el tratamiento termico en aproximadamente 30 a 80 MPa segun grado de deformacion.

Se ha mostrado que un contenido en manganeso reducido tiene una influencia positiva sobre las transformaciones

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de fases y los mecanismos de conformacion (en especial la formacion de nano- y micromaclas y endurecimiento de cristal mixto mas intenso) en el componente final. En este sentido, el contenido en manganeso de una banda de acero al manganeso austemtica segun la invencion se puede situar preferentemente en el intervalo de 14 % < Mn < 18,0%, en especial 14% < Mn < 16,5%.

Ademas, en este caso se ha mostrado que, mediante un gran tamano de grano, se puede obtener una solubilidad de cuerpos solidos muy uniforme y elevada de los elementos C y/o P y/o N en los granos grandes. La buena solubilidad de estos elementos puede ser igualmente una causa para la preferencia del micromaclaje de tamano reducido, o bien del nanomaclaje y su densidad elevada en la estructura cristalina. Ademas se sospecha que, mediante la alta solubilidad de cuerpos solidos de P y C obtenida preferentemente, los efectos habitualmente negativos de estos elementos (reduccion de la soldabilidad, fragilidad del acero) no se presentan en el acero segun la invencion de modo sorprendente. En especial se pudieron obtener concentraciones elevadas de C y P sin que se redujera significativamente la soldabilidad del acero.

Ya que nitruro de aluminio (AIN) impide el crecimiento de grano (austemtico), mediante la proporcion de N respecto a Al se puede influir selectivamente sobre el tamano de grano. Mediante adicion conscientemente reducida de Al (a modo de ejemplo Al < 0,05%, en especial Al < 0,02%), en el caso de una banda de acero al manganeso austemtica se puede posibilitar un tamano de grano elevado. La fraccion de Al se puede mantener muy reducida en el concepto de aleacion aqu pretendido, ya que se dispone de mucho carbono para la desoxidacion de acero lfquido. En especial, el acero al manganeso segun la invencion puede presentar una fraccion de aluminio lo mas reducida posible, que esta limitada unicamente debido a impurezas inevitables en el proceso de produccion (es decir, sin adicion de aluminio). En el caso de la banda de acero segun la invencion, de este modo se posibilita un crecimiento de tamano de grano maximo en la recristalizacion (es decir, en el laminado en caliente, o bien en el recocido).

Ademas, se pueden emplear convenientemente fracciones de fosforo elevadas de 0,03% < P, en especial 0,05% < P, 0,06% < P, 0,07% < P, 0,08% < P y tambien 0,10% < P. Incluso puede estar prevista una fraccion de fosforo de 0,20% < P. Mediante un contenido en fosforo elevado se puede aumentar la resistencia a la traccion, y sobre todo el lfmite elastico en tamanos de grano mas elevados. Sorprendentemente no se observo un descenso esencial del alargamiento de rotura ni una reduccion considerable de la soldabilidad en el caso de un aumento de la fraccion de fosforo.

Mediante un ajuste del tamano de grano medio en la estructura metalica se puede modificar selectivamente la resistencia a la traccion, asf como el lfmite elastico de la banda de acero producida. Cuanto mayor es el grano, tanto mas reducida es la resistencia a la traccion, asf como el lfmite elastico, y tanto mas elevado es el alargamiento de rotura. Se pueden ajustar tamanos de grano medios de mas de 5 ym o de mas de 10 ym. En especial puede estar previsto que, en el caso de la banda de acero al manganeso austemtica laminada en caliente, se ajuste un gran tamano de grano medio de mas de 13 ym, en especial mas de 18 ym, y que, en el caso de la banda de acero al manganeso austenftica laminada en fno, se ajuste un gran tamano de grano medio de mas de 15 ym, en especial mas de 20 ym.

De modo similar a aluminio, tambien silicio impide la precipitacion de carburos, como por ejemplo cementita ((Fe,Mn)3C), que se presenta en el caso de laminado en caliente y en el caso de recocido. Ya que la precipitacion de cementita reduce el alargamietno de rotura, era de esperar que se pudiera aumentar el alargamiento de rotura mediante una adicion de silicio.

No obstante, el acero al manganeso segun la invencion presenta una fraccion de silicio muy reducida (Si < 1,0%, en especial Si < 0,2%, de modo especialmente preferente Si < 0,05%), que, en caso dado, esta limitada unicamente debido a impurezas inevitables en el proceso de produccion (es decir, en este caso sin adicion de silicio, la fraccion de Si se puede situar tambien por debajo de Si < 0,03%). El motivo consiste en que silicio tiene una influencia sobre mecanismos de conformacion. Silicio reduce el maclaje, es decir, una baja concentracion de silicio facilita el maclaje y posiblemente la formacion de maclas reducidas, o bien de nanomaclas. Ya que el mecanismo de conformacion de micromaclaje, y en especial de nanomaclaje, favorece en gran medida un alargamiento de rotura elevado, este efecto ocasiona un aumento del alargamiento de rotura con una reduccion del contenido en silicio. En este caso, tambien pueden ser preferentes otros mecanismos de conformacion debido al poco silicio. Por lo tanto, el contenido en silicio del acero al manganeso segun la invencion se puede ajustar reducido, preferentemente tan reducido como sea posible. La fraccion de silicio se puede mantener muy reducida, ya que se dispone de mucho carbono para la desoxidacion de acero lfquido, y ya que la resistencia del acero (silicio ocasiona un aumento de la resistencia) se garantiza mediante otras medidas, como por ejemplo concentraciones elevadas de C y/o P.

Niobio (Nb), vanadio (V) y titanio (Ti) son elementos que forman precipitados (carburos, nitruros, carbonitruros), y se pueden anadir opcionalmente para mejorar la resistencia mediante un endurecimiento por precipitacion. Sin embargo, estos elementos presentan una accion de afinado de los granos, por lo cual su concentracion se debe mantener reducida, en tanto se deba garantizar un tamano de grano elevado.

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Es sabido que mquel (Ni) puede estabilizar la fase de austenita (el denominado estabilizador y). Opcionalmente se puede anadir mquel en mayores cantidades (por ejemplo por encima de un 1 % a un 5 % o incluso un 10 %).

Por el contrario que mquel, el intensificador de solubilidad de cuerpos solidos (solid solution strengthened cromo (Cr) ocasiona una estabilizacion de las a-ferritas. Adiciones de cromo de hasta un 10 % en peso dan preferencia a la formacion de £-martensita y/o a'-martensita, lo que tiene por consecuencia un endurecimiento de traccion mas elevado y una ductilidad mas reducida. Por lo tanto, la fraccion de cromo debfa ser limitada. Por ejemplo, se puede ajustar preferentemente Cr < 5 % en especial Cr < 0,2 %. Molibdeno (Mo) y wolframio (W) muestran igualmente una accion de afinado de grano. Wolframio presenta una alta afinidad con carbono y forman los carburos duros y muy estables W2C y acero al WC. La fraccion de acero de wolframio debfa ser limitada. En este caso se ajusta W < 1%, en especial W < 0,02%. Wolframio es un intensificador de solubilidad de cuerpos solidos aun mejor que cromo, y forma igualmente carburos (pero en menor extension que cromo). Ademas, se ajusta Mo < 1%, en especial Mo < 0,02 %. Ademas se influye sobre el tamano de grano de una banda de acero laminada en caliente mediante la temperatura de laminado final en el laminado en caliente. La banda de acero segun la invencion se puede laminar con una temperatura de laminado final entre 750°C y 1050°C, preferentemente entre 800°C y 900°C. En el caso de composicion qmmica dada, mediante la seleccion de la temperatura de laminado final se puede ajustar el tamano de grano medio.

Se pudo mostrar que, en el caso del acero laminado en caliente segun la invencion, se puede obtener un alargamiento de rotura elevado de un 60 % o un 65 %, y mas. En este caso, la resistencia a la traccion del acero laminado en caliente se puede situar preferentemente por encima de 1050 MPa.

Mediante el laminado en fno se pueden potenciar las propiedades mecanicas de la banda de acero al manganeso austemtica laminada en caliente. Mediante la temperatura de recocido se influye en gran medida sobre el tamano de grano de una banda de acero laminada en fno. El recocido que se efectua tras el laminado en caliente se puede llevar a cabo, a modo de ejemplo, a una temperatura de recocido entre 750°C y 1050°C, y la temperatura de recocido puede ser en especial mayor que 900°C. Se pueden obtener resistencias a la traccion de mas de 1100 MPa, en especial mas de 1200 MPa, en el caso de un alargamiento de rotura de mas de un 75 %, en especial mas de un 80 %.

Una chapa de acero al manganeso segun la invencion con las citadas composiciones qmmicas presenta una seccion de chapa de acero conformada, en especial estirada sobre molde, o bien embutida, cuya estructura presenta micromaclas con un grosor medio menor que 30 nm, en especial menor que 20 nm, y nanomaclas con un grosor medio menor que 10 nm. Como se ha mencionado, estas micro- y nanomaclas se forman en el proceso de conformacion, pudiendose atribuir las altas propiedades mecanicas del producto de partida presumiblemente - al menos en parte - a este mecanismo de conformacion.

En el caso de un procedimiento para la produccion de una banda de acero al manganeso austemtica laminada en caliente, tras la colada de un producto semiacabado de acero se calienta el producto semiacabado a una temperatura por encima de 1100°C. El producto semiacabado calentado se lamina con una temperatura de laminado final entre 750°C y 1050°C, preferentemente entre 800°C y 900°C. A continuacion se efectua un enfriamiento de la banda de acero laminada con una tasa de 20°C/s o mas elevada. Preferentemente se lleva a cabo una refrigeracion rapida de la banda de acero laminada en caliente con una tasa de 50°C/s o mas elevada, en especial 200°C/s o mas elevada. Una refrigeracion rapida contribuye a ocasionar una alta solubilidad de cuerpos solidos de los elementos C, N y P en los granos. Graficamente, mediante la rapida refrigeracion se llega a una “congelacion“ de los elementos disueltos sin, o con precipitacion apenas reducida. Con otras palabras, mediante una rapida refrigeracion se puede evitar sensiblemente la precipitacion. En especial, mediante una rapida refrigeracion se puede impedir tanto la aparicion de carburos en lfmite de grano, como tambien una fragilizacion ocasionada por contenidos en fosforo elevados (segregaciones de lfmite de grano) de la estructura de acero. Cuanto mas elevada es la tasa de refrigeracion, tanto mejor y uniformemente se puede mantener carbono y fosforo en disolucion. Se emplearon tasas de refrigeracion de mas de 100°C/s a 400°C/s. Tambien son posibles tasas de refrigeracion de mas de 400°C/s a incluso mas de 600°C/s. En caso necesario, antes de la refrigeracion rapida, una fase intermedia, en la que la banda de acero se enfna lentamente al aire para mejorar la recristalizacion de la banda de acero aleada con fosforo, puede durar varios segundos, en especial 1 a 4 segundos.

Para la produccion de una banda de acero al manganeso austemtica laminada en fno, la banda de acero laminada en caliente se lamina en fno, y a continuacion se recuece para la recristalizacion.

En el laminado en fno se efectua preferentemente una alta reduccion de grosor en el intervalo de mas de un 45 %, en especial mas de un 60 %, de modo especialmente preferente mas de un 80 %, mediante aplicacion de fuerzas de laminado elevadas.

La temperatura de recocido se puede situar entre 750°C y 1150°C, y en especial ser mayor que 900°C. Mediante recocido se puede modificar reiteradamente el tamano de grano, pudiendo estar previsto tras el recocido un tamano

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de grano de mas de 15 ym, en especial mas de 20 ym, para obtener un alargamiento de rotura elevado, y posiblemente una mejora de la solubilidad de cuerpos solidos de carbono, fosforo, y en caso dado nitrogeno. En especial se puede garantizar una alta resistencia a la traccion mediante una fraccion relativamente elevada de fosforo (y carbono).

Tras el recocido se efectua una refrigeracion de la banda de acero laminada con una tasa de 20°C/s o mas elevada. Preferentemente se lleva a cabo una refrigeracion rapida de la banda de acero laminada en fno con una tasa de 50°C/s o mas elevada, en especial 200°C/s o mas elevada.

Como ya se describe en el proceso de laminado en caliente, tambien en este caso, una refrigeracion rapida contribuye a ocasionar una solubilidad de cuerpos solidos de carbono, foforo y nitrogeno elevada y uniforme en los granos, y de este modo obtener una alta resistencia a la traccion, tambien en el caso de granos grandes. Se emplearon tasas de refrigeracion de mas de 100°C/s a 400°C/s. Tambien son posibles tasas de refrigeracion de mas de 400°C/s a incluso mas de 600°C/s. En caso necesario, antes de la refrigeracion rapida, una fase intermedia, en la que la banda de acero se enfna lentamente al aire para mejorar la recristalizacion de la banda de acero aleada con fosforo, puede durar varios segundos, en especial 1 a 6 segundos.

La invencion se explica mas detalladamente a continuacion por medio de ejemplos de realizacion con referencia a los dibujos de modo ventajoso; en los dibujos muestran:

La fig. 1 La fig. 2 La fig. 3A-C La fig. 4 La fig. 5

un diagrama en el que se representa el tamano de grano medio frente a la temperatura de recocido para aceros laminados en fno;

un diagrama en el que se representa la solidificacion en fno (valor nio/20) frente a la anisotropfa vertical (valor ro/15-, r45/i5-, y rgo/15-Wert) para varias muestras de aceros laminados en fno;

representaciones esquematicas de maclas y micromaclas, o bien nanomaclas, en la microestructura de aceros;

una imagen de un microscopio electronico de transmision de una estructura de acero segun la invencion; y

una microseccion del punto de soldadura de una estructura de acero soldada segun la invencion.

En primer lugar se explican de modo ejemplar diversas posibilidades para la produccion de aceros al manganeso segun la invencion.

En una primera ruta de procedimiento se efectua la generacion de hierro crudo en los altos hornos o con un procedimiento de reduccion por fusion, como por ejemplo Corex o Finex. Es igualmente posible el proceso Tecnored. El hierro crudo se transforma entonces en acero, a modo de ejemplo, en un procedimiento de insuflado de oxfgeno (por ejemplo en un procedimiento LD (Linz-Donawitz)/BOF (Bottom Oxygen Furnace) Verfahren). Antes de la colada de acero se puede llevar a cabo una desgasificacion en vacfo (por ejemplo segun el procedimiento de Ruhrstahl- Heraeus (RH)), y emplear un horno de transferencia (Ladle Furnace) para la calefaccion y para la aleacion de la fusion metalica.

Una segunda ruta de produccion, que puede ser especialmente apropiada para aceros al manganeso, emplea un horno de arco voltaico (EAF: Electric Arc Furnace) para la generacion de acero, y un conversor AOD para la descarburizacion del acero lfquido. A su vez, antes de la colada de acero se pude emplear un horno de transferencia para la calefaccion y para la aleacion de la fusion metalica.

El acero generado de este modo se puede elaborar ulteriormente por medio de diversas tecnicas de colada, como por ejemplo colada en lingotes, laminado de colada continua, colada de banda delgada o colada continua. El cuerpo de acero generado en la colada se llama producto semiacabado y se puede realizar, por ejemplo, en forma de desgastes, palos o bloques.

El desbaste se elabora ulteriormente en trenes de bandas de calefaccion para dar una banda en caliente. A tal efecto se pueden emplear estructuras de laminado para banda estrecha (anchura menor que 100 mm), banda media (anchura entre 100 mm y 600 mm), y banda ancha (anchura mayor que 600 mm). Ademas es posible la elaboracion de bloques y palos para dar perfiles, tubos o alambres.

A continuacion se describe un proceso de laminado en caliente (WB), segun el cual se pueden producir bandas de acero segun la invencion.

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En la produccion de bandas de acero segun la invencion se puede emplear una temperature de laminado entre aproximadamente 1100°C y 1300°C, en caso dado tambien mas elevada. La temperature de laminado final se puede situar, a modo de ejemplo, entre 750°C y 1050°C, y en especial entre 800°C y 900°C. Mediante diferentes temperaturas de laminado final resultan diferentes tamanos de grano medio de la banda de acero laminada en caliente, segun la recristalizacion dinamica a la temperatura predominante. Cuanto menor es la temperatura de laminado final, tanto menor es el tamano de grano medio obtenido en el caso de composicion qmmica dada. Con una reduccion del tamano de grano medio aumenta la resistencia a la traccion y la resistencia a la rotura de la banda de acero laminada en caliente, desciende el alargamiento de rotura. No obstante, a una baja temperatura de laminado final existe el peligro de que la alta afinacion de grano en el caso de aceros al manganeso ocasione una perdida de conformabilidad plastica debido a la resistencia elevada. Ademas, debido a la estabilidad de fases, a bajas temperaturas de laminado final se llega en medida creciente a la formacion de cementita ((Fe,Mn)3C), debido a lo cual se puden reducir las propiedades mecanicas. Los precipitados de cementita a temperaturas de laminado final por debajo de 740°C obtienen un tamano de partfcula debido al cual se redujeron claramente las propiedades mecanicas.

Ademas se influye sobre el tamano de grano de la banda de acero laminada en caliente mediante el contenido en aluminio y nitrogeno. Es sabido que manganeso aumenta la solubilidad de nitrogeno en hierro lfquido. El nitrogeno disuelto en el hierro lfquido forma con aluminio precipitados de nitruro de aluminio, que impiden la migracion de tamanos de grano y con ello el crecimiento de grano. El nitruro de aluminio puede ocasionar ademas una formacion de grietas en el conformado en caliente. Se ha mostrado que, mediante un control selectivo del contenido en aluminio y nitrogeno en el acero, son posibles bajas temperaturas de laminado final claramente por debajo de 950°C, y en especial por debajo de 900°C a menos de 750°C, sin que en este caso se produzca una formacion de grietas. Sin embargo, la formacion de grandes partfculas de cementita, que se establece en el caso de una reduccion de la temperatura de laminado final por debajo de aproximadamente 740°C a 800°C. Por lo tanto, las temperaturas de laminado final especialmente preferentes se pueden situar en el intervalo de 800°C a 900°C.

A modo de ejemplo, se consiguio evitar una formacion de grietas a las citadas temperaturas de laminado final, en el intervalo de 800°C a 900°C, con composiciones qrnmicas en las que se empleo una fraccion extremadamente reducida de aluminio, hasta un maximo de un 0,008% o un 0,010% en combinacion con un bajo contenido en nitrogeno, por ejemplo hasta un maximo de un 0,030% o un 0,036%. Las respectivas concentraciones de elementos son dependientes entre sf. Si se emplea menos nitrogeno, es admisible mas aluminio, y viceversa. En este sentido, en el caso de un bajo contenido en aluminio tambien son posibles contenidos en nitrogeno mas elevados que los indicados anteriormente.

Tras el laminado en caliente se lleva a cabo una refrigeracion rapida de la banda en caliente con velocidades de enfriamiento lo mas elevadas posible (por ejemplo por encima de 50°C/s o tambien mas elevadas). La refrigeracion se puede efectuar mediante alimentacion de la banda en caliente con agua.

La banda en caliente se purifica (se descascarilla) entonces en una instalacion de decapado de funcionamiento continuo, por ejemplo con acido sulfurico. La banda en caliente puede presentar, a modo de ejemplo, un grosor de 1,5 a 2,0 mm. No obstante, tambien se pueden realizar productos de banda en caliente con grosores de banda menores o mayores que los indicados anteriormente. Habitualmente no se lleva a cabo un paso de recocido en los productos de banda en caliente producidos en este caso. No obstante, en una forma de realizacion especial, tal paso de recocido se lleva a cabo y ocasiona tanto un engrosamiento de grano, como tambien un aumento del alargamiento de rotura.

La banda en caliente generada del modo descrito con anterioridad se puede elaborar ulteriormente mediante laminado en fno y recocido para dar el producto de banda fna. Mediante laminado en fno, la banda en caliente se reduce ulteriormente en su grosor y se ajustan las propiedades mecanico-tecnologicas de la banda. A modo de ejemplo, se pueden generar grosores de banda reducidos, en el intervalo de aproximadamente 0,7 mm a 1,75 mm de la banda fna. Los productos de banda fna con tales grosores reducidos son interesantes en especial en el sector del automovil para componentes que absorben impactos. No obstante, tambien se pueden realizar productos de banda fna con grosores de banda menores o mayores que los indicados anteriormente.

El laminado en fno se efectua preferentemente bajo aplicacion de fuerzas de laminado elevadas. Se pueden emplear estructuras de laminado con 2 a 20 cilindros. Para aplicar las fuerzas de laminado en fno elevadas se pueden emplear, a modo de ejemplo, estructuras de laminado disenadas para presiones de laminado elevadas, con 12 o 20 cilindros, en especial de tipo Sendzimir (cilindro Cluster). Una instalacion de laminado Sendzimir con 12 cilindros esta constituida, a modo de ejemplo, por una disposicion simetrica de 3 cilindros posteriores, 2 cilindros intermedios y 1 cilindro de presion de define la distancia entre cilindros respectivamente. Una instalacion de laminado Sendzimir con 20 cilindros esta constituida, a modo de ejemplo, por una disposicion simetrica de 4 cilindros posteriores, 3 cilindros intermedios externos, 2 cilindros intermedios interiores y 1 cilindro de presion que define la distancia entre cilindros respectivamente. Se mostro una aptitud para laminado sorprendentemente buena y una formacion de grietas reducida en comparacion con otros aceros al manganeso.

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La reduccion de grosor porcentual obtenida en el laminado en frio (grado de laminado en fr^o) puede ascender a mas de un 40 % y situarse, por ejemplo, entre un 40 % y un 60 %. El laminado en frio se llevo a cabo tambien con grados de laminado en fno por encima de un 60 %, en especial tambien por encima de un 80 %. Se lamino en fno con y sin traccion.

Tras el laminado en fno o en un paso intermedio durante el laminado en fno se recuece la banda de acero para la recristalizacion. El recocido se puede llevar a cabo, por ejemplo, segun el procedimiento de recocido continua o el procedimiento de recocido en horno de campana. Mediante el recocido se suprime de nuevo la solidificacion de la estructura producida en el laminado en fno. En este caso, a traves de germinacion y crecimiento de grano se llega a una nueva construccion de la estructura.

El recocido se puede efectuar a temperaturas entre 750°C y 1250°C, en especial 750°C a 1150°C, y puede durar aproximadamente 5 segundos a 5 minutos, en especial 2 a 5 minutos a temperatura de recocido. El tiempo de recocido es suficiente para calentar la banda a la respectiva temperatura de recocido esencialmente en todo su volumen. Tambien se pueden llevar a cabo varios pasos de laminado y pasos de recocido intermedia intercalados a una temperatura apropiada, por ejemplo aproximadamente 950°C.

Tras el recocido, la banda de acero caliente se enfna rapidamente, de modo preferente enfriandose mediante alimentacion con agua o en corriente gaseosa (chorro de gas). Se ha mostrado que una refrigeracion especialmente rapida es util para ocasionar una alta solubilidad de cuerpos solidos de los elementos C, N y P en los granos. En especial, la fragilizacion critica con un contenido en fosforo elevado (segregaciones de lfmites de grano) se puede impedir sensible o completamente mediante aumento de la velocidad de refrigeracion. Son ventajosas velocidades de refrigeracion de mas de aproximadamente 50°C o mas de 100°C por segundo. Ademas, preferentemente tambien pueden estar previstas velocidades de refrigeracion de mas de 200°, 300°C o 400°C por segundo, llevandose a cabo con exito tambien ensayos con velocidades de refrigeracion por encima de 500°C y por encima de 600°C por segundo.

Tras el laminado en fno, el recocido y la refrigeracion, se puede llevar a cabo un laminado subsiguiente en fno (laminado de acabado) para el ajuste de una uniformidad apropiada de la banda fna. En el caso de laminado subsiguiente en fno se pueden obtener reducciones de grosor, por ejemplo, de un 0,5 %, un 1,5 %, un 5 %, un 25 % y mas de un 40 %, o valores intermedios apropiados.

Otros pasos de proceso, como por ejemplo el galvanizado (por ejemplo galvanizado en caliente o galvanizado electrolitico), pueden seguir segun campo de empleo y deseo del cliente.

La composicion qrnmica del acero se puede variar a traves de un amplio intervalo en elementos de aleacion ulteriores. Como valores lfmite superiores estan previstos: 0,5% > V, 0,5% > Nb, 0,5% > Ti, 10% > Cr, 10% > Ni, 1% > W, 1% > Mo, 3% > Cu, 0,02% > B, el resto, como se ha mencionado, hierro e impurezas debidas a la produccion. Ejemplos especiales de realizacion de la invencion, asf como ejemplos ulteriores, utilizan los siguientes intervalos:

0,85% >: C > 0,70%, 16,2% > Mn > 15,5%, 0,015% > Al > 0,0005%

0,028%: > Si > 0,001%, 0,039% > Cr > 0,020%

0,08%: > Ni > 0,02%, 0,025% > Nb > 0,020%,

0,002%: > Ti > 0,0015%, 0,0056% > V >
0,002%

0,04% > N > 0,015%, 0,2% > P > 0,01%. En especial, como muestran los ejemplos siguientes, tambien pueden estar previstas concentraciones de fosforo extremadamente elevadas, por ejemplo de mas de 0,10% < P o incluso 0,12% < P.

A continuacion, la invencion se explica mas detalladamente de modo ejemplar por medio de ejemplos de realizacion y ejemplos ulteriores.

En la tabla 1 se indica la composicion qrnmica de cuatro bandas de acero X80Mn16-0.01P, X80Mn16-0.03P, X80Mn16-0.08P y X80Mn16-0.1.0P con una concentracion de fosforo entre un 0,011 y un 0,102 % en peso.

Tabla 1 - composicion qrnmica -

Elemento: X80Mn16-0.01P X80Mn16-0.03P X80Mn16-0.08P X80Mn16-0.10P

C: 0,79 0,79 0,75 0,81

Mn: 16,0 15,8 16,0 16,1

Elemento: X80Mn16-0.01P X80Mn16-0.03P X80Mn16-0.08P X80Mn16-0.10P

P: 0,011 0,032 0,083 0,102

Si: 0,001 0,001 0,001 0,001

Al: 0,009 0,010 0,005 0,005

N: 0,033 0,336 0,034 0,035

Cr: 0,031 0,027 0,026 0,032

Ni: 0,029 0,025 0,024 0, 031

Nb: 0,022 0,022 0,022 0,025

Ti: 0,002 0,002 0,002 0, 002

V: 0,006 0,003 0,004 0,005

S: 0,0035 0,0025 0,001 0,001

Cu: 0,017 0,016 0,016 0,018

Mo: 0,017 0,017 0,015 0,017

Sn: 0,005 0,005 0,004 0,006

Zr: 0,001 0,001 0,001 0,001

As: 0,005 0,005 0,005 0,005

B: 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001

Co: 0,006 0,009 0,006 0,006

Sb: 0,001 0,001 0,001 0,001

Ca: 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001

El proceso de laminado en caliente (WB) se llevo a cabo respectivamente segun los datos anteriores. Las temperaturas de laminado final empleadas (entre 750°C y 1030°C), as^ como las propiedades mecanicas obtenidas de los productos de banda en caliente generados X80Mn16-0.01P, X80Mn16-0.03P, X80Mn16-0.08P y X80Mn16- 5 0.10P se indican en la tabla 2. Los valores mecanicos obtenidos en los ensayos de traccion se determinaron segun

el estandar europeo “NORMA EUROPEA EN 10002-1, Julio de 2001", que se incluye en el contenido informativo de este documento mediante referencia en este caso. Todos los valores indicados en la tabla 2 se dan a conocer tambien como lfmites de valores inferiores para la magnitud a la que se refieren.

Tabla 2 - propiedades mecanicas (banda en caliente) -

N° WB: Composicion qrnmica Temperatura de laminado final (°C) Rm (MPa) Alargamiento de rotura (%) Alarg. de rotura x Rm (%MPa) Tamano de grano medio(pm)

1: X80Mn16-0.01P 750 1081 60,9 65787 5

2: X80Mn16-0.01P 890 1103 67,5 74496 15,7

3: X80Mn16-0.01P 1030 1065 62,6 66701 18

4: X80Mn16-0.01P 1015 987 70,6 69676 26,3

5: X80Mn16-0.03P 870 1200 71,1 85320 13,9

6: X80Mn16-0.08P 920 1098 59,4 65221 17,6

7: X80Mn16-0.08P 950 928 81,9 70550 30,5

8: X80Mn16-0.08P 975 983 77,6 80614 31,6

9: X80Mn16-0.10P 950 946 85,9 76602 34,3

10: X80Mn16-0.10P 975 981 81,3 79783 30,1

Como ya se ha mencionado, la banda en caliente (WB) se puede elaborar ulteriormente para dar una banda en frio (KB). En los ejemplos de realizacion y los ejemplos ulteriores aqu representados, la elaboracion de banda en fno se 5 efectuo con los parametros de elaboracion indicados en la tabla 3. Las propiedades mecanicas de los productos de banda en fno producidos de este modo, de las composiciones qmmicas X80Mn16-0.01P, X80Mn16-0.03P, X80Mn16-0.08P y X80Mn16-0.10P se indican en la tabla 3. Todos los valores indicados en la tabla 3 se dan a conocer tambien como lfmites de valores inferiores para la magnitud a la que se refieren.

Tabla 3 - propiedades mecanicas (banda en fno)

N° KB: Composicion Temperatura de laminado final (°C) en el proceso de laminado en caliente Temperatura de recocido (°C) Grado de laminado en fno (%) Resistencia a la traccion Rm (MPa) Alargamiento de rotura A50 (%) Alarg. de rotura x Rm (%MPa) Tamano de grano medio(pm)

1: X80MR16- 0.01P 900 750 48,0 1240 62,0 76545 5,4

2: X80Mn16- 0.01P 900 850 48,0 1162 88,5 102883 7,7

3: X80Mn16- 0.01P 900 1050 48,0 1065 94,0 100238 29,4

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4: X80Mn16- 0.03P 900 750 53,8 1261 61,0 76530 5,0

5: X80Mn16- 0.03P 900 750 47,5 1217 77,4 94256 4,9

6: X80Mn16- 0.03P 900 950 47,5 1100 94,0 103147 18,9

7: X80Mn16- 0.08P 900 950 65,4 1046 81,8 84527 28,3

8: X80Mn16- 0.08P 950 950 65,4 1146 91,8 105203 29,4

9: X80Mn16- 0.10P 900 950 65,4 1021 78,1 79781 27,8

10: X80Mn16- 0.10P 850 950 65,4 1121 88,3 98984 15,2

Como se puede extraer de la tabla 3, los productos de banda en frio con los numeros KB 1 a 7 y 9 se laminaron con una temperatura de laminado final de 900°C en el proceso en banda en caliente. Por lo demas se empleo el mismo proceso de laminado en caliente en los que se basan los productos de laminado en caliente en la tabla 2.

Por consiguiente, los productos de laminado en frio con los numeros KB 1 a 3 se basan aproximadamente en el producto de laminado en caliente con el numero WB 2 (las temperaturas de laminado final se diferencian unicamente en 10°C) y los productos de laminado en frio con los numeros KB 4 a 6 se basan aproximadamente en el producto de laminado en caliente con el numero WB 5 (las temperaturas de laminado final se diferencian unicamente en 30°C).

La tabla 3 muestra que se obtienen resistencias a la traccion Rm por encima de 1100 MPa, e incluso por encima de 1200 Pma, y que tambien en el caso de grandes tamanos de grano medios (por encima de 15 ym en el caso de X80Mn16-0.03P (KB-Nr. 6) y X80Mn16-0.10P (KB-Nr. 10), asf como por encima de 20 ym, o en caso dado incluso 25 ym en el caso de las demas muestras), se pueden obtener resistencias a la traccion Rm por encima de 1000 MPa. La resistencia a la traccion Rm se define como la tension que se produce en la pieza de trabajo en el caso de fuerza de traccion maxima.

El alargamiento de roturaA50 indicado en la tabla 3 es la modificacion de longitud referida a la longitud de medida inicial porcentual, que permanece, tras la rotura de la muestra de traccion (segun la citada norma EN 1002-1), sirviendo como base una longitud de medida inicial de 50 mm. Para las bandas de acero se mostro que se pueden obtener valores de alargamiento de rotura elevados por encima de un 75 %, y en especial en el caso de grandes tamanos de grano medios, parcialmente por encima de un 80 %, e incluso por encima de un 90 %.

Otra magnitud caractenstica importante para las propiedades mecanicas de las bandas de acero es el producto de resistencia a la traccion y alargamiento de rotura. Especialmente en el caso de grandes tamanos de grano medios se obtienen valores de producto elevados. El motivo consiste en que los granos grandes conducen a valores de alargamiento de rotura mas elevados, y la resistencia a la traccion, que suele descender claramente con tamano de grano creciente, se mantiene sensiblemente segun la invencion mediante el contenido en carbono y/o fosforo relativamente elevado.

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En las investigaciones de soldadura, incluso en el caso de los elevados contenidos en P de un 0,08 % y un 0,1 % (X80MN16-0. 08P, o bien X80MN16-0.10P), se determino una aptitud para soldadura muy conveniente en el caso de banda en caliente y en el caso de banda en fno, es decir, como tipo de rotura se obtuvieron roturas por desprendimiento en todas las muestras.

En la tabla 4 se indican los resultados de una investigacion de la aptitud para soldadura de los aceros de las composiciones qmmicas X80Mn16-0.01P, X80Mn16-0.03P, X80Mn16-0.08P y X80Mn16-0.10P:

Tabla 4 - investigacion de la aptitud para soldadura -

Composicion: Imin (kA) Imax (kA) delta! (kA)

X80Mn16-0.01P: 5,2 6,3 1,1

X80Ma16-0.03P: 4,7 5,8 1,1

X80Mn16-0.08P: 5,2 6,4 1,2

X80Mn16-0.08P: 5,3 6,6 1,3

X80Mn16-0.10P: 5,2 6,4 1,2

X80Mn16-0.10P: 5,1 6,6 1,5

Segun la tabla 4, en todas las bandas de acero se determino un intervalo de soldadura deltal de al menos 1,1 kA, que sobrepasa el 1,0 kA, necesario para una buena aptitud para soldadura.

En la fig. 1 se representa el tamano de grano medio de las bandas de acero de laminado en fno pobres en nitruro de aluminio citadas en la tabla 3, con las composiciones qmmicas X80Mn16-0.01P, X80Mn16-0.03p, X80Mn16-0.08P y X80Mn16-0.10P en funcion de la temperatura de recocido en el proceso de laminado en fno. Los productos de laminado en fno aqm representados teman como base una temperatura de laminado final de 900°C. Del diagrama se desprende que las bandas de acero X80Mn16-0.01P y X80Mn16-0.03P, a temperaturas de recocido de aproximadamente 920°C, alcanzan tamanos de grano medios por encima de 15 ym. Las bandas de acero mas ricas en fosforo, de las composiciones qmmicas X80Mn16-0.08P y X80Mn16-0.10P alcanzaron tamanos de grano medio aun mayores a temperaturas de recocido comparables. Los tamanos de grano medios se determinaron por medio de investigaciones de microscopfa optica en micrograffas.

La figura 2 muestra un diagrama en el que se representa la solidificacion en fno n (en este caso el valor n10/20) de las bandas de acero citadas anteriormente, que se denomina tambien exponente de solidificacion, frente a la anisotropfa vertical (valor r0/15, r45/15, y rg0/15). El valor n se determino segun la norma ISO 10275, edicion 2006-07, que se incluye en el contenido informativo de este documento mediante referencia en este caso. La anisotropfa vertical se define segun la norma ISO 10113, edicion 2006-09, que se incluye en el contenido informativo de este documento mediante referencia en este caso. Ya que las propiedades mecanicas presentan una distribucion mas amplia que el tamano de grano medio representado en la figura 1, se investigaron varias muestras de las citadas bandas de acero. Cuanto mas elevado es el valor r0/15, r45/15, y rg0/15, tanto mayor es la aptitud para embuticion profunda del material. Un valor n elevado favorece en especial la estirabilidad. Del diagrama se puede extraer que son alcanzables valores n10/20 por encima de 0,5 en el caso de un valor r0/15, r45/15y rg0/15 en el intervalo de 0,6 a 1,5. Las bandas de acero ricas en fosforo, de las composiciones qmmicas X80Mn16-0.08P y X80Mn16-0.10P alcanzan valores n algo mas elevados que las bandas de acero de las composiciones qmmicas X80Mn16-0.01P y X80Mn16-0.03P. Por consiguiente, las bandas de acero segun la invencion presentan una buena conformabilidad en fno, lo que es importante especialmente para la elaboracion subsiguiente en procesos de estiramiento y embuticion.

Segun las cargas por traccion en los productos de acero segun la invencion se pudieron identificar diversos mecanismos de deformacion. Era caractenstica la aparicion de diversos tipos de maclaje. En este caso se mostro que, en las muestras sometidas a esfuerzo de traccion de los aceros segun la invencion estan presentes muy numerosas y finas micro- y nanomaclas, cuyo grosor medio, a modo de ejemplo, era menor que 30 nm y se situaba, por ejemplo, en el intervalo entre 5 y 25 nm, en especial 10 y 20 nm. A modo de ejemplo, en el producto laminado en

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fno X80Mn16-0.03P se determino un valor de 17 nm para el grosor medio de las micro- y nanomaclas. La presencia de estas pequenas micromaclas, en especial de las nanomaclas, puede explicar los altos valores de alargamiento de rotura, ya que - mas que el maclaje habitual - conduce a una inhibicion creciente del movimiento de desplazamiento y a un aumento de fuentes de desplazamiento.

Las figuras 3A-C muestran representaciones esquematicas de microestructuras, que se observan en investigaciones por microscopfa de haz de electrones en muestras conformadas de los aceros segun la invencion. La fig. 3A muestra un sistema activado en una direccion con maclaje convencional, representando las lmeas 1 las lmeas especulares de las maclas.

La fig. 3B muestra un sistema activado en una direccion con micro, o bien nanomaclas 2. Las micro-, o bien nanomaclas 2, tienen forma de estaca y estan dispuestas frecuentemente en mayor numero en yuxtaposicion. El grosor de estacas se denomina grosor d de las micro-, o bien nanomaclas 2, y es tipicamente menor que el grosor de maclas habituales.

La fig. 3C muestra un sistema activado en dos direcciones con micro-, o bien nanomaclas 2. Se puede identificar que siguiendo ambas direcciones se presentan micro-, o bien nanomaclas 2.

La fig. 4 muestra una imagen de microscopio electronico de una estructura de acero segun la invencion tras una conformacion o carga por traccion. Es puede identificar un gran numero de micro- y nanomaclas en forma de estacas en el campo luminoso.

La fig. 5 muestra una microseccion del punto de soldadura de una estructura de acero segun la invencion tras una soldadura. Se emplearon muestras de X80Mn16-0.10P. se puede identificar que la dureza de base, asf como la dureza maxima en las zonas de influenzia termica y la dureza en el punto de soldadura coinciden convenientemente, y presentan apenas divergencias reducidas. Estas divergencias se situan en el intervalo de la tolerancia de medicion. Por lo demas se identifica que no esta presente ningun tipo de grieta ni martensita en la estructura.

En las investigaciones estructurales TEM se manifesto ademas que en la estructura del producto final pueden estar presentes fracciones de £-martensita, posiblemente tambien a'-martensita. Por lo tanto, en el producto final no se tiene que presentar una fase de austenita al 100 %, aunque se deba presentar preferentemente una fase de austenita al 100 %. Las medidas en el producto laminado en fno X80Mn16-0.03P dieron por resultado, por ejemplo, aproximadamente un 3 % de £-martensita y un 1 % de a'-martensita. Ya que la a'-martensita aumenta la resistencia a la traccion, es concebible que se influya de modo conveniente sobre los elevados valores de resistencia a la traccion, que se mantienen en especial tambien en el caso de tamanos de grano elevados, posiblemente tambien a traves de la fraccion de a'-martensita (aunque relativamente reducida) en el producto final.

El valor n se predetermina decisivamente mediante la composicion qmmica. Es decir, la resistencia del producto final alcanzable mediante conformado depende de la facilidad con la que se puedan continuar moviendo los desplazamientos en el cristal. En el retmulo cristalino fcc, la solubilidad de cuerpos solidos de C y N es mayor que en el retmulo cristalino bcc. En este caso, como ya se ha indicado, se aprovecha el aumento de la resistencia a la traccion, ocasionado por la disolucion de cuerpos solidos de C y P, pudiendose medir valores de resistencia a la traccion de 1100 MPa en el caso de un alargamiento de rotura extremadamente elevado, de un 95 %, en investigaciones llevadas a cabo recientemente. El endurecimiento obtenido mediante disolucion de cuerpos solidos de los citados elementos posibilita aumentar considerablemente el valor n. En resultado, los valores de producto maximos descritos hasta la fecha. Esto se atribuye especialmente al empleo de concentraciones de fosforo elevadas, y al aumento de resistencia vinculado al mismo - en especial en el caso de tamanos de grano medios relativamente grandes -.

En la elaboracion subsiguiente, la banda en caliente o la banda en fno se corta en chapas de acero, que se emplean, por ejemplo, en la tecnica automovilfstica para la produccion de piezas de carrocena. Ademas, el acero segun la invencion se puede aplicar tambien en rieles, separadores, en especial nucleos de separadores, material en varas, tubos, perfiles huecos, o alambres altamente solidos.

Las chapas de acero se llevan a la forma deseada mediante procesos de conformado, como por ejemplo embuticion profunda, y despues se elaboran de modo subsiguiente para dar los productos finales (por ejemplo pieza de carrocena). En el proceso de conformado, al menos secciones parciales de las chapas de acero se exponen a un esfuerzo mecanico (habitualmente carga por tension), de modo que los mecanismos de deformacion descritos anteriormente tienen efecto en estas zonas. En las zonas conformadas se llega en especial a la mencionada formacion de muchas micro- y nanogrietas finas, que influyen convenientemente en el comportamiento de conformado y son identificables en la chapa de acero (conformada).

Claims

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REIVINDICACIONES

1.- Banda de acero al manganeso austemtica con una composicion qmmica en datos ponderales de

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Si < 2%

Al < 0,05%, V < 0,5%, Nb < 0,5%, Ti < 0,5%, Cr < 10%, Ni < 10%, W < 1%, Mo < 1%, Cu < 3%, B < 0,02%, N < 0,04%, el resto hierro e impurezas debidas a la produccion, y con un tamano de grano medio por encima de 13 pm, obteniendose un producto de alargamiento de rotura en % y resistencia a la traccion en MPa de mas de 65 000, en especial mas de 70 000 MPa %.
2. - Banda de acero al manganeso austemtica segun la reivindicacion 1, con la propiedad de que una muestra de la banda de acero al manganeso, despues de someterse a un proceso de conformacion, presenta micromaclas con un grosor medio menor que 30 nm, en especial menor que 20 nm, en especial menor que 10 nm, en su estructura.
3. - Banda de acero al manganeso austemtica segun una de las reivindicaciones precedentes, con P > 0,05%, en especial P > 0,06%, en especial P > 0,08%, aun mas especialmente P > 0,10%.
4. - Banda de acero al manganeso austemtica segun una de las reivindicaciones precedentes, con Si < 1,0%, en especial Si < 0,2%, aun mas especialmente Si < 0,05%.
5. - Banda de acero al manganeso austenftica segun una de las reivindicaciones precedentes, con un tamano de grano medio por encima de 18 pm, en especial por encima de 20 pm.
6. - Banda de acero al manganeso austenftica con una composicion qmmica en datos ponderales de

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Si < 2%

Al < 0,05%, V < 0,5%, Nb < 0,5%, Ti < 0,5%, Cr < 10%, Ni < 10%, W < 1%, Mo < 1%, Cu < 3%, B < 0,02%, N < 0,04%, el resto hierro e impurezas debidas a la produccion, y con un tamano de grano medio por encima de 5 pm, obteniendose un producto de alargamiento de rotura en % y resistencia a la traccion en MPa de mas de 75 000, en especial mas de 80 000 MPa %.
7. - Banda de acero al manganeso austenftica laminada en fno segun la reivindicacion 6, con la propiedad de que una muestra de la banda de acero al manganeso, despues de someterse a un proceso de conformacion, presenta micromaclas con un grosor medio menor que 30 nm, en especial menor que 20 nm, en especial menor que 10 nm, en su estructura.
8. - Banda de acero al manganeso austenftica laminada en fno segun una de las reivindicaciones 6 o 7, con P > 0,05%, en especial P > 0,06%, en especial P > 0,08%, aun mas especialmente P > 0,10%.
9. - Banda de acero al manganeso austenftica laminada en fno segun una de las reivindicaciones 6 a 8, con Si < 1,0%, en especial Si < 0,2%, aun mas especialmente Si < 0,05%.
10. - Banda de acero al manganeso austenftica laminada en fno segun una de las reivindicaciones 6 a 9, con un tamano de grano medio por encima de 15 pm, en especial por encima de 20 pm.
11. - Banda de acero al manganeso austenftica con una composicion qmmica en datos ponderales de

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5

10

15

20

25

30

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Si < 2%

Al < 0,05%, V < 0,5%, Nb < 0,5%, Ti < 0,5%, Cr < 10%, Ni < 10%, W < 1%, Mo < 1%, Cu < 3%, B < 0,02%, N < 0,04%, el resto hierro e impurezas debidas a la produccion, y con una seccion de chapa estirada sobre molde o embutida, cuya estructura presenta micromaclas con un grosor medio menor que 30 nm, en especial menor que 20 nm.
12.- Banda de acero al manganeso austenftica con una composicion qmmica en datos ponderales de

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imagen12

Si < 2%

Al < 0,05%, V < 0,5%, Nb < 0,5%, Ti < 0,5%, Cr < 10%, Ni < 10%, W < 1%, Mo < 1%, Cu < 3%, B < 0,02%, N < 0,04%, el resto hierro e impurezas debidas a la produccion, con los pasos:

colada de un producto semiacabado de acero;

calentamiento del producto semiacabado a una temperatura por encima de 1100°C;

laminado del producto semiacabado con una temperatura de laminado final entre 750°C y 1050°C, siendo el tamano de grano medio superior a 13 pm tras el laminado en caliente; y

refrigeracion de la banda de acero laminada con una tasa de 20°C/s o mas elevada.
13. - Procedimiento segun la reivindicacion 12, siendo el tamano de grano medio superior a 20 pm tras el laminado en caliente.
14. - Procedimiento para la produccion de una banda de acero al manganeso austenftica laminada en frio, con los pasos:

puesta a disposicion de una banda de acero laminada en frio producida segun uno de los procedimientos de las reivindicaciones 12 o 13;

laminado en frio de la banda de acero; y

recocido de la banda de acero laminada en fno para la recristalizacion.
15. - Procedimiento segun la reivindicacion 14, situandose la temperatura de recocido entre 750°C y 1150°C, y siendo la misma en especial mayor que 900°C.