ES2683010T3 - Tira de acero de alta resistencia laminada en frío y recocida continuamente, y método para producir dicho acero - Google Patents

Tira de acero de alta resistencia laminada en frío y recocida continuamente, y método para producir dicho acero Download PDF

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Abstract

Tira de acero de alta resistencia laminada en frío y recocida continuamente, que comprende (en % en peso): 0,04-0,30 % C 1,0-3,5 % Mn 0-1,0 % Si 0,05-2,0 % Al 0-1,0 % Cr 0-0,02 % P 0-0,01 % S 0-0,25 % V 0-0,1 % Nb 0-0,20 % Ti 0-0,015 % N 0-0,010 % B impurezas inevitables balance de hierro, provista con una capa de recubrimiento de aleación de zinc galvanizada por inmersión en caliente o galvanizada, en donde la aleación de zinc consiste en 0,3 - 4,0% de Mg, 0,05 - 6,0% de Al y no más de 1,5% de Fe; opcionalmente como máximo 0,2% de uno o más elementos adicionales, los elementos adicionales son Pb, Sb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni, Zr o Bi; impurezas inevitables; el resto es zinc.

Description

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DESCRIPCION
Tira de acero de alta resistencia laminada en fno y recocida continuamente, y metodo para producir dicho acero
Esta invencion se refiere a una tira de acero de alta resistencia laminada en fno y recocida continuamente provista con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc, y a un metodo para producirla.
Los aceros de alta resistencia se usan cada vez mas en aplicaciones automotrices y en la construccion, como resultado de la busqueda de la reduccion del peso. Para compensar la reduccion del grosor resultante de los materiales que se usan en la construccion de vehfculos, se consideran materiales que tienen una mayor resistencia. Sin embargo, una mayor resistencia usualmente tiene un costo con respecto a la conformabilidad. Como resultado, actualmente se estan estudiando muchos aceros de alta resistencia que tienen una buena conformabilidad. Estos desarrollos en el acero usualmente resultan en aceros con una combinacion muy espedfica de microestructura y composicion qrnmica, y se producen por procedimientos cuidadosamente disenados y controlados.
El uso de aceros mas delgados con mayor resistencia requiere que el acero se proteja adecuadamente contra la corrosion. Esta proteccion puede lograrse proporcionando el acero con un recubrimiento metalico. Se conoce la provision de una tira de acero con un recubrimiento de zinc, particularmente para aplicaciones automotrices y en la construccion como se describe en JP 11 236621. Para obtener una capa delgada de zinc sobre una tira de acero de una manera economica, es una practica normal recubrir la tira de acero por galvanizado en caliente, en la cual el acero se mueve a traves de un bano de zinc fundido. El zinc fundido se adhiere al acero y, a la salida de la tira del bano, en la mayona de los casos el exceso de zinc se elimina de la tira para dar una capa delgada de recubrimiento, usualmente mediante el uso de cuchillos de gas. En la tecnica se conoce la adicion de ciertos elementos qmmicos al bano para mejorar la calidad del recubrimiento de zinc y/o para mejorar el proceso de recubrimiento de la tira de acero. Como los elementos, a menudo se eligen el aluminio y el magnesio.
Estas combinaciones cuidadosamente equilibradas hacen que la produccion de aceros de alta resistencia tienda a fluctuaciones significativas en las propiedades mecanicas como resultado de las fluctuaciones de la microestructura. Por lo tanto, un objetivo de esta invencion es proporcionar un metodo para producir un acero de alta resistencia que tenga propiedades mecanicas consistentes, que sea menos sensible a las fluctuaciones del proceso. Ademas, un problema con la galvanizacion de aceros de alta resistencia es que estos aceros muestran una mala capacidad de humectabilidad para las capas de recubrimiento de zinc, como resultado de la cantidad superior de elementos de aleacion usados en el acero. En contraste con la naturaleza del equilibriotermodinamico de la humectacion entre interfaces inertes (como el agua sobre el oro), el recubrimiento de superficies de acero con un revestimiento de Zn lfquido mediante inmersion en caliente es un proceso de humedecimiento reactivo complejo. Sin embargo, se conoce que los elementos de aleacion con una alta afinidad con el oxfgeno, tales como Mn, Al, Si, etc., conducen a un enriquecimiento de los oxidos en la superficie del acero durante el proceso de recocido. Se conoce que la capacidad de humectacion de estos oxidos con el zinc lfquido es muy pobre. Un objetivo de la invencion es proporcionar una capa de recubrimiento de zinc que ofrezca una capacidad de humectacion total del sustrato de acero de alta resistencia, a pesar del alto nivel de elementos de aleacion en el acero que son desfavorables para obtener la capacidad de humectacion total.
El objetivo de acuerdo con la invencion se logra con una tira de acero de alta resistencia laminada en fno y recocida continuamente que comprende (todos los porcentajes son en % en peso, a menos que se indique de otra manera):
0,04-0,30 %C 1,0-3,5 %Mn 0-1,0 %Si 0,05-2,0 %Al 0-1,0 %Cr 0-0,02 %P 0-0,01 %S 0-0,25 %V 0-0,1 %Nb 0-0,20 %Ti 0-0,015 %N 0-0,010 %B impurezas inevitables balance de hierro,
provista con una capa de revestimiento de aleacion de zinc galvanizada por inmersion en caliente, en la que la capa de revestimiento de aleacion de zinc consiste en 0,3 - 4,0% Mg y 0,05% - 6,0% Al y opcionalmente como maximo 0,2% de uno o mas elementos adicionales junto con impurezas inevitables y el resto es zinc.
Un elemento adicional que podna anadirse en una cantidad pequena, de menos de 0,2% en peso, es Pb o Sb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni, Zr o Bi. Pb, Sn, Bi y Sb se anaden usualmente para formar floreados. Preferentemente, la cantidad total de elementos adicionales en la aleacion de zinc es de cuando mucho 0,2%. Estas cantidades pequenas de un
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elemento adicional no alteran las propiedades del recubrimiento ni del bano de manera significativa para las aplicaciones habituales. Preferentemente, cuando uno o mas elementos adicionales estan presentes en el recubrimiento de aleacion de zinc, cada uno esta presente en una cantidad < 0,02% en peso, preferentemente cada uno esta presente en una cantidad < 0,01% en peso. Esto es debido a que los elementos adicionales no cambian la resistencia a la corrosion de manera significativa en comparacion con la adicion de magnesio y aluminio, y los elementos adicionales hacen que la tira de acero recubierta sea mas costosa. Los elementos adicionales usualmente solo se anaden para prevenir la formacion de escoria en el bano con la aleacion de zinc fundido para la galvanizacion por inmersion en caliente, o para formar floreados en la capa de recubrimiento. Por lo tanto, los elementos adicionales se mantienen lo mas bajos posible. El grosor de la capa de recubrimiento de aleacion de zinc esta preferentemente entre 3 y 12 pm porque los recubrimientos mas gruesos no son necesariamente para todas las aplicaciones. La capa de recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con la invencion mejora la proteccion contra la corrosion, ya que un grosor de 12 pm como maximo es suficiente para casi todas las aplicaciones. Una capa de recubrimiento delgada tambien es beneficiosa para soldar entre sf dos laminas de acero con la capa de recubrimiento de acuerdo con la invencion, por ejemplo, mediante soldadura con laser. En una modalidad preferida, la capa de recubrimiento de aleacion de zinc tiene un grosor de 3-10 pm, siendo este un intervalo de grosor preferido para aplicaciones automotrices. De acuerdo con otra modalidad preferida, la capa de recubrimiento de aleacion de zinc tiene un grosor de 3-8 pm o incluso de 7 pm. Este grosor se prefiere cuando son importantes las soldaduras con laser mejoradas que se producen sin un separador.
Los inventores han descubierto que el acero de acuerdo con la invencion proporciona una excelente humectabilidad al sustrato para la capa de recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con la invencion, a pesar de los altos niveles de elementos de aleacion que se sabe que afectan de manera adversa la humectabilidad del sustrato de acero. Es importante senalar que el acero de acuerdo con la invencion no contiene mquel como un elemento de la aleacion, porque el mquel forma un compuesto con el Mg: MgNi2 y Mg2Ni. Si el mquel en el acero forma estos compuestos con el Mg del bano de chapado, se produce la formacion indeseable de escoria en combinacion con una disminucion indeseable del Mg del bano de chapado. De manera que, por razones del procedimiento, es indeseable un sustrato que contenga mquel.
Preferentemente, la microestructura comprende entre 90 y 65% de ferrita, preferentemente entre 85 y 70%, mas preferentemente entre 80 a 75%. La fraccion de austenita, presente antes del enfriamiento inmediatamente despues del recocido intercntico OAT, es preferentemente transformada por completo en componentes microestructurales no fernticos, preferentemente bainita, martensita, ferrita acicular, o se conserva parcialmente como austenita retenida. En una modalidad, la tira de acero comprende entre 90 y 65% de ferrita, el resto de la estructura es ferrita acicular, bainita, martensita o austenita retenida. Preferentemente, la microestructura no contiene perlita, aunque los precipitados de carburo de hierro, tales como la cementita, no en forma de laminillas de perlita, pueden estar presentes en el acero. Por lo tanto, se obtiene una combinacion del sustrato de acero con las propiedades mecanicas deseadas, con excelente proteccion contra la corrosion. El contenido de aluminio se limita a 6%, para no deteriorar la humectabilidad. Generalmente se cree que las capas de zinc que contienen Mg son mas duras que las capas de zinc que no contienen Mg. A pesar del hecho de que esto generalmente significa que las capas son mas quebradizas, los inventores descubrieron que la adhesion de la capa de recubrimiento de aleacion de zinc fue mucho mejor que incluso durante la alta presion de contacto, durante la conformacion, la capa de recubrimiento de aleacion de zinc no sucumbe a la presion y se mantiene en su lugar para proteger el producto contra la corrosion durante y despues del conformado. Las presiones de contacto superiores durante la formacion de los componentes de acero de alta resistencia en una operacion de conformado no conducen al dano del recubrimiento tal como sucede con frecuencia con una capa de recubrimiento galvanizado y recocido, y no se raspa tan facilmente como lo hace una capa de zinc galvanizado normal. Esto puede deberse a que se cree que las adiciones de Mg son beneficiosas para promover la lubricacion entre el acero recubierto y las herramientas de conformado (en caliente). Los inventores creen que el oxido de Mg que se forma en el bano de zinc protege contra la evaporacion del zinc durante el recubrimiento. La evaporacion reducida del zinc tambien es beneficiosa en el area de la boca durante el galvanizado en caliente. La boca es el lugar donde la tira entra al bano de zinc. Normalmente, el zinc se evapora y forma polvo en las areas mas fnas (zinc y oxido de zinc) que puede caer sobre la tira y la superficie del bano de zinc en la boca. Esto puede conducir a defectos en el recubrimiento de zinc. El oxido de Mg sobre la superficie del bano limita la evaporacion del zinc en esta area, y disminuye asf la posibilidad de defectos en el recubrimiento de zinc.
Debido a la formacion de Fe2Al5, la capa de recubrimiento siempre contiene algo de hierro, incluso cuando el bano a partir del cual es depositada la capa de recubrimiento no contenga hierro como un elemento adicional como se definio anteriormente. El hierro constituye una impureza inevitable debido al hecho de que se usa un sustrato de acero. El hierro no es un elemento adicional y preferentemente no debena exceder de 1,5% o mas preferentemente de 1,0%. En una modalidad de la invencion, el contenido de hierro en la capa de recubrimiento se limita a por debajo de 0,6%, preferentemente por debajo de 0,4%. Aun mas preferentemente la cantidad se limita a por debajo de 0,2%.
En una modalidad de la invencion, el sustrato de acero consiste unicamente en los elementos de aleacion que se reivindican expresamente. Otros elementos, como el oxfgeno o los elementos de tierras raras, solo pueden estar presentes como impurezas inevitables, y el resto es hierro.
Se usa el nivel mmimo de aluminio de 0,05%, ya que no es importante prevenir todas las reacciones entre el Fe y el Zn. Sin aluminio, las aleaciones de Fe-Zn solidas gruesas crecen en la superficie del acero y el espesor del recubrimiento no se puede regular sin problemas al limpiar con un gas. Un contenido de aluminio de 0,05% es suficiente para evitar la
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formacion problematica de la aleacion Fe-Zn. Preferentemente, el contenido de aluminio es de al menos 0,3%. Por ultimo, se mejora la fosfatabilidad del acero como resultado de la adicion de Mg.
En una modalidad de la invencion, la aleacion de zinc comprende de 0,3 a 2,3% en peso de magnesio y de 0,6 a 2,3% en peso de aluminio. Al limitar el nivel de magnesio a un maximo de 2,3%, se reduce la formacion de escoria oxfdica en el bano de zinc, al tiempo que se conserva la proteccion contra la corrosion a un nivel suficientemente alto. Al limitar el contenido de aluminio, se mejora la humectabilidad. En una modalidad preferida, el contenido de silicio en la capa de aleacion de zinc esta por debajo de 0,0010% en peso.
De acuerdo con una modalidad preferida, la tira de acero se ha provisto con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc en la cual la aleacion de zinc contiene de 1,6 - 2,3% en peso de magnesio y de 1,6 - 2,3% en peso de aluminio. Esta es una modalidad preferida, porque a estos valores la proteccion del recubrimiento contra la corrosion esta a un maximo, y la proteccion contra la corrosion no es influenciada por variaciones pequenas en la composicion. Por encima de 2,3% en peso de magnesio y aluminio, el recubrimiento puede hacerse quebradizo y puede disminuir la calidad de la superficie del recubrimiento.
En una modalidad de la invencion, la tira de acero se ha provisto con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc en la cual la aleacion de zinc contiene de 0,6 -1,3% en peso de aluminio y/o de 0,3 -1,3% en peso de magnesio. Con estas cantidades mas pequenas de aluminio y magnesio, no son necesarias modificaciones importantes del bano y del aparato convencional de galvanizado en caliente, mientras que el magnesio a niveles entre 0,3 y 1,3% en peso mejora la resistencia a la corrosion considerablemente. Habitualmente, para estas cantidades de magnesio, se debe agregar mas de 0,5% en peso de aluminio para evitar que se forme mas escoria oxidada en el bano que para los banos convencionales; la escoria puede ocasionar defectos en el recubrimiento. Los recubrimientos con estas cantidades de magnesio y aluminio son optimos para aplicaciones con demandas altas de calidad de superficie y de resistencia mejorada a la corrosion.
Preferentemente, la aleacion de zinc contiene 0,8 - 1,2% en peso de aluminio y/o 0,8 - 1,2% de magnesio. Estas cantidades de magnesio y aluminio son optimas para proporcionar un recubrimiento con una alta resistencia a la corrosion y una calidad superficial excelente, una conformabilidad excelente, y una buena soldabilidad a costos adicionales limitados en comparacion con el galvanizado por inmersion en caliente convencional.
De acuerdo con una modalidad preferida, la tira de acero se ha provisto con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc galvanizada en caliente en la cual la cantidad de aluminio en % en peso es la misma que la cantidad de magnesio en % en peso mas o menos un maximo de 0,3% en peso. Se ha descubierto que la escoria formada en el bano se suprime hasta un nivel considerable cuando la cantidad de aluminio iguala o casi iguala a la cantidad de magnesio.
En una modalidad de la invencion, la tira de acero cubierta con un recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con la invencion, comprende 0,07-0,16% de C, 1,4-2,0% de Mn, preferentemente 1,5-1,8% de Mn, 0,2-0,4% de Si, preferentemente al menos 0,25% de Si, 0,5-1,5% de Al, 0,4-0,8% de Cr, 0-0,05% de Ti, 0-0,03% de Nb, 0-0,01% de N, 00,002% de B y V como impureza.
En una modalidad preferida, el boro no se anade como un elemento de aleacion, pero, si esta presente, esta presente solo como una impureza. Se conoce que el boro afecta la templabilidad considerablemente, estimulando estimulando asf la formacion de martensita a expensas de la austenita retenida y, por lotanto, perjudicando la conformabilidad del acero. La microestructura del acero de acuerdo con esta modalidad esta libre de perlita y comprende ferrita, bainita, martensita y austenita retenida. Preferentemente, la fraccion en volumen de austenita retenida esta entre 1 y 10%, preferentemente aproximadamente 5%. La bainita esta preferentemente libre de carburo. Estos aceros proporcionan una buena resistencia a la traccion en combinacion con una alta ductilidad y una excelente resistencia a la corrosion y soldabilidad.
En una modalidad preferida de la invencion, la tira de acero comprende 0,07-0,12% de C y 0,5-1,0% de Al. La resistencia a la traccion del acero de acuerdo con esta modalida es algo baja, y es de aproximadamente 600 MPa. La reduccion en los elementos de la aleacion significa que el tratamiento de recocido despues del laminado en frio tiene que adaptarse para obtenertodavfa una microestructura libre de perlita que comprenda ferrita, bainita, martensita y austenita retenida.
En una modalidad de la invencion, una tira de acero provista con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con la invencion comprende 0,07-0,20% de C, 1,2-3,5% de Mn, 0-1,5% de Al, 0-0,15% de Ti, 0-0,002% de B.
En una modalidad preferida el boro no se anade como un elemento de aleacion, pero, si esta presente, esta presente solo como una impureza. La microestructura del acero de acuerdo con esta modalidad esta libre de perlita y comprende ferrita, martensita y carburos. Preferentemente, la fraccion en volumen de ferrita esta entre 70 y 95%, preferentemente aproximadamente 80%. La aplicacion de la capa de recubrimiento de aleacion de zinc proporciona un acero de alta resistencia con buena ductilidad. Preferentemente, la tira de acero comprende 0,07-0,17% de C, 1,2-2,5% de Mn y 01,0% de Al. Mas preferentemente la tira de acero comprende 0,07-0,12% de C, 1,2-2,0% de Mn, 0-0,4% de Si, 0-1,0% de Al, 0-0,05% de Ti, 0-0,07% de Nb, 0-0,01% de N. Ambas modalidades preferidas proporcionan una resistencia a la traccion algo menor en combinacion con una mayor ductilidad y excelente resistencia a la corrosion y soldabilidad.
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En una modalidad de la invencion, la tira de acero cubierta con un recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con la invencion comprende 0,15-0,30% de C, 1,5-3,5% de Mn, 0,5-2,0% de Al, 0-0,05% de Nb, 0-0,01% de N, 0-0,002% de B. En una modalidad preferida, no se anade boro como un elemento de la aleacion, pero, si esta presente, es solo como una impureza. La microestructura del acero de acuerdo con esta modalidad esta libre de perlita y comprende ferrita, bainita, martensita y austenita retenida. Este acero se menciona algunas veces como acero TRIP. Preferentemente, la fraccion en volumen de austenita retenida esta entre 1 y 10%, preferentemente aproximadamente 5%. La bainita esta preferentemente libre de carburo. La aplicacion de la capa de recubrimiento de aleacion de zinc proporciona un acero de alta resistencia con buena ductilidad y excelente resistencia a la corrosion y soldabilidad. En una modalidad, la tira de acero comprende 0,15-0,24% de C, 1,5-2,0% de Mn, 0,2-0,8% de Si, preferentemente 0,2-0,6% de Si, preferentemente al menos 0,25% de Si, 0,5-1,5% de Al, 0-0,05% de Nb, preferentemente un maximo de 0,03%. En una modalidad preferida la tira de acero comprende 0,15-0,20% de C.
De acuerdo con un segundo aspecto de la invencion, se proporciona un metodo para producir una tira de acero de alta resistencia recocida y laminada en fno continuamente, que comprende las etapas posteriores de:
- proporcionar una tira de acero laminada en fno, que comprende:
0,04-0,30 %C 1,0-3,5%Mn 0-1,0 %Si 0,05-2,0 %Al 0-1,0 %Cr 0-0,02 %P 0-0,01 %S 0-0,25 %V 0-0,1 %Nb 0-0,20 %Ti 0-0,015 %N 0-0,010 %B impurezas inevitables balance de hierro
- calentar la tira a una temperatura de recocido intercntica IAT
- mantener la tira en la IAT durante un tiempo de recocido suficiente para alcanzar la relacion deseada de ferrita a austenita
- enfriar la tira a una temperatura de sobreenvejecimiento OAT
- mantener la tira a la oAt por un tiempo de sobreenvejecimiento
- calentar la tira a una temperatura de galvanizacion gT
- recubrir la tira por inmersion de la tira en un bano fundido que tiene una temperatura de bano de zinc ZBT que contiene la aleacion de zinc para la capa de recubrimiento de aleacion de zinc que se va a recubrir en la tira de acero
- enfriar la tira.
Durante el calentamiento de la tira a la IAT la matriz de acero sustancialmente ferntica se transforme parcialmente en austenita, dependiendo de la IAT y del tiempo de recocido a la IAT. Por razones de simplicidad, la IAT puede elegirse constante, como se muestra esquematicamente en la Figura 1, aunque es posible calentar la tira rapidamente hasta una temperatura algo menor a la TIR, seguido por un calentamiento lento hasta una IAT pico y seguido por un enfriamiento lento hasta una temperatura de nuevo algo menor a la IAT, de manera que se logre la relacion deseada de ferrita a austenita al final del tratamiento de recocido a la IAT, como se muestra esquematicamente en la Figura 2. Preferentemente la fraccion en volumen de contenido de austenita antes del enfriamiento a la OAT es como maximo 50%. Sin embargo, para retener la suficiente capacidad de endurecimiento, la fraccion en volumen esta preferentemente entre 10 y 35%, preferentemente entre 15 a 30%, preferentemente entre 20 a 25%. En una modalidad de la invencion la IAT es de entre 750 y 850 °C, preferentemente de entre 780 y 830 °C.
En una modalidad de la invencion, el sustrato de acero consiste unicamente en los elementos de aleacion que se reivindican expresamente. Otros elementos, como el oxfgeno o los elementos de tierras raras, solo pueden estar presentes como impurezas inevitables, y el resto es hierro.
En una modalidad, la etapa de calentamiento a la IAT se realiza rapidamente hasta una temperatura por encima de Ac1 con un sobrecalentamiento de entre Ac1 + 20 y Ac1 + 80, a modo de efectuar una nucleacion rapida de la austenita. Los inventores descubrieron que esta etapa de calentamiento rapido, que en la mayona de los dispositivos de recocido coincide con el calentamiento en un horno de encendido directo (DFF), y por lo tanto la etapa de calentamiento rapido termina a la salida del DFF, da como resultado un aumento de la resistencia manteniendo o incluso mejorando la ductilidad a traves de una refinacion de la microestructura y la promocion de estructuras libres de bandas. Este efecto del calentamiento rapido combinado con el sobrecalentamiento por encima de Ac1 se ha encontrado para todas las modalidades de la invencion. La mejora en la resistencia a la tracion final esta en el intervalo de 30 a 120 MPa, dependiendo de la qmmica. Preferentemente, la velocidad de calentamiento esta entre 10 y 50 °C/s, mas preferentemente
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entre 15 y 40 °C. Se encontro que un valor adecuado para la velocidad de calentamiento esta entre 15 y 25 °C/s, por ejemplo, aproximadamente 20 °C/s. Despues del calentamiento rapido, el resto del calentamiento hasta la IAT puede realizarse a una menor velocidad de calentamiento (como en la Figura 2), o la IAT ya puede haberse alcanzado con la velocidad del calentamiento rapido (como en la Figura 1).
En una modalidad, la temperatura de sobreenvejecimiento OAT es a lo maximo 150 °C menor que la GT, preferentemente a lo maximo 100 °C menor que la GT, mas preferentemente a lo maximo 70 °C menor que la Gt, con mayor preferencia, a lo maximo 50 °C menor que la GT. Al permitir que la OAT sea menor que la GT, el procedimiento puede ajustarse para lograr la microestructura deseada despues del enfriamiento de la IAT y el tratamiento de sobreenvejecimiento a la OAT, independientemente del recubrimiento por inmersion caliente posterior. Se encontro que el sobreenvejecimiento a una temperatura por debajo de la GT proporciona una muy buena combinacion de resistencia y ductilidad. Por otra parte, el tratamiento por inmersion en caliente puede optimizarse para lograr la mejor proteccion contra la corrosion, cobertura con el recubrimiento y adhesion del recubrimiento.
En una modalidad de la invencion, la OAT es al menos 10 °C menor que la GT, preferentemente al menos 20 °C menor, mas preferentemente como maximo 30 °C menor que la GT. En una modalidad de la invencion, el aumento de temperatura de la OAT hasta la GT se logra mediante una etapa de calentamiento por induccion. El calentamiento por induccion es un procedimiento de calentamiento rapido y limpio, de manera que no contamina la superficie de la tira de acero que va a recubrirse por inmersion en caliente, y es suficiente con una seccion muy corta de calentamiento. No hay lfmite para que la etapa de calentamiento pueda lograrse para calentar la tira de acero desde la OAT hasta la GT, pero los inventores descubrieron que mediante el calentamiento por induccion puede puentearse de manera economica una diferencia de temperatura de entre 10 y 75 °C entre la OAT y la GT.
En una modalidad, la temperatura del bano de zinc, TBZ, es como maximo 25 °C menor a la TG, preferentemente como maximo 20 °C, mas preferentemente como maximo 15 °C, con mayor preferencia, como maximo 10 °C. Preferentemente la temperatura TG de la tira de acero antes de entrar al bano de aleacion de zinc fundido esta entre 380 °C y 850 °C, mas preferentemente entre la temperatura del bano de aleacion de zinc fundido y 25 °C por encima de la temperatura del bano. La temperatura de la tira de acero no debena ser menor que el punto de fusion de la aleacion de zinc para evitar la solidificacion local del bano de zinc. Las temperaturas altas de la tira de acero conduciran a una evaporacion superior del zinc, lo que resulta en la formacion de polvo. Las altas temperaturas de la tira de acero tambien pueden calentar el bano de zinc, lo que requiere el enfriamiento continuo del zinc en el bano, lo cual es costoso. Por estas razones, se prefiere que la temperatura de la tira de acero este justo por encima de la temperatura del bano.
En una modalidad la OAT esta entre 350 y 450 °C, preferentemente entre 380 y 430 °C. Se encontro que una OAT dentro de estos lfmites de temperatura proporciona una microestructura optima para lograr alta resistencia y ductilidad.
En una modalidad, la ZBT esta entre 430 y 490 °C, preferentemente entre 440 y 480, mas preferentemente entre 450 y 470 °C. De acuerdo con una modalidad preferida del proceso, la temperatura del bano de zinc fundido, TBZ, se mantiene entre 380 °C y 550 °C, preferentemente entre 430 °C y 490 °C. Un lfmite inferior de 440 °C es absolutamente seguro para evitar cualquier solidificacion. El aumento de la temperatura del bano de zinc aumenta la evaporacion del zinc y conduce a la formacion de polvo en la lmea de galvanizacion, lo que produce defectos en la superficie. El lfmite superior debena entonces ser razonablemente bajo, para lo cual 550 °C es correcto, y preferentemente 480 °C como un lfmite superior tecnicamente posible.
En una modalidad preferida, se proporciona un metodo para producir una tira de acero de alta resistencia laminada en fno y recocida continuamente, de acuerdo con el procedimiento descrito anteriormente, donde la tira de acero comprende, y consiste preferentemente en, en % en peso:
0,04-0,16 % C, preferentemente 0,08-0,12 % C 1,4-2,0 % Mn, preferentemente 1,5-1,8% Mn 0,2-0,4 % Si, preferentemente al menos 0,25%
0,5-1,5% Al 0,4-0,8% Cr 0-0,05 % Ti 0-0,03 % Nb 0-0,01 % N
0-0,002 % B, preferentemente boro como impureza V como impureza impurezas inevitables balance de hierro
En una modalidad preferida, el boro no se anade como un elemento de aleacion, pero, si esta presente, esta presente solo como una impureza. Esta combinacion de la composicion del sustrato de acero, el tratamiento de recocido, el tratamiento de recubrimiento por inmersion en caliente y la capacidad de controlar la microestructura independientemente del tratamiento de recubrimiento por inmersion en caliente, proporciona una tira de acero de alta resistencia de excelente resistencia, consistencia y ductilidad, mientras que el tratamiento de recubrimiento puede realizarse independientemente
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del tratamiento de sobreenvejecimiento, de manera que se obtenga la mejor calidad del recubrimiento. Esto es una gran ventaja, porque normalmente los componentes de la microestructura, y por lo tanto las propiedades mecanicas que se producen en las etapas iniciales del proceso de recocido, se afectan adversamente en la etapa posterior del tratamiento de galvanizacion. El calentamiento de la tira entre el sobreenvejecimiento y el recubrimiento por inmersion en caliente, se obtiene preferentemente mediante calentamiento por induccion. En una modalidad preferida, la tira de acero comprende 0,04-0,12% de C, o incluso 0,8 a 0,12% de C. Los inventores descubrieron que cuando la OAT se selecciona entre 380 y 430 °C para un tiempo de sobreenvejecimiento de entre 40 segundos y 150 segundos, preferentemente de entre 60 y 100 segundos, mas preferentemente de entre 70 y 90 segundos, se logro una combinacion muy buena de resistencia y ductilidad para esta composicion particular, particularmente para aceros quetienen un contenido de aluminio de entre 0,3 y 0,7%. Cuando el contenido de aluminio del acero es de aproximadamente 1%, un tiempo de recocido de 120 segundos a una OAT entre 400 y 420, proporciona buenos resultados.
Para mejorar mas la calidad del recubrimiento de aleacion de zinc, puede usarse una etapa de galvanizacion y recocido despues de la etapa de recubrimiento de la aleacion de zinc, y antes de la etapa de enfriamiento a temperatura ambiente. Una etapa de galvanizacion y recocido puede comprender el calentamiento de la tira, por ejemplo, durante 20 a 40 segundos a 470 a 550 °C, inmediatamente despues de la inmersion en caliente, para lograr un contenido de hierro en el recubrimiento de aleacion de zinc de hasta 15%, preferentemente entre 7 y 13%, por ejemplo, aproximadamente 10%.
En una modalidad la aleacion de zinc consiste en 0,3 - 4,0% de Mg y 0,3 - 6,0% de Al; opcionalmente como maximo 0,2% de uno o mas elementos adicionales; impurezas inevitables; el resto es inc. Preferentemente la aleacion de zinc consiste en: 0,3 - 2,3% en peso de magnesio; 0,5 - 2,3% en peso de aluminio; < 0,2% en peso opcional de uno o mas elementos adicionales; impurezas inevitables; el resto es zinc. Preferentemente la aleacion de zinc comprende menos de 0,0010% en peso de silicio.
En una modalidad la aleacion del bano de zinc contiene 1,5 - 2,3% en peso de magnesio y 1,5 - 2,3% en peso de aluminio. Preferentemente la aleacion del bano de zinc contiene 0,6 -1,3% en peso de aluminio, y preferentemente contiene 0,7 - 1,2% en peso de aluminio y/o la aleacion del bano de zinc contiene 0,3 -1,3% en peso de magnesio, y preferentemente contiene 0,7 - 1,2% en peso de magnesio. Se realizaron ensayos industriales con varios sustratos de acero que teman composiciones de acuerdo con la invencion. Las capas de recubrimiento de aleacion de zinc comprendfan sustancialmente contenidos iguales de aluminio y magnesio, que variaban entre 1,5 y 2% de cada uno. Se encontro que la adhesion fue excelente e independiente de la composicion del sustrato de acero, a pesar del uso de una cantidad significativa de elementos de aleacion.

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    Reivindicaciones
    1. Tira de acero de alta resistencia laminada en fno y recocida continuamente, que comprende (en % en peso):
    0,04-0,30 % C 1,0-3,5% Mn 0-1,0 % Si 0,05-2,0% Al 0-1,0 % Cr 0-0,02 % P 0-0,01 % S 0-0,25 % V 0-0,1 % Nb 0-0,20 % Ti 0-0,015 % N 0-0,010 % B impurezas inevitables balance de hierro,
    provista con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc galvanizada por immersion en caliente o galvanizada, en donde la aleacion de zinc consiste en 0,3 - 4,0% de Mg, 0,05 - 6,0% de Al y no mas de 1,5% de Fe; opcionalmente como maximo 0,2% de uno o mas elementos adicionales, los elementos adicionales son Pb, Sb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni, Zr o Bi; impurezas inevitables; el resto es zinc.
  2. 2. Tira de acero provista con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con la reivindicacion 1, en la cual la aleacion de zinc comprende 0,3 - 2,3% en peso de magnesio y 0,6 - 2,3% en peso de aluminio, preferentemente en donde la aleacion de zinc contiene 1,6 - 2,3% en peso de magnesio y 1,6 - 2,3% en peso de aluminio.
  3. 3. Tira de acero provista con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la tira de acero comprende entre 90 y 65% de ferrita, el resto de la estructura es ferrita acicular, bainita, martensita o austenita retenida.
  4. 4. Tira de acero provista con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la tira de acero comprende:
    0,07-0,16 %C, preferentemente 0,08-0,12 % C,
    1,4-2,0 % Mn, preferentemente 1,5-1,8 % Mn,
    0,2-0,4 % Si, preferentemente al menos 0,25 %,
    0,5-1,5 % Al, preferentemente 0,5-1,0 % Al,
    0,4-0,8% Cr 0-0,05 % Ti 0-0,03 % Nb 0-0,01 % N 0-0,002 % B V como impureza impurezas inevitables balance de hierro.
  5. 5. Tira de acero provista con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con la reivindicacion 1, 2, o 3, en donde la tira de acero comprende:
    0,07-0,20 % C, preferentemente 0,07-0,17 % C
    1.2- 3,5 % Mn, preferentemente 1,2-2,5 % Mn 0,05-1,5 % Al, preferentemente 0-1,0 % Al 0-0,15 % Ti
    0-0,002 % B
  6. 6. Tira de acero provista con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con la reivindicacion 5, en donde la tira de acero comprende:
    0,07-0,12 % C
    1.2- 2,0% Mn 0,2-0,4 % Si 0,05-1,0% Al 0-0,05 % Ti
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    0-0,07 % Nb 0-0,01 % N 0-0,002 % B
  7. 7. Tira de acero provista con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc de acuerdo con la reivindicacion 1, 2, o 3, en donde la tira de acero comprende:
    0,15-0,30% C, preferentemente 0,15-0,24% C
    1.5- 3,5% Mn, preferentemente 1,5-2,0 % Mn 0,5-2,0% Al, preferentemente 0,5-1,5% Al 0-0,05% Nb
    0-0,01% N 0-0,002% B, impurezas inevitables balance de hierro
  8. 8. Tira de acero provista con una capa de recubrimiento de aleacion de zinc galvanizada en caliente de acuerdo con la reivindicacion 7, en donde la tira de acero comprende:
    0,15-0,20% C
    1.5- 2,0% Mn 0,2-0,6% Si 0,5-1,5% Al 0-0,05% Nb
  9. 9. Metodo para producir una tira de acero de alta resistencia laminada en fno y recocida continuamente, que comprende las etapas posteriores de:
    - proporcionar una tira de acero laminada en fno, que comprende:
    0,04-0,30 % C 1,0-3,5% Mn 0-1,0 % Si 0,05-2,0% Al 0-1,0 % Cr 0-0,02 % P 0-0,01 % S 0-0,25 % V 0-0,1 % Nb 0-0,20 % Ti 0-0,015 % N 0-0,010 % B impurezas inevitables balance de hierro
    - calentar la tira a una temperatura de recocido intercntica IAT
    - mantener la tira en la IAT durante un tiempo de recocido suficiente para alcanzar la relacion deseada de ferrita a austenita
    - enfriar la tira a una temperatura de sobreenvejecimiento OAT
    - mantener la tira a la oAt por un tiempo de sobreenvejecimiento
    - calentar la tira a una temperatura de galvanizacion gT
    - recubrir la tira por inmersion de la tira en un bano fundido que tiene una temperatura de bano de zinc ZBT que contiene la aleacion de zinc para la capa de recubrimiento de aleacion de zinc a recubrir sobre la tira de acero; la aleacion de zinc consiste en 0,3 - 4,0% Mg y 0,05 - 6,0% Al; opcionalmente como maximo 0,2% de uno o mas elementos adicionales, los elementos adicionales son Pb, Sb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni, Zr o Bi; impurezas inevitables; el resto es zinc
    - enfriar la tira.
  10. 10. Metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en donde la OAT es como maximo 150 °C menor a la GT y/o en donde la OAT es al menos 10 °C menor que la GT.
  11. 11. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 o 10 en donde el aumento de temperatura desde la OAT hasta la GT se logra mediante una etapa de calentamiento por induccion.
  12. 12. Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde la ZBT es como maximo 25 °C menor que la GT.
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    Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en donde la OAT esta entre 350 y 450 °C y/o en donde la ZBT esta entre 430 y 490 °C y/o en donde la IAT esta entre 750 y 850 °C, preferentemente entre 780 y 830 °C.
    Metodo para producir una tira de acero de alta resistencia laminada en fno y recocida continuamente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, en donde la tira de acero comprende, en % en peso:
    0,07-0,16 % C, preferentemente 0,08-0,12 % C 1,4-2,0 %Mn, preferentemente 1,5-1,8% Mn 0,2-0,4 % Si, preferentemente al menos 0,25%
    0,5-1,5% Al 0,4-0,8% Cr 0-0,05 % Ti 0-0,03 % Nb 0-0,01 % N 0-0,002 % B V como impureza impurezas inevitables balance de hierro.
    Metodo de acuerdo con la reivindicacion 14, en donde la OAT esta entre 380 y 430 °C para un tiempo de sobreenvejecimiento de entre 40 segundos y 150 segundos.
    Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15, en donde el sustrato de acero recubierto se somete a una etapa de galvanizacion y recocido despues de la etapa de recubrimiento y antes de la etapa de enfriamiento.
    Metodo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 9 - 16, en el cual - la aleacion de zinc contiene 1,5 - 2,3% en peso de magnesio y 1,5 - 2,3% en peso de aluminio.
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