ES2708578T3

ES2708578T3 - Lámina de acero inoxidable austetínico y procedimiento de obtención de esta lámina

Info

Publication number: ES2708578T3
Application number: ES08872296T
Authority: ES
Inventors: Thomas Frohlich; Jean-Denis Mithieux
Original assignee: Aperam Stainless France SA
Current assignee: Aperam Stainless France SA
Priority date: 2007-12-20
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2019-04-10
Anticipated expiration: 2028-12-03
Also published as: HUE042000T2; WO2009101285A1; EP2245203A1; SI2245203T1; PT2245203T; TR201900950T4; EP2245203B1; EP2072631A1; PL2245203T3; DK2245203T3

Abstract

Lámina de acero inoxidable cuya composición comprende los contenidos que se expresan en peso:**Fórmula** opcionalmente 0,1 <= V <= 0,5 % opcionalmente Mo <= 3 % opcionalmente Cu <= 0,5 % el resto de la composición está constituido por hierro e impurezas inevitables resultantes de la elaboración, la microestructura de dicho acero es esencialmente austenítica completamente recristalizada, el tamaño medio de los granos de austenita es inferior a 2 micrómetros, dicha lámina que contiene carburos de cromo de los cuales más del 90 % están precipitados en los límites de dichos granos austeníticos.

Description

DESCRIPCION

Lamina de acero inoxidable austetlnico y procedimiento de obtencion de esta lamina

[0001] La invencion se refiere a laminas de acero inoxidable que presentan caracterlsticas mecanicas elevadas y una buena resistencia a la corrosion a fin de ser destinadas en particular a la fabrication de piezas para automovil, tales como piezas estructurales o juntas de culatas de motor.

[0002] En primer lugar, se afirma que los aceros inoxidables considerados aqul son en el sentido dado a esta expresion por la norma ISO 6929, a saber, los aceros que contienen al menos 10,5 % en peso de cromo y no mas del 1,2 % en peso de carbono.

[0003] La creciente demanda para mejorar la seguridad de los vehlculos, junto con la necesidad de reducir las emisiones de dioxido de carbono, esta impulsando a los fabricantes de automoviles a buscar materiales con caracterlsticas mecanicas cada vez superiores. Entre las cualidades deseadas para el material de "acero", se mencionara, en particular, la resistencia mecanica, la resistencia a la corrosion, a la fatiga, las propiedades de deformabilidad, de soldabilidad. Es en funcion del proposito de uso del acero, es decir, de la pieza funcional en la que se transformara al final, que algunas de estas caracterlsticas mecanicas seran, mas que otras, favorecidas por el fabricante siderurgico. El objetivo de este ultimo es ahora adaptar el acero que produce tanto al modo de carga al que se sometera la pieza final en servicio, como a las limitaciones relacionadas con la propia fabricacion de esta pieza por transformation de una preforma resultante de la solidification del metal.

[0004] Con respecto a las piezas para motores termicos a las que se refiere mas particularmente la invencion, se usa generalmente para su fabricacion aceros austenlticos. Estos son aceros de aleacion que contienen cromo, nlquel, manganeso, nitrogeno, carbono y, opcionalmente, cobre y molibdeno, a fin de producir una microestructura austenltica, que tiene la ventaja de presentar una gran malla cristalina para el hierro (cubica con cara centrada), lo que permite aumentar la solubilidad de los diversos elementos de las aleaciones en el hierro, en particular el carbono.

[0005] Resulta que los aceros inoxidables austenlticos convencionales se caracterizan por propiedades mecanicas relativamente modestas en estado recocido. De hecho, a diferencia de los aceros martenslticos que entran admiten el temple, estos no se endurecen significativamente con el tratamiento termico. Para lograr una resistencia mecanica suficiente para su uso en la industria automotriz, los aceros inoxidables austenlticos pueden endurecerse por lamination en frlo debido a una transformacion martensltica inducida por la deformation. Dependiendo de la reduction en el espesor realizado, se pueden alcanzar diferentes niveles de resistencia mecanica hasta valores muy elevados (Rm = 1500 MPa). Sin embargo, el uso de estos productos endurecidos plantea varios problemas, por una parte, el costo asociado con la operation adicional de laminacion en comparacion con un producto recocido, por otra parte, las capacidades de bajo alargamiento y la anisotropla plana. Es por esto por lo que se buscan soluciones en el estado recocido.

[0006] El procedimiento habitual de fabricacion de aceros inoxidables austenlticos es el siguiente: despues de la laminacion en caliente de una banda seguida del recocido, se efectua una laminacion en frlo, cuya tasa depende de las caracterlsticas finales en cuestion. El acero presenta una buena resistencia mecanica, pero su ductilidad es demasiado reducida, especialmente para su posterior conformation. Para superar esto, se somete a un tratamiento final de recristalizacion en forma de un recocido en horno, es decir, un calentamiento con mantenimiento de temperatura, controlando el tiempo requerido para la recristalizacion completa antes del enfriamiento.

[0007] El objetivo principal de un recocido es colocar el metal en un estado estructural cercano al estado de equilibrio. En resumen, la energla interna acumulada durante el endurecimiento es evacuada. De hecho, un recocido de recristalizacion usara este diferencial de energla interna para favorecer la germination de nuevos granos metalicos y su crecimiento. Se entiende que cuanto superior sea el aumento de la energla interna debido al endurecimiento, es mas probable que haya nuevos germenes durante el recocido y, por lo tanto, un tamano de granos final pequeno. Ademas, es ventajoso realizar un fuerte endurecimiento antes del recocido.

[0008] La temperatura de recristalizacion tambien es un parametro importante para controlar el tamano de granos final, ya que la movilidad de los llmites de granos aumenta con la temperatura. Por lo tanto, se recomienda bajar la temperatura de recocido para obtener una estructura de granos finos.

[0009] Sin embargo, el calentamiento aplicado convencionalmente durante el recocido de recristalizacion tambien es un sobretemple, es decir, excede el solvus de los carburos de cromo para poner en solution todo el carbono en la austenita. El objetivo de esta etapa es evitar cualquier riesgo de corrosion localizada causada por las zonas descromadas alrededor de los carburos de cromo. La temperatura de la solucion de los carburos de cromo constituye por lo tanto un llmite a la disminucion de la temperatura de recocido para refinar la microestructura. Este llmite depende de la composition qulmica y principalmente del contenido de carbono.

[0010] Se ha hallado un equilibrio en la tecnica anterior usando aceros que presentan bajos contenidos de carbono, lo que permite disminuir el solvus de los carburos de cromo y retrasar la cinetica de precipitacion. Como se puede ver en la figura 1, con una velocidad de calentamiento de aproximadamente 20 °C/s, representada por la curva Vc, y un contenido de carbono inferior a 0.05 %, se alcanza la temperatura total de recristalizacion Tc sin entrar en el dominio Ai de precipitacion de carburos de cromo, en relacion con aquellos aceros con un contenido de C inferior a 0,05 % de C.

[0011] La resistencia mecanica del acero se puede mejorar aun mas mediante el endurecimiento despues de este tratamiento termico. Sin embargo, para satisfacer mejor las demandas de la industria automotriz, hoy en dla deberla ser posible mejorar aun mas la resistencia mecanica de dichos aceros mas alla de los llmites impuestos por las vlas usadas convencionalmente. Esta es la razon por la que se ha intentado aumentar el contenido de carbono. Pero hasta la fecha, segun el conocimiento del solicitante, todos los ensayos de refinamiento del tamano de granos han fallado, traduciendose por una alta precipitacion de carburos de cromo causada por el descenso de la temperatura de recocido.

[0012] El documento EP-A-1 739200 describe una banda de acero inoxidable austenltico, que presenta un llmite elastico Rp0,2 superior o igual a 600 MPa, una carga a la rotura Rm superior o igual a 800 MPa, un alargamiento A80 superior o igual a 40 %, cuya composicion comprende en % en peso: 0,025 < C < 0,15 %; 0,20 < Si < 1,0 %; 0,50 < Mn < 2,0 %; 6,0 < Ni < 12,0 %; 16,0 < Cr < 20,0 %; Mo < 3,0 %; 0,030 < N < 0,160 %; Cu < 0,50 %; P < 0,50 %; S < 0,015 %; opcionalmente 0,10 < V < 0,50 %, y 0,03 < Nb < 0,50 % con 0,10 % < Nb V < 0,50 %, el resto es hierro y cualquier impureza resultante de la elaboracion, cuyo tamano promedio de los granos de austenita es inferior o igual a 4 m, y la superficie presenta un brillo superior a 50. Este acero se recristaliza solo parcialmente, a una tasa de 60-75 %. Su enfriamiento despues del tratamiento de recristalizacion parcial se realiza de forma continua. Se considera que se evita la presencia de carburos de Cr en los llmites de granos.

[0013] El documento GB-A-473331 describe tratamientos llevados a cabo en aceros inoxidables austenlticos con el objetivo de limitar su sensibilidad a la corrosion intergranular. A tal fin, la precipitacion de los carburos de Cr se lleva a cabo de forma intragranular gracias, en particular, a un calentamiento realizado a una temperatura inferior a la temperatura de recristalizacion, y durante un periodo de tiempo suficiente para precipitar todo el C en exceso y redistribuir el Cr de manera homogenea sin provocar una recristalizacion significativa.

[0014] El documento FR-A-2864108 describe un acero inoxidable austenltico con una composicion de 0,025 % < C < 0,05 %; 0,3 % < Si < 1 %; 1 % < Mn < 2 %; 15 % < Cr < 18,5 %; 5 % < Ni < 10 %; Mo < 3 %; 0,1 % < N < 0,16 %; Cu < 0,5 %; P < 0,5 %; S < 0,015 %; opcionalmente 0,1 % < V < 0,5 % y 0,1 % < Nb < 0,5 %, con 0,1 % < Nb Ti V < 0,5 %, siendo el resto hierro y posibles impurezas resultantes de la elaboracion, y cuya microestructura es una microestructura esencialmente austenltica que comprende de 0,1 a 0,2 % en volumen de islotes martenslticos distribuidos homogeneamente. Las propiedades mecanicas especlficas se logran gracias a la recristalizacion parcial. El enfriamiento posterior a la recristalizacion se realiza de forma continua.

[0015] La invencion tiene por objeto proporcionar una respuesta a este problema que aun no se ha resuelto mediante un acero con una microestructura esencialmente austenltica muy fina, cuyo contenido de carbono aumento significativamente en comparacion con la practica de la tecnica anterior, permite obtener una resistencia mecanica superior junto con una muy buena resistencia a la corrosion.

[0016] Para este fin, la invencion tiene por objeto una lamina de acero inoxidable cuya composicion comprende los contenidos que se expresan en peso: 0,05 % < C < 0,30 %, 0,3 % < Si <1 %, 0,5 % < Mn < 3 %, 4 % < Ni < 10 %, 15 % < Cr < 20 %, N < 0,2 %, P < 0,05 %, S < 0,015 %, opcionalmente 0,1 < V < 0,5 %, opcionalmente Mo < 3 %, opcionalmente Cu < 0,5 %, el resto de la composicion esta constituido por hierro e impurezas inevitables resultantes de la elaboracion, siendo la microestructura de dicho acero esencialmente austenltica y recristalizada por completo, el tamano medio de los granos de austenita es inferior a 2 micrometres, la lamina contiene carburos de cromo de los cuales mas del 90 % estan precipitados en los llmites de los granos austenlticos.

[0017] La composicion comprende preferentemente, los contenidos que se expresan en peso: 0,09 % < C < 0,30 %.

[0018] Preferentemente, la composicion comprende los contenidos que se expresan en peso: 16 % < Cr < 18 %.

[0019] La invencion tambien tiene por objeto un procedimiento de fabricacion de una lamina de acero inoxidable, segun el cual:

- se proporciona un acero de composicion segun una cualquiera de las composiciones anteriores, acto seguido - el acero se cuela en forma de desbaste, acto seguido

- se lamina en caliente el desbaste para obtener una lamina laminada en caliente, acto seguido

- se recuece la lamina laminada en caliente a una temperatura superior a 1.000 °C, acto seguido

- se decapa la lamina laminada en caliente, acto seguido

- se lamina en frlo la lamina laminada en caliente, a una tasa de reduccion superior al 40 %, acto seguido - se lleva a cabo un tratamiento termico de recristalizacion total sobre la lamina laminada en frlo, el tratamiento termico comprende una fase de calentamiento rapido, a una velocidad Vc comprendida entre 50 y 800 °C/s hasta una temperatura comprendida entre Tc y Tc+50 °C, Tc designa la temperatura de recristalizacion total, con el fin de obtener una lamina caliente y completamente recristalizada, acto seguido

- se enfrla la lamina caliente y completamente recristalizada, a una velocidad superior a 50 °C/s hasta una temperatura Tm de aproximadamente 750 °C, acto seguido

- se mantiene la lamina a la temperatura Tm durante un periodo comprendido entre 1 y 100 s con el fin de obtener una precipitacion de carburos de cromo, acto seguido

- se enfrla la lamina hasta la temperatura ambiente.

[0020] Preferentemente, el calentamiento rapido se realiza hasta una temperatura superior a 800 °C e inferior o igual a 900 °C.

[0021] Segun una aplicacion preferida de la invencion, una vez que el tratamiento termico ha finalizado, la lamina enfriada se somete a una operation de deformation en frlo capaz de generar la aparicion de martensita en la estructura de acero.

[0022] El calentamiento rapido se realiza preferentemente por induction electromagnetica.

[0023] Segun la composition, en particular el contenido de carbono, la resistencia puede variar entre aproximadamente 1.000 y 1.600 MPa.

[0024] La invencion tambien tiene por objeto una lamina de acero inoxidable fabricada por el procedimiento de fabricacion anterior.

[0025] La invencion tambien tiene por objeto una pieza mecanica de acero inoxidable obtenida a partir de una lamina fabricada por el procedimiento de fabrication anterior. La invencion tambien tiene por objeto el uso de una lamina obtenida por el procedimiento de fabricacion anterior para la fabricacion de piezas estructurales para automoviles.

[0026] La invencion tambien tiene por objeto el uso de una lamina obtenida por el procedimiento de fabricacion anterior para la fabricacion de juntas de culatas de motores.

[0027] La invencion se entendera mejor y otros aspectos y ventajas resultaran mas evidentes tras la lectura de la siguiente description detallada de un ejemplo de realization dado con referencia a las figuras anexas, en las que:

La figura 1 es un diagrama que representa el calentamiento de un acero austenltico con un contenido de carbono inferior a 0,05 % (cuyo dominio A¹de precipitacion de carburos de cromo se ha representado) o con un contenido de carbono mas elevado (dominio de precipitacion A²) durante un recocido de recristalizacion con una velocidad de calentamiento V^csegun la tecnica anterior.

La figura 2 es un diagrama similar que ilustra una realizacion segun la invencion con un recocido de recristalizacion total seguido de una desestabilizacion de la estructura. El dominio A de precipitacion de carburos de cromo tambien se ha representado, as! como la temperatura de recristalizacion total Tc.

[0028] Como ya se habra entendido, la invencion consiste esencialmente en una nueva lamina de acero inoxidable austenltico con granos muy finos, que presenta un contenido de carbono significativo, superior a 0,05 o 0,09 %, as! como un nuevo procedimiento de obtencion de una lamina a partir de este acero que contrarresta los efectos no deseados de este aumento en el contenido de carbono mediante un recocido por calentamiento muy rapido que permite alcanzar rapidamente la temperatura de recristalizacion.

[0029] Como se ha visto anteriormente, el principal problema planteado por el recocido de recristalizacion de un acero inoxidable austenltico es que se puede proceder a la recristalizacion sin la precipitacion de carburos de cromo. Por una parte, estos carburos son perjudiciales para el comportamiento a la corrosion del acero, pero tambien impiden, por otra parte, que comience la recristalizacion. No obstante, como se puede ver en la figura 1, al aumentar el contenido de carbono, la zona de precipitacion de estos carburos se desplazara hacia la izquierda: el dominio A¹es relativo a los aceros, a menos de 0,05 % de C, el dominio A²a los aceros con un contenido de carbono mas elevado. Los carburos se formaran mas facilmente y por lo tanto mas rapido. Una solution serla calentar el acero a temperaturas mas alla de esa zona y mantenerlo all! hasta que los carburos vuelvan a cubrirse. Desafortunadamente, las temperaturas para alcanzar esto son tales que el tiempo transcurrido y la movilidad de los llmites de granos no permiten obtener por ende un grano fino.

[0030] Por lo tanto, cuando aumenta el contenido de carbono del acero para aumentar la resistencia mecanica, el experto en la materia debe elegir entre una buena resistencia a la corrosion o una buena resistencia a la fatiga, a traves de un grano fino y una alta resistencia mecanica, mientras que legltimamente desea obtener ambos.

[0031] Sorprendentemente, los presentes inventores han descubierto que es posible obtener una recristalizacion o sobretemple homogeneo y completo del acero antes de que se precipiten los carburos de cromo, y esto para contenidos de carbono de hasta 0,3 %, o incluso un poco mas alla. Esto se ha logrado aumentando la velocidad de calentamiento por encima de 50 °C/s, aunque la temperatura de recristalizacion total Tc aumenta con dicha velocidad de calentamiento, lo que aumenta el riesgo de alcanzar la zona de precipitacion de carburos.

[0032] En aras de la claridad, con velocidades de calentamiento convencionales en horno del orden de 20 °C/s, los contenidos de carbono maximos permitidos para obtener la recristalizacion y evitar una precipitacion de los carburos serlan de alrededor de 0,07 a 0,08 % en promedio. Un maximo de 0,15 % de C incluso podrla haber sido alcanzado a veces con algunos matices.

[0033] Para obtener una lamina de acero segun la invencion, primero es necesario desarrollar y luego colar en forma de desbaste, un acero inoxidable de composicion tal como se define a continuacion, que comprende:

- carbono con un contenido comprendido entre 0,05 y 0,30 % en peso. Si el contenido de C es inferior a 0,05 %, la resistencia mecanica es insuficiente. Un contenido de carbono superior o igual a 0,09 % es particularmente adecuado para el procedimiento descrito en la figura 2. Por el contrario, si el contenido es superior a 0,30 %, las fuerzas de laminacion en frlo aumentan considerablemente, lo que reduce el intervalo dimensional accesible;

- silicio con un contenido comprendido entre 0,3 y 1 % en peso. El silicio se usa como desoxidante para el acero llquido. Ademas, participa en el endurecimiento en solucion solida y reduce la energla de falta de apilamiento que controla parcialmente la transformacion martensltica inducida por la deformacion. Su contenido esta limitado al 1 % en peso ya que tiene una tendencia a perturbar el procedimiento de fabricacion de la lamina de acero al plantear problemas de segregacion durante la colada del desbaste de acero;

- manganeso con un contenido comprendido entre 0,5 y 3 %. El manganeso favorece la formacion de austenita y aumenta la solubilidad del nitrogeno en la austenita. Con un contenido inferior a 0,5 %, el manganeso ya no puede atrapar el azufre en forma de MnS y la capacidad de fraguado en caliente se degrada, causando defectos en la superficie de las bandas laminadas en caliente. Mas alla del 3 %, estos efectos estan saturados;

- cromo con un contenido comprendido entre 15 y 20 %. El cromo favorece la formacion de martensita por deformacion y es un elemento esencial para que el acero tenga una buena resistencia a la corrosion. Si el contenido de cromo es inferior al 15 %, la resistencia a la corrosion sera insuficiente; si el contenido de cromo excede el 20 %, la fraccion de ferrita durante la laminacion en caliente se vuelve demasiado grande y puede conducir a la formacion de grietas de borde. Estos diferentes efectos se obtienen de manera estable en un intervalo preferido de 16 a 18 % de cromo;

- nlquel con un contenido comprendido entre 4 y 10 %. El nlquel estabiliza la austenita y favorece la repasivacion del acero. Se trata de la formacion en la superficie de acero de una pellcula protectora muy delgada y con baja permeabilidad ionica. Si el contenido de nlquel es inferior al 5 %, la resistencia a la corrosion del acero es insuficiente. Si el contenido de nlquel es superior al 10 %, la austenita se sobreestabiliza. La formacion de martensita por deformacion ya no es suficiente y las caracterlsticas del acero son insuficientes;

- nitrogeno con un contenido inferior al 0,2 %. Ademas de su accion a favor de la formacion de austenita, el nitrogeno retrasa la precipitacion de carburos de cromo. Mas alla del 0,2 %, existe el riesgo de deteriorar la ductilidad en caliente del acero;

- fosforo con un contenido inferior o igual a 0,05 %. El fosforo es un elemento de facil segregacion. Favorece el endurecimiento en solucion solida del acero, sin embargo, su contenido debe limitarse a 0,05 % puesto que aumenta la fragilidad del acero y disminuye su soldabilidad;

- azufre con un contenido inferior o igual a 0,015 %. El azufre tambien es un elemento de segregacion, cuyo contenido debe limitarse para evitar grietas durante la laminacion en caliente.

[0034] Ademas, la composicion puede incluir opcionalmente:

- vanadio con un contenido comprendido entre 0,1 y 0,5 %. El vanadio favorece la soldabilidad del acero y frena el crecimiento de los granos de austenita en la zona afectada por el calor. Mas alla del 0,5 %, el vanadio no contribuye a la mejora de la soldabilidad, y por debajo del 0,1 %, la soldabilidad del acero no mejora;

- cobre con un contenido inferior o igual a 0,5 %. El cobre favorece la formacion de austenita y contribuye a la resistencia contra la corrosion. Sin embargo, mas alla de un contenido del 0,5 %, la austenita se vuelve demasiado estable a temperatura ambiente y la transformacion martensltica por deformacion se inhibe;

- molibdeno con un contenido inferior o igual al 3 %. El molibdeno favorece la formacion de martensita por deformacion y aumenta la resistencia a la corrosion, especialmente cuando se combina con nitrogeno. Mas alla del 3 %, la resistencia a la corrosion del acero ya no mejora y el endurecimiento a altas temperaturas dificulta la laminacion en caliente.

[0035] El resto de la composicion esta constituido por hierro y otros elementos que normalmente se encuentran como impurezas resultantes de la elaboracion del acero inoxidable, en proporciones que no influyen en las propiedades buscadas.

[0036] Una vez que el desbaste se cuela, se lamina en caliente en un tren de bandas para formar una lamina laminada en caliente. Esta se recuece a una temperatura superior a 1.000 °C para permitir la posterior laminacion en frlo. La lamina luego se decapa por un procedimiento conocido en si mismo.

[0037] La lamina laminada en caliente se lamina acto seguido a temperatura ambiente a una tasa de reduccion superior a 40 %.

[0038] Esta laminacion generara numerosas dislocaciones en el acero. Incluso formara martensita (denominada martensita de deformacion) que se presenta en forma de listones. Estas evoluciones microestructurales aumentaran la energla interna del acero. El aumento de temperatura durante el tratamiento termico que seguira permitira devolver el metal al equilibrio termodinamico.

[0039] Cuando el endurecimiento es suficiente, la fuerza de retorno hacia el equilibrio permitira la germinacion de nuevos granos y su crecimiento. Por lo tanto, cuanto mas temprano haya sido el endurecimiento, se obtendra mas grano fino. Esta es la razon por la que una tasa de reduccion inferior al 40 % es insuficiente para conferir al acero inoxidable, segun la invencion, las caracterlsticas requeridas.

[0040] Finalmente, la lamina laminada en frlo se somete a un tratamiento termico para conferir al acero inoxidable una estructura completamente recristalizada.

[0041] El tratamiento termico segun la invencion consiste en someter la lamina de acero laminada en frlo a un recocido de recristalizacion total que comprende, en una primera etapa, una fase de calentamiento rapido, a una velocidad comprendida entre 50 y 800 °C/s a fin de alcanzar una temperatura comprendida entre TC y Tc 50 °C. El calentamiento rapido se lleva a cabo preferentemente a una temperatura superior a 800 °C e inferior o igual a 900 °C.

[0042] Esta temperatura debe alcanzarse antes de que comience la precipitacion de carburos de cromo. Despues del enfriamiento en las condiciones segun la invencion, se obtiene un grano austenltico ultrafino que tiene un tamano promedio inferior a 2 micrometros.

[0043] De hecho, la obtencion de un grano fino no solo depende de la tasa de endurecimiento preliminar, sino tambien de las condiciones de recocido (temperatura y tiempo de mantenimiento). Cabe senalar que cuanto mayor sea el contenido de carbono del acero, mas elevada sera la velocidad de calentamiento. Por lo tanto, para un contenido de carbono de 0,05 % se puede satisfacer con una velocidad de calentamiento del orden de 50 °C/s, pero es necesario alcanzar 200 °C/s cuando el contenido de carbono se situa alrededor del 0,2 %. Para un contenido de carbono del orden de 0,09-0,1 %, la velocidad de calentamiento debe alcanzar aproximadamente 100 °C/s.

[0044] Segun la invencion, tal velocidad de calentamiento se consigue mediante el empleo de un dispositivo de calentamiento por induccion electromagnetica. La implementation adecuada de dicho dispositivo, en particular mediante la election de la frecuencia de la corriente electrica de excitation, hace posible obtener rapidamente temperaturas tan altas que ya no es necesario proporcionar una fase de mantenimiento de homogeneizacion como se puede ver en la figura 2.

[0045] Dado que la temperatura de recristalizacion se alcanza mas rapido que antes, una ventaja del procedimiento segun la invencion es que hay menos perdida de energla interna durante la fase de calentamiento. Por lo tanto, es posible obtener una misma finura de grano para una tasa de endurecimiento mas baja que en el pasado.

[0046] Aunque el aumento en el contenido de carbono ya permite obtener caracterlsticas de resistencia elevadas, todavla es posible mejorarlas.

[0047] Tras el tratamiento termico de recristalizacion total, se enfrla a continuation la lamina por etapas, como se presenta en la figura 2: un primer enfriamiento se lleva a cabo a una velocidad superior a 50 °C/s, para colocarse cerca de la nariz de precipitacion en condiciones isotermicas. Este primer enfriamiento se lleva a cabo, por ejemplo, hasta una temperatura Tm de aproximadamente 750 °C, es decir, entre 700 y 800 °C, en el que se lleva a cabo un mantenimiento que dura entre 1 y 100 segundos. Luego, la lamina se enfrla a temperatura ambiente. De esta manera, los carburos de cromo, es decir, de los cuales mas del 90 % se precipitaran predominantemente, en los llmites de granos austenlticos. Esta precipitacion despues de la austenization desestabilizara la estructura y aumentara las caracterlsticas mecanicas finales del acero. De hecho, los carburos de cromo se precipitan predominantemente en los llmites de granos austenlticos, y estos ultimos son muy finos (su tamano medio es inferior a 2 micrometros), a este nivel hay menos riesgo de deteriorar la resistencia a la corrosion intergranular.

[0048] Finalmente, tambien es posible someter la lamina a una deformacion en frlo adicional, en particular mediante laminacion, despues del tratamiento de recristalizacion. Esta deformacion plastica final permitira transformar una parte de la austenita en martensita y aumentar aun mas la resistencia mecanica.

[0049] La invencion sera particularmente util para la fabricacion de juntas de culatas de motores, que requieren un llmite de elasticidad elevado y una buena resistencia a la fatiga y a la corrosion.

[0050] Huelga decir que la invencion no puede limitarse a los ejemplos explicados en la presente memoria, sino que se extiende a multiples variantes o equivalentes en la medida en que se respete su definicion dada en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Lamina de acero inoxidable cuya composicion comprende los contenidos que se expresan en peso:

0,05 % S C S 0,30 %

0,3 % £ Si £ 1 %

0,5% £ Mn £ 3 %

4 % £ Ni £ 10 %

15 % £ Cr £ 20%

N £ 0,2 %

P £ 0,05 %

S £ 0,015%

opcionalmente 0,1 < V < 0,5 %

opcionalmente Mo < 3 %

opcionalmente Cu < 0,5 %

10

el resto de la composicion esta constituido por hierro e impurezas inevitables resultantes de la elaboracion, la microestructura de dicho acero es esencialmente austenltica completamente recristalizada, el tamano medio de los granos de austenita es inferior a 2 micrometros, dicha lamina que contiene carburos de cromo de los cuales mas del 90 % estan precipitados en los llmites de dichos granos austenlticos.

15

2. Lamina de acero segun la reivindicacion 1, caracterizada porque su composicion comprende los contenidos que se expresan en peso

20

3. Lamina de acero segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque su composicion comprende los contenidos que se expresan en peso

16 %≤ Cr ≤ 18%

25

4. Procedimiento de fabricacion de una lamina de acero inoxidable, segun el cual:

- se proporciona un acero de composicion segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, acto seguido - el acero se cuela en forma de desbaste, acto seguido

30 - se lamina en caliente dicho desbaste para obtener una lamina laminada en caliente, acto seguido

- se recuece dicha lamina laminada en caliente a una temperatura superior a 1.000 °C, acto seguido

- se decapa la lamina laminada en caliente, acto seguido

- se lamina en frlo dicha lamina laminada en caliente, a una tasa de reduccion superior al 40 %, acto seguido - se lleva a cabo un tratamiento termico de recristalizacion total sobre dicha lamina laminada en frlo, dicho 35 tratamiento termico comprende una fase de calentamiento rapido, a una velocidad Vc comprendida entre 50 y 800 °C/s hasta una temperatura comprendida entre Tc y Tc+50 °C, Tc designa la temperatura de recristalizacion total, con el fin de obtener una lamina en caliente y completamente recristalizada, acto seguido

- se enfrla dicha lamina en caliente y completamente recristalizada, a una velocidad superior a 50 °C/s hasta una temperatura Tm de aproximadamente 750 °C, acto seguido

40 - se mantiene dicha lamina a dicha temperatura Tm durante un periodo comprendido entre 1 y 100 s con el fin de obtener una precipitacion de carburos de cromo, acto seguido

- se enfrla dicha lamina hasta la temperatura ambiente.

5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado porque dicho calentamiento rapido se realiza a una temperatura superior a 800 °C e inferior o igual a 900 °C.

6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado porque una vez completado dicho tratamiento termico, dicha lamina enfriada se somete a una operacion de deformacion en frlo capaz de generar la aparicion de martensita en la estructura de acero.

7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque dicho calentamiento rapido se realiza por induccion electromagnetica.

8. Lamina de acero inoxidable resultante del procedimiento de fabricacion segun cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7.

9. Pieza mecanica de acero inoxidable obtenida a partir de una lamina segun la reivindicacion 8.

10. Uso de una lamina segun la reivindicacion 8 para la fabricacion de piezas estructurales para automoviles.

11. Uso de una lamina segun la reivindicacion 8 para la fabricacion de juntas de culatas de motores.