ES2875890T3

ES2875890T3 - Chapa de acero chapado con aleación de aluminio que tiene una excelente resistencia a la corrosión de las piezas procesadas

Info

Publication number: ES2875890T3
Application number: ES17882328T
Authority: ES
Inventors: Heung-Yun Kim; Young-Ha Kim
Original assignee: Posco Co Ltd
Current assignee: Posco Holdings Inc
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2021-11-11
Anticipated expiration: 2037-12-22
Also published as: US10837094B2; EP3561139A1; EP3561139B1; EP3561139A4; CN110100039A; US20190382877A1; JP2020504238A; JP7167025B2; CN110100039B; KR101839253B1; WO2018117770A1

Abstract

Una chapa de acero chapada con aleación a base de aluminio, que comprende: una chapa de acero base; una capa de aleación interfacial; y una capa de chapado a base de aluminio que comprende una fase de aleación a base de magnesio-silicio (Mg-Si), en la que b/a es de 1 a 5 cuando una relación de área de la fase de aleación a base de Mg-Si contenida en la capa chapada de aluminio es a y una relación de área de una fase de aleación a base de Mg-Si contenida en una región de un 20% inferior de la capa chapada de aluminio en una dirección de espesor es b.

Description

DESCRIPCIÓN

Chapa de acero chapado con aleación de aluminio que tiene una excelente resistencia a la corrosión de las piezas procesadas

[Campo técnico]

La presente divulgación se refiere a una chapa de acero chapado con una aleación a base de aluminio que tiene una excelente resistencia a la corrosión de una pieza procesada, y más particularmente, a una chapa de acero chapado con una aleación a base de aluminio que tiene una excelente resistencia a la corrosión de una pieza procesada, utilizada como material para miembros estructurales, tales como miembros del sistema de escape, materiales de construcción, carrocerías de automóviles, y similares.

[Técnica anterior]

Mejorar la eficiencia del combustible de los automóviles, la reducción del peso de los mismos ha surgido como una cuestión muy importante. Para satisfacer esta demanda, se han desarrollado muchos tipos de aceros de alta resistencia para automóviles. La mayoría de las chapas de acero tienen una relación inversamente proporcional en la que la ductilidad disminuye cuando aumenta la resistencia. Por ello, se han llevado a cabo muchos estudios para mejorar la ductilidad de los aceros de alta resistencia, de modo que el manganeso en el acero se compone de un 5 a un 35% y así se induce la maclación durante la deformación plástica para obtener un acero austenítico de plasticidad inducida por macla (TWIP) que tenga una ductilidad significativamente mejorada.

Sin embargo, el manganeso tiene una alta tendencia a la ionización y, en el caso del acero con un alto contenido de manganeso, la corrosión procede más rápidamente que la del acero general. De los diversos procedimientos de protección del acero contra la corrosión, el chapado metálico puede ser eficaz.

En relación con lo anterior, el Documento de Patente 1 divulga una chapa de acero a base de zinc fundido de alto manganeso en la que se forma una capa galvanizada por inmersión en caliente o una capa galvanizada por inmersión en caliente en la superficie de un acero de alto manganeso. Sin embargo, en el caso de dicha chapa de acero a base de zinc fundido de alto manganeso, el zinc fundido en la fase líquida penetra en los límites del grano del acero de alto manganeso, un material base, en una zona afectada por el calor (HAZ) durante la soldadura por puntos, provocando así grietas y fragilidad del metal líquido (LME), así como fracturas por fragilidad.

Para resolver el problema de la disminución de dicha soldabilidad, se ha intentado formar una capa de chapado a base de aluminio en la superficie del acero de alto manganeso. Sin embargo, en el caso del chapado a base de aluminio, se producen grietas y arañazos debido a la ausencia de resistencia a la corrosión de sacrificio, y el chapado a base de aluminio no puede comercializarse debido al problema de no proteger el acero base expuesto externamente. Como referencia, el Documento de Patente 2 revela que, cuando se añade Mg a una capa de chapado para formar una fase Mg²Si, se puede mejorar la resistencia a la corrosión de una pieza mecanizada. Sin embargo, esta técnica tampoco es suficiente para la protección de los aceros con alto contenido en manganeso con una elevada tensión de procesamiento

Los documentos de patente 3 y 4 describen chapas de acero revestidas de Al-Zn-Mg-Si por inmersión en caliente que tienen una buena resistencia a la corrosión en las partes planas y en las partes de los bordes y que también tienen una excelente resistencia a la corrosión en las partes trabajadas, así como procedimientos para producirlas.

[Documentos del estado de la técnica]

[Documentos de patentes]

(Documento de Patente 1) Publicación de Patente Coreana Abierta al Público No. 10-2007-0067593 (Documento de Patente 2) Publicación de Patente Japonesa Abierta al Público No. 2000-28220 (Documento de patente 3) WO 2016/140370 A1

(Documento de patente 4) JP 2016166414 A

[Divulgación]

[Problema técnicol

Un aspecto de la presente divulgación es proporcionar una chapa de acero chapado con una aleación a base de aluminio que tenga una excelente resistencia a la corrosión de las piezas procesadas.

[Solución técnica]

De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, una chapa de acero chapado con una aleación a base de aluminio incluye una chapa de acero base; una capa de aleación interfacial; y una capa chapada a base de aluminio que incluye una fase de aleación a base de magnesio-silicio (Mg-Si). Cuando una relación de área de la fase de aleación a base de Mg-Si contenida en la capa de chapado de base de aluminio es a y una relación de área de una fase de aleación a base de Mg-Si contenida en una región de un 20% inferior de la capa de chapado de base de aluminio en una dirección de espesor es b, b/a es de 1 a 5.

[Efectos ventajosos]

Según una realización de la presente divulgación, una chapa de acero chapada con una aleación a base de aluminio puede tener una excelente resistencia a la corrosión en una pieza procesada y, por lo tanto, puede ser utilizada como material para miembros estructurales, tales como miembros del sistema de escape, materiales de construcción, carrocerías de automóviles, y similares.

Las diversas y ventajas y efectos de la presente divulgación no se limitan a la descripción anterior, y pueden comprenderse más fácilmente en el curso de la descripción de una realización específica de la presente divulgación.

[Descripción de los dibujos]

La FIG. 1 es una vista esquemática en sección transversal de una chapa de acero revestida con una aleación a base de aluminio según una realización de la presente divulgación.

La FIG. 2 es una imagen de microscopio electrónico de barrido (SEM) de una chapa de acero con aleación de aluminio del Ejemplo 1 de la presente divulgación.

La FIG. 3 es una imagen SEM que ilustra una vista ampliada de la región A de la FIG. 2.

[Mejor modo de invención]

Los presentes inventores han estudiado intensamente con el fin de maximizar la resistencia a la corrosión de una parte procesada de la chapa de acero chapado con aleación a base de aluminio que tiene un acero de alto manganeso como material base, y encontraron que, cuando el Mg y el Si se añaden a una capa chapada a base de aluminio para formar una fase de aleación a base de Mg-Si y la distribución, la posición, la dureza y similares de la fase de aleación a base de Mg-Si se controlan adecuadamente, la resistencia a la corrosión en la parte procesada puede mejorarse significativamente. Por lo tanto, la presente divulgación puede proporcionarse como se indica a continuación.

La FIG. 1 es una vista esquemática en sección transversal de una chapa de acero chapada con aleación de aluminio según una realización de la presente divulgación. En lo sucesivo, con referencia a la FIG. 1, se describirá en detalle una chapa de acero chapada con aleación de aluminio que tiene una excelente resistencia a la corrosión en una pieza procesada según una realización de la presente divulgación. Las dimensiones de las piezas respectivas que se describirán a continuación pueden obtenerse cortando la chapa de acero chapada en la dirección del espesor y observando la sección transversal utilizando un SEM.

Una chapa de acero con aleación de aluminio según una realización de la presente divulgación incluye una chapa de acero base 10, una capa de aleación interfacial 20 y una capa de chapado de aluminio 30 que incluye una fase de aleación a base de Mg-Si 35. En este caso, según un ejemplo no limitado, la fase de aleación a base de Mg-Si 35 puede referirse a una fase Mg²Si.

En general, se sabe que, en un caso en el que se añaden Mg y Si a un baño de chapado a base de aluminio fundido en una cantidad adecuada, se forma una fase de aleación a base de Mg-Si en una capa de chapado en un proceso de solidificación de la capa de chapado. Se sabe que dicha fase de aleación a base de Mg-Si tiene varios tamaños y se dispersa irregularmente en la capa de chapado sin mostrar una posición de distribución.

Por el contrario, según una realización de la presente divulgación, como características significativamente importantes en la misma, la mayoría de las fases de aleación basadas en Mg-Si están en contacto con la capa de aleación interfacial 20 o están presentes en las proximidades de la capa de aleación interfacial 20. Con más detalle, b/a es 1 a 5 cuando una relación de área de la fase de aleación a base de Mg-Si contenida en la capa de chapado de base de aluminio es a y la relación de área de una fase de aleación a base de Mg-Si contenida en una región de un 20% inferior de la capa de chapado de base de aluminio en una dirección de espesor es b.

Como resultado de la investigación llevada a cabo por los inventores de la presente divulgación, cuando b/a se controla para que sea un nivel apropiado o más, la fase de aleación a base de Mg-Si cerca de una porción expuesta de la chapa de acero base se disuelve inmediatamente cuando la chapa de acero base se expone externamente debido a grietas, arañazos o similares, para proteger la porción expuesta de la chapa de acero base, suprimiendo así la corrosión de la porción expuesta de la chapa de acero base.

Para obtener tal efecto según una realización en la revelación presente, es necesario de controlar b/a para que sea 1 o más, en detalle, para que sea 1,1 o superior. Por otra parte, al aumentar el valor de b/a, la resistencia a la corrosión de una pieza procesada puede mejorarse aún más. Sin embargo, si el valor de b/a es excesivamente grande, el efecto de la resistencia a la corrosión se satura y la fase de aleación a base de Mg-Si es más dura que una estructura circundante, provocando así el desprendimiento de una capa de chapado. Considerando esto, b/a puede ser controlado para que sea 5 o menor. Por otro lado, con referencia a la FIG. 1, a es un valor obtenido dividiendo la suma de las áreas de nueve fases de aleación basadas en Mg-Si 35 por t * (W¹+S¹+W²+S²+W³+S³+W⁴+S⁴+W⁵) y b es un valor obtenido dividiendo la suma de las áreas de cinco fases de aleación a base de Mg-Si por debajo de la línea de puntos y el área de una porción de una fase de aleación a base de Mg-Si situada en la línea de puntos, por t * (W¹+S¹+W²+S²+W³+S³+W⁴+S⁴+W⁵), estando la porción situada por debajo de la línea de puntos.

Como se ha descrito anteriormente, al menos porciones de las fases de aleación en base a Mg-Si se forman para estar en contacto con la capa de aleación interfacial. Según una realización, en el caso de las fases de aleación basadas en Mg-Si formadas en contacto con la capa de aleación interfacial, cuando c es la suma de las longitudes de las fases de aleación basadas en Mg-Si proyectadas a través de una interfaz entre la chapa de acero base y la capa de aleación interfacial y d es una longitud de una interfaz entre la chapa de acero base y la capa de aleación interfacial, c/d puede ser de 0,2 a 0,8. Si c/d es inferior a 0,2, las fases de aleación basadas en Mg-Si se separan excesivamente de la chapa de acero base, lo que puede dar lugar a un efecto protector insuficiente. Por otro lado, si c/d es superior a 0,8, el efecto puede estar saturado y no se puede esperar un efecto adicional de resistencia a la corrosión, y además, ya que las fases de aleación basadas en Mg-Si sirven para propagar las grietas de chapado de tal manera que la adherencia del chapado puede deteriorarse. Por otra parte, en referencia a la FIG. 1, c se refiere a (W¹+W²+W³+W⁴+W⁵), y d se refiere a (W¹+S¹+W²+S²+W³+S³+W⁴+S⁴+W⁵).

Según un ejemplo, una dureza media de las fases de aleación basadas en Mg-Si formadas en contacto con la capa de aleación interfacial puede ser de 400 a 600 Hv. Dado que una estructura de Al, que es la estructura base de la capa de chapado de base de aluminio 30, tiene una dureza relativamente baja y la dureza de la capa de aleación interfacial es significativamente alta, las grietas pueden propagarse desde la capa de aleación interfacial 20 a la capa de chapado de base de aluminio 30 durante el procesamiento. En este caso, las fases de aleación basadas en Mg-Si formadas en contacto con la capa de aleación interfacial sirven de amortiguación intermedia, suprimiendo así la propagación de las grietas. Si la dureza media de las fases de aleación a base de Mg-Si formadas en contacto con la capa de aleación interfacial es inferior a 400 Hv, la función amortiguadora puede ser insuficiente. Por otro lado, si la dureza media supera los 600 Hv, las fases de aleación basadas en Mg-Si pueden actuar como punto de generación de grietas.

Según un ejemplo, en el caso de las fases de aleación basadas en Mg-Si formadas en contacto con la capa de aleación interfacial, cuando una media de las longitudes de las mismas proyectadas a través de una interfaz entre la chapa de acero base y la capa de aleación interfacial es e y una altura media de las fases de aleación basadas en Mg-Si formadas en contacto con la capa de aleación interfacial es f, f/e puede ser de 0,2 a 3. Si f/e es inferior a 0,2, puede no esperarse un efecto de resistencia a la corrosión a largo plazo. Por otra parte, si f/e es superior a 3, las fases de aleación basadas en Mg-Si que se forman en contacto con la capa de aleación interfacial pueden actuar como caminos a través de los cuales se propagan las grietas de chapado. Por otra parte, con referencia a la FIG. 1, e puede referirse a (W1+W2+W3+W4+W5)/5, y f puede referirse a (h1+h2+h3+h4+h5)/5.

Según un ejemplo, cuando un intervalo medio de las fases de aleación basadas en Mg-Si formadas en contacto con la capa de aleación interfacial es g y un grosor medio de la capa de chapado a base de aluminio es t, se puede satisfacer la ecuación 1. Cuando las fases de aleación en base de Mg-Si formadas en contacto con la capa de aleación interfacial están distribuidas de manera uniforme y estrecha, la resistencia a la corrosión de una pieza procesada puede mejorarse aún más. Si g es mayor que t, existe el riesgo de no proteger eficazmente la parte procesada de la chapa de acero base. Por otra parte, si g es inferior a t/5, existe el temor de que las fases de aleación basadas en Mg-Si puedan servir como caminos en los que se propaguen las grietas de la chapa. Con referencia a la FIG. 1, g puede referirse a (S1+S2+S3+S4)/4.

t / 5 í g í t .............E c u a c ió n 1

Cada una de las chapas de acero base 10, la capa de aleación interfacial 20 y la capa chapada a base de aluminio 30, que constituyen la chapa de acero chapada a base de aluminio, según una realización de la presente divulgación como se ha descrito anteriormente, pueden tener diversas composiciones y espesores. Así, la composición de la aleación, el intervalo de contenido y el espesor de la misma no están particularmente limitados. Sin embargo, a modo de ejemplo detallado, la chapa de acero base 10, la capa de aleación interfacial 20 y la capa chapada a base de aluminio 30 pueden tener los siguientes componentes de aleación, intervalos de contenido y espesores. Cabe señalar que el contenido de cada componente descrito a continuación se basa en el peso, a menos que se especifique lo contrario.

La chapa de acero base 10 puede contener de 5 a 35 % en peso de Mn.

El Mn es un elemento indispensable en el acero de alto manganeso para mejorar significativamente la ductilidad simultáneamente con un aumento de la resistencia del acero, al permitir que se induzca la maclación durante la deformación plástica debido a la estabilización de la fase austenita. En el proceso de formación de la capa de aleación interfacial entre la chapa de acero base y la capa de chapado, el Mn puede actuar como fuente de suministro de manganeso (Mn). Para obtener este efecto, el Mn puede añadirse en una cantidad de al menos el 5% o superior. Sin embargo, si el contenido de Mn supera el 35%, se producen grietas en un proceso de fundición debido a la disminución de la ductilidad a alta temperatura, y la oxidación a alta temperatura se produce rápidamente en el proceso de recalentamiento para la laminación en caliente, lo que disminuye la calidad de la superficie de un producto y aumenta los costes de fabricación debido a la adición de una gran cantidad de Mn. Por lo tanto, la cantidad de adición de Mn se limita al 35% o menor.

Por otra parte, la chapa de acero base puede contener elementos de aleación como C, Si, Al, Ti, V, B, Cr, Mo, Nb, Sb, Sn y similares, en función de diversos requisitos como un proceso de fabricación y la mejora de las propiedades físicas. Estos elementos de aleación no afectan significativamente a la formación y distribución de la fase de aleación a base de Mg-Si. Por lo tanto, según una realización de la presente divulgación, el intervalo de contenido de estos elementos de aleación no está particularmente limitado. Por otra parte, además de la composición anterior, un resto de la misma está compuesto por Fe e impurezas inevitables.

La capa de chapado a base de aluminio 30 puede incluir, en peso, del 3 al 15% de Si, del 0,1 al 10% de Mg, un resto de Al e impurezas inevitables.

Si: 3 a 15%

El Si sirve para mejorar la trabajabilidad y la resistencia a la oxidación. Para obtener tales efectos en una realización de la presente divulgación, el contenido de Si puede controlarse para que sea del 3% o superior. Sin embargo, si el contenido del mismo supera el 15%, existe un problema en el que la temperatura del baño de chapado se incremente excesivamente o se cristalice un cristal primario de Si grueso.

Mg: 0,1 a 10%.

El Mg sirve para mejorar la resistencia a la corrosión y reducir el desprendimiento. Para obtener dicho efecto según una realización de la presente divulgación, el contenido de Mg puede controlarse para que sea del 0,1% o superior. Sin embargo, si el contenido supera el 10%, el efecto se satura y el coste aumenta.

Además de la composición anterior, un resto de la misma es Al. Además, pueden mezclarse impurezas inevitables no previstas de una materia prima o de un entorno circundante en un proceso de fabricación general, que no pueden excluirse. Estas impurezas son conocidas por los expertos en la materia y, por tanto, no se mencionan específicamente en la presente memoria. Por otra parte, no se excluye la adición de otros componentes eficaces además de la composición mencionada. Por ejemplo, se puede incluir uno o más de 0,001 a 5% de Ca, 0,005 a 2% de Sr, 0,01 a 2% de Mn, 0,01 a 2% de Cr, 0,01 a 2% de Mo y 0,1 a 10% de Sn. En este caso, la resistencia a la corrosión de la chapa de acero chapadocon aleación a base de aluminio puede mejorarse aún más.

Según una realización de la presente divulgación, el grosor o la cantidad de adherencia de la capa chapada a base de aluminio 30 no están particularmente limitados. A medida que la cantidad de adhesión de la capa chapada a base de aluminio 30 aumenta, es ventajoso en términos de resistencia a la corrosión a largo plazo. Sin embargo, en este caso, al aumentar el grosor de la capa de aleación interfacial, se deteriora la trabajabilidad y aumenta el coste de fabricación debido al aumento del coste de la materia prima. Teniendo en cuenta estos puntos, el grosor o la cantidad de adherencia de la misma puede determinarse adecuadamente.

La capa de aleación interfacial 20 se forma en una interfaz entre la chapa de acero base 10 y la capa de chapado a base de aluminio 30, y puede incluir, en peso, del 40 al 70% de Al, del 3 al 10% de Mn, del 2 al 13% de Si, un resto de Fe e impurezas inevitables. Como referencia, la composición de la capa de aleación interfacial puede identificarse fácilmente mediante EPMA, SEM-EDX, análisis elemental como ICP después de la fusión en húmedo, y similares. Al: 40 a 70%

Cuando se forma la capa de aleación interfacial, el aluminio de la chapa de acero base y el aluminio de la capa de chapado participan en la reacción. A medida que aumenta el contenido de aluminio en la chapa de acero base, el contenido de aluminio en la capa de aleación interfacial tiende a aumentar. A medida que el contenido de aluminio en la capa de aleación interfacial disminuye, la trabajabilidad puede mejorar. A medida que el contenido de aluminio en la capa de aleación interfacial aumenta, la homogeneidad de la capa de aleación interfacial puede mejorar. Por lo tanto, el contenido de aluminio puede establecerse en un 40% o superior en consideración a la homogeneidad de la capa de aleación interfacial, y puede establecerse en un 70% o menos en consideración a la procesabilidad.

Mn: 3 a 10%

El manganeso que participa en la reacción al formar la capa de aleación interfacial es el manganeso contenido en la chapa de acero base. La reacción entre el hierro y el manganeso tiende a ser más lenta que la reacción entre el hierro y el aluminio. El contenido de manganeso en la capa de aleación interfacial tiende a cambiar insensiblemente al cambio del contenido de manganeso en la chapa de acero base. A medida que el contenido de manganeso en la capa de aleación interfacial aumenta, la trabajabilidad puede mejorar. Sin embargo, si el contenido de manganeso es demasiado alto, se produce una fase desfavorable para la trabajabilidad. Por lo tanto, el contenido de manganeso en la capa de aleación interfacial se limita a un mínimo del 3% o superior y a un máximo del 10% en consideración a la trabajabilidad.

Si: 2 a 13%

Para suprimir el crecimiento de la capa de aleación interfacial, se añade entre un 3 y un 15% de Si al baño de chapado a base de aluminio. El Si inhibe la reacción hierro-aluminio mediante una reacción hierro-silicio en la formación de una capa de aleación, y el contenido de Si en el baño de chapado afecta a la procesabilidad de la capa de chapado. El contenido de Si en la capa de aleación interfacial se ve afectado por el contenido de Si en el baño de chapado, la temperatura y el tiempo de reacción, y otros factores similares. Por lo tanto, cuando la capa de aleación interfacial se suprime eficazmente, el contenido de Si es del 2% o superior, y el contenido de Si se limita al 13% porque el efecto adicional puede no obtenerse incluso en un caso en el que el contenido de Si supere el 13%.

Además de la composición anterior, el resto es Fe. Sin embargo, en un proceso de fabricación ordinario, pueden incorporarse inevitablemente impurezas no previstas procedentes de una materia prima o de un entorno circundante, que no pueden excluirse. Estas impurezas son conocidas por los expertos en el campo de la fabricación y, por tanto, no se mencionan específicamente en la presente memoria.

Según una realización de la presente divulgación, el espesor de la capa de aleación interfacial 20 no está particularmente limitado. Sin embargo, si el grosor de la capa de aleación interfacial 20 es demasiado fino, puede ser desventajoso desde el punto de vista de la adhesión del chapado, mientras que si es demasiado grueso, puede ser desventajoso desde el punto de vista de la procesabilidad. Teniendo en cuenta lo anterior, el espesor de la capa de aleación interfacial 20 puede ser de 0,1 a 10 pm. Por otra parte, con referencia a la FIG. 1, el espesor de la capa de aleación interfacial 20 puede ser un valor obtenido dividiendo el área de la capa de aleación interfacial por (W¹+S¹+W²+S²+W³+S³+W⁴+S⁴+W⁵).

La chapa de acero chapada con aleación a base de aluminio según una realización de la presente divulgación descrita anteriormente puede producirse mediante diversos procedimientos. El procedimiento de producción de la misma no está particularmente limitado, pero como un ejemplo detallado, el siguiente procedimiento de producción puede ser utilizado.

Según los resultados de la investigación realizada por los inventores de la presente divulgación, para permitir que la mayoría de las fases de aleación basadas en Mg-Si estén en contacto con la capa de aleación interfacial 20 o estén presentes en las proximidades de la capa de aleación interfacial 20, se requiere el control de los componentes y la rugosidad de la capa de aleación interfacial 20, la velocidad de enfriamiento después del chapado, y similares. (1) Componente de la capa de aleación interfacial

Se requiere un control adecuado del contenido de Mn entre los componentes de la capa de aleación interfacial. Se supone que el Mn es un metal que tiene propiedades similares al Fe y promueve el crecimiento de la fase de aleación interfacial cuando la chapa de acero base y la solución de chapado a base de aluminio fundido reaccionan entre sí. El contenido de Mn en la capa de aleación interfacial puede controlarse mediante el control del contenido de Mn en la chapa de acero base o mediante la adición de una pequeña cantidad de Mn en la capa de chapado. En detalle, el intervalo de contenido de Mn en la capa de aleación interfacial es el descrito anteriormente.

(2) Rugosidad de la capa de aleación interfacial

Cuando se forman irregularidades en la capa de aleación interfacial, los núcleos de las fases de aleación basadas en Mg-Si se generan preferentemente cerca de la capa de aleación interfacial, lo que se debe presumiblemente a que el calor de la capa de chapado a base de aluminio se transfiere más fácilmente a la chapa de acero base en una cantidad relativamente mayor cuando se forman irregularidades en la capa de aleación interfacial.

En una realización de la presente divulgación, un procedimiento detallado de formación de irregularidades en la capa de aleación interfacial no está particularmente limitado. Por ejemplo, un procedimiento de formación de irregularidades finos en la superficie de la chapa de acero base antes del chapado para promover la nucleación heterogénea, un procedimiento de distribución no uniforme de materias extrañas en la superficie de la chapa de acero base antes del chapado, un procedimiento de formación rápida de la capa de aleación interfacial mediante el control de la temperatura de la chapa de acero base inmediatamente antes de la inmersión de la misma en el baño de chapado para que sea una temperatura algo más baja que la del baño de chapado, o similares pueden ser utilizados.

Por ejemplo, para promover la formación de una nucleación heterogénea mediante la formación de leves irregularidades, la rugosidad de la superficie puede controlarse eficazmente para que sea de 0,1 a 0,5 pm en consideración a la posición de nucleación muy pequeña.

Como procedimiento de distribución no uniforme de la materia extraña en la superficie de la chapa de acero base, existe un procedimiento de chapado de una cantidad muy pequeña de elementos como Ni, Zn, Fe y similares durante un periodo de tiempo muy corto, y cuando las cantidades de adhesión de los mismos son de unos 10 a 100 mg/m2, se puede obtener eficazmente el efecto de formación de leves irregularidades.

Cuando la temperatura de la chapa de acero base inmediatamente antes de la inmersión en el baño de chapado es inferior a la temperatura del baño de chapado, se produce rápidamente una reacción de aleación con el aluminio fundido en la superficie de la chapa de acero base introducida en el baño de chapado, formándose así leves irregularidades en la capa de aleación interfacial. Cuando la diferencia de temperatura entre ellas puede ser de unos 10 a 20 °C, la formación de leves irregularidades puede ser efectiva.

(3) Velocidad de enfriamiento después del chapado

La velocidad de enfriamiento después del chapado tiene una gran influencia en la distribución de la posición de las fases de aleación basadas en Mg-Si. Para asegurar la estructura objetivo según una realización de la presente divulgación, el enfriamiento lento se realiza sólo dentro del intervalo de temperatura de cristalización de las fases de aleación basadas en Mg-Si, para evitar que se forme una porción de capa superficial de la capa de chapado. En este caso, fuera del intervalo de temperatura de cristalización de la fase de aleación a base de Mg-Si, es necesario inducir la solidificación de una capa de chapado en fase líquida restante en la porción de la capa superficial de la capa de chapado que tiene una temperatura relativamente baja mediante el enfriamiento relativo. El intervalo de temperatura de cristalización de la fase de aleación a base de Mg-Si cambia dependiendo del sistema de composición, y es de aproximadamente 556 °C a 1085 °C. Dentro del intervalo de composición según una realización de la presente divulgación, el intervalo de temperatura de cristalización de la fase de aleación a base de Mg-Si es de aproximadamente 556 °C a 640 °C. Como resultado de la investigación de los inventores, en un caso en el que la temperatura de cristalización de la fase de aleación a base de Mg-Si es de 640 °C, se lleva a cabo un enfriamiento lento dentro del intervalo de temperatura de 640 °C a 610 °C (por ejemplo, un intervalo desde la temperatura de cristalización hasta una temperatura más baja de unos 20 a 40 °C) a una velocidad de 5 °C/seg o menor, y luego, el enfriamiento se lleva a cabo a una velocidad de 10 °C/seg o superior dentro del intervalo de temperatura posterior, lo que puede ser ventajoso para asegurar la distribución posicional de la fase de aleación a base de Mg-Si requerida.

ÍModo de la invención]

En lo sucesivo, las realizaciones de la presente divulgación se describirán con más detalle. Sin embargo, la descripción de dichas realizaciones tiene por objeto únicamente ilustrar la práctica de la presente divulgación, pero las realizaciones no se limitan a la misma. El alcance de la presente divulgación se determina por materia objeto descrita en las reivindicaciones y la materia objeto razonablemente deducida de las mismas.

(Realización)

Se preparó un planchón de acero con un contenido de Mn como el que se muestra en la Tabla 1 (excepto el Mn, en todos los planchones se incluyó un 0,76% de C, un 0,65% de Si, un 0,013% de P, un 0,0050% de S, un 0,25% de Cr, un 2,28% de Al y un 0,08% de Ti, y se ajustaron los intervalos de contenido de los respectivos componentes para que no hubiera diferencias significativas). El planchón de acero se sometió a laminación en caliente calentándolo a una temperatura de aproximadamente 1200 °C, y en detalle, se sometió a laminación de acabado en caliente a 860 °C, y luego a ser enrollado y enfriado por aire a 620 °C. A continuación, se eliminó el óxido de la superficie de la chapa de acero con una solución de HCl, y se laminó en frío con una proporción de reducción del 70% para preparar una chapa de acero laminada en frío con un grosor de 1,2 mm. A continuación, la chapa de acero laminada en frío se desengrasó y la superficie de la misma se pulió con papel de lija para ajustar la rugosidad a 0,3 pm, para luego ser recocida en una atmósfera de N²-^{1 0}%vol H²a 800 °C durante 90 segundos y, a continuación, se sumergió en un baño de chapado a base de aluminio que contenía un 9% en peso de Si y un 5% en peso de Mg y se mantuvo a 600-680 °C, para formar una capa de chapado a base de aluminio en la superficie de la chapa de acero laminada en frío. En este momento, la temperatura de la chapa de acero laminada en frío inmersa en el baño de chapado a base de aluminio se controló a una temperatura de 15 °C o inferior en relación con el baño de chapado. A continuación, el enfriamiento se llevó a cabo a una velocidad de 3 °C/segundo hasta una temperatura de 30 °C o inferior, en comparación con la temperatura de cristalización de la fase de aleación a base de Mg-Si de cada sistema de componentes, y se llevó a cabo a una velocidad de 15 °C/segundo a una temperatura posterior.

A continuación, se cortó cada una de las chapas de acero producidas para medir la composición, el grosor y similares de la capa de aleación interfacial, y se observó la distribución de las fases de aleación basadas en Mg-Si de las mismas. Los resultados se muestran en las Tablas 1 y 2, respectivamente. En este caso, la composición de la capa de aleación interfacial es un valor medio obtenido mediante la realización de análisis puntuales tres veces con SEM-EDS, y el espesor de la capa de aleación interfacial es un valor medio medido tres veces en un campo de visión de aumento x1000 del microscopio óptico.

A continuación, se evaluó el rendimiento del chapado y la resistencia a la corrosión de cada una de las chapas de acero producidas. A continuación se detallan los procedimientos y criterios de evaluación. Los resultados se muestran en la Tabla 2 dada a continuación.

El rendimiento del chapado se evaluó midiendo el grado de peladura de la capa de chapado mediante la prueba de encintado de la esfera exterior de flexión después de la prueba de flexión 0t . Los resultados de la medición se evaluaron como o en el caso de que no se produjera la peladura de la capa de chapado, como A en el caso de que se produjera entre un 5 y un 10 % de área de peladura, y como X en el caso de que se produjera una peladura superior al 10 % de área.

La resistencia a la corrosión de una pieza procesada se evaluó midiendo la pérdida por corrosión después de mantener un material de procesamiento de cordón de tracción durante SST 480 horas. Los resultados fueron los siguientes: o cuando no se observaba óxido rojo, A cuando el área de aparición de óxido rojo era del 5% o menor, y X cuando el área de aparición de óxido rojo superaba el 5%.

[Tabla 1]

[Tabla 2]

Con referencia a la Tabla 2, se puede apreciar que en los Ejemplos de Realización 1 a 3, la distribución de la fase de aleación a base de Mg-Si está controlada adecuadamente, y el rendimiento del chapado y la resistencia a la corrosión en la pieza procesada son significativamente excelentes. Por otro lado, en los Ejemplos comparativos 1 a 4, que cumplían las condiciones principales según una realización de la presente divulgación, la distribución de la fase de aleación a base de Mg-Si se desviaba del intervalo de control según una realización de la presente divulgación, y el rendimiento de chapado y la resistencia a la corrosión de la pieza procesada eran deficientes. La FIG. 2 es una imagen de Microscopio Electrónico de Barrido (SEM) de una chapa de acero chapada con una aleación a base de aluminio según la realización del ejemplo 1, y la FIG. 3 es una imagen SEM que ilustra una región ampliada A de la FIG. 2. Puede confirmarse que los parámetros principales según una realización de la presente divulgación se satisfacen a partir de la distribución de las fases de la aleación en los dibujos.

Aunque las realizaciones se han ilustrado y descrito anteriormente, será evidente para los expertos en la materia que se podrían realizar modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de la presente divulgación definida en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una chapa de acero chapada con aleación a base de aluminio, que comprende:

una chapa de acero base;

una capa de aleación interfacial; y

una capa de chapado a base de aluminio que comprende una fase de aleación a base de magnesio-silicio (Mg-Si),

en la que b/a es de 1 a 5 cuando una relación de área de la fase de aleación a base de Mg-Si contenida en la capa chapada de aluminio es a y una relación de área de una fase de aleación a base de Mg-Si contenida en una región de un 20% inferior de la capa chapada de aluminio en una dirección de espesor es b.

2. La chapa de acero chapado con aleación a base de aluminio de la reivindicación 1, en la que al menos una parte de la fase de aleación de base Mg-Si está en contacto con la capa de aleación interfacial, y en las fases de aleación de base Mg-Si en contacto con la capa de aleación interfacial, cuando una suma de longitudes de las fases de aleación de base Mg-Si proyectadas a través de una interfaz entre la chapa de acero base y la capa de aleación interfacial es c y una longitud de una interfaz entre la chapa de acero base y la capa de aleación interfacial es d, c/d es de 0,2 a 0,8.

3. La chapa de acero chapado con aleación a base de aluminio de la reivindicación 2, en la que una dureza media de las fases de aleación de base Mg-Si en contacto con la capa de aleación interfacial es de 400 a 600 Hv.

4. La chapa de acero chapado con aleación a base de aluminio de la reivindicación 2, en la que en las fases de aleación a base de Mg-Si en contacto con la capa de aleación interfacial, cuando una media de las longitudes de las fases de aleación de base de Mg-Si proyectadas a través de una interfaz entre la chapa de acero base y la capa de aleación interfacial es e y una altura media de las fases de aleación a base de Mg-Si en contacto con la capa de aleación interfacial es f, f/e es de 0,2 a 3.

5. La chapa de acero chapado con aleación a base de aluminio de la reivindicación 2, en la que cuando un intervalo medio de las fases de aleación a base de Mg-Si en contacto con la capa de aleación interfacial es g y un grosor medio de la capa chapada a base de aluminio es t, se satisface la ecuación 1: t/5 < g < t.

6. La chapa de acero chapado con aleación a base de aluminio de la reivindicación 1, en la que la chapa de acero base comprende de 5 a 35 % en peso de Mn.

7. La chapa de acero chapado con aleación a base de aluminio de la reivindicación 1, en la que la capa de aleación interfacial comprende, en % en peso, de 40 a 70% de aluminio (Al), de 3 a 10% de manganeso (Mn), de 2 a 13% de silicio (Si), un resto de hierro (Fe) e impurezas inevitables.

8. La chapa de acero chapado con aleación a base de aluminio de la reivindicación 1, en la que la capa de aleación interfacial tiene un grosor de 0,1 a 10 pm.

9. La chapa de acero chapado con aleación a base de aluminio de la reivindicación 1, en la que la capa de chapado a base de aluminio comprende, en % en peso, de 3 a 15% de silicio (Si), de 0,1 a 10% de magnesio (Mg), opcionalmente comprende además, en % en peso, uno o más de 0.001 a 5% de calcio (Ca), 0,005 a 2% de estroncio (Sr), 0,01 a 2% de manganeso (Mn), 0,01 a 2% de cromo (Cr), 0,01 a 2% de molibdeno (Mo), y 0,1 a 10% de estaño (Sn), un resto de aluminio (Al), e impurezas inevitables.