ES2879999T3

ES2879999T3 - Chapa de acero inoxidable ferrítico, bobina caliente y elemento de brida para sistema de escape de vehículos de motor

Info

Publication number: ES2879999T3
Application number: ES17898998T
Authority: ES
Inventors: Shinichi Teraoka; Shinichi Tamura; Akihiro Nishimura
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2037-02-28
Also published as: JP6278160B1; JPWO2018158854A1; EP3591084B1; PL3591084T3; KR102371041B1; CN110366601A; EP3591084A1; KR20190124266A; US20200115785A1; CN110366601B; EP3591084A4; US11111570B2; MX2019010211A; WO2018158854A1

Abstract

Una chapa de acero inoxidable ferrítico que tiene un espesor de chapa t de 5,0 a 12,0 mm, que comprende una composición química que consiste en, en porcentaje en masa: C: de 0,001 a 0,010%; Si: de 0,01 a 1,0%; Mn: de 0,01 a 1,0%; P: 0,04% o menos; S: 0,010% o menos; Cr: de 10,0 a 20,0%; Ni: de 0,01 a 1,0%; Ti: de 0,10 a 0,30%; V: de 0,01 a 0,40%; Al: de 0,005 a 0,3%; N: de 0,001 a 0,02%; B: de 0 a 0,0030%; Mo: de 0 a 2,0%; Cu: de 0 a 0,3%; Mg: de 0 a 0,0030%; Sn: de 0 a 0,1%; Sb: de 0 a 0,1%; Zr: de 0 a 0,1%; Ta: de 0 a 0,1%; Nb: de 0 a 0,1%; Hf: de 0 a 0,1%; W: de 0 a 0,1%; Co: de 0 a 0,2%; Ca: de 0 a 0,0030%; REM: de 0 a 0,05%; Ga: de 0 a 0,1%; y opcionalmente Bi: de 0,001 a 0,1%, siendo el resto Fe e impurezas inevitables, en donde en una microestructura de acero, en una sección transversal paralela a una dirección de laminación, una relación de área de las estructuras que satisfacen cada una de ellas: diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es inferior a 5,0 es del 90% o más, y un diámetro medio de grano menor de las estructuras es de 55 μm o menos, y en donde la relación de área de las estructuras que satisfacen cada una: diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es inferior a 5,0 se determina como se describe en la descripción, y el diámetro medio de grano menor de las estructuras se determina como se describe en la descripción.

Description

DESCRIPCIÓN

Chapa de acero inoxidable ferrítico, bobina caliente y elemento de brida para sistema de escape de vehículos de motor

Campo técnico

La presente invención se refiere a una chapa de acero inoxidable ferrítico, una bobina caliente y un elemento de brida de escape de automóvil.

Antecedentes

Un conducto de gases de escape de un automóvil se compone de varios componentes que incluyen un colector de escape, una recirculación de gases de escape (EGR), un silenciador, un catalizador, un filtro de partículas diésel (DPF), una reducción catalítica selectiva de urea (SCR), un tubo flexible, un tubo central, un tubo frontal y similares. Para conectar estos componentes, a menudo se utilizan componentes de acoplamiento llamados bridas. Para los componentes de escape de automóviles, el acoplamiento de brida se emplea positivamente porque el acoplamiento de brida reduce las horas de trabajo y los espacios de trabajo.

Desde el punto de vista de prevenir el ruido causado por las vibraciones y garantizar la rigidez, a menudo se utilizan bridas gruesas con espesores de 5 mm o más. Las bridas se producen a través de procesos tales como punzonado y conformado a presión, y se ha utilizado una chapa de acero hecha de un acero común convencional como material de partida de las bridas. Sin embargo, las bridas hechas de un acero común, que tienen poca resistencia a la corrosión en comparación con otros componentes de escape hechos de acero inoxidable, muestran óxido, que en algunos casos estropea su apariencia. Por lo tanto, en lugar de las chapas de acero común, se han empleado positivamente chapas de acero inoxidable como materiales de partida de las bridas.

Un acero inoxidable ferrítico tiene una tenacidad baja en comparación con un acero común porque el acero inoxidable ferrítico contiene Cr y es difícil afinar su microestructura de acero a través de la transformación de fase. En particular, un acero inoxidable que contiene altos niveles de Cr, Al y Si tiene el problema de su baja tenacidad y, por lo tanto, se toman medidas tales como calentar una bobina de acero inoxidable antes de procesar el acero inoxidable y reducir el espesor de una chapa de acero inoxidable laminada en caliente.

Para producir una chapa de acero laminada en caliente o una chapa de acero recocido laminada en caliente hecha de un acero inoxidable ferrítico que tiene un espesor de chapa de 5 mm o más, un aumento en el espesor de la chapa degrada aún más su tenacidad. Una chapa de acero, cuando se desenrolla, es propensa a romperse mediante un proceso de nivelación, un proceso de corte, un proceso de recocido de una chapa de acero laminada en caliente, un proceso de decapado y similares. Para hacer pasar una chapa de acero a través de los procesos anteriores, a menudo es necesario conectar bobinas mediante soldadura. Sin embargo, un mayor espesor de la placa prolonga el tiempo necesario para la soldadura, lo que provoca una disminución de la temperatura de la bobina calentada y puede provocar una rotura por fragilidad. En el caso de necesitar una chapa de acero hecha de acero inoxidable ferrítico con un espesor de chapa de más de 5 mm, ha sido una práctica convencional producir la chapa de acero como una placa de acero, lo que plantea el problema de que sus costes de producción son elevados en comparación con un caso en el que la chapa de acero se produce como bobina laminada en caliente.

Se han presentado una pluralidad de ideas para resolver el problema relacionado con la tenacidad de la chapa de acero inoxidable ferrítico.

Por ejemplo, JP60-228616A (Documento de patente 1) describe un método de producción para obtener una banda de acero laminado en caliente a base de acero inoxidable ferrítico de alta pureza que tiene una tenacidad tan excelente que cualquier problema, tal como el agrietamiento, asociado con el desenrollado en frío, laminado en frío y varias manipulaciones, es menos probable que se produzca, en el método, inmediatamente después de someterse a laminación en caliente, una banda de acero que se enfría rápidamente a una velocidad de enfriamiento de 10°C/s o más y se enrolla a una temperatura de 450°C o menos. El Documento de Patente 1 describe que la técnica disminuyó la temperatura de transición de la fractura por impacto a -20°C o menos y describe, a través de sus ejemplos, si cada una de las bobinas que tenían un espesor de chapa de 3 mm se desenrolló con éxito. El documento de patente 1 describe que esta técnica permite evitar el empleo de un método de producción que da lugar a grandes variaciones en el valor de tenacidad de las bandas de acero laminadas en caliente, tal como sumergir las bandas de acero laminadas en caliente en un depósito de agua para someterlas a refrigeración por agua.

JP8-199237A (Documento de patente 2) describe un método para producir una banda de acero laminada en caliente que tiene un espesor de chapa de 4,5 mm o más y 9,0 mm o menos de un acero inoxidable ferrítico que contiene de 0,20% a 0,80% de Nb y Cr: más de 13,5 % a 15,5% y que es excelente en tenacidad a baja temperatura cuando se conforma en una chapa de acero laminada en caliente, en la cual, inmediatamente después de someterse a laminación en caliente a 800°C o más, una banda de acero se enfría y se enrolla a una temperatura que satisface una relación de t x T < 3.600, donde t denota un espesor de chapa de la banda de acero laminado en caliente y T denota una temperatura de bobinado en el laminado en caliente.

JP2012-140687A (Documento de Patente 3) describe una bobina laminada en caliente y una bobina recocida laminada en caliente hecha de un acero inoxidable ferrítico que contiene Ti que tiene una tenacidad y una ductilidad suficientes para prevenir consistentemente un problema de agrietamiento de materiales en una línea a través de la cual se procesa una bobina laminada en caliente desenrollada, y tiene un espesor de chapa de 5 a 12 mm. Como medio para la prevención, el Documento de Patente 3 describe un método de producción en el que la temperatura de bobinado se establece en 570°C o más, y una bobina se sumerge en agua después de 5 minutos o más transcurridos desde el final del bobinado y cuando la temperatura de la superficie de una circunferencia más externa de la bobina es de 550°C o más, y la bobina se retiene en el agua durante 15 minutos o más.

Por contra, JP2012-140688A (Documento de Patente 4) describe una bobina laminada en caliente y una bobina recocida laminada en caliente hecha de un acero inoxidable ferrítico que contiene Nb que tiene una tenacidad y una ductilidad suficientes para prevenir consistentemente un problema de agrietamiento de materiales en una línea a través de la cual se procesa una bobina laminada en caliente desenrollada, y tiene un espesor de chapa de 5 a 10 mm. Como medio para la prevención, el Documento de Patente 4 describe un método de producción en el que un desbaste de acero inoxidable se somete a laminado de acabado a una temperatura de acabado de laminado de 890°C o más, se enfría con agua antes de enrollar y se enrolla formando una bobina a una temperatura de 890°C o más a una temperatura de bobinado de 400°C, y la bobina se sumerge en agua dentro de los 30 minutos desde un extremo de la bobina y se retiene en el agua durante 15 minutos o más.

JP2000-169943A (Documento de patente 5) describe un acero inoxidable ferrítico que consiste en, en porcentaje en masa, C: de 0,001 a 0,1%, N: de 0,001 a 0,05%, Cr: de 10 a 25%, S: 0,01% o menos, P: 0,04% o menos, Mn: de 0,01 a 2%, Si: de 0,01 a 2%, O: de 0,01% o menos, Sn: de 0,05% a 2%, siendo el resto Fe e impurezas inevitables. El Documento de patente 5 describe que este acero inoxidable ferrítico no sufre deterioro por envejecimiento en su resistencia a alta temperatura con el tiempo, incluso en un uso prolongado a alta temperatura.

EP3124635A1 (Documento de patente 6) proporciona un material de acero inoxidable ferrítico laminado excelente en resistencia a la corrosión y tenacidad, en particular adecuado como material para una brida y un método para producir el mismo y una pieza de brida. El material laminado de acero inoxidable ferrítico contiene, en % en masa, C: de 0,001 a 0,08%, Si: de 0,01 a 1,0%, Mn: de 0,01 a 1,0%, P: de 0,01 a 0,05%, S: de 0,0002 a 0,01%, Cr: de 10,0 a 25,0%, y N: de 0,001 a 0,05%, tiene un resto de Fe e impurezas inevitables, tiene un espesor de 5 mm o más y tiene una relación de área de granos de cristal con una dirección <011 > dentro de los 15 ° desde la dirección de laminación del 20% o más en una sección transversal paralela a la dirección de laminación en cualquier lugar entre los extremos izquierdo y derecho de la chapa de acero.

Lista de documentos de la técnica anterior

Documento de patente

Documento de patente 1: JP60-228616A

Documento de patente 2: JP8-199237A

Documento de patente 3: JP2012-140687A

Documento de patente 4: JP2012-140688A

Documento de patente 5: JP2000-169943A

Documento de patente 6: EP3124635A1

Compendio de la invención

Problema técnico

Para la técnica del Documento de Patente 1, es difícil mejorar la tenacidad de una chapa gruesa de acero inoxidable ferrítico que tiene un espesor de chapa de más de 5 mm.

La técnica del Documento de Patente 2, hace posible mejorar la tenacidad de un acero con Nb añadido, pero no logra obtener el efecto de mejorar la tenacidad de un acero con Ti añadido.

La mejora en la tenacidad de someter una bobina a enfriamiento en agua, como con la técnica del Documento de Patente 3, tiene un problema de grandes fluctuaciones en la velocidad de enfriamiento que se producen en la bobina, lo que da como resultado variaciones en la tenacidad.

La técnica del Documento de Patente 4 está dirigida a un acero inoxidable ferrítico que contiene Nb, donde la temperatura de laminación de acabado en caliente se establece en 890°C o más, el bobinado se realiza a 400°C o menos y la bobina se sumerge en agua para ajustar la dureza y un valor de impacto Charpy; por lo tanto, como se establece en el Documento de patente 1, surge un problema porque se producen grandes fluctuaciones en la velocidad de enfriamiento en la bobina, lo que da como resultado variaciones en la tenacidad.

La técnica en el Documento de patente 5 incluye la realización de laminado en caliente con una temperatura de calentamiento fijada en 1.000°C o más y 1.300°C o menos, que por lo tanto no reduce el tamaño de grano de una chapa de acero inoxidable ferrítico que tiene un espesor de placa de más de 5 mm; por lo tanto, es difícil que la técnica mejore la tenacidad.

Un objetivo de la presente invención es resolver problemas de técnicas conocidas y producir una chapa de acero inoxidable ferrítico excelente en tenacidad de manera eficiente.

Solución al problema

Para resolver los problemas anteriores, los autores de la presente invención realizaron estudios detallados sobre la tenacidad a baja temperatura de una chapa de acero inoxidable ferrítico desde el punto de vista de los componentes, las condiciones de laminación en caliente en un curso de producción, y las microestructuras de acero, y aclararon las influencias sobre cambios de la estructura y tenacidad en el proceso de fabricación.

Un acero inoxidable ferrítico con titanio añadido no experimenta transformación de fase en su proceso de fabricación, lo que dificulta el control de su microestructura de acero. Es decir, un desbaste para ser sometido a laminación en caliente tiene un espesor de placa de 150 a 250 mm e incluye una microestructura de acero que es una estructura de solidificación, es decir, un cristalito columnar grueso. El cristalito columnar tiene un ancho de varios cientos de micrómetros a diez y pico milímetros y una longitud de varios milímetros a varios centímetros. En la el laminado en caliente, el desbaste se calienta normalmente a una temperatura de 1.100°C a 1.300°C en un horno de recalentamiento y se lamina mediante laminación reversible utilizando un laminador de desbaste para formar una barra de chapa que tiene un espesor de placa de 20 a 40 mm, cuando la mayoría de las partes de las estructuras se recristalizan para afinarse a varios cientos de micrómetros en términos de tamaño de grano. La barra de chapa se lamina en un posterior proceso de laminado en caliente de acabado para obtener el espesor de placa deseado. El laminado en caliente de acabado se realiza normalmente en tándem, en el que el laminado se realiza en una dirección, pero en el caso de utilizar un molino Steckel, incluso el laminado en caliente de acabado se realiza de manera reversible. En el laminado en caliente de acabado, las estructuras sometidas al desbastado en caliente solo se alargaron y expandieron, y solo muy pocas de ellas experimentaron recristalización.

El autor de la presente invención investigó los cambios que se producen en las estructuras en los procesos anteriores y sus influencias en la calidad del material y descubrió, a través de la investigación, que el afino de estructuras desbastadas en caliente es muy eficaz para mejorar la tenacidad de una chapa de acero laminada en caliente. Para afinar una microestructura de acero, es eficaz realizar una deformación plástica severa a baja temperatura, pero cuando el laminado en caliente se realiza a baja temperatura, la recristalización después del laminado en caliente también se retrasa: por lo tanto, después del desbastado en caliente, las partes no recristalizadas tienden a permanecer en estructuras en una barra en bruto inmediatamente antes de terminar el laminado en caliente. Cuando la barra en bruto, incluidas las partes restantes no cristalizadas, se somete a un laminado de acabado para producir una bobina laminada en caliente y la bobina laminada en caliente se somete a un recocido de laminación en frío para producir una chapa, la chapa muestra un deterioro superficial grueso llamado cordón después del trabajo de metales; por lo tanto, en las prácticas convencionales, se ha evitado el laminado en caliente con calentamiento a baja temperatura, que hace que las partes no cristalizadas permanezcan en estructuras desbastadas en caliente, en la producción de una banda de acero laminada en caliente hecha de acero inoxidable ferrítico.

Por el contrario, como producto de acero para una brida como componente de escape de automóvil, se ha utilizado un acero común en las prácticas convencionales; sin embargo, en los últimos años se ha utilizado un acero inoxidable ferrítico, que tiene una alta resistencia a la corrosión. La brida anterior necesita un cierto nivel de espesor, pero no es necesario que tenga una textura superficial muy alta y, por lo tanto, se utiliza principalmente una placa de acero hecha de acero inoxidable ferrítico. Para mejorar la productividad, es preferible utilizar una bobina caliente hecha de acero inoxidable ferrítico. Sin embargo, es necesario que la bobina caliente tenga una tenacidad excelente para evitar que se produzca una rotura cuando la bobina caliente se desenrolla o pasa por un proceso de nivelación y un proceso de decapado. La tenacidad tiende a disminuir particularmente a medida que aumenta el espesor de la chapa.

Por lo tanto, los autores de la presente invención realizaron estudios y descubrieron que la tenacidad de una chapa de acero laminada en caliente y la tenacidad de una chapa de acero laminada en caliente recocida se mejoran al realizar el afino del grano en la mayoría de las estructuras en una barra en bruto incluso cuando quedan partes no cristalizadas en la barra en bruto. Para refinar las estructuras desbastadas en caliente, es importante establecer una temperatura de calentamiento de laminación en caliente de 940 a 990°C y realizar un proceso de desbastado en caliente a una temperatura lo más baja posible. Sin embargo, una temperatura de calentamiento excesivamente baja dificulta la recristalización durante un período desde el proceso de desbastado en caliente hasta el inicio de la laminación en caliente de acabado. Por lo tanto, es particularmente importante inhibir una disminución de la temperatura de una banda de acero durante el período desde el final del desbastado en caliente hasta el inicio del laminado en caliente de acabado. Para las piezas de acoplamiento de bridas, una chapa de acero que no se somete a laminación en frío, sino que se somete a laminación en caliente, por lo tanto, no dará lugar al problema de formación de cordón en primer lugar.

Cuando la chapa de acero laminada en caliente recocida para la cual las estructuras desbastadas en caliente se afinan y se conforman en granos finos, alargados y expandidos mediante el laminado en caliente de acabado de manera que se recuece, las estructuras de grano que tienen un diámetro medio de grano menor es de 55 pm o menos, que es muy fino para una chapa de acero laminada en caliente recocida, y la chapa de acero laminada en caliente recocida muestra un valor de impacto Charpy a 25°C de 40 J/cm2 o más. En una chapa de acero laminada en caliente recocida de este tipo, se evita que se produzca el agrietamiento por fragilidad incluso en el conformado en prensa posterior. Además, en una chapa de acero laminada en caliente recocida producida por recocido de la placa de acero laminada en caliente, se obtienen estructuras recristalizadas finas, lo que mejora en gran medida la tenacidad de la chapa de acero laminada en caliente recocida.

El lado izquierdo de la Figura 1 es una vista ampliada de una microestructura de un ejemplo de un producto de acero según la presente invención, y el lado derecho es una vista ampliada de una microestructura de un producto de acero convencional, y la comparación entre ellos muestra que el producto de acero según la presente invención se compone de estructuras de grano fino, y el producto de acero según la presente invención proporciona un valor de energía absorbida en el ensayo de impacto Charpy de 40 J/cm2 o más, mientras que el producto de acero convencional muestra alrededor de 20 J/cm2 o menos.

La presente invención se define en las reivindicaciones.

Efectos ventajosos de la invención

Según la presente invención, es posible proporcionar eficazmente una chapa de acero inoxidable ferrítico de excelente tenacidad. La chapa de acero inoxidable ferrítico es particularmente adecuada para un elemento de brida de escape de un automóvil.

Breve descripción de los dibujos

[Figura 1] La Figura 1 es un diagrama que ilustra una microestructura de un producto de acero según la presente invención y una microestructura de un producto de acero convencional.

[Figura 2] La Figura 2 es un gráfico que ilustra las influencias del diámetro medio de grano menor sobre el valor de impacto Charpy a 25°C.

Descripción de realizaciones

1. Composición química

C: de 0,001 a 0,010%

El C (carbono) degrada la tenacidad mediante el endurecimiento provocado por el C disuelto y mediante la precipitación en forma de carburos; por lo tanto, cuanto menor sea el contenido de C, mejor. Un contenido excesivo de C provoca un deterioro de la tenacidad atribuible a la formación de los carburos; por lo tanto, un límite superior del contenido de C se establece en 0,010%. Sin embargo, una reducción excesiva de C da lugar a un aumento de los costes de afino; por lo tanto, un límite inferior del contenido de C se establece en 0,001%. Además, teniendo en cuenta los costes de producción, la resistencia a la corrosión y la tenacidad de la chapa de acero, el límite inferior puede establecerse en 0,002% o 0,003%, y el límite superior puede establecerse en 0,009%, 0,008% o 0,007%.

Si: de 0,01 a 1,0%

Puede añadirse Si (silicio) como elemento desoxidante y, además, mejora la resistencia a la oxidación; sin embargo, desde el punto de vista de la tenacidad; cuanto menor es el contenido de Si, mejor es porque el Si es un elemento de refuerzo de solución sólida. Un contenido excesivo de Si provoca un deterioro significativo de la tenacidad y, por lo tanto, un límite superior del contenido de Si se establece en el 1,0%. Mientras tanto, para garantizar una resistencia a la oxidación, se establece un límite inferior del contenido de Si en 0,01%. Sin embargo, una reducción excesiva de Si da lugar a un aumento de los costes de afino; por lo tanto, teniendo en cuenta la calidad del material, la resistencia inicial a la oxidación y similares, el límite inferior puede establecerse en 0,05, 0,10% o 0,15%, y el límite superior puede establecerse en 0,9%, 0,8%, 0,7% o 0,6%.

Mn: de 0,01 a 1,0%

El Mn (manganeso) es, como con el Si, un elemento de refuerzo de solución sólida y, por lo tanto, teniendo en cuenta la calidad del material, cuanto menor es el contenido de Mn, mejor es. En particular, un contenido excesivo de Mn retrasa la recristalización provocada por la precipitación de las fases y durante el laminado en caliente, lo que puede degradar la tenacidad; por lo tanto, un límite superior de contenido de Mn se establece en 1,0%. Mientras tanto, la reducción excesiva de Mn da lugar a un aumento de los costes de afino y, además, la adición de una pequeña cantidad de Mn mejora la propiedad de desprendimiento de incrustaciones; por lo tanto, un límite inferior del contenido de Mn se establece en 0,01%. Además, teniendo en cuenta la calidad del material, los costes de producción y similares, el límite inferior puede establecerse en 0,1%, 0,2%, 0,25% o 0,3%, y el límite superior puede establecerse en 0,7%, 0,6%, 0,5% o 0,4%.

P: 0,04% o menos

El P (fósforo) es un elemento que se mezcla en la chapa de acero en forma de una impureza inevitable de la materia prima, tal como el ferrocromo, y tiene una capacidad de fortalecimiento en solución sólida más fuerte que las de Mn y Si. Con el fin de endurecer un material, cuanto menor es el contenido de P, mejor es, desde el punto de vista de la tenacidad. Un contenido excesivo de P produce fragilización atribuible a la segregación de P en los límites de grano; por lo tanto, un límite superior del contenido de P se establece en 0,04%. No es necesario determinar en particular un límite inferior del contenido de P y es del 0%. Sin embargo, una reducción excesiva de P da lugar a un aumento de los costes de las materias primas y, por lo tanto, se puede establecer un límite inferior del contenido de P en 0,005%, 0,01% o 0,015%. Además, teniendo en cuenta la resistencia a la corrosión, el límite superior puede establecerse en 0,03%, 0,025% o 0,02%.

S: 0,010% o menos

El S (azufre) es también un elemento mezclado en la chapa de acero en forma de impureza inevitable y degrada la resistencia a la corrosión; por lo tanto, cuanto menor sea el contenido de S, mejor será. Un contenido excesivo de S tiende a retrasar la recristalización en el desbastado en caliente atribuible a la formación de precipitaciones tales como MnS, Ti4C2S2; por lo tanto, un límite superior del contenido de S se establece en 0,010%. No es necesario determinar en particular un límite inferior del contenido de S y es del 0%. Sin embargo, S se combina con Mn o Ti para ejercer un efecto de mejora en la propiedad de punzonado en la formación de bridas. Para obtener este efecto, se puede establecer un límite inferior del contenido de S en 0,0002%, 0,0005% o 0,001%. Además, teniendo en cuenta la inhibición de la corrosión por grietas cuando la chapa de acero se utiliza como parte del sistema de combustible, el límite superior puede establecerse en 0,008%, 0,006% o 0,005%.

Cr: de 10,0 a 20,0%

El Cr (cromo) es un elemento que mejora la resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación, y teniendo en cuenta de la resistencia a la corrosión por sal requerida de una brida, es necesario que contenga Cr al 10,0% o más. Mientras que, un contenido excesivo de Cr endurece la chapa de acero, degradando la conformabilidad y la tenacidad. Además, el Cr tiende a retrasar la recristalización en el desbastado en caliente en forma de Cr disuelto, y cuando el contenido de Cr es superior al 20,0%, las estructuras no cristalizadas permanecen inmediatamente antes del laminado en caliente de acabado para degradar la tenacidad de la chapa de acero; por lo tanto, un límite superior del contenido de Cr se establece en 20,0%. Teniendo en cuenta los costes de producción, la rotura de la chapa de acero en producción debido al deterioro de la tenacidad y similares, se puede establecer un límite inferior del contenido de Cr en 11,0%, 12,0% o 13,0%. El límite superior se puede establecer en 19.0%, 18.0% o 17.0%

Ni: de 0,01 a 1,0%

El Ni (níquel) inhibe la corrosión por grietas y mejora la resistencia inicial a la oxidación al promover la repasivación; por lo tanto, contiene un 0,01% o más de Ni. Sin embargo, un contenido excesivo de Ni conduce al endurecimiento, degrada la conformabilidad y promueve la precipitación de las fases de austenita durante el laminado en caliente, retrasando la recristalización durante el desbastado en caliente y, además, hace que se produzca fácilmente la fisuración por corrosión bajo tensión; por lo tanto, un límite superior de contenido de Ni se establece en 1,0%. Además, teniendo en cuenta los costes de las materias primas y similares, un límite inferior del contenido de Ni puede establecerse en 0,02%, 0,03% o 0,05%, y el límite superior puede establecerse en 0,5%, 0,3%, 0,2% o 0,1%.

Ti: de 0,10 a 0,30%

El Ti (titanio) es un elemento que se agrega para mejorar la resistencia a la corrosión, la resistencia a la corrosión intergranular y la tenacidad al combinarse con C, N, S y P. En particular, si C y N no se inmovilizan lo suficiente, se produce una sensibilización para formar una zona empobrecida de Cr, lo que da como resultado un deterioro significativo de la resistencia a la corrosión; por lo tanto, un límite inferior de contenido de Ti es 0,10%.

Para asegurar una resistencia a la corrosión de la chapa de acero, así como de su zona de soldadura, el límite inferior puede establecerse en 0,12%, 0,14% o 0,16%. Mientras que, un contenido excesivo de Ti hace que el TiN grueso se precipite en el acero fundido en un proceso de fabricación de acero, degradando la tenacidad de la chapa de acero; por lo tanto, un límite superior del contenido de Ti se establece en 0,30%. Teniendo en cuenta los costes de producción y similares, el límite superior puede establecerse en 0,28%, 0,25% o 0,22%.

V: de 0,01 a 0,40%

El V (vanadio) inhibe la corrosión por grietas y, además, contribuye a mejorar la tenacidad cuando se agrega en cantidades mínimas; por lo tanto, contiene un 0,01% o más de V. Sin embargo, un contenido excesivo de V da lugar al endurecimiento, degrada la conformabilidad y, además, hace que precipite el V (C, N) grueso, lo que deteriora la tenacidad; por lo tanto, el límite superior de un contenido de V se establece en 0,4%. Teniendo en cuenta la mejora en la tenacidad, los costes de la materia prima, la resistencia inicial a la oxidación y similares, se puede establecer un límite inferior del contenido de V en 0,02%, 0,03% o 0,04%, y se puede establecer el límite superior al 0,20%, 0,10% o 0,06%.

Al: de 0,005 a 0,3%

El Al (aluminio) es un elemento añadido como elemento desoxidante y mejora la tenacidad de la chapa de acero al reducir los óxidos en el acero. El Al ejerce la acción cuando un contenido de Al es del 0,005% o más y, por lo tanto, un límite inferior del contenido de Al se establece en el 0,005%. Un contenido excesivo de Al provoca el deterioro de la tenacidad y la degradación de la soldabilidad y la calidad de la superficie, y además retrasa la recristalización en el desbastado en caliente; por lo tanto, un límite superior del contenido de Al es 0,3%. Además, teniendo en cuenta los costes de afino y similares, el límite inferior puede establecerse en 0,01%, 0,02% o 0,03%, y el límite superior puede establecerse en 0,15%, 0,1%, 0,08% o 0,06%.

N: de 0,001 a 0,02%

El N (nitrógeno) degrada la tenacidad y la resistencia a la corrosión como con el C, y cuanto menor es el contenido de N, mejor es. Un contenido excesivo de N provoca un deterioro de la tenacidad atribuible a la formación de nitruros gruesos, lo que da lugar a una situación en la que la mejora de la tenacidad no puede conseguirse únicamente afinando los tamaños de grano; por lo tanto, un límite superior del contenido de N se establece en 0,02%. Sin embargo, una disminución excesiva de N da lugar a un aumento de los costes de afino; por lo tanto, un límite inferior del contenido de N se establece en 0,001%. Además, teniendo en cuenta los costes de producción, trabajabilidad, resistencia inicial a la oxidación y similares, un límite inferior del contenido de N puede establecerse en 0,003%, 0,005% o 0,006%, y el límite superior puede establecerse en 0,015. %, 0,010% o 0,009%.

Aunque el N se reduce preferiblemente desde el punto de vista de mejorar la tenacidad de un acero inoxidable ferrítico, también es útil, desde el punto de vista de la resistencia a la corrosión, la resistencia a la oxidación, la conformabilidad por prensado y la reducción de los defectos de laminación en caliente, agregar una cantidad adecuada de al menos uno de B, Mo, Cu, Mg, Sn, Sb, Zr, Ta, Nb, W, Co, Ca, REM, Ga y Bi.

B: de 0 a 0,0030%

El B (boro) es un elemento que mejora la trabajabilidad secundaria del metal de un producto al segregarse en los límites de grano y, por lo tanto, puede estar presente para mejorar la propiedad de perforación de una brida. Sin embargo, un contenido excesivo de B provoca la precipitación de boruros, degradando la tenacidad y, además, retrasa la recristalización durante el desbastado en caliente; por lo tanto, un límite superior de un contenido de B se establece en 0,0030%. No es necesario determinar, en particular, un límite inferior del contenido de B y es del 0%. Para mejorar la tenacidad y similares, el límite inferior puede establecerse en 0,0001% o 0,0002%. Teniendo en cuenta los costes y el deterioro de la ductilidad, el límite superior puede establecerse en 0,0020%, 0,0010% o 0,0005%.

Mo: de 0 a 2,0%

El Mo (molibdeno) es un elemento que mejora la resistencia a la corrosión y la resistencia a altas temperaturas y, en particular, en el caso de tener una estructura de grietas, se puede incluir Mo para inhibir la corrosión de las grietas. Un contenido excesivo de Mo aumenta significativamente la resistencia a la oxidación, provocando un flujo durante el calentamiento para el laminado en caliente debido a la aceleración de la oxidación, y retrasa la recristalización en el desbastado en caliente al hacer más tosca una estructura desbastada en caliente, lo que provoca un deterioro de la tenacidad, por lo tanto, un límite superior de contenido de Mo se establece en 2,0%. No es necesario determinar, en particular, un límite inferior del contenido de Mo y es del 0%. Para aumentar la tenacidad y similares, puede contener un 0,01% de Mo. Además, teniendo en cuenta los costes de producción y similares, el límite inferior puede establecerse en 0,02% o 0,03%, y el límite superior puede establecerse en 1,2%, 0,3% o 0,1%.

Cu: de 0 a 0,3%

El Cu (cobre) puede estar presente porque el Cu mejora la resistencia a altas temperaturas y, además, inhibe la corrosión por grietas y promueve la repasivación. Un contenido excesivo de Cu da lugar al endurecimiento por precipitación de cúmulos ricos en £-Cu y Cu, degradando la conformabilidad y la tenacidad; por lo tanto, el límite superior de un contenido de Cu se establece en 0,3%. No es necesario determinar, en particular, un límite inferior del contenido de Cu y es del 0%. Para mejorar la conformabilidad y la tenacidad, se puede contener un 0,01% o más de Cu. Teniendo en cuenta la propiedad de decapado en la producción, el límite inferior puede establecerse en 0,01% o O, 03%, y el límite superior puede establecerse en 0,02%, 0,12% o 0,10%.

Mg: de 0 a 0,0030%

En algunos casos, el Mg (magnesio) se agrega como elemento desoxidante y, además, es un elemento que contribuye a mejorar la conformabilidad al afinar las estructuras de un desbaste. Además, un óxido de Mg sirve como sitio de precipitación para carbo-nitruros tales como Ti (C, N) y Nb (C, N) y tiene un efecto de precipitación fina dispersante de estos carbo-nitruros. Por ese motivo, el Mg puede estar presente. Sin embargo, un contenido excesivo de Mg da lugar al deterioro de la soldabilidad y de la resistencia a la corrosión; por lo tanto, un límite superior de contenido de Mg se establece en 0,0030%. No es necesario determinar, en particular, un límite inferior del contenido de Mg y es del 0%. El límite inferior puede establecerse en 0,0003%, 0,0006% o 0,01% según sea necesario. Teniendo en cuenta los costes de afino y similares, el límite superior puede establecerse en 0,0020% o 0,0010%.

Sn: de 0 a 0,1%

Sb: de 0 a 0,1%

El Sn (estaño) y el Sb (antimonio) pueden estar presentes porque Sn y Sb contribuyen a mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia a altas temperaturas. Los contenidos excesivos de Sn y Sb provocan el agrietamiento del desbaste en la producción de la chapa de acero y, además, provocan el deterioro de la tenacidad de la chapa de acero; por lo tanto, los límites superiores de contenido de Sn y Sb se establecen en 0,1%. Los límites inferiores de contenido de Sn y Sb no necesitan determinarse particularmente y son del 0%. Los límites inferiores se pueden establecer en 0,005% o 0,01%, según sea necesario. Además, teniendo en cuenta los costes de afino, la producibilidad y similares, los límites superiores pueden establecerse en 0,05% o 0,02%.

Zr: de 0 a 0,1%

Ta: de 0 a 0,1%

Nb: de 0 a 0,1%

Hf: de 0 a 0,1%

El Zr (circonio), el Ta (tantalio), el Nb (niobio) o el Hf (hafnio) pueden estar presentes porque Zr, Ta, Nb y Hf combinan C y N para contribuir a mejorar la tenacidad. Sin embargo, los contenidos excesivos de Zr, Ta, Nb y Hf aumentan los costes y, además, provocan la precipitación de carbo-nitruros grandes, degradando significativamente la tenacidad de la chapa de acero; por lo tanto, los límites superiores de contenido de Zr, Ta, Nb y Hf se establecen en 0,1%. Los límites inferiores de contenido de Zr, Ta, Nb y Hf no necesitan determinarse particularmente y son del 0%. Los límites inferiores se pueden establecer en 0,005% o 0,01%, según sea necesario. Además, teniendo en cuenta los costes de afino, la producibilidad y similares, los límites superiores pueden establecerse en 0,08% o 0,03%.

W: de 0 a 0,1%

Al igual que con el Mo, el W (wolframio) puede estar presente porque el W contribuye a mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia a altas temperaturas. Un contenido excesivo de W da lugar al deterioro de la tenacidad y al aumento de los costes de producción de la chapa de acero; por lo tanto, un límite superior de contenido de W se establece en 0,1%. No es necesario determinar, en particular, un límite inferior del contenido de W y es del 0%. El límite inferior se puede establecer en 0,01%, según sea necesario. Teniendo en cuenta los costes de afino, la producibilidad y similares, el límite superior puede establecerse en 0,05% o 0,02%.

Co: de 0 a 0,2%

El Co (cobalto) puede estar presente o porque el Co contribuye a mejorar la resistencia a altas temperaturas. Un contenido excesivo de Co provoca el deterioro de la tenacidad debido al fortalecimiento de la solución sólida o inhibe la recristalización durante el desbastado en caliente; por lo tanto, un límite superior de contenido de Co se establece en 0,2%. No es necesario determinar, en particular, un límite inferior del contenido de Co y es del 0%. Para obtener este efecto, el límite inferior se puede establecer en 0,01%, 0,02% o 0,04%. Además, teniendo en cuenta los costes de afino, la producibilidad y similares, el límite superior puede establecerse en 0,15% o 0,1%.

Ca: de 0 a 0,0030%

El Ca (calcio) puede estar presente porque el Ca tiene un efecto desulfurante. Sin embargo, un contenido excesivo de Ca provoca la formación de CaS grueso, degradando la resistencia a la corrosión; por lo tanto, un límite superior de contenido de Ca se establece en 0,0030%. No es necesario determinar, en particular, un límite inferior del contenido de Ca y es del 0%. Teniendo en cuenta los costes de afino, la producibilidad y similares, el límite superior puede establecerse en 0,0030% o 0,0020%.

REM: de 0 a 0,05%

El REM puede estar presente porque REM tiene el efecto de mejorar la tenacidad al afinar varios precipitados y tiene el efecto de mejorar la resistencia a la oxidación. Sin embargo, un contenido excesivo de REM hace que la capacidad de moldeo por colada sea significativamente deficiente y, además, degrada la tenacidad mediante el fortalecimiento de la solución sólida e inhibiendo la recristalización en el desbastado en caliente; por lo tanto, un límite superior de contenido de REM se establece en 0,05%. No es necesario determinar, en particular, un límite inferior del contenido de REM y es del 0%. Para obtener este efecto, el límite inferior se puede establecer en 0,001% o 0,002%. Además, teniendo en cuenta los costes de afino, la producibilidad y similares, el límite superior puede establecerse en 0,01% o 0,005%. Según una definición común, REM (metal de tierras raras) se refiere a un término genérico para 2 elementos, escandio (Sc), itrio (Y) y 15 elementos (lantánidos), desde el lantano (La) hasta el lutecio (Lu). Se puede agregar un elemento de REM, o se puede agregar una mezcla de elementos de REM.

Ga: de 0 a 0,1%

El Ga (galio) puede estar presente en un intervalo de 0,1% o menos para mejorar la resistencia a la corrosión y la inhibición de la fragilización por hidrógeno. No es necesario determinar, en particular, un límite inferior de un contenido de Ga y es del 0%. El límite inferior puede establecerse en 0,0002% según sea necesario, desde el punto de vista de la formación de su sulfuro y su hidruro. Un límite superior del contenido de Ga puede establecerse en 0,0020% desde el punto de vista de la producibilidad y los costes y desde el punto de vista de la potenciación de la recristalización en el desbastado en caliente.

En la presente invención, el contenido de Bi puede ser del 0,001 al 0,1% según sea necesario. Cabe señalar que los elementos comúnmente dañinos y los elementos de impurezas tales como As y Pb se reducen preferiblemente tanto como sea posible.

2. Microestructura de acero

En una microestructura de acero de la chapa de acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la presente invención, una relación de área de las estructuras que satisface cada una: diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es menor que 5,0 es del 90% o más en una sección transversal de la chapa de acero paralela a una dirección de laminación. La relación de área de las estructuras que satisface cada una: diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es menor que 5,0 es del 90% o más significa que la chapa de acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la presente invención es una chapa de acero recocida después del laminado en caliente e incluye una microestructura de acero que incluye granos relativamente equiaxiales. La relación de área de las estructuras anteriores es preferiblemente del 95% o más. Un límite superior de la relación de área es del 100%, pero se puede establecer en 99% o 98%. En este caso, la medición de la microestructura de acero se realiza de manera que los límites de grano se exponen en una sección transversal de la chapa de acero paralela a la dirección de laminación y una dirección de espesor de chapa mediante decapado electrolítico con ácido nítrico, se observa una zona que tiene como mínimo 1 mm2 bajo un microscopio óptico en posiciones de 0,25t (t: espesor de la chapa) y 0,50t (t: espesor de la chapa), y se mide una fracción de área de granos, cada una de las cuales tiene una relación de un diámetro de grano mayor y un diámetro de grano menor (diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor) que es inferior a 5,0. Una referencia de las estructuras que tienen cada una un diámetro de grano mayor/un diámetro de grano menor inferior a 5,0 es que un valor medio de la fracción de área en la posición de 0,25t y la posición de 0,50t es del 90% o más.

Un diámetro medio de grano menor de la chapa de acero inoxidable ferrítico según la presente invención es de 55 pm o menos. En este caso, se utiliza como referencia un diámetro medio de grano menor de 0,25t a 0,75t (t: espesor de la placa). Específicamente, el "diámetro medio de grano menor" se determina de manera que los límites de grano se exponen en la sección transversal de la chapa de acero paralela a la dirección de laminación y la dirección del espesor de la chapa mediante decapado electrolítico con ácido nítrico, y se observa una línea paralela a la dirección del espesor de la chapa dentro de un intervalo de 0.25t a 0.75t (t: espesor de la chapa), se mide una cantidad de granos capturados en la línea según JIS G0551 Apéndice C.2, y se divide una longitud real de la longitud por el número de granos.

Como se ilustra en la Figura 2, un diámetro medio de grano menor de más de 55 pm produce un valor de impacto Charpy bajo a 25°C. Sin embargo, un diámetro medio de grano menor que es de 55 pm o menos, aumenta el valor de impacto Charpy hasta 40 J/cm2 o más a 25°C, dando como resultado una mejora en la tenacidad de la chapa de acero. Al establecer el diámetro medio de grano menor en 50 pm o menos, la tenacidad se puede incrementar aún más. Un límite superior del diámetro medio de grano menor puede establecerse en 48 pm, 45 pm o 43 pm. También, para afinar las estructuras de una chapa de acero laminada en caliente recocida, se necesita una deformación plástica severa a baja temperatura; sin embargo, es probable que un laminado en caliente a baja temperatura produzca un gripamiento entre la chapa de acero y un rodillo de trabajo de laminación en el laminado en caliente, lo que limita el afino de las estructuras incluso en la chapa de acero laminada en caliente recocida; por lo tanto, un diámetro medio de grano se establece preferiblemente en 20 pm o más. Puede establecerse un límite inferior del diámetro medio de grano menor en 22 pm, 25 pm o 30 pm.

3. Método de producción

La chapa de acero según la presente invención se produce mediante un proceso de fabricación de acero y laminación en caliente.

No existe ninguna limitación especial en el proceso de fabricación de acero. Por ejemplo, un método preferible es uno en el que los aceros que tienen la composición química descrita anteriormente se funden en un convertidor, seguido de un afino secundario. El acero fundido se conforma en desbastes de conformidad con un método de colada conocido (colada continua). Las placas se calientan a una temperatura predeterminada y se someten a laminación en caliente mediante laminación continua, para que tengan un espesor de chapa predeterminado.

El proceso de laminación en caliente es un proceso particularmente importante para obtener la microestructura de acero según la presente invención. Los autores de la presente invención han confirmado mediante estudios realizados previamente que la microestructura de acero según los presentes inventores se puede obtener en un caso en el que se satisfagan las siguientes condiciones recomendadas.

(a) Temperatura de calentamiento: de 940 a 990°C

Para que las estructuras desbastadas en caliente sean finas, es necesario reducir la temperatura de calentamiento y establecerla en 990°C o menos. Sin embargo, una temperatura de calentamiento excesivamente baja puede producir fallas en el laminado en caliente; por lo tanto, la temperatura de calentamiento se establece en 940°C o más.

(b) Temperatura del lado de entrada del laminado en caliente rugoso: de 900 a 950°C

Al establecer una temperatura del lado de entrada en el desbastado en caliente a 950°C o menos, se pueden afinar las estructuras desbastadas en caliente. Incluso cuando la temperatura de calentamiento es alta, la temperatura de inicio del desbastado en caliente se puede reducir enfriando un desbaste en un momento del desbastado en caliente. Sin embargo, bajar excesivamente la temperatura del lado de entrada provoca fallas en el laminado en caliente; por lo tanto, la temperatura del lado de entrada se establece en 900°C o más.

(c) Temperatura final de laminación en caliente: de 850 a 900°C

Cuando la temperatura final del desbastado en caliente es superior a 900°C, las estructuras desbastadas en caliente se vuelven más gruesas. Por el contrario, cuando la temperatura final del desbastado en caliente desciende por debajo de 850°C, la recristalización después del desbastado en caliente se retrasa, lo que endurece las estructuras desbastadas en caliente (estructuras inmediatamente antes de la laminación en caliente de acabado), degradando una tenacidad de una chapa laminada en caliente después del laminado en caliente de acabado. Por ese motivo, la temperatura de finalización del desbastado en caliente se establece entre 850 y 900°C. Cabe señalar que la temperatura de finalización del desbastado en caliente se determina sustancialmente en función de la temperatura de inicio del desbastado en caliente. Sin embargo, la temperatura de finalización del desbastado en caliente se puede reducir aumentando un número de pasadas de desbastado en caliente o aumentando una reducción por laminado en el desbastado en caliente.

(d) Reducción por laminación aproximada: 80% o más

Al establecer una reducción por laminación durante el desbastado en caliente en un 80% o más, se pueden afinar las estructuras desbastadas en caliente. No es necesario determinar específicamente un límite superior de la reducción por laminación durante el desbastado en caliente, pero en la producción real, la reducción por laminación rara vez supera el 95%; por lo tanto, el límite superior puede establecerse en 95%.

(e) Calentador de barra: aumento de temperatura de 30°C o más

El desbastado en caliente se realiza como un laminado reversible y el laminado en caliente de acabado se realiza como laminado unidireccional utilizando un laminador en caliente en tándem. Por ese motivo, un tren de desbastado en caliente y un tren de laminación en caliente de acabado están separados entre sí por un espacio de unos 100 m, a través del cual la temperatura de una barra de chapa disminuye considerablemente. Si la disminución de temperatura que se produce en el espacio es excesiva, la carga del laminado en caliente de acabado se vuelve pesada, lo que hace que la calidad sea inestable y, además, no se consiga llevar la microestructura de acero al estado deseado. Además, la disminución excesiva de la temperatura aumenta la relación de estructuras no cristalizadas, aumentando el tamaño medio de grano. Por ese motivo, la temperatura de inicio del laminado en caliente de acabado de una bobina laminada en caliente debe ser uniforme en una dirección longitudinal de la bobina. Por lo tanto, es importante utilizar un calentador de barra de un sistema de inducción para calentar una barra de chapa (barra de desbastado). Es necesario que un acero inoxidable ferrítico no experimente transformación de fase y afine las estructuras de solidificación de un desbaste a través de la recristalización después del desbastado en caliente; sin embargo, para realizar la recristalización por medio de deformaciones provocadas por el desbastado en caliente, es eficaz utilizar un calentador de barra para evitar la disminución de temperatura después del desbastado en caliente eficaz. Específicamente, el calentador de barra se usa para provocar un aumento de temperatura de 30°C o más. Por el contrario, un aumento excesivo de la temperatura provoca el crecimiento del grano, lo que hace que las estructuras desbastadas en caliente se vuelvan más gruesas; por lo tanto, el aumento de temperatura se establece preferiblemente en 55°C o menos.

(f) Cubierta de aislamiento térmico: conservación del calor

De manera similar al uso del calentador en barra, como método para inhibir la disminución de la temperatura de la barra de chapa, se proporcionan cubiertas de aislamiento térmico en superficies intercaladas verticalmente con respecto a una tabla trasportadora situada entre el desbastado en caliente y el laminado en caliente de acabado para realizar la conservación del calor, mediante la cual se pretende afinar la estructura por recristalización.

(g) Temperatura del lado de entrada del laminado en caliente de acabado: de 840 a 890°C

En un proceso de laminado en caliente de acabado, se lamina una barra de chapa que tiene un espesor de chapa de 28 a 38 mm para que tenga el espesor de chapa laminada en caliente requerido, de modo que las estructuras desbastadas en caliente se alarguen y expandan, por lo que se acumulan tensiones. En este proceso, al acumular tensiones en una gran cantidad, se puede mejorar la tenacidad de una chapa laminada en caliente. Para acumular las deformaciones (aumentar la densidad de dislocación), se establece una temperatura de inicio de laminación de 890°C o menos, pero una temperatura de inicio de laminación demasiado baja provoca defectos de laminación en caliente. Por ese motivo, la temperatura del lado de entrada del laminado en caliente de acabado se establece entre 840 y 890°C.

(h) Temperatura final de laminación en caliente de acabado: de 690 a 740°C

De manera similar a la temperatura de inicio de laminado en caliente de acabado, cuando se reduce la temperatura de finalización de laminado en caliente de acabado, se acumulan tensiones, lo que aumenta la tenacidad, pero una temperatura de finalización de laminado en caliente de acabado demasiado baja provoca defectos de laminación en caliente. La causa de los defectos de laminación en caliente descritos en este documento es principalmente el gripamiento entre el rodillo de trabajo de laminación en caliente y la chapa laminada en caliente. Por ese motivon, la temperatura de inicio del laminado en caliente de acabado se establece entre 690 y 740°C. Cabe señalar que la temperatura de finalización de la laminación en caliente de acabado se determina junto con la temperatura de inicio de la temperatura de inicio de la laminación en caliente de acabado, pero se cambia según la velocidad de laminación y el espesor de la chapa.

(i) Reducción por laminación de acabado: 60% o más

Al establecer una reducción por laminación de la laminación de acabado en un 60% o más, se pueden afinar las estructuras desbastadas en caliente. Un límite superior de la reducción por laminación de la laminación de acabado no se determina específicamente, pero en la producción real, la reducción por laminación rara vez supera el 95%; por lo tanto, el límite superior puede establecerse en 95%.

(j) Período permitido para iniciar el enfriamiento por agua: en 2 segundos

Dado que un acero inoxidable ferrítico no experimenta transformación de fase, las estructuras después del desbastado en caliente se alargan y los granos expandidos, que son granos recristalizados producidos por el desbastado en caliente, se alargan y expanden por la laminación en caliente de acabado. Para que las deformaciones acumuladas en la laminación en caliente de acabado no disminuyan debido a la recuperación o recristalización, la chapa de acero se enfría inmediatamente después de la laminación en caliente de acabado. Un período desde el final de la laminación en caliente hasta el inicio del enfriamiento por agua se establece en un período de 2 segundos.

(k) Velocidad de enfriamiento: 25°C/s o más

Una vez finalizado el laminado en caliente, la chapa laminada en caliente debe enfriarse a la temperatura de bobinado deseada. La chapa laminada en caliente debe enfriarse a la temperatura de bobinado prevista entre un soporte final del laminado en caliente de acabado y una máquina de bobinado (bobinadora). En este punto, el enfriamiento se realiza a una velocidad de enfriamiento de 25°C/s o más.

(l) Temperatura final de enfriamiento por agua: de 510 a 560°C

Para controlar la temperatura de bobinado, es necesario medir la temperatura de una chapa laminada en caliente en línea usando un termómetro de radiación o similar; sin embargo, cuando la temperatura de la chapa desciende a aproximadamente 450°C, el agua en la parte superior de la chapa no se evapora sino que permanece hasta que la chapa alcance el bobinador, lo que dificulta la medición de la temperatura de la chapa; por lo tanto, la temperatura final de enfriamiento por agua se establece en 510°C o más. Para disminuir la temperatura de bobinado a 550°C o menos, la temperatura final de enfriamiento por agua se establece en 560°C o menos.

(m) Temperatura de bobinado: 500 a 550°C

Cuando la temperatura de bobinado es excesivamente alta, las deformaciones introducidas en el laminado en caliente de acabado pueden disminuir a través de la recuperación o recristalización, o se pueden precipitar precipitados tales como FeTiP que degradan la tenacidad. Por ese motivo, la temperatura de bobinado se establece en 550°C o menos. Sin embargo, cuando la temperatura de bobinado es excesivamente baja, la medición y el control de la temperatura se vuelven difíciles; por lo tanto, la temperatura de bobinado se establece en 500°C o más.

(n) Temperatura de recocido: 800 a 950°C x 10 a 30 seg.

Para obtener una chapa laminada en caliente recocida de excelente tenacidad, es necesario refinar los granos. Por ese motivo, es necesario realizar el desbastado en caliente y el laminado en caliente de acabado para provocar un estado de alta deformación de granos finos, alargados y expandidos y luego realizar un recocido a baja temperatura para formar granos finos recristalizados y para inhibir el crecimiento de granos. Específicamente, el recocido se realiza a una temperatura que varía de 800 a 950°C y durante 10 a 30 segundos. En este caso, la recristalización no se produce cuando el recocido se realiza a menos de 800°C o durante menos de 10 segundos. Además, los granos recristalizados se vuelven más gruesos y la velocidad de crecimiento de los granos recristalizados es alta cuando el recocido se realiza a más de 950°C o durante más de 30 segundos, por lo que no se puede obtener una estructura afinada y la tenacidad se deteriora.

La bobina laminada en caliente producida según la presente invención prescinde de enfriar toda la bobina en un depósito de agua, lo que simplifica el proceso de producción. El espesor de la chapa de acero laminada en caliente se fija en 5 a 12 mm o menos, que se emplea frecuentemente para bridas, pero cuando el espesor de la chapa de acero aumenta excesivamente, la tenacidad de la chapa de acero se deteriora extremadamente; por lo tanto, el espesor es deseablemente de 5 a 10 mm.

El recocido que satisface las condiciones descritas anteriormente se realiza preferiblemente después de realizar el laminado en caliente y luego se realiza el decapado, el laminado de capa superficial o el pulido superficial.

Ejemplo

Los aceros que tienen las composiciones químicas que se muestran en la Tabla 1 se fundieron, se moldearon en desbastes, y los desbastes se sometieron a la bobina de laminación en caliente de 5 a 15 mm para formar bobinas laminadas en caliente, y las bobinas laminadas en caliente se sometieron al recocido. Las condiciones para la producción se muestran en la Tabla 2 y la Tabla 3.

Tibia 1

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Li i r .» » “ ■ r i í e j sue el vsfcr i* )ituó Hí í í * Sel ¡net vale ae¡miSc en is t f « en e Invirdon Tas la 3

La indica f lu e t lv 6 I& te iifctó íu e fi del mter>al: Teü-itc la c re e rte ir^? ro¿ '-

En cada una de las secciones transversales de las chapas de acero laminadas en caliente recocidas resultantes que están en paralelo a la dirección de laminación, se observó una microestructura de acero para medir una fracción de área de estructuras que satisfacen: diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es inferior a 5,0 en posiciones de 0,25t (t: espesor de la chapa) y 0,50t (t: espesor de la chapa), y se determinó un valor medio de las fracciones de área. A continuación, en cada una de las secciones transversales de las chapas de acero laminadas en caliente recocidas resultantes que están en paralelo a la dirección del espesor de la chapa, se expusieron los límites de grano mediante decapado electrolítico con ácido nítrico, se observó una línea paralela a la dirección del espesor de la chapa dentro de un intervalo de 0,25t a 0,75t (t: espesor de la chapa), y se midió una serie de límites de grano que cruzaban la línea para determinar el "diámetro medio de grano menor". Además, de cada una de las chapas de acero laminadas en caliente recocidas resultantes, se tomó una muestra de ensayo de impacto Charpy y se sometió al ensayo de impacto Charpy a 25°C. Los resultados de lo anterior se muestran en la Tabla 4.

Tabla*

La mfrCa r Sea qué d val W i í i ituó Lera Sel i "lar vafe daíiriüc e r la e s e n e nveroen Aplicabilidad industrial

Como se ilustra en la Tabla 4, en los Ejemplos de invención de la presente invención 1 a 18, 20 sus chapas de acero tenían todas buenas cualidades superficiales, y sus valores de impacto Charpy a 25°C fueron de 40 J/cm2 o más. Por el contrario, en los ejemplos comparativos 1 a 26, al menos una de sus composiciones químicas o microestructuras de acero se situaron fuera de los intervalos correspondientes definidos en la presente invención y se deterioró su tenacidad. Además, en los Ejemplos comparativos 27 y 28, sus temperaturas de desbastado fueron excesivamente bajas, lo que no provocó la recristalización y granos gruesos, provocando defectos de laminación en caliente, y también se deterioró su tenacidad.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una chapa de acero inoxidable ferrítico que tiene un espesor de chapa t de 5,0 a 12,0 mm, que comprende una composición química que consiste en, en porcentaje en masa:

C: de 0,001 a 0,010%;

Si: de 0,01 a 1,0%;

Mn: de 0,01 a 1,0%;

P: 0,04% o menos;

S: 0,010% o menos;

Cr: de 10,0 a 20,0%;

Ni: de 0,01 a 1,0%;

Ti: de 0,10 a 0,30%;

V: de 0,01 a 0,40%;

Al: de 0,005 a 0,3%;

N: de 0,001 a 0,02%;

B: de 0 a 0,0030%;

Mo: de 0 a 2,0%;

Cu: de 0 a 0,3%;

Mg: de 0 a 0,0030%;

Sn: de 0 a 0,1%;

Sb: de 0 a 0,1%;

Zr: de 0 a 0,1%;

Ta: de 0 a 0,1%;

Nb: de 0 a 0,1%;

Hf: de 0 a 0,1%;

W: de 0 a 0,1%;

Co: de 0 a 0,2%;

Ca: de 0 a 0,0030%;

REM: de 0 a 0,05%;

Ga: de 0 a 0,1%; y opcionalmente

Bi: de 0,001 a 0,1%,

siendo el resto Fe e impurezas inevitables, en donde

en una microestructura de acero, en una sección transversal paralela a una dirección de laminación, una relación de área de las estructuras que satisfacen cada una de ellas: diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es inferior a 5,0 es del 90% o más, y un diámetro medio de grano menor de las estructuras es de 55 pm o menos, y en donde la relación de área de las estructuras que satisfacen cada una: diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es inferior a 5,0 se determina como se describe en la descripción, y

el diámetro medio de grano menor de las estructuras se determina como se describe en la descripción.

2. Una bobina caliente hecha de la chapa de acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la reivindicación 1.

3. Un elemento de brida de escape de automóvil hecho de la chapa de acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la reivindicación 1.

4. Un elemento de brida de escape de automóvil fabricado utilizando la bobina caliente de acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la reivindicación 2.