ES2883551T3

ES2883551T3 - Lámina de acero inoxidable ferrítico, bobina caliente y miembro de brida para sistema de escape de vehículos de motor

Info

Publication number: ES2883551T3
Application number: ES17898742T
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: 2021-12-09
Anticipated expiration: 2037-02-28
Also published as: US20200002793A1; CN110337503A; JP6278159B1; PL3591083T3; EP3591083B1; MX2019010232A; US11214856B2; WO2018158853A1; KR20190124260A; KR102377928B1; JPWO2018158853A1; EP3591083A4; EP3591083A1; CN110337503B

Abstract

Una lámina de acero inoxidable ferrítico que tiene un espesor de lámina t de 5,0 a 12,0 mm, que comprende una composición química que consta de, en porcentaje de masa: C: 0,001 a 0,010 %; Si: 0,01 a 1,0 %; Mn: 0,01 a 1,0 %; P: 0,04 % o menos; S: 0,010 % o menos; Cr: 10,0 a 20,0 %; Ni: 0,01 a 1,0 %; Ti: 0,10 a 0,30 %; V: 0,01 a 0,40 %; Al: 0,005 a 0,3 %; N: 0,001 a 0,02 %; B: 0 a 0,0030 %; Mo: 0 a 2,0 %; Cu: 0 a 0,3 %; Mg: 0 a 0,0030 %; Sn: 0 a 0,1 %; Sb: 0 a 0,1 %; Zr: 0 a 0,1 %; Ta: 0 a 0,1 %; Nb: 0 a 0,1 %; Hf: 0 a 0,1%; W: 0 a 0,1%; Co: 0 a 0,2 %; Ca: 0 a 0,0030 %; REM: 0 a 0,05 %; Ga: 0 a 0,1%; y opcionalmente, Bi: 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 laminado, una relación de área de las estructuras que satisfacen cada una: que la relación diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es 5,0 o superior es del 90% o superior, y un diámetro de grano menor promedio de la estructuras es de 100 μm o menor en donde la relación de área de las estructuras que satisfacen cada una: relación de diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es de 5.0 o superior se determina como se describe en la memoria, y el diámetro de grano menor medio de las estructuras se determina como se describe en la memoria.

Description

DESCRIPCIÓN

Lámina de acero inoxidable ferrítico, bobina caliente y miembro de brida para sistema de escape de vehículos de motor

CAMPO TÉCNICO

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

TÉCNICA ANTERIOR

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, una tubería central, un tubería 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 debido a que el acoplamiento de brida reduce las horas de trabajo y los espacios de trabajo.

Desde el punto de vista de prevenir el ruido producido por las vibraciones y garantizar la rigidez, a menudo se utilizan bridas gruesas con espesores de 5 mm o más. Las bridas son producidas a través de procesos tales como punzonado y conformado a presión, y se utiliza una lámina 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, presentan óxido, que en algunos casos estropea su apariencia. Por tanto, en lugar de las láminas de acero comunes, se han empleado positivamente láminas de acero inoxidable como materiales de partida de las pestañas.

Un acero inoxidable ferrítico tiene una tenacidad baja en comparación con un acero común porque el acero inoxidable ferrítico contiene Cr y es difícil refinar 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, medidas como calentar una bobina de acero inoxidable antes de hacer que el acero inoxidable corra y reducir el espesor de una lámina de acero laminada en caliente

Para producir una lámina de acero laminada en caliente o una lámina de acero templado laminada en caliente hecha de un acero inoxidable ferrítico que tiene un espesor de lámina de 5 mm o más, un aumento en el espesor de la lámina degrada aún más su tenacidad. Una lámina de acero, cuando se desenrolla, es propensa a romperse mediante un proceso de nivelación, un proceso de corte, un proceso de templado de una lámina de acero laminada en caliente, un proceso de decapado y similares. Para pasar una lámina 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 lámina de acero hecha de acero inoxidable ferrítico con un espesor de lámina de más de 5 mm, ha sido una práctica convencional producir la lámina 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 lámina 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 lámina de acero inoxidable ferrítico.

Por ejemplo, el documento 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 la fisuración, asociada con el desenrollado en frío, laminado en frío y diversas manipulaciones es menos probable se produzca, en el método, inmediatamente después de someterse a laminado en caliente, una banda de acero es enfriada rápidamente a una velocidad de enfriamiento de 10° C/seg o mayor y se enrolla a una temperatura de 450° C o menor. 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 tienen un espesor de lámina de 3 mm se desenrolló con éxito. Los Documentos de Patente 1 describen que esta técnica permite evitar el empleo de un método de producción que conduce a grandes variaciones en el valor de tenacidad de las bandas de acero laminadas en caliente, tales como sumergir las bandas de acero laminadas en caliente en un tanque de agua para someterlas a enfriamiento por agua.

El documento JP8-199237A (Documento de patente 2) describe un método para producir una banda de acero laminada en caliente que tiene un espesor de lámina de 4,5 mm o más y 9,0 mm o menos de un acero inoxidable ferrítico que contiene 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 hasta formar una lámina de acero laminada en caliente, en la cual, inmediatamente después de someterse a laminado en caliente a 800° C o más, una banda de acero es enfriada y es enrollada a una temperatura que satisface una relación de t x T < 3600, en donde t indica un espesor de lámina de la banda de acero laminado en caliente y T indica una temperatura de bobinado en el laminado en caliente.

El documento 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 evitar consecuentemente un problema de fisuración de materiales en una línea a través de la cual una bobina laminada en caliente desenrollada se desplaza, y tiene un espesor de lámina de 5 a 12 mm. Como medios 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 superior, y una bobina es sumergida 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 superior, y la bobina se mantiene en el agua durante 15 minutos o más.

Por el contrario, el documento 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 evitar consecuentemente un problema de fisuración de materiales en una línea a través de la cual una bobina laminada en caliente desenrollada se desplaza, y tiene un espesor de lámina de 5 a 10 mm. Como medios para la prevención, el Documento de Patente 4 describe un método de producción en el que una placa de acero inoxidable se somete a laminado de acabado a una temperatura de acabado de laminado de 890° C o más, es enfriada con agua antes de enrollar y es enrollada en una bobina a una temperatura de bobinado de 400° C, y la bobina se sumerge en agua dentro de los 30 minutos desde el final del bobinado y se mantiene en el agua durante 15 minutos o más.

El documento JP2000-169943A (Documento de Patente 5) describe un acero inoxidable ferrítico que consiste en, en porcentaje de masa, C: 0,001 a 0.1 %, N: 0,001 a 0.05 %, Cr: 10 a 25 %, S: 0,01 % o menos, P: 0,04 % o menos, Mn: 0,01 a 2 %, Si: 0,01 a 2 %, O: 0,01 % o menos, Sn: 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.

El Documento de Patente 6 describe un material de acero inoxidable ferrítico laminado de excelente resistencia a la corrosión y tenacidad, en particular adecuado como material para una brida y un método para producir el mismo y una parte de brida. El material de acero inoxidable ferrítico laminado contiene, en % en masa, C: 0,001 a 0,08 %, Si: 0,01 a 1,0 %, Mn: 0,01 a 1,0 %, P: 0,01 a 0,05 %, S: 0,0002 a 0,01 %, Cr: 10,0 a 25,0 %, y N: 0,001 a 0,05 %, tiene un equilibrio 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 laminado del 20% o más en una sección transversal paralela a la dirección de laminado en cualquier ubicación entre los extremos izquierdo y derecho de la lámina 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: EP 3124635 A1

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

PROBLEMA TÉCNICO

Para la técnica del Documento de Patente 1, es difícil mejorar la tenacidad de una lámina gruesa de acero inoxidable ferrítico que tiene un espesor de lámina 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 con agua, tal como con la técnica del Documento de Patente 3, tiene el problema de las 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 acabado de laminado 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 en para ajustar la tenacidad y un valor de impacto Charpy; por lo tanto, como se establece en el Documento de Patente 1, surge el problema de que 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 1000 °C o más y 1300 °C o menos, que por lo tanto no reduce el tamaño de grano de una lámina 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 las técnicas conocidas y producir de manera eficiente una lámina de acero inoxidable ferrítico de excelente tenacidad.

SOLUCIÓN AL PROBLEMA

Para resolver los problemas anteriores, los presentes inventores realizaron estudios detallados sobre la tenacidad a baja temperatura de una lámina de acero inoxidable ferrítico desde el punto de vista de los componentes, las condiciones de laminado en caliente y las microestructuras de acero, y aclararon las influencias sobre los cambios de estructura y la 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, una placa que va a ser sometida a laminado 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 una anchura de varios cientos de micrómetros a diez y pico milímetros y una longitud de varios milímetros a varios centímetros. En el laminado en caliente, la placa se calienta normalmente a 1100 °C a 1300 °C en un horno de recalentamiento y es laminada mediante laminado reversible utilizando un laminador de desbaste hasta formar una barra de lámina que tiene un espesor de placa de 20 a 40 mm, cuando la mayoría de las partes de las estructuras recristalizan para ser refinados a varios cientos de micrómetros en términos de tamaño de grano. La barra de lámina se lamina en un proceso de laminado en caliente de acabado posterior para tener el espesor de placa deseado. El laminado de acabado en caliente se realiza normalmente en tándem, en donde el laminado se realiza en una dirección, pero en el caso de utilizar un molino Steckel, incluso el laminado de acabado en caliente se realiza de manera reversible. En el laminado de acabado en caliente, las estructuras sometidas al laminado en caliente bruto solo se alargaron y expandieron, y solo muy pocas de ellas experimentaron recristalización.

El presente inventor investigó los cambios que se producen en las estructuras en los procesos anteriores y sus influencias en la calidad del material y encontró, a través de la investigación, que el refinado de estructuras laminadas en caliente en bruto es muy efectivo para mejorar la tenacidad de una lámina de acero laminada en caliente. Para refinar una microestructura de acero, es efectivo 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 laminado en caliente en bruto, las porciones 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, es sometida a un laminado de acabado para producir una bobina laminada en caliente y la bobina laminada en caliente es sometida a un templado de laminado en frío para producir una lámina, la lámina muestra un deterioro superficial grueso llamado estriado 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 laminadas en caliente en bruto, 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 de superficie 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 hecho 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 lámina.

Por lo tanto, los presentes inventores realizaron estudios y encontraron que la tenacidad de una lámina de acero laminada en caliente y la tenacidad de una lámina de acero templado laminado en caliente son mejoradas al realizar el refinamiento 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 laminadas en caliente en bruto, es importante establecer una temperatura de calentamiento de laminado en caliente de 940 a 990 °C y realizar un proceso de laminado en caliente en bruto a una temperatura lo más baja posible. Sin embargo, una temperatura de calentamiento excesivamente baja dificulta la recristalización durante un período que abarca desde el proceso de laminado en caliente en bruto hasta el inicio del acabado final en caliente. Por lo tanto, es particularmente importante inhibir una disminución de la temperatura de una banda de acero durante el período que abarca desde el final del laminado en caliente en bruto hasta el inicio del laminado final en caliente. Para las partes de acoplamiento de bridas, una lámina de acero que no se somete a laminado en frío sino que se somete a laminado en caliente y, por lo tanto, no hay problema de estriado en primer lugar.

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 superior, mientras que el producto de acero convencional muestra alrededor de 20 J/cm2 o inferior.

La presente invención está definida en las reivindicaciones.

EFECTOS VENTAJOSOS DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar eficazmente una lámina de acero inoxidable ferrítico de excelente tenacidad. La lámina de acero inoxidable ferrítico es particularmente adecuada para un miembro de brida de escape de un automóvil.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

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.

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

DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES

1. Composición química

C: 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 conduce a un aumento de los costes de refinado; 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 lámina de acero, el límite inferior se puede establecer en 0,002 % o 0,003 %, y el límite superior se puede establecer en 0,009 %, 0,008 % o 0,007 %.

Si: 0,01 a 1,0 %

Se puede añadir 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, resulta mejor ya que el Si es un elemento de fortalecimiento de solución sólida. Un contenido excesivo de Si provoca un deterioro significativo de la tenacidad y, por tanto, un límite superior del contenido de Si se establece en el 1,0 %. Al mismo tiempo, 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 conduce a un aumento de los costes de refinado; por lo tanto, teniendo en cuenta la calidad del material, la resistencia inicial a la oxidación y similares, el límite inferior se puede establecer en 0,05, 0,10 % o 0,15 %, y el límite superior se puede establecer en 0,9 %, 0,8 %, 0,7 % o 0,6 %.

Mn: 0,01 a 1,0 %

El Mn (manganeso) es, como con el Si, un elemento de fortalecimiento de solución sólida y, por lo tanto, en consideración de 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 %. Al mismo tiempo, la reducción excesiva de Mn conduce a un aumento de los costes de refinado y, además, la adición de una pequeña cantidad de Mn mejora la propiedad de pelado de incrustaciones; por 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 se puede establecer en 0,1 %, 0,2 %, 0,25 % o 0,3 %, y el límite superior se puede establecer en 0,7 %, 0,6 %, 0,5 % o 0,4 %.

P: 0.04 % o menos

El P (fósforo) es un elemento que está mezclado en la lámina 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 del 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 la 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 0 %. Sin embargo, una reducción excesiva de P conduce 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 se puede establecer en 0,03 %, 0,025 % o 0,02 %.

S: 0.010 % o menos

El S (azufre) es también un elemento mezclado en la lámina 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 laminado en caliente en bruto 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 0 %. Sin embargo, el S se combina con Mn o Ti para ejercer un efecto de mejora en la propiedad de punzonado en la formación de pestañas. 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 lámina de acero se utiliza como parte del sistema de combustible, el límite superior se puede establecer en 0,008 %, 0,006 % o 0,005 %.

Cr: 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 en consideración de la resistencia a la corrosión por sales requerida de una brida, es necesario contener Cr al 10,0 % o más. Al mismo tiempo, un contenido excesivo de Cr endurece la lámina de acero, degradando la conformabilidad y la tenacidad. Además, el Cr tiende a retrasar la recristalización en el laminado 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 de acabado en caliente para degradar la tenacidad de la lámina 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 lámina 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: 0,01 a 1,0 %

El Ni (níquel) inhibe la corrosión por grietas y mejora la resistencia inicial a la oxidación al favorecer la repasivación; por lo tanto, está contenido un 0,01 % o más de Ni. Sin embargo, un contenido excesivo de Ni conduce al endurecimiento, degrada la conformabilidad y favorece la precipitación de las fases de austenita durante el laminado en caliente, retrasando la recristalización durante el laminado en caliente en bruto y, además, hace que se produzca fácilmente la fisuración por corrosión bajo tensión; por lo tanto, un límite superior del 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 se puede establecer en 0,02%, 0,03% o 0,05%, y el límite superior se puede establecerse en 0,5 %, 0,3 %, 0,2 % o 0,1 %.

Ti: 0,10 a 0,30 %

El Ti (titanio) es un elemento que se añade 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 el C y el N no se inmovilizan lo suficiente, se produce una sensibilización para formar un Zona empobrecida en Cr, lo que da lugar a un deterioro significativo de la resistencia a la corrosión; por tanto, un límite inferior de contenido de Ti es 0,10 %.

Para asegurar una resistencia a la corrosión de la lámina de acero, así como de su zona de soldadura, el límite inferior se puede establecer en 0,12 %, 0,14 % o 0,16 %. Al mismo tiempo, 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 lámina 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 se puede establecer en 0,28 %, 0,25 % o 0,22 %.

V: 0,01 a 0,40 %

El V (vanadio) inhibe la corrosión por grietas y, además, contribuye a mejorar la tenacidad cuando se añade en cantidades mínimas; por lo tanto, está contenido un 0,01 % o más de V. Sin embargo, un contenido excesivo de V conduce al endurecimiento, degrada la formabilidad 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: 0,005 a 0,3%

El Al (aluminio) es un elemento añadido como elemento desoxidante y mejora la tenacidad de la lámina de acero al reducir los óxidos en el acero. El Al ejerce la acción cuando un contenido de Al es del 0,005 % o superior y, por 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 laminado en caliente en bruto; por tanto, un límite superior del contenido de Al es 0,3 %. Además, teniendo en cuenta los costes de refinado y similares, el límite inferior se puede establecer en 0,01 %, 0,02 % o 0,03 %, y el límite superior se puede establecer en 0,15 %, 0,1 %, 0,08 % o 0,06 %.

N: 0,001 a 0,02 %

El N (nitrógeno) degrada la tenacidad y la resistencia a la corrosión al igual que 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 se puede conseguir únicamente refinando 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 conduce a un aumento de los costes de refinado; por lo tanto, un límite inferior del contenido de N se establece en 0,001 %. Además, en consideración de los costes de producción, la trabajabilidad, la resistencia inicial a la oxidación y similares, un límite inferior del contenido de N se puede establecer en 0,003 %, 0,005 % o 0,006 %, y el límite superior se puede establecer 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 laminado 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: 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 contenido para mejorar la propiedad de perforación de una pestaña. Sin embargo, un contenido excesivo de B provoca la precipitación de boruros, degradando la tenacidad y, además, retrasa la recristalización durante el laminado en caliente en bruto; 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 0%. Para mejorar la tenacidad y similares, el límite inferior se puede establecer en 0,0001 % o 0,0002 %. Teniendo en cuenta los costes y el deterioro de la ductilidad, el límite superior se puede establecer en 0,0020 %, 0,0010 % o 0,0005 %.

Mo: 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, el Mo puede estar contenido para inhibir la corrosión por 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 oxidación desprendible, y retrasa la recristalización en el laminado en caliente en bruto a una estructura laminada en caliente en bruto gruesa, 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 se puede establecer en 0,02 % o O, 03%, y el límite superior se puede establecerse en 1,2 %, 0,3 % o 0,1 %.

Cu: 0 a 0,3 %

El Cu (cobre) puede estar contenido porque el Cu mejora la resistencia a altas temperaturas y, además, inhibe la corrosión por grietas y favorece la repasivación. Un contenido excesivo de Cu conduce 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 0 %. Para mejorar la conformabilidad y la tenacidad, puede estar contenido un 0,01 % o más de Cu. Teniendo en cuenta la propiedad de decapado en la producción, el límite inferior se puede establecer en 0,01 % o 0,03 %, y el límite superior se puede establecer en 0,02 %, 0,12 % o 0,10 %.

Mg: 0 a 0,0030 %

En algunos casos, el Mg (magnesio) se añade como elemento desoxidante y, además, es un elemento que contribuye a mejorar la conformabilidad al refinar las estructuras de una placa. Además, un óxido de Mg sirve como lugar 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 esa razón, el Mg puede estar contenido. Sin embargo, un contenido excesivo de Mg conduce 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 0 %. El límite inferior se puede establecer en 0,0003 %, 0,0006 % o 0,01 % según sea necesario. Teniendo en cuenta los costes de refinado y similares, el límite superior se puede establecer en 0,0020 % o 0,0010 %.

Sn: 0 a 0,1 %

Sb: 0 a 0,1 %

El Sn (estaño) y el Sb (antimonio) pueden estar contenidos porque el Sn y el Sb contribuyen a mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia a altas temperaturas. Los contenidos excesivos de Sn y Sb provocan la fisuración de la placa en la producción de la lámina de acero y, además, provocan el deterioro de la tenacidad de la lámina 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 ser determinados 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 refinado, la producibilidad y similares, los límites superiores se pueden establecer en 0,05 % o 0,02 %.

Zr: 0 a 0,1 %

Ta: 0 a 0,1 %

Nb: 0 a 0,1 %

Hf: 0 a 0,1 %

El Zr (circonio), el Ta (tantalio), el Nb (niobio) o el Hf (hafnio) pueden estar contenidos porque el Zr, el Ta, el Nb y e1Hf combinan el C y el 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 lámina 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 ser determinados 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 refinado, la producibilidad y similares, los límites superiores se pueden establecer en 0,08 % o 0,03 %.

W: 0 a 0,1 %

Al igual que con el Mo, el W (tungsteno) puede estar contenido porque W contribuye a mejorar la resistencia a la corrosión y la resistencia a altas temperaturas. Un contenido excesivo de W conduce al deterioro de la tenacidad y al aumento de los costes de producción de la lámina 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 refinado, la producibilidad y similares, el límite superior se puede establecer en 0,05 % o 0,02 %.

Co: 0 a 0,2 %

El Co (cobalto) puede estar contenido 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 laminado en caliente en bruto; 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 de 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 refinado, la producibilidad y similares, el límite superior se puede establecer en 0,15 % o 0,1 %.

Ca: 0 a 0,0030 %

El Ca (calcio) puede estar contenido 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 refinado, la producibilidad y similares, el límite superior se puede establecer en 0,0030 % o 0,0020 %.

REM: 0 a 0,05 %

El REM puede estar contenido porque REM tiene el efecto de mejorar la tenacidad al refinar diversos precipitados y tiene el efecto de mejorar la resistencia a la oxidación. Sin embargo, un contenido excesivo de REM hace que la colabilidad sea significativamente deficiente y, además, degrada la tenacidad mediante el fortalecimiento de la solución sólida e inhibiendo la recristalización en el laminado en caliente en bruto; 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 refinado, la producibilidad y similares, el límite superior se puede establecer 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 (lantanoide), desde el lantano (La) hasta el lutecio (Lu). Se puede añadir un elemento de REM, o se puede añadir una mezcla de elementos de REM.

Ga: 0 a 0,1 %

El Ga (galio) puede estar contenido en un rango de 0,1 % o menor 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 de 0 %. El límite inferior se puede establecer 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 se puede establecer en 0,0020 % desde el punto de vista de la producibilidad y los costes y desde el punto de vista de la promoción de la recristalización en el laminado en caliente en bruto.

En la presente invención, puede estar contenido del 0,001 al 0,1 % de Bi según sea necesario. Téngase en cuenta que los elementos comúnmente perjudiciales y los elementos de impurezas tales como el As y el Pb se reducen preferiblemente tanto como sea posible.

2. Microestructura de acero

En una microestructura de acero de la lámina de acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la presente invención, una relación de área de las estructuras que satisfacen cada una lo siguiente: diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es 5,0 o más es el 90 % o más en una sección transversal de la lámina de acero paralela a una dirección de laminado. La relación de área de las estructuras que satisface cada una: diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor siendo 5,0 o más siendo 90% o más significa que la lámina de acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la presente invención es una lámina de acero tal como es después del laminado en caliente. La relación de áreas de las estructuras anteriores se hace preferiblemente lo más alta posible. Se puede establecer un límite inferior de la relación de áreas en 91 %, 92 % o 93 % según sea necesario. Un límite superior de la relación de áreas es del100 %, pero se puede establecer en 99 % o en 98 %. Aquí, la medición de la microestructura de acero se realiza de tal manera que los límites de grano se exponen en una sección transversal de la lámina de acero paralela a la dirección de laminado y una dirección del espesor de la lámina mediante grabado electrolítico de ácido nítrico, una zona que tiene en mínimo 1 mm2 se observa bajo un microscopio óptico en posiciones de 0,25t (t: espesor de la lámina) y 0,50t (t: espesor de la lámina), y una fracción de área de granos, cada uno de los cuales tiene una relación de un diámetro de grano mayor y un diámetro de grano menor (mayor diámetro de grano/diámetro de grano menor) que es de 5,0 o más. Una referencia de las estructuras que tienen cada una un diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor de 5,0 o más es que un valor medio de la fracción de área en la posición de 0,25 t y la posición de 0,50 t es del 90 % o superior.

Un diámetro de grano menor medio de la lámina de acero inoxidable ferrítico según la presente invención es de 100 pm o menor. Aquí, se utiliza como referencia un diámetro medio de grano menor de 0,25 a 0,75 t (t: espesor de la placa). Específicamente, el "diámetro medio de grano menor" se determina de tal manera que los límites de grano se exponen en la sección transversal de la lámina de acero paralela a la dirección de laminado y la dirección del espesor de la lámina mediante grabado electrolítico de ácido nítrico, y una línea paralela a la dirección del espesor de la lámina se observa dentro de un rango de 0,25t a 0.75t (t: espesor de la lámina), 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 de grano menor promedio de más de 100 pm produce un valor de impacto Charpy bajo a 25 °C. Sin embargo, un diámetro de grano menor promedio de 100 pm o menor aumenta el valor de impacto Charpy de 25 °C hasta 40 J/cm2 o más, da como resultado una mejora en la tenacidad de la lámina de acero. En este punto, incluso si los granos gruesos, alargados y expandidos que no se recristalizan durante el laminado en caliente bruto permanecen parcialmente, la tenacidad requerida para la lámina de acero está asegurada por los granos de ferrita finos, alargados y expandidos que rodean los granos gruesos, alargados y expandidos. Por esa razón, un límite superior del diámetro medio de los granos menores se establece en 100 pm. Para mejorar la tenacidad, el límite superior se puede establecer en 95 pm, 90 pm, 85 pm, 80 pm o 78 pm. Por el contrario, cuando se realiza una deformación plástica severa a baja temperatura para refinar estructuras, es probable que se produzca un desgaste entre la lámina de acero y un rodillo de trabajo de laminado en el laminado en caliente, lo que también limita el refinamiento de las estructuras; por lo tanto, se puede establecer un límite inferior del diámetro medio de grano menor en 30 pm. El límite inferior se puede establecer en 40 pm, 47 pm, 51 pm, 55 pm o 60 pm según sea necesario.

3. Método de producción

La lámina de acero de acuerdo con la presente invención se produce mediante un proceso de fabricación de acero y laminado 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 son fundidos en un convertidor, seguido de un segundo refinado. El acero fundido es conformado en placas de conformidad con un método de colada conocido (colada continua). Las placas se calientan a una temperatura predeterminada y se someten a laminado en caliente mediante laminado continuo, para que tengan un espesor de lámina predeterminado.

El proceso de laminado en caliente es un proceso particularmente importante para obtener la microestructura de acero según la presente invención. Los presentes inventores 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 cumplan las siguientes condiciones recomendadas.

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

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

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

Al establecer una temperatura del lado de entrada en el laminado en caliente en bruto a 950 °C o menor, las estructuras laminadas en caliente en bruto se pueden refinar. Incluso cuando la temperatura de calentamiento es alta, la temperatura de inicio del laminado en caliente en bruto se puede reducir enfriando una placa en un momento del laminado en caliente en bruto. Sin embargo, bajar excesivamente la temperatura del lado de entrada produce defectos en el laminado en caliente; por lo tanto, la temperatura del lado de entrada se establece en 900 °C o superior.

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

Cuando la temperatura final del laminado en caliente en bruto es superior a 900 °C, las estructuras laminadas en caliente en bruto se vuelven más gruesas. Por el contrario, cuando la temperatura final del laminado en caliente en bruto desciende por debajo de 850 °C, la recristalización después del laminado en caliente en bruto se retrasa, lo que endurece las estructuras laminadas en caliente en bruto (estructuras inmediatamente antes de terminar el laminado en caliente), degradando la tenacidad de la lámina laminada en caliente después del laminado de acabado en caliente. Por esa razón, la temperatura de finalización del laminado en caliente áspero se establece entre 850 y 900 °C. Téngase en cuenta que la temperatura de finalización del laminado en caliente en bruto se determina sustancialmente dependiendo de la temperatura de inicio del laminado en caliente en bruto. Sin embargo, la temperatura de finalización del laminado en caliente en bruto se puede reducir aumentando un número de pasadas del laminado en caliente en bruto o aumentando una reducción de laminado en el laminado en caliente en bruto.

(d) Reducción de laminado en bruto: 80% o superior

Al establecer una reducción de laminado del laminado en caliente en bruto en un 80% o más, se pueden refinar las estructuras laminadas en caliente en bruto. No es necesario determinar específicamente un límite superior de la reducción de laminado del laminado en caliente en bruto, pero en la producción real, la reducción de laminado 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 laminado en caliente en bruto se realiza como laminado reversible y el laminado de acabado en caliente se realiza como laminado unidireccional utilizando un laminador en caliente en tándem. Por esa razón, un tren de laminado en caliente de desbaste y un tren de laminado 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 lámina disminuye considerablemente. Si la disminución de temperatura que se produce en el espacio es excesiva, la carga del laminado de acabado en caliente se vuelve pesada, lo que hace que la calidad sea inestable y, además, no consigue llevar la microestructura de acero al estado deseado. Además, la disminución excesiva de la temperatura aumenta la proporción de estructuras no cristalizadas, aumentando el tamaño de grano medio. Por esa razón, 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 tanto, es importante utilizar un calentador de barra de un sistema de inducción para calentar una barra de lámina (barra en bruto). Es necesario que un acero inoxidable ferrítico no experimente transformación de fase y refine las estructuras de solidificación de una placa a través de la recristalización después del laminado en caliente en bruto; sin embargo, para realizar la recristalización por medio de deformaciones provocadas por el laminado en caliente en bruto, utilizar un calentador de barra para evitar la disminución de temperatura después de que el laminado en caliente brusco es efectivo. Específicamente, el calentador de barra se utiliza 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 laminadas en bruto en caliente se vuelvan más gruesas; por lo tanto, el aumento de temperatura se establece preferiblemente en 55 °C o menor.

(f) Cubierta de aislamiento térmico: conservación del calor

De manera similar al uso del calentador de barra, como método para inhibir la disminución de la temperatura de la barra de lámina, se proporcionan cubiertas de aislamiento térmico en superficies intercaladas verticalmente con una mesa de transporte provista entre el laminado en bruto en caliente y el laminado de acabado en caliente para realizar la conservación del calor, mediante cuya estructura se pretende refinar mediante recristalización.

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

En un proceso de laminado de acabado, en caliente se lamina una barra de lámina que tiene un espesor de lámina de 28 a 38 mm para que tenga el espesor de lámina laminado en caliente requerido, de modo que las estructuras laminadas en caliente en bruto son alargadas y expandidas, por lo que se acumulan tensiones. En este proceso, al acumular tensiones en una gran cantidad, se puede mejorar la tenacidad de una lámina laminada en caliente. Para acumular las deformaciones (aumentar la densidad de dislocación), se establece una temperatura de inicio de laminado de 890 °C o menor, pero una temperatura de inicio de laminado demasiado baja produce defectos de laminado en caliente. Por esa razón, la temperatura del lado de entrada del laminado en caliente de acabado se establece entre 840 y 890 °C.

(h) Temperatura de finalización de laminado de acabado en caliente: 690 a 740 °C

De manera similar a la temperatura de inicio de laminado de acabado en caliente, cuando se reduce la temperatura de finalización de laminado de acabado en caliente, se acumulan tensiones, lo que aumenta la tenacidad, pero una temperatura de finalización de laminado de acabado en caliente demasiado baja produce defectos de laminado en caliente. La causa de los defectos de laminado en caliente descritos en este documento es principalmente el desgaste entre el rodillo de trabajo de laminado en caliente y la lámina laminada en caliente. Por esa razón, la temperatura de finalización del laminado en caliente de acabado se establece entre 690 y 740 °C. Téngase en cuenta que la temperatura de finalización del laminado de acabado en caliente se determina junto con la temperatura de inicio del laminado de acabado en caliente, pero se cambia dependiendo de la velocidad de laminado y el grosor de la lámina.

(i) Reducción de laminado de acabado: 60% o más

Al establecer una reducción de laminado del laminado de acabado en un 60 % o más, se pueden refinar las estructuras laminadas en caliente en bruto. Un límite superior de la reducción de laminado del laminado de acabado no se determina específicamente, pero en la producción real, la reducción de laminado 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 laminado en caliente en bruto se alargan y los granos expandidos que son granos recristalizados producidos por el laminado en caliente en bruto se alargan y expanden por el laminado de acabado en caliente. Para que las deformaciones acumuladas en el laminado de acabado en caliente no disminuyan debido a la recuperación o recristalización, la lámina de acero es enfriada inmediatamente después del laminado de acabado en caliente. Un período desde el final del laminado en caliente final hasta el inicio del enfriamiento con agua se establece en un período de 2 segundos.

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

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

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

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

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

Cuando la temperatura de bobinado es excesivamente alta, las deformaciones introducidas en el laminado de acabado en caliente pueden disminuir a través de la recuperación o recristalización, o pueden precipitar precipitados tales como FeTiP para degradar la tenacidad. Por esa razón, la temperatura de bobinado se establece en 550 °C o inferior. Sin embargo, cuando la temperatura de bobinado es excesivamente baja, la medición y el control de la temperatura resultan difíciles; por lo tanto, la temperatura de bobinado se establece en 500 °C o superior.

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

A través del decapado, laminado skin-pass o pulido de la superficie después del laminado en caliente, la lámina de acero laminada en caliente puede resultar adecuada para una brida.

EJEMPLO

Los aceros que tienen las composiciones químicas mostradas en la Tabla 1 se fundieron, se moldearon en placas y las placas fueron sometidas a la bobina de laminado en caliente de 5 a 15 mm para formar bobinas laminadas en caliente. Las condiciones para la producción se muestran en la Tabla 2 y en la Tabla 3.

Cabe señalar que los ejemplos preparados a partir de los aceros números 13 y 19 son ejemplos de referencia, como se indica con los asteriscos (*) en las Tablas 1 a 4.

La m a rca in d ic a qu e el va lo r ca yó fu e ra del ra n g o d e fin id o en la p re se n te inven c ión .

TABLA 2

La marca indica que el valor cayó fuera del rango definido en la presente invención.

TABLA 3

En cada una de las secciones transversales de las láminas de acero laminadas en caliente resultantes paralelas a la dirección de laminado, se observó una microestructura de acero para medir una fracción de área de estructuras que satisfacen: la relación diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor sea 5,0 o superior en posiciones de 0,25 t (t: espesor de la lámina) y 0,50t (t: espesor de la lámina), y se determinó un valor promedio de las fracciones de área. A continuación, en cada una de las secciones transversales de las láminas de acero laminadas en caliente resultantes paralelas a la dirección del espesor de la lámina, los límites de grano se expusieron mediante grabado electrolítico con ácido nítrico, se observó una línea paralela a la dirección del espesor de la lámina dentro de un rango de 0,25 t a 0,75 t (t: espesor de la lámina) y se midieron varios límites de grano que cruzaban la línea para determinar el "diámetro medio de grano menor". Además, de cada una de las láminas de acero laminadas en caliente resultantes, se tomó una muestra para ensayo de impacto Charpy y se sometió a la prueba de impacto Charpy a 25° C. Los resultados de lo anterior se muestran en la Tabla 4.

TABLA 4

Como se ilustra en la Tabla 4, en los Ejemplos Inventivos de la presente invención 1 a 12, 14 a 18, 20 sus láminas de acero tenían todas buenas cualidades superficiales, y sus valores de impacto Charpy a 25° C eran de 40 J/cm2 o superiores. Por el contrario, en los ejemplos comparativos 1 a 25, al menos una de sus composiciones químicas o microestructuras de acero se salió de los intervalos correspondientes definidos en la presente invención y se deterioró su tenacidad. Además, en los Ejemplos Comparativos 26 a 28, sus temperaturas de laminado en bruto fueron excesivamente bajas, lo que no provocó la recristalización y granos gruesos, provocando defectos de laminado en caliente, y también se deterioró su tenacidad.

APLICABILIDAD INDUSTRIAL

De acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar de forma eficaz una lámina de acero inoxidable ferrítico de excelente tenacidad. La lámina de acero inoxidable ferrítico es particularmente adecuada para un miembro de brida de escape de un automóvil.

Claims

REIVINDICACIONES

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

C: 0,001 a 0,010 %;

Si: 0,01 a 1,0 %;

Mn: 0,01 a 1,0 %;

P: 0,04 % o menos;

S: 0,010 % o menos;

Cr: 10,0 a 20,0 %;

Ni: 0,01 a 1,0 %;

Ti: 0,10 a 0,30 %;

V: 0,01 a 0,40 %;

Al: 0,005 a 0,3 %;

N: 0,001 a 0,02 %;

B: 0 a 0,0030 %;

Mo: 0 a 2,0 %;

Cu: 0 a 0,3 %;

Mg: 0 a 0,0030 %;

Sn: 0 a 0,1 %;

Sb: 0 a 0,1 %;

Zr: 0 a 0,1 %;

Ta: 0 a 0,1 %;

Nb: 0 a 0,1 %;

Hf: 0 a 0,1%;

W: 0 a 0,1%;

Co: 0 a 0,2 %;

Ca: 0 a 0,0030 %;

REM: 0 a 0,05 %;

Ga: 0 a 0,1%; y

opcionalmente, Bi: 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 laminado, una relación de área de las estructuras que satisfacen cada una: que la relación diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es 5,0 o superior es del 90% o superior, y un diámetro de grano menor promedio de la estructuras es de 100 gm o menor

en donde

la relación de área de las estructuras que satisfacen cada una: relación de diámetro de grano mayor/diámetro de grano menor que es de 5.0 o superior se determina como se describe en la memoria, y

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

2. Una bobina caliente fabricada de la lámina de acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la reivindicación 1.

3. Un miembro de brida de escape de automóvil fabricado de la lámina de acero inoxidable ferrítico de acuerdo con la reivindicación 1.

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