ES2935623T3 - Pieza estampada en caliente y procedimiento de fabricación de la misma - Google Patents

Abstract

En este método para producir un cuerpo moldeado por estampado en caliente, se forma un material en bruto a partir de una placa de acero, se realiza un primer templado del material en bruto y se forma un segundo templado del material en bruto después del primer templado. Durante el primer templado, el material en blanco se calienta a una primera temperatura de (punto Ac3 - 50) °C a 1200 °C inclusive a una velocidad de calentamiento promedio de 2 °C/segundo o más y se enfría desde la primera temperatura a una segunda temperatura. temperatura de 250°C o menos. Durante el segundo templado, el material en bruto se calienta a una tercera temperatura que es (punto Ac3 - 50) °C o más pero no más de 1200 °C desde la segunda temperatura a una velocidad de calentamiento promedio de 2 °C/segundo o más y enfriado desde la tercera temperatura hasta una cuarta temperatura de 250°C o menos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Pieza estampada en caliente y procedimiento de fabricación de la misma

Campo técnico

La presente invención se refiere a una pieza estampada en caliente y a un procedimiento de fabricación de la misma.

Técnica anterior

Convencionalmente, desde los puntos de vista de los problemas ambientales globales y el rendimiento de seguridad frente a colisiones, se ha requerido que las partes estructurales de los automóviles sean más delgadas y tengan mayor resistencia.

Para dar respuesta a estos requisitos, se han ido incrementando las piezas estructurales del automóvil, en cada una de las cuales se utiliza como materia prima una chapa de acero de alta resistencia. Además, como procedimiento de formación de chapa de acero de alta resistencia, se conoce un procedimiento denominado estampado en caliente. En el estampado en caliente, una chapa de acero que tiene un contenido de C de aproximadamente 0,20 % en masa a 0,22 % en masa se somete a formación en prensa en una región de alta temperatura de 700 °C o superior y se somete a enfriamiento en un troquel de prensa o fuera del troquel de prensa. El estampado en caliente hace posible suprimir la formación deficiente que se produce en una prensa en frío porque la formación se realiza en la región de alta temperatura donde disminuye la resistencia de la chapa de acero. Además, debido a que se puede obtener una estructura que tiene martensita como fase principal por enfriamiento después de la formación, se puede obtener una alta resistencia. Por esta razón, se ha utilizado ampliamente en todo el mundo una pieza estampada en caliente que tiene una resistencia a la tracción de aproximadamente 1500 MPa.

Sin embargo, cuando los presentes inventores han llevado a cabo un estudio para obtener mayor resistencia, ha quedado claro que a veces se produce una fractura por baja tensión en una pieza estampada en caliente que tiene una resistencia a la tracción de 1900 MPa o más. Cuando la pieza estampada en caliente en la que se produce la fractura por baja tensión se utiliza para las piezas estructurales del automóvil, existe la posibilidad de que las piezas se rompan incluso en el caso de recibir un impacto calculado que las piezas pueden resistir en una etapa de diseño. En consecuencia, la supresión de la fractura por baja tensión es muy importante para garantizar la seguridad frente a colisiones de las partes estructurales del automóvil. Hasta ahora, se conocía una fractura por baja tensión del acero martensítico, pero no se conocía la fractura por baja tensión de la pieza estampada en caliente.

El documento WO-A 2016/079 565 describe un procedimiento para fabricar un acero de alta resistencia para piezas de automóviles con una composición que comprende en % en peso: C 0,15-0,40 %, Mn 1,5-4,0 %, Si 0,5-2,5 %, Al 0,005-1,5 %, Cr < 4 %, Mo < 0,5 %, Nb < 0,1 %, Ti < 0,1 %, Ni < 3 %, B 0,0005-0,005 %, Ca 0,0005-0,005, resto Fe e impurezas, dicho procedimiento implica conformado en caliente a 700-380 °C para obtener una pieza conformada en caliente completamente austenítica, luego enfriando a menos de Ms para obtener 40-90 % de martensita y resto de austenita, recalentando a menos de 470 °C y manteniendo durante 5-600 segundos.

Lista de citas

Literatura de patentes

Literatura de patentes 1: Publicación de patente japonesa en tramitación No. 2012-41613

Literatura de patentes 2: Publicación de patente japonesa en tramitación No. 2014-156653

Literatura de patentes 3: Patente japonesa No. 5756773

Literatura de patentes 4: Publicación de patente japonesa en tramitación No. 2014-118613

Literatura de patentes 5: Patente japonesa No. 5402191

Literatura sin ser de patentes

Literatura sin ser de patente 1: KAWABE Yoshikuni: Tetsu-To-Hagane, 68, (1982), 2595

Resumen de la invención

Problema técnico

Un objeto de la presente invención es proporcionar una pieza estampada en caliente que tenga una alta resistencia y que sea capaz de suprimir una fractura por baja tensión y un procedimiento de fabricación de la misma.

Solución al problema

Los presentes inventores han llevado a cabo un estudio con el fin de aclarar la causa de la aparición de una fractura por baja tensión en una pieza estampada en caliente que tiene una resistencia a la tracción de 1900 MPa o más.

Aquí, se explicará un índice relativo a una fractura por baja tensión en la presente solicitud. En la presente solicitud, cuando se utiliza una pieza de prueba de tracción de conformidad con JIS Z 2201 y se realiza una prueba de tracción bajo la condición de conformidad con JIS Z 2241, un material en el que se produce una ruptura antes de que se cumpla la siguiente fórmula 1 significa un material en el que se produce una fractura por baja tensión, y un material en el que se produce una ruptura después de que se cumple la fórmula 1 significa un material en el que no se produce una fractura por baja tensión. En la fórmula 1, ó representa un verdadero estrés y £ representa una verdadera tensión.

d ⁵ /d f = () . . . [fórmula 1]

La fórmula 1 es una condición de carga máxima derivada de una ley de volumen constante durante la deformación. Normalmente, dó/ds es más grande que ó inmediatamente después de comenzar la prueba de tracción, y dó/ds se vuelve más pequeño y ó aumenta de tamaño a medida que avanza la deformación. Entonces, en el material en el que no ocurre la fractura por bajo estrés, una carga se vuelve máxima en el momento en que dó/ds es igual a ó, y posteriormente se produce una restricción en la pieza de la prueba de tracción, de modo que se reduce la carga. Por otra parte, en el material en el que se produce la fractura por bajo estrés, antes de que se produzca la restricción en la pieza de la prueba de tracción, es decir, en una etapa en la que dó/ds es más grande que ó, se produce una ruptura.

En el estudio descrito anteriormente, en primer lugar, los presentes inventores han investigado una relación entre una estructura y la fractura por baja tensión de la pieza estampada en caliente. Como resultado, ha quedado claro que cuanto más fino es un grano v anterior y cuanto menos grueso es el carburo, más improbable es que se produzca una fractura por baja tensión.

Sin embargo, el estampado en caliente convencional dificulta que la miniaturización del grano v anterior y la reducción del carburo grueso sean compatibles entre sí, y hace imposible suprimir la fractura por baja tensión y mejorar suficientemente la propiedad de ruptura. Es decir, para la miniaturización del grano v anterior, son preferibles las disminuciones en la temperatura de calentamiento y el tiempo de calentamiento en el estampado en caliente, pero las disminuciones en la temperatura de calentamiento y el tiempo de calentamiento conducen a una reducción en la cantidad de disolución de carburos durante el calentamiento y es probable que queden carburos gruesos. Por el contrario, para la reducción del carburo grueso, son preferibles los aumentos en la temperatura de calentamiento y el tiempo de calentamiento en el estampado en caliente, pero los aumentos en la temperatura y el tiempo de calentamiento conducen a granos v anteriores gruesos.

Así, para que la miniaturización del grano v anterior y la reducción del carburo grueso de la pieza estampada en caliente sean compatibles entre sí, los presentes inventores han estudiado una mejora en una estructura de chapa de acero para ser suministrada para el estampado en caliente. Como resultado, ha quedado claro que para que sea improbable que permanezcan los carburos gruesos, la ferrita y la perlita que probablemente contengan los carburos gruesos se reducen preferiblemente fraguando martensita fresca y martensita templada como fase principal, y que para obtener v fino y durante el calentamiento para el estampado en caliente, los carburos que se convierten en sitios de nucleación de una transformación inversa a v se dispersan preferiblemente finamente en la chapa de acero. Estampando en caliente una chapa de acero que tiene una estructura tal como la descrita anteriormente, se ha podido obtener una pieza estampada en caliente muy excelente en cuanto a propiedades de ruptura. Sin embargo, tal chapa de acero tiene el siguiente problema.

La dureza de la chapa de acero cuya fase principal es martensita fresca y martensita templada es casi la misma que la dureza después del estampado en caliente, es decir, la dureza de la pieza estampada en caliente. La dureza Vickers de una pieza estampada en caliente con una resistencia a la tracción de 1900 MPa es de aproximadamente 550 Hv, de modo que cuando se intenta obtener una pieza estampada en caliente con una resistencia a la tracción de 1900 MPa o más, la dureza Vickers de una chapa de acero se vuelve alrededor de 550 Hv o más. Cuando se fabrique la pieza estampada en caliente, en el caso de que la chapa de acero se someta a troquelado mediante corte por cizallamiento, punzonado o similar antes del estampado en caliente para formar un material en bruto, el troquelado de la chapa de acero que tenga una dureza Vickers de 550 Hv o más es muy difícil.

Por lo tanto, los presentes inventores han llevado a cabo además estudios detallados. Como resultado, los presentes inventores han apreciado que se puede obtener una pieza estampada en caliente que tenga una nueva estructura y que incluya una excelente propiedad de ruptura realizando al menos dos tiempos de enfriamiento bajo condiciones predeterminadas después del troquelado, y en base a tal apreciación, han considerado los siguientes aspectos como se indica a continuación.

(1) Un procedimiento de fabricación de una pieza estampada en caliente que incluye:

una etapa de formar un material en bruto a partir de una chapa de acero;

una etapa de realizar un primer enfriamiento del material en bruto; y

una etapa de realizar un segundo enfriamiento del material en bruto después del primer enfriamiento, donde la etapa de realizar el primer enfriamiento incluye:

una etapa de calentamiento del material en bruto a una primera temperatura no inferior a (punto Ac3 - 50) °C ni superior a 1200 °C a una velocidad de calentamiento promedio de 2 °C/s o más; y

una etapa de enfriamiento del material en bruto desde la primera temperatura hasta una segunda temperatura de 250 °C o menos,

donde la etapa de realizar el segundo enfriamiento incluye:

una etapa de calentamiento del material en bruto desde la segunda temperatura hasta una tercera temperatura no inferior a (punto Ac3 - 50) °C ni superior a 1200 °C a una velocidad de calentamiento promedio de 2 °C/s o más; y

una etapa de enfriamiento del material en bruto desde la tercera temperatura hasta una cuarta temperatura de 250 °C o menos, y

donde la formación del material en bruto se realiza en el primer enfriamiento o en el segundo enfriamiento o en ambos de los anteriores.

(2) El procedimiento de fabricación de la pieza estampada en caliente según (1), que incluye una etapa de retención a la primera temperatura durante un segundo o más entre la etapa de calentamiento a la primera temperatura y la etapa de enfriamiento a la segunda temperatura.

(3) El procedimiento de fabricación de la pieza estampada en caliente según (1) o (2), donde la tercera temperatura no es inferior a (punto Ac3 - 50) °C ni superior a 1000 °C.

(4) El procedimiento de fabricación de la pieza estampada en caliente según cualquiera de (1) a (3), donde el calentamiento desde la segunda temperatura hasta la tercera temperatura se realiza a una velocidad de calentamiento promedio de 5 °C/s o más.

(5) El procedimiento de fabricación de la pieza estampada en caliente según cualquiera de (1) a (4), que incluye una etapa de retención a la tercera temperatura durante no menos de 0,1 segundos ni más de 300 segundos entre la etapa de calentamiento a la tercera temperatura y la etapa de enfriamiento a la cuarta temperatura.

(6) El procedimiento de fabricación de la pieza estampada en caliente según cualquiera de (1) a (5), donde la etapa de realizar el segundo enfriamiento incluye una etapa de enfriar el material en bruto a una quinta temperatura desde 700 °C hasta el punto Ms - 50 °C a una velocidad de enfriamiento promedio de 20 °C/s.

(7) Una pieza estampada en caliente incluye

una microestructura representada por

una fracción de área de martensita fresca y martensita templada: 80 % o más en total,

^{un diámetro de grano austenítico anterior: 20} y ^{m o menos, y}

^{un diámetro medio de grano de carburos: 0,5} y ^{m o menos.}

(8) La pieza estampada en caliente según (7), donde el contenido de C no es inferior al 0,27 % en masa ni superior al 0,60 % en masa.

(9) La pieza estampada en caliente según (7) u (8), donde la dureza Vickers es de 550 Hv o más.

Sin embargo, la invención está definida por las presentes reivindicaciones 1-5.

Efectos ventajosos de la invención

Según la presente invención, es posible obtener una pieza estampada en caliente que tenga una alta resistencia y que sea capaz de suprimir una fractura de baja tensión.

Descripción de realizaciones

A continuación, se explicará una realización de la presente invención.

En primer lugar, se explicará una microestructura de una pieza estampada en caliente según la presente invención. La pieza estampada en caliente según esta invención tiene una microestructura representada por una fracción de área ^{de martensita fresca y martensita templada: 80 % o más en total, un diámetro de grano austenítico anterior: 20} y ^{m o menos, y un diámetro medio de grano de carburos: 0,5} y ^{m o menos. La pieza estampada en caliente es un cuerpo} conformado a obtener mediante estampado en caliente.

(Fracción de área de martensita fresca y martensita templada: 80 % o más en total)

La martensita fresca y la martensita templada contribuyen a mejorar la resistencia. Cuando la fracción de área de martensita fresca y martensita templada es inferior al 80 % en total, no se puede obtener una resistencia suficiente, por ejemplo, una resistencia a la tracción de 1900 MPa o más. En consecuencia, la fracción de área de martensita fresca y martensita templada es del 80 % o más en total. Una propiedad mecánica de los materiales depende de una fracción de volumen de una estructura o fase, pero mientras una microestructura sea isotrópica, la fracción de volumen es equivalente a la fracción de área. Entonces, la fracción de área se puede medir más simplemente que la fracción de volumen. Por lo tanto, la fracción de área se usa en la presente solicitud.

(Diámetro de grano austenítico anterior (diámetro de grano v anterior): 20 ym o menos)

El diámetro de grano v anterior es un diámetro de grano medio de los granos v anteriores. Cuando el diámetro de ^{grano v anterior es más de 20} y ^{m, no se puede obtener suficiente tenacidad a la fractura y es probable que ocurra una fractura por esfuerzos bajos. En consecuencia, el diámetro de grano v anterior es 20} y ^{m o menos. Desde el punto} de vista de una mejora en la tenacidad a la fractura y la supresión de la fractura por baja tensión, el diámetro de grano ^{v anterior es preferentemente de 15} y ^{m o menos, y más preferiblemente 10} y ^{m o menos.}

(Diámetro medio de grano de carburos: 0,5 ym o menos)

^{Cuando el diámetro medio de grano de carburos es superior a 0,5} y ^{m, es probable que ocurra la fractura de baja} tensión en la que un carburo grueso es un punto de partida. En consecuencia, el diámetro de grano promedio de ^{carburos es 0,5} y ^{m o menos. Desde el punto de vista de la supresión de la fractura por baja tensión, el diámetro de grano promedio de carburos es preferiblemente 0,3} y ^{m o menos. Los carburos incluyen carburos a base de hierro} como cementita y un £ carburo y carbonitruro.

Una microestructura de uso común incluye, por ejemplo, ferrita, perlita, bainita superior, bainita inferior, austenita retenida, martensita fresca o martensita templada, o una combinación arbitraria de estas. Aquí, se explicará un ejemplo de un procedimiento para medir una fracción de área de cada una de estas estructuras o fases.

En la medición de la fracción de área de cada uno de ferrita, perlita, bainita superior, bainita inferior y martensita templada, se toma una muestra de una chapa de acero con una sección transversal paralela a la dirección de laminación y paralela a la dirección del espesor que es una superficie de observación. A continuación, la superficie de observación se pule y se graba con nital, y se observa un intervalo de una profundidad de t/8 a una profundidad de 3t/8 desde la superficie de la chapa de acero al establecer un grosor de la chapa de acero como t con un aumento de 5000 veces. por un microscopio electrónico de barrido de emisión de campo (FE-SEM). Este procedimiento permite identificar ferrita, perlita, bainita superior, bainita inferior y martensita templada. Al hacer tal observación con respecto a diez campos visuales, la fracción de área de cada uno de ferrita, perlita, bainita superior, bainita inferior y martensita templada se puede obtener a partir de un valor promedio de los diez campos visuales. Como se describe más adelante, la bainita superior, la bainita inferior y la martensita templada se pueden distinguir entre sí por la presencia/ausencia y la dirección de extensión de un carburo basado en hierro en un grano de cristal en forma de listón.

La bainita superior es una agregación de granos de cristal en forma de listones y contiene carburos entre los listones. La bainita inferior es una agregación de granos de cristal en forma de listón y contiene carburos a base de hierro, cada uno con un eje mayor de 5 nm o más en su interior. Los carburos a base de hierro contenidos en la bainita inferior tienen una sola variante, y los carburos a base de hierro existentes en un grano de cristal se extienden sustancialmente en una sola dirección. "Dirección sustancialmente única" mencionada aquí significa una dirección que tiene una diferencia angular dentro de 5°. La martensita templada es una agregación de granos de cristal en forma de listón y contiene carburos a base de hierro, cada uno con un eje principal de 5 nm o más en su interior. Sin embargo, a diferencia de la bainita inferior, los carburos a base de hierro contenidos en la martensita templada tienen una pluralidad de variantes, y los carburos a base de hierro que existen en un grano de cristal se extienden en una pluralidad de direcciones. En consecuencia, la martensita templada y la bainita inferior se pueden distinguir dependiendo de si la dirección en la que se extiende el carburo basado en hierro es plural o única.

En la medición de la fracción de área de la austenita retenida, se toma una muestra de la chapa de acero, una porción de la superficie de la chapa de acero hasta una profundidad de t/4 se somete a pulido químico y la intensidad de difracción de rayos X en una superficie en una profundidad de t/4 se mide desde la superficie de la chapa de acero paralela a una superficie laminada. Por ejemplo, una fracción de área Sv de austenita retenida se representa mediante la siguiente fórmula.

^s y ^{= ( I} 200 ^{f I} 220 ^{f I 3}11 ^{f ) / (} 1200 ^b 1211 ^{b ) X 1 0 0}

(I²⁰⁰f, 1²²⁰f, I311f indican las intensidades de los picos de difracción de (200), (220) y (311) de una fase de red cúbica centrada en las caras (fcc) respectivamente, e I²⁰⁰b e I²¹¹ b indican las intensidades de los picos de difracción de (200) y (211) de una fase de red cúbica centrada en el cuerpo (bcc) respectivamente).

La martensita fresca y la austenita retenida no están suficientemente corroídas por el grabado con nital y, por lo tanto, se pueden distinguir de la ferrita, la perlita, la bainita superior, la bainita inferior y la martensita templada. En consecuencia, la fracción de área de la martensita fresca se puede especificar restando la fracción de área Sy de austenita retenida de la fracción de área del resto en la observación FE-SEM.

La ferrita es un grano de cristal macizo y no contiene una subestructura como un listón en su interior. La perlita es una estructura en la que se estratifican alternativamente ferrita y cementita. Por ejemplo, la ferrita en capas en perlita se distingue de la ferrita maciza descrita anteriormente.

El diámetro de grano de carburo significa un diámetro equivalente a un círculo que se obtiene a partir de un área de carburo medida en la superficie de observación de la muestra. La densidad y la composición del carburo se pueden medir utilizando, por ejemplo, un microscopio electrónico de transmisión (TEM) o un microscopio iónico de campo de sonda atómica (AP-FIM) con una función de análisis según la espectrometría de rayos X de dispersión de energía (EDX).

A continuación se explicará la composición química de la chapa de acero para la pieza estampada en caliente y su fabricación según la presente invención. Tal como se ha descrito anteriormente, la pieza estampada en caliente según la presente invención se fabrica mediante el troquelado de la chapa de acero y el templado al menos dos veces de un material en bruto. En consecuencia, la composición química de la pieza estampada en caliente y de la chapa de acero tiene en cuenta no solo las propiedades de la pieza estampada en caliente sino también estos procedimientos. En la siguiente explicación, " %", que es una unidad del contenido de cada uno de los elementos contenidos en la pieza estampada en caliente y la chapa de acero, significa " % en masa", a menos que se indique lo contrario. La pieza estampada en caliente según la presente invención tiene una composición química representada por C: 0,27 % a 0,60 %, Mn: 0,50 % a 5,00 %, Si: 2,00 % o menos, P: 0,030 % o menos, S: 0,0100 % o menos, Al soluble en ácido (Al sol.): 0,100 % o menos, N: 0,0100 % o menos, B: 0,0000 % a 0,0050 %, Cr: 0,00 % a 0,50 %, Mo: 0,00 % a 0,50 %, Ti: 0,000 % a 0,100 %, Nb: 0,000 % a 0,100 %, V: 0,000 % a 0,100 %, Cu: 0,000 % a 1,000 %, Ni: 0,000 % a 1,000 %, O: 0,00 % a 0,02 %, W: 0,0 % a 0,1 %, Ta: 0,0 % a 0,1 %, Sn: 0,00 % a 0,05 %, Sb: 0,00 % a 0,05 %, As: 0,00 % a 0,05 %, Mg: 0,00 % a 0,05 %, Ca: 0,00 % a 0,05 %, Y: 0,00 % a 0,05 %, Zr: 0,00 % a 0,05 %, La: 0,00 % a 0,05 %, o Ce: 0,00 % a 0,05 %, y el resto: Fe e impurezas. Como impurezas, se ejemplifican las contenidas en materias primas como minerales y chatarra y las contenidas en un procedimiento de fabricación.

(C: 0,27 % a 0,60 %)

C es económico y contribuye en gran medida a mejorar la resistencia. Cuando el contenido de C es inferior al 0,27 %, es poco probable que se obtenga una resistencia suficiente, por ejemplo, una resistencia de 1900 MPa o más, a menos que contenga un elemento costoso. Por consiguiente, el contenido de C es preferiblemente 0,27 % o más, más preferiblemente 0,35 % o más, y aún más preferiblemente 0,40 % o más. Por otro lado, cuando el contenido de C es superior al 0,60 %, la propiedad de fragilización por hidrógeno a veces se deteriora mucho. Por consiguiente, el contenido de C es preferiblemente del 0,60 % o menos.

(Mn: 0,50 % a 5,00 %)

Mn disminuye el punto Ac3 para mejorar la templabilidad de la chapa de acero. Cuando el contenido de Mn es inferior al 0,50 %, a veces no se puede obtener suficiente templabilidad. Por consiguiente, el contenido de Mn es preferentemente del 0,50 % o más, y más preferentemente del 1,00 % o más. Por otro lado, cuando el contenido de Mn es superior al 5,00 %, la trabajabilidad de la chapa de acero antes del enfriamiento a veces se deteriora y el preformado antes del enfriamiento a veces se vuelve difícil. Además, es probable que se produzca una estructura en forma de banda provocada por la segregación de Mn, y a veces se deteriora la tenacidad de la chapa de acero. Por consiguiente, el contenido de Mn es preferiblemente del 5,00 % o menos.

(Si: 2,00 % o menos)

El Si está contenido como una impureza en el acero, por ejemplo. Cuando el contenido de Si es superior al 2,00 %, el punto Ac3 es excesivamente alto, y el calentamiento para el enfriamiento debe realizarse a más de 1200 °C, o la capacidad de tratamiento de conversión de la chapa de acero y la platabilidad de la galvanización a veces disminuyen. Por consiguiente, el contenido de Si es preferentemente del 2,00 % o menos, y más preferentemente del 1,00 % o menos. Debido a que el Si tiene la acción de mejorar la templabilidad de la chapa de acero, el Si puede estar contenido.

(P: 0,030 % o menos)

P está contenido como una impureza en el acero, por ejemplo. P hace que se deteriore la trabajabilidad de la chapa de acero, o hace que se deteriore la tenacidad de la pieza estampada en caliente. Por esta razón, es preferible el contenido de P lo más bajo posible. En particular, cuando el contenido de P es superior al 0,030 %, son notables las disminuciones en la trabajabilidad y la tenacidad. Por consiguiente, el contenido de P es preferiblemente 0,030 % o menos.

(S: 0,0100 % o menos)

S está contenido como una impureza en el acero, por ejemplo. S hace que se deteriore la conformabilidad de la chapa de acero, o hace que se deteriore la tenacidad de la pieza estampada en caliente. Por esta razón, es preferible un contenido de S lo más bajo posible. En particular, cuando el contenido de S es superior al 0,0100 %, las disminuciones en la formabilidad y la tenacidad son notables. Por consiguiente, el contenido de S es preferiblemente 0,0100 % o menos, y más preferiblemente 0,0050 % o menos.

(Al sol.: 0,100 % o menos)

El Al sol. está contenido como una impureza en el acero, por ejemplo. Cuando el contenido de Al sol. es superior al 0,100 %, el punto Ac3 es excesivamente alto y, en ocasiones, el calentamiento para el enfriamiento debe realizarse a más de 1200 °C. En consecuencia, el contenido de Al sol. es preferiblemente 0,100 % o menos. Como el Al sol. tiene acción de hacer más sólido el acero por desoxidación, el Al sol. puede estar contenido.

(N: 0,0100 % o menos)

El N está contenido como impureza en el acero, por ejemplo. N hace que se deteriore la formabilidad de la chapa de acero. Por esta razón, es preferible el contenido de N lo más bajo posible. En particular, cuando el contenido de N es superior al 0,0100 %, la disminución de la formabilidad es notable. Por consiguiente, el contenido de N es preferiblemente 0,0100 % o menos.

B, Cr, Mo, Ti, Nb, V, Cu y Ni son elementos opcionales que pueden estar contenidos cada uno apropiadamente en la pieza estampada en caliente y la chapa de acero dentro de un límite de una cantidad predeterminada.

(B: 0,0000 % a 0,0050 %)

B mejora la templabilidad de la chapa de acero. En consecuencia, B puede estar contenido. Para obtener suficientemente este efecto, el contenido de B es preferiblemente 0,0001 % o más. Por otro lado, cuando el contenido de B es superior al 0,0050 %, el efecto de la acción descrita anteriormente se satura, lo que resulta en una desventaja en términos de costes. Por consiguiente, el contenido de B es preferiblemente 0,005 % o menos.

(Cr: 0,00 % a 0,50 %)

Cr mejora la templabilidad de la chapa de acero. En consecuencia, Cr puede estar contenido. Para obtener suficientemente este efecto, el contenido de Cr es preferiblemente 0,18 % o más. Por otra parte, cuando el contenido de Cr es superior al 0,50 %, la trabajabilidad de la chapa de acero antes del enfriamiento a veces se deteriora y el preformado antes del enfriamiento a veces se vuelve difícil. Por consiguiente, el contenido de Cr es preferiblemente del 0,50 % o menos.

(Mo: 0,00 % a 0,50 %)

Mo mejora la templabilidad de la chapa de acero. En consecuencia, Mo puede estar contenido. Para obtener suficientemente este efecto, el contenido de Mo es preferiblemente 0,03 % o más. Por otra parte, cuando el contenido de Mo es superior al 0,50 %, la trabajabilidad de la chapa de acero antes del enfriamiento a veces se deteriora, y el preformado antes del enfriamiento a veces se vuelve difícil. Por consiguiente, el contenido de Mo es preferentemente del 0,50 % o menos.

(Ti: 0,000 % a 0,100 %, Nb: 0,000 % a 0,100 %, V: 0,000 % a 0,100 %)

Ti, Nb y V son elementos de refuerzo y contribuyen a aumentar la resistencia de la chapa de acero mediante el endurecimiento por precipitación, el endurecimiento de grano fino mediante la supresión del crecimiento de los granos de cristal de ferrita y el endurecimiento por dislocación mediante la supresión de la recristalización. Con el fin de obtener este efecto suficientemente, cualquier contenido de Ti, contenido de Nb y contenido de V es preferentemente del 0,01 % o más. Por otra parte, cuando el contenido de Ti, el contenido de Nb o el contenido de V es superior al 0,100 %, aumenta la precipitación de carbonitruros y, en ocasiones, se deteriora la formabilidad. Por consiguiente, cualquiera del contenido de Ti, el contenido de Nb y el contenido de V es preferiblemente 0,100 % o menos.

(Cu: 0,000 % a 1,000 %, Ni: 0,000 % a 1,000 %)

Cu y Ni contribuyen a la mejora de la resistencia. Con el fin de obtener este efecto suficientemente, el contenido de Cu y el contenido de Ni es preferiblemente 0,01 % o más. Por otra parte, cuando el contenido de Cu o el contenido de Ni es superior al 1,000 %, la decapabilidad, la soldabilidad, la trabajabilidad en caliente y similares a veces se deterioran. Por consiguiente, tanto el contenido de Cu como el contenido de Ni son preferentemente del 1,000 % o menos.

Es decir, B: 0,0000 % a 0,0050 %, Cr: 0,00 % a 0,50 %, Mo: 0,00 % a 0,50 %, Ti: 0,000 % a 0,100 %, Nb: 0,000 % a 0,100 %, V: 0,000 % a 0,100 %, Cu: 0,000 % a 1,000 %, o Ni: 0,000 % a 1,000 %, o se establece preferentemente una combinación arbitraria de estos.

En la pieza estampada en caliente y la chapa de acero, los siguientes elementos pueden estar contenidos cada uno de forma intencionada o inevitable dentro de un límite de una cantidad predeterminada. Es decir, O: 0,001 % a 0,02 %, W: 0,001 % a 0,1 %, Ta: 0,001 % a 0,1 %, Sn: 0,001 % a 0,05 %, Sb: 0,001 % a 0,05 %, As: 0,001 % a 0,05 %, Mg: 0,0001 % a 0,05 %, Ca: 0,001 % a 0,05 %, Y: 0,001 % a 0,05 %, Zr: 0,001 % a 0,05 %, La: 0,001 % a 0,05 %, o Ce: 0,001 % a 0,05 %, o se puede establecer una combinación arbitraria de estos.

Según la realización de la presente invención, es posible obtener una resistencia a la tracción de 1900 MPa o más, y establecer una tensión en la que se produce una fractura en 1800 MPa o más incluso cuando se produce una fractura por baja tensión. Entonces, el uso de esta pieza estampada en caliente para piezas de automóviles permite reducir el peso de la carrocería de un vehículo con una excelente seguridad de colisión obtenida. Por ejemplo, en el caso de que la pieza de automóvil para la que se utiliza una chapa de acero con una resistencia a la tracción de unos 500 MPa se sustituya por la pieza fabricada con la pieza estampada en caliente que tiene una resistencia a la tracción de unos 2500 MPa, cuando se supone que la seguridad contra colisiones es una propiedad del cuello del espesor de la chapa y la seguridad contra colisiones es proporcional al espesor de la chapa y la resistencia de la chapa de acero, la resistencia a la tracción se vuelve cinco veces más fuerte, lo que permite que el espesor de la chapa se reduzca a 1/5. Esta reducción del grosor de la chapa tiene un efecto enorme en la reducción del peso y una mejora en el consumo de combustible de un automóvil.

A continuación, se explicará el procedimiento de fabricación de la pieza estampada en caliente según la presente invención. En el procedimiento de fabricación de la pieza estampada en caliente según la presente invención, se forma un material en bruto a partir de la chapa de acero que tiene la composición química descrita anteriormente, este material en bruto se somete a un enfriamiento al menos dos veces y la formación del material en bruto se realiza en uno o ambos de los dos tiempos de enfriamiento.

Se realiza un primer enfriamiento (un primer tratamiento térmico) principalmente para fijar a 0,5 j m el diámetro medio de grano de los carburos en la pieza estampada en caliente o menos. Por este motivo, en la microestructura de la chapa de acero tras el primer tratamiento térmico, es preferible que las proporciones de bainita, martensita fresca y martensita templada susceptibles de contener carburos finos sean altas, y las proporciones de ferrita y perlita susceptibles de contener carburos gruesos sean bajas. Concretamente, una fracción de área total de bainita, martensita fresca y martensita templada es del 80 % o más. La bainita, la martensita fresca y la martensita templada también se denominan estructuras de transformación a baja temperatura, y la microestructura que las contiene en un 80 % o más es muy fina. Siempre que la microestructura después del primer tratamiento térmico sea buena, es probable que la microestructura después de un segundo enfriamiento (un segundo tratamiento térmico) también sea buena, y es probable que se elimine la fractura por baja tensión. La densidad numérica de los carburos en la chapa de acero después del primer tratamiento térmico es preferentemente de 0,50 piezas/jm2 o más. Esto se debe a que los carburos se convierten en sitios de nucleación de una transformación inversa a v se dispersan finamente durante el calentamiento en el segundo tratamiento térmico, y es probable que el diámetro del grano v anterior después del segundo tratamiento térmico (el diámetro del grano v anterior en la pieza estampada en caliente) sea 20 jm o menos. Además, el diámetro de grano medio de los carburos en la chapa de acero después del primer tratamiento térmico también es preferiblemente pequeño, de modo que es probable que el diámetro de grano medio de los carburos en la pieza estampada en caliente sea 0,5 jm o menos.

(Formación de material en bruto)

La chapa de acero se somete a troquelado mediante corte por cizallamiento, punzonado o similar para formar el material en bruto. La dureza Vickers de la chapa de acero a utilizar en esta realización es, por ejemplo, 500 Hv o menos, y preferiblemente 450 Hv o menos. Siempre que la dureza Vickers sea de 500 Hv o menos, el troquelado se puede realizar fácilmente. Además, según esta realización, aunque la dureza Vickers de la chapa de acero sea de 500 Hv o menos, se puede obtener la resistencia suficiente, por ejemplo, la resistencia a la tracción de 1900 MPa o más.

(Primer enfriamiento (primer tratamiento térmico))

En el primer tratamiento térmico, el material en bruto se calienta a una primera temperatura no inferior a (punto Ac3 -50) °C ni superior a 1200 °C a una velocidad de calentamiento promedio de 2 °C/s o más, y el material en bruto se enfría desde la primera temperatura hasta una segunda temperatura de 250 °C o inferior.

Cuando la primera temperatura es inferior a (punto Ac3 - 50 °C), los carburos en el material en bruto no se funden lo suficiente y es difícil establecer el diámetro de grano promedio de los carburos en la pieza estampada en caliente a 0,5 jm o menos. Por consiguiente, la primera temperatura es (punto Ac3 - 50 °C), preferentemente 900 °C o superior, y más preferentemente 1000 °C o superior. Por otro lado, cuando la primera temperatura es superior a 1200 °C, el efecto se satura y los costes necesarios para el calentamiento solo aumentan. En consecuencia, la primera temperatura es de 1200 °C o inferior.

Cuando la tasa de calentamiento promedio a la primera temperatura es inferior a 2 °C/s, los granos v anteriores se vuelven gruesos durante el aumento de temperatura, y es difícil establecer el diámetro del grano v anterior en la pieza estampada en caliente en 20 jm o menos, aunque se lleve a cabo el segundo enfriamiento. Por consiguiente, la velocidad de calentamiento promedio a la primera temperatura es 2 °C/s o más, preferiblemente 5 °C/s o más, más preferiblemente 10 °C/s o más, y más preferiblemente 100 °C/s o más. Un procedimiento de calentamiento no está particularmente limitado y, por ejemplo, hay ejemplos de calentamiento atmosférico, calentamiento eléctrico y calentamiento por infrarrojos.

La retención del tiempo durante un segundo o más se realiza a la primera temperatura. Cuando el tiempo de retención es inferior a un segundo, los carburos a veces no se funden lo suficiente. En consecuencia, el tiempo de retención es de un segundo o más, y más preferiblemente de 100 segundos o más. Por otro lado, cuando el tiempo de espera es mayor a 600 segundos, el efecto se satura, la productividad se reduce y los costos solo aumentan. En consecuencia, el tiempo de retención es de 600 segundos o menos.

Cuando la segunda temperatura, que es una temperatura de parada de enfriamiento, es superior a 250 °C, es probable que se generen ferrita y perlita que probablemente contengan carburos gruesos, y es poco probable que se generen las estructuras de transformación a baja temperatura que probablemente contengan carburos finos. En consecuencia, la segunda temperatura es de 250 °C o inferior.

Durante el enfriamiento desde la primera temperatura hasta la segunda temperatura, una velocidad de enfriamiento promedio es de 10 °C/s o más en una zona de temperatura de 700 °C a 500 °C. Esto es para evitar una transformación de ferrita y una transformación de perlita.

En una zona de temperatura desde la primera temperatura hasta 700 °C, se puede realizar el enfriamiento por aire que acompaña al transporte del material en bruto. Un procedimiento de enfriamiento no está particularmente limitado y, por ejemplo, se ejemplifican el enfriamiento por gas y el enfriamiento por agua. Cuando se realiza el enfriamiento por gas o el enfriamiento por agua, se imparte tensión preferiblemente al material en bruto para no deformar el material en bruto debido a la tensión térmica. El material en bruto se puede enfriar mediante la eliminación de calor de un troquel después de presionar con el troquel. El material en bruto puede enfriarse rociando agua sobre el material en bruto en el troquel. Cuando el enfriamiento se realiza en el troquel, el material en bruto se puede prensar con un troquel plano para terminar el primer tratamiento térmico en un estado de chapa plana, o el material en bruto se puede prensar con un troquel que tenga la forma de la pieza estampada en caliente durante el primer tratamiento térmico. El primer tratamiento térmico y el segundo tratamiento térmico se pueden dividir en dos etapas, para mecanizar el material en bruto en la forma de la pieza estampada en caliente.

Tenga en cuenta que el punto Ac3 (°C) se puede calcular mediante la siguiente expresión. Aquí, [X] indica el contenido (% en masa) de un elemento X.

Ac3 point = 910 - 203i/~[C] — 30 [Mn] - ll[Cr]

44.7 [Si]

+ 40 0 [Al] 70 0 [ P] - 15.2 [Ni] - 20[Cu]

+ 400[Ti] 104[V ] 31.5[Mo]

(Segundo enfriamiento (segundo tratamiento térmico))

En el segundo tratamiento térmico, el material en bruto se calienta desde la segunda temperatura hasta una tercera temperatura no inferior a (punto Ac3 - 50) °C ni superior a 1200 °C a una velocidad de calentamiento promedio de 2 °C/s o más, y el material en bruto se enfría desde la tercera temperatura hasta una cuarta temperatura de 250 °C o menos.

Cuando la tercera temperatura es más baja que (punto Ac3 - 50 °C), la transformación inversa a v es corta, y es difícil obtener suficiente resistencia a la tracción, por ejemplo, una resistencia a la tracción de 1900 MPa o más. En consecuencia, la tercera temperatura es (punto Ac3 - 50 °C) o superior, preferentemente (punto Ac3 - 20 °C) o superior, y más preferentemente punto Ac3 o superior. Por otro lado, cuando la tercera temperatura es superior a 1200 °C, los granos v anteriores se vuelven gruesos y es difícil establecer el diámetro del grano v anterior de la pieza estampada en caliente en 20 pm o menos. En consecuencia, la tercera temperatura es de 1200 °C o inferior, preferentemente de 1000 °C o inferior, más preferentemente de 900 °C o inferior, y más preferentemente de 850 °C o inferior.

Cuando la tasa de calentamiento promedio a la tercera temperatura es inferior a 2 °C/s, los granos v anteriores se vuelven gruesos durante el aumento de temperatura, y es difícil establecer el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente en 20 pm o menos. En consecuencia, la velocidad de calentamiento promedio a la tercera temperatura es 2 °C/s o más, preferiblemente 5 °C/s o más, más preferiblemente 10 °C/s o más, y más preferiblemente 100 °C/s o más. Un procedimiento de calentamiento no está particularmente limitado y, por ejemplo, hay ejemplos de calentamiento atmosférico, calentamiento eléctrico y calentamiento por infrarrojos. Siempre que la forma del material en bruto después del primer tratamiento térmico tenga forma de chapa plana, el calentamiento eléctrico es el más preferible entre los tres tipos descritos anteriormente. Esto se debe a que el calentamiento eléctrico puede alcanzar la tasa de calentamiento más alta. Cuando la formación se realiza durante el primer tratamiento térmico, el calentamiento por infrarrojos es el más preferible entre los tres tipos descritos anteriormente. Esto se debe a que es difícil calentar un material en bruto formado de manera uniforme mediante el calentamiento eléctrico, y el calentamiento por infrarrojos puede lograr una tasa de calentamiento más alta que el calentamiento por atmósfera.

El tiempo de retención de 0,1 segundos a 300 segundos se realiza a la tercera temperatura. Cuando un tiempo de retención es inferior a 0,1 segundos, la transformación inversa a v es corta y, a veces, es difícil obtener la resistencia a la tracción suficiente, por ejemplo, la resistencia a la tracción de 1900 MPa o más. En consecuencia, el tiempo de retención es de 0,1 segundos o más. Por otro lado, cuando el tiempo de retención es de 300 segundos o más, los granos v anteriores se vuelven gruesos y, a veces, es difícil establecer el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente en 20. ym o menos. En consecuencia, el tiempo de retención es de 300 segundos o menos, y más preferiblemente de 30 segundos o menos.

Cuando la cuarta temperatura es una temperatura de parada de enfriamiento superior a 250 °C, el enfriamiento es insuficiente y la martensita de la pieza estampada en caliente es corta. En consecuencia, la cuarta temperatura es de 250 °C o menos, y preferiblemente el punto Ms (°C) - 50 °C o menos.

Durante el enfriamiento a la cuarta temperatura, una velocidad de enfriamiento promedio es preferentemente de 20 °C/s o más en una zona de temperatura de 700 °C al punto Ms - 50 °C. Cuando la velocidad de enfriamiento promedio en la zona de temperatura desde 700 °C hasta el punto Ms - 50 °C es inferior a 20 °C/s, ocurre una transformación de ferrita, una transformación de perlita o una transformación de bainita, y la fracción de área de martensita fresca y la martensita templada es a veces menos del 80 % en total. En consecuencia, la velocidad de enfriamiento promedio en la zona de temperatura desde 700 °C hasta el punto Ms - 50 °C es de 20 °C/s o más. Tenga en cuenta que el punto Ms (°C) se puede calcular mediante la siguiente expresión. Aquí, [X] indica el contenido (% en masa) de un elemento X.

_{Punto Ms} 539 - 42 3 [C] - 30.4 [Mn] - 17.7 [Ni]

El límite superior de la velocidad de enfriamiento desde la tercera temperatura hasta la cuarta temperatura no está limitado, pero es común que la velocidad de enfriamiento sea industrialmente de 2000 °C/s o menos, aunque se use un dispositivo especial para enfriamiento. La velocidad de enfriamiento es, aproximadamente, 1000 °C/s o menos en el enfriamiento simple con agua y 500 °C/s o menos en el enfriamiento simple del troquel. Un límite superior de la velocidad de enfriamiento en el enfriamiento desde la primera temperatura hasta la segunda temperatura también es similar. El enfriamiento del material en bruto desde la tercera temperatura hasta la cuarta temperatura se realiza en el troquel. El material en bruto se puede enfriar eliminando el calor del troquel, o el material en bruto se puede enfriar rociando agua sobre el material en bruto en el troquel.

Así, se puede fabricar la pieza estampada en caliente según la realización de la presente invención.

Después de sacar la pieza estampada en caliente del troquel, la pieza estampada en caliente se puede calentar en un plazo de 6 horas a una temperatura de 50 °C a 650 °C. Cuando la temperatura de este calentamiento es de 50 °C a 400 °C, los carburos finos precipitan en martensita durante el calentamiento, y la resistencia a la fractura retardada y la propiedad de fragilización por hidrógeno mejoran. Cuando la temperatura de este calentamiento es de 400 °C a 650 °C, los carburos de aleación o los compuestos intermetálicos, o ambos, precipitan durante el calentamiento, y la resistencia aumenta mediante el fortalecimiento por dispersión de partículas.

El tiempo desde que finaliza el primer enfriamiento hasta que comienza el segundo enfriamiento no está particularmente limitado, pero existe la posibilidad de que, dependiendo de la composición del material en bruto, crezcan carburos finos en el material en bruto debido a la retención prolongada de la temperatura ambiente, y el diámetro promedio del grano de los carburos después del segundo enfriamiento se vuelve grande. Por esta razón, el tiempo antes descrito está preferiblemente dentro de un mes, más preferiblemente dentro de una semana y aún más preferiblemente dentro de un día.

El primer enfriamiento o el segundo enfriamiento, o ambos, pueden repetirse dos veces o más. Cuanto mayor sea el número de veces de enfriamiento, menor será probablemente el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente. Como se describió anteriormente, en un caso donde el diámetro de grano v anterior es preferiblemente 15 ym o menos, y más preferiblemente 10 ym o menos, cuanto mayor sea el número de veces de enfriamiento, más probable es que el diámetro de grano v anterior sea de 15 ym o menos o 10 ym o menos que se va a obtener. A continuación se explicará un ejemplo de procedimiento de fabricación de la chapa de acero adecuado para la fabricación de la pieza estampada en caliente. Como chapa de acero adecuada para la fabricación de la pieza estampada en caliente, cualquiera de las chapas de acero laminadas en caliente no sometidas a recocido, una chapa de acero recocida laminada en caliente obtenida sometiendo la chapa de acero laminada en caliente a recocido, una chapa de acero laminada en caliente o la chapa de acero recocido laminada en caliente para laminado en frío, y permaneciendo laminada en frío, y una chapa de acero recocido laminada en frío, obtenida sometiendo la chapa de acero laminada en frío a recocido es aplicable.

En este ejemplo, en primer lugar, el acero que tiene la composición química descrita anteriormente se refina por medios convencionales, y la placa se obtiene por colada continua. Es posible obtener un lingote de acero colando el acero y obtener una palanquilla de acero sometiendo el lingote de acero a un laminado en tocho. Desde el punto de vista de la productividad, es preferible la colada continua.

La velocidad de colada de la colada continua se ajusta preferiblemente a menos de 2,0 m/min para suprimir eficazmente la segregación central y la segregación en forma de V de Mn. Además, para mantener una buena limpieza en la superficie de la placa y asegurar la productividad, la velocidad de colada se ajusta preferiblemente a 1,2 m/min o más.

A continuación, la placa o la palanquilla de acero se somete al laminado en caliente. En el laminado en caliente, es preferible establecer una temperatura de calentamiento de la placa a 1100 °C o superior y establecer una temperatura de acabado a 850 °C o superior para la solución de una inclusión. Es preferible fijar una temperatura de bobinado a 500 °C o superior desde el punto de vista de la trabajabilidad, y fijarla a 650 °C o menos desde el punto de vista de la supresión de una reducción en el rendimiento debido a la generación de incrustaciones.

A continuación, la chapa de acero laminada en caliente obtenida por laminación en caliente se somete a un tratamiento de decapado por decapado o similar. La chapa de acero laminada en caliente después del tratamiento de decapado puede utilizarse para la fabricación de la pieza estampada en caliente.

La chapa de acero laminada en caliente puede someterse a un recocido de chapa laminada en caliente después del tratamiento de decapado. La chapa de acero recocida laminada en caliente obtenida mediante el recocido de chapa laminada en caliente también se puede utilizar para la fabricación de la pieza estampada en caliente.

La chapa de acero recocida laminada en caliente puede someterse a laminación en frío después del recocido de la chapa laminada en caliente. La chapa de acero laminada en frío obtenida por laminación en frío se puede utilizar para la fabricación de la pieza estampada en caliente. Cuando la chapa de acero recocido laminada en caliente es dura, la trabajabilidad se mejora preferiblemente realizando el recocido antes del laminado en frío. Es suficiente que el laminado en frío se realice por medios convencionales. Una relación de reducción en el laminado en frío se establece preferiblemente en 30 % o más desde el punto de vista de asegurar una buena planeidad, y preferiblemente se establece en 80 % o menos para evitar que se convierta en una carga excesiva.

La chapa de acero laminada en frío puede someterse al recocido de chapa laminada en frío. La chapa de acero recocida laminada en frío obtenida mediante el recocido de chapa laminada en frío se puede utilizar para la fabricación de la pieza estampada en caliente.

En el recocido de chapas laminadas en caliente y el recocido de chapas laminadas en frío, el recocido se puede realizar después de realizar un tratamiento de desengrasado o similar según medios convencionales según sea necesario. Desde el punto de vista de la uniformización de la microestructura y el punto de vista de la productividad, el recocido se realiza preferentemente en una línea de recocido continua. Cuando el recocido se realiza en la línea de recocido continuo, el remojo se realiza preferentemente en un tiempo no inferior a 1 segundo ni superior a 1000 segundos en una zona de temperatura no inferior al punto Ac3 ni superior al (punto Ac3 100 °C), y posteriormente, la retención se realiza preferentemente durante no menos de 1 minuto ni más de 30 minutos en una zona de temperatura no inferior a 250 °C ni superior a 550 °C.

La chapa de acero laminada en caliente, la chapa de acero recocida laminada en caliente, la chapa de acero laminada en frío o la chapa de acero recocida laminada en frío pueden someterse a enchapado. Cuando el enchapado a base de zinc se realiza preferentemente como enchapado, el enchapado a base de zinc por inmersión en caliente se realiza preferentemente en una línea continua de galvanización por inmersión en caliente desde el punto de vista de la productividad. En el caso anterior, el recocido se puede realizar previamente al enchapado a base de zinc por inmersión en caliente en la línea continua de galvanizado en caliente, o el enchapado a base de zinc se puede realizar sin realizar el recocido mientras se establece la temperatura de remojo a bajas temperaturas. . El tratamiento de aleación se puede realizar después del recubrimiento a base de zinc por inmersión en caliente para producir una chapa de acero galvanizado por inmersión en caliente con aleación. El revestimiento a base de zinc se puede realizar mediante galvanoplastia. Como ejemplos del enchapado a base de zinc, se ejemplifican el galvanizado por inmersión en caliente, el galvanizado por inmersión en caliente con aleación, el electrogalvanizado, el enchapado por inmersión en caliente con aleación de zinc y aluminio, el enchapado con aleación eléctrica de níquel y zinc y el enchapado con aleación eléctrica de hierro y zinc. La cantidad de adhesión para el enchapado no está particularmente limitada, y es suficiente que sea casi igual a la cantidad de adherencia a una chapa de acero enchapada convencional. El revestimiento a base de zinc se puede realizar en al menos una parte de la superficie de un material de acero, pero generalmente, el revestimiento a base de zinc de una chapa de acero se realiza en una sola superficie de la chapa de acero o sobre ambas superficies de la misma.

Tenga en cuenta que la realización descrita anteriormente simplemente ilustra ejemplos concretos de la implementación de la presente invención, y el alcance técnico de la presente invención no debe interpretarse de manera restrictiva por estas realizaciones. Es decir, la presente invención puede implementarse de varias formas sin apartarse del espíritu técnico o características principales de la misma.

Ejemplo

A continuación, se explicarán ejemplos de la presente invención. Las condiciones en los ejemplos son ejemplos de condiciones empleados para confirmar la aplicabilidad y los efectos de la presente invención y la presente invención no se limita a estos ejemplos. La presente invención puede emplear varias condiciones siempre que el objeto de la presente invención se logre sin apartarse del alcance de la presente invención como se define en las presentes reivindicaciones 1 a 5.

(Primer experimento)

Placas con las composiciones químicas presentadas en la Tabla 1 se sometieron a laminación en caliente. En el laminado en caliente, la temperatura de calentamiento de la placa se ajustó a 1250 °C, la temperatura de acabado se ajustó a 930 °C y la temperatura de bobinado se ajustó a 650 °C. En el enfriamiento desde la temperatura de acabado (930 °C) hasta la temperatura de bobinado (650 °C), se fijó una velocidad de enfriamiento promedio de 20 °C/s. De este modo, se obtuvieron chapas de acero laminadas en caliente con un espesor de 1,6 mm o 3,2 mm cada una. A continuación, las chapas de acero laminadas en caliente se sometieron a un tratamiento de decapado. El resto de cada una de las composiciones químicas presentadas en la Tabla 1 es Fe e impurezas.

[Tabla 1]

Posteriormente, a partir de chapas de acero laminadas en caliente con un espesor de 3,2 mm cada una, se produjeron chapas de acero laminadas en frío, chapas de acero recubiertas de aluminio, chapas de acero galvanizadas en caliente y chapas de acero en aleación galvanizado en caliente como sigue. Primero, las chapas de acero laminadas en caliente, cada una con un espesor de 3,2 mm, se sometieron a un recocido de chapas laminadas en caliente a 600 °C durante dos horas y se sometieron a laminación en frío a una tasa de reducción del 50 % para obtener las chapas de acero laminadas en frío con un espesor de 1,6 mm cada una. A continuación, las chapas de acero laminadas en frío parciales se sometieron al recocido en un equipo continuo de recocido por inmersión en caliente o en una línea continua de aluminizado. En este recocido, después de mantener las chapas de acero laminadas en frío a 800 °C durante 120 segundos, se realizó la retención a 400 °C durante 200 segundos. Después del recocido, las chapas de acero laminadas en frío se sometieron a una capa de revestimiento de aluminio, galvanizado en caliente o aleación galvanizada en caliente a una temperatura de 500 °C o inferior. Así, como chapas de acero para estampado en caliente, se prepararon chapas de acero laminadas en caliente, chapas de acero laminadas en frío, chapas de acero recubiertas de aluminio, chapas de acero galvanizadas en caliente y chapas de acero galvanizadas en caliente en aleación.

Posteriormente, las chapas de acero para estampación en caliente se sometieron a troquelado para formar materiales en bruto, y se realizaron un primer enfriamiento (primer tratamiento térmico) y un segundo enfriamiento (segundo tratamiento térmico) de los materiales en bruto. La Tabla 2 y la Tabla 3 presentan las condiciones del primer tratamiento térmico y las condiciones del segundo tratamiento térmico. Tenga en cuenta que en el primer tratamiento térmico, el calentamiento de la atmósfera, el enfriamiento por aire desde una temperatura de retención hasta 700 °C y el enfriamiento a una velocidad de enfriamiento promedio de 50 °C/s en un molde en forma de chapa plana desde 700 °C hasta una temperatura de parada de enfriamiento fueron realizados. En el segundo tratamiento térmico, el calentamiento de la atmósfera se realizó cuando la velocidad de calentamiento fue de 50 °C/s o menos, y el calentamiento eléctrico se realizó cuando fue superior a 50 °C/s. Se realizó el enfriamiento por aire desde una temperatura de retención hasta 700 °C, y el enfriamiento a una velocidad de enfriamiento promedio de 100 °C/s mientras se realizaba la formación en prensa en un troquel desde 700 °C hasta una temperatura de parada de enfriamiento. Así, se fabricaron diversas piezas estampadas en caliente. Los subrayados en la Tabla 2 y la Tabla 3 indican que los valores numéricos de las mismas se desvían de los intervalos de la presente invención.

[Tabla 3]

Se observaron microestructuras antes del segundo tratamiento térmico después del primer tratamiento térmico y microestructuras después del segundo tratamiento térmico. La Tabla 4 y la Tabla 5 presentan estos resultados. Un procedimiento de observación de las microestructuras es el descrito anteriormente. Además, se tomaron piezas de prueba de tracción de conformidad con JIS Z 2201 de las piezas estampadas en caliente, y se midió la resistencia a la tracción máxima mediante una prueba de tracción de conformidad con JIS Z 2241. La prueba de tracción se realizó cinco veces para cada número de prueba, y se fijó un valor medio de cinco resistencias máximas a la tracción como resistencia a la tracción del n° de prueba. La Tabla 4 y la Tabla 5 también presentan este resultado. La razón por la cual el valor promedio se establece como la resistencia a la tracción es que en el caso de que ocurra una fractura por bajo esfuerzo, aunque las condiciones de fabricación sean las mismas, es probable que ocurra una gran variación en el esfuerzo de ruptura. Con respecto a cierta tensión verdadera £a y estrés verdadero 5a, se consideró que la fractura por baja tensión se produjo con respecto a una muestra en la que se produjo una ruptura antes de que se cumpliera la siguiente fórmula 2, y se consideró que la fractura por baja tensión no se produjo con respecto a una muestra en la que se produjo una ruptura después de la siguiente fórmula 2 estaba satisfecho En la fórmula 2, A £a se fijó en 0,0002, y A 5a se fijó como una diferencia entre "un verdadero estrés 5a ¹ cuando una tensión verdadera es "£a 0,0002"" y "un verdadero estrés 5a cuando una verdadera tensión es "£a"" (A 5a = 5a i - 5a).

A á ^{a /} A £ ^a = 5 ^a (formula 2) [Tabla 4]

[Tabla 5]

Como se ilustra en la Tabla 4 y la Tabla 5, en los ejemplos de la invención en los intervalos de la presente invención (pruebas No. 2 a No. 5, No. 8 a No. 16, No. 21 a No. 22, No. 24 a No. 27, No. 30 a No. 31, No. 36 a No. 40, No. 46 a No. 50, No. 56 a No. 63, No. 69 a No. 70), si la fractura de baja tensión no ocurrió, o aunque haya ocurrido, el estrés en el que se produjo una fractura fue de 1800 MPa o más.

En una prueba No. 1, la temperatura de retención del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, el diámetro de grano promedio de los carburos fue excesivo y no se logró obtener una resistencia a la tracción suficiente. En una prueba No. 6, no se realizó el primer enfriamiento, por lo que un diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, un diámetro de grano promedio de carburos fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 7, una temperatura de parada de enfriamiento del primer enfriamiento fue demasiado alta, por lo que un diámetro de grano v anterior y de la pieza estampada en caliente fue corto, un diámetro de grano promedio de carburos fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión, y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción.

En una prueba No. 17, la velocidad de calentamiento promedio del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 18, la temperatura de retención del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, el diámetro de grano promedio de los carburos fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 19, una velocidad de calentamiento promedio del segundo enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 20, la temperatura de parada de enfriamiento del segundo enfriamiento fue demasiado alta, por lo que la fracción de área total de martensita fresca y martensita templada fue corta y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción.

En una prueba No. 23, la temperatura de retención del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, el diámetro de grano promedio de los carburos fue excesivo y no se logró una resistencia a la tracción suficiente. En una prueba No. 28, la temperatura de retención del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, el diámetro de grano promedio de los carburos fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 29, no se realizó el primer enfriamiento, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, el diámetro de grano promedio de los carburos fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se obtuvo suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 32, la tasa de calentamiento promedio del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 33, una temperatura de parada de enfriamiento del primer enfriamiento fue demasiado alta, por lo que el diámetro de grano promedio de los carburos de la pieza estampada en caliente fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se logró una resistencia a la tracción suficiente. En una prueba No. 34, una velocidad de calentamiento promedio del segundo enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 35, una temperatura de parada de enfriamiento del segundo enfriamiento fue demasiado alta, por lo que la fracción de área total de martensita fresca y martensita templada no fue suficiente y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción.

En una prueba No. 41, una velocidad de calentamiento promedio del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 42, la temperatura de retención del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, el diámetro de grano promedio de los carburos fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 43, una temperatura de parada de enfriamiento del primer enfriamiento fue demasiado alta, por lo que el diámetro de grano promedio de los carburos de la pieza estampada en caliente fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se logró una resistencia a la tracción suficiente. En una prueba No. 44, una velocidad de calentamiento promedio del segundo enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 45, la temperatura de parada de enfriamiento del segundo enfriamiento fue demasiado alta, de modo que la fracción de área total de martensita fresca y martensita templada no fue suficiente y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción.

En una prueba No. 51, la velocidad de calentamiento promedio del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 52, la temperatura de retención del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, el diámetro de grano promedio de los carburos fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 53, una temperatura de parada de enfriamiento del primer enfriamiento fue demasiado alta, por lo que el diámetro de grano promedio de los carburos de la pieza estampada en caliente fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se logró una resistencia a la tracción suficiente. En una prueba No. 54, una velocidad de calentamiento promedio del segundo enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 55, la temperatura de parada de enfriamiento del segundo enfriamiento fue demasiado alta, de modo que la fracción de área total de martensita fresca y martensita templada no fue suficiente y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción.

En una prueba No. 64, la tasa de calentamiento promedio del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 65, la temperatura de retención del primer enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, el diámetro de grano promedio de los carburos fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 66, una temperatura de parada de enfriamiento del primer enfriamiento fue demasiado alta, por lo que el diámetro de grano promedio de los carburos de la pieza estampada en caliente fue excesivo, se produjo una fractura por baja tensión y no se logró una resistencia a la tracción suficiente. En una prueba No. 67, una velocidad de calentamiento promedio del segundo enfriamiento fue demasiado baja, por lo que el diámetro de grano v anterior de la pieza estampada en caliente fue corto, se produjo una fractura por baja tensión y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción. En una prueba No. 68, la temperatura de parada de enfriamiento del segundo enfriamiento fue demasiado alta, de modo que la fracción de área total de martensita fresca y martensita templada no fue suficiente y no se pudo obtener suficiente resistencia a la tracción.

(Segundo experimento)

En un segundo experimento, se formaron materiales en bruto de manera similar a los de las pruebas No. 10, No. 31, No. 37, No. 47 y No. 58 en el primer experimento, y el primer enfriamiento (primer tratamiento térmico) , se realizaron el segundo enfriamiento (segundo tratamiento térmico) y un tercer enfriamiento (tercer tratamiento térmico) de los materiales en bruto. La Tabla 6 presenta la condición del primer tratamiento térmico, la condición del segundo tratamiento térmico y las condiciones del tercer tratamiento térmico. Como se presenta en la Tabla 6, en el tercer tratamiento térmico, se realizó calentamiento atmosférico cuando la velocidad de calentamiento fue de 50 °C/s o menos, y se realizó calentamiento eléctrico cuando fue mayor de 50 °C/s. Se realizó el enfriamiento por aire desde una temperatura de retención hasta 700 °C, y el enfriamiento a una velocidad de enfriamiento promedio de 100 °C/s mientras se realizaba la formación en prensa en un troquel desde 700 °C hasta una temperatura de parada de enfriamiento. Así, se fabricaron diversas piezas estampadas en caliente.

[Tabla 6]

Luego, se observaron las microestructuras después del tercer tratamiento térmico. La Tabla 7 presenta este resultado. Un procedimiento de observación de las microestructuras es el descrito anteriormente. Además, se realizó una prueba de tracción de manera similar a la del primer experimento. La Tabla 7 también presenta este resultado.

[Tabla 7]

Como se presenta en la Tabla 7, en cualquier ejemplo de la invención, se obtuvo un diámetro de grano v anterior más pequeño y una propiedad mecánica más excelente que en los ejemplos de la invención (ensayos No. 10, No. 31, No.

37, No. 47 o No. 58) en cada uno de los cuales no se realizó el tercer enfriamiento.

Aplicabilidad industrial

La presente invención se puede utilizar, por ejemplo, en industrias relacionadas con una pieza estampada en caliente adecuada para piezas de automóviles.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de fabricación de una pieza estampada en caliente que comprende:

proporcionar una chapa de acero que tenga una composición química representada por, en % en masa:

C: 0,27 % a 0,60 %,

Mn: 0,50 % a 5,00 %,

Si: 2,00 % o menos,

P: 0,030 % o menos,

S: 0,0100 % o menos,

Al soluble en ácido (Al sol.): 0,100 % o menos,

N: 0,0100 % o menos,

B: 0,0000 % a 0,0050 %,

Cr: 0,00 % a 0,50 %,

Mo: 0,00 % a 0,50 %,

Ti: 0,000 % a 0,100 %,

Nb: 0,000 % a 0,100 %,

V: 0,000 % a 0,100 %,

Cu: 0,000 % a 1,000 %,

Ni: 0,000 % a 1,000 %,

O: 0,00 % a 0,02 %,

W: 0,0 % a 0,1 %,

Ta: 0,0 % a 0,1 %,

Sn: 0,00 % a 0,05 %,

Sb: 0,00 % a 0,05 %,

As: 0,00 % a 0,05 %,

Mg: 0,00 % a 0,05 %,

Ca: 0,00 % a 0,05 %,

Y: 0,00 % a 0,05 %,

Zr: 0,00 % a 0,05 %,

La 0,00 % a 0,05 %, o Ce: 0,00 % a 0,05 %, y

resto: Fe e impurezas, y

una etapa de formar un material en bruto a partir de un tipo de chapa de acero seleccionada de una chapa de acero laminada en frío, una chapa de acero laminada en caliente, una chapa de acero revestida de aluminio, una chapa de acero galvanizado por inmersión en caliente y una chapa de acero en aleación galvanizado por inmersión en caliente;

una etapa de realizar un primer enfriamiento del material en bruto; y

una etapa de realizar un segundo enfriamiento del material en bruto después del primer enfriamiento, donde la etapa de realizar el primer enfriamiento comprende:

una etapa de calentamiento del material en bruto a una primera temperatura no inferior a (punto Ac3 - 50) °C ni superior a 1200 °C a una velocidad de calentamiento promedio de 2 °C/s o más;

una etapa de enfriamiento del material en bruto desde la primera temperatura hasta una segunda temperatura de 250 °C o inferior, donde durante el enfriamiento desde la primera temperatura hasta la segunda temperatura, la velocidad de enfriamiento promedio es de 10 °C/s o más en una zona de temperatura de 700 °C a 500 °C, y una etapa de retención a la primera temperatura durante un segundo o más y 600 segundos o menos entre la etapa de calentamiento a la primera temperatura y la etapa de enfriamiento a la segunda temperatura; donde la etapa de realizar el segundo enfriamiento comprende:

una etapa de calentamiento del material en bruto desde la segunda temperatura hasta una tercera temperatura no inferior a (punto Ac3 - 50) °C ni superior a 1200 °C a una velocidad de calentamiento promedio de 2 °C/s o más; y

una etapa de enfriamiento del material en bruto desde la tercera temperatura hasta una cuarta temperatura de 250 °C o menos, donde durante el enfriamiento desde la tercera temperatura hasta la cuarta temperatura, la velocidad de enfriamiento promedio es de 20 °C/s o más en una zona de temperatura desde 700 °C hasta el punto Ms - 50 °C, y

una etapa de retención a la tercera temperatura durante no menos de 0,1 segundos ni más de 300 segundos entre la etapa de calentamiento a la tercera temperatura y la etapa de enfriamiento a la cuarta temperatura y donde la formación del material en bruto se realiza en el primer enfriamiento o en el segundo enfriamiento o en ambos de los anteriores, y

donde la pieza estampada en caliente tiene una microestructura representada por

una fracción de área de martensita fresca y martensita templada: 80 % o más en total,

un diámetro de grano de austenita anterior: 20 pm o menos, y

un diámetro de grano medio de carburos: 0,5 pm o menos.

2. El procedimiento de fabricación de la pieza estampada en caliente de conformidad con la reivindicación 1, donde la tercera temperatura no es inferior a (punto Ac3 - 50) °C ni superior a 1000 °C.

3. El procedimiento de fabricación de la pieza estampada en caliente según la reivindicación 1 o 2, donde el calentamiento desde la segunda temperatura hasta la tercera temperatura se realiza a una velocidad de calentamiento promedio de 5 °C/s o más.

4. Una pieza estampada en caliente que comprende una composición química representada por, en % en masa:

C: 0,27 % a 0,60 %,

Mn: 0,50 % a 5,00 %,

Si: 2,00 % o menos,

P: 0,030 % o menos,

S: 0,0100 % o menos,

Al soluble en ácido (Al sol.): 0,100 % o menos,

N: 0,0100 % o menos,

B: 0,0000 % a 0,0050 %,

Cr: 0,00 % a 0,50 %,

Mo: 0,00 % a 0,50 %,

Ti: 0,000 % a 0,100 %,

Nb: 0,000 % a 0,100 %,

V: 0,000 % a 0,100 %,

Cu: 0,000 % a 1,000 %,

Ni: 0,000 % a 1,000 %,

O: 0,00 % a 0,02 %,

W: 0,0 % a 0,1 %,

Ta: 0,0 % a 0,1 %,

Sn: 0,00 % a 0,05 %,

Sb: 0,00 % a 0,05 %,

As: 0,00 % a 0,05 %,

Mn: 0,00 % a 0,05 %,

Ca: 0,00 % a 0,05 %,

Y: 0,00 % a 0,05 %,

Zr: 0,00 % a 0,05 %,

La 0,00 % a 0,05 %, o Ce: 0,00 % a 0,05 %, y

resto: Fe e impurezas, y

una microestructura representada por

una fracción de área de martensita fresca y martensita templada: 80 % o más en total,

un diámetro de grano austenítico anterior: 20 ym o menos, y

un diámetro medio de grano de carburos: 0,5 ym o menos.

5. La pieza estampada en caliente según la reivindicación 4, donde la dureza Vickers es de 550 Hv o más.