ES2937842T3 - Lámina de acero inoxidable basado en ferrita negra - Google Patents

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Yoshikazu Tai
Tomoaki Saida
Kazunari Imakawa
Satoshi Suzuki
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Abstract

Se proporciona una hoja de acero inoxidable negra que tiene una excelente soldabilidad, que puede asegurar una buena tenacidad y resistencia a la corrosión, y que puede mantener la negrura de la superficie de la misma, incluso después de haber sido soldada. Esta hoja de acero inoxidable a base de ferrita negra que tiene una excelente soldabilidad incluye, como base, un acero inoxidable que contiene, en % en masa, 0,020 % o menos de C, 1,0 % o menos de Si, 0,35 % o menos de Mn, 0,04 % o menos menos de P, 0,005% o menos de S, 11-25% de Cr, 1,0% o menos de Mo, 0,020% o menos de N, 0,4% o menos de Al, 10(C+N) a 0,3% de Ti , 0,05 % o menos de Nb y 0,01 % o menos de O, y tiene una superficie en la que se forma un revestimiento de óxido en la base, donde la superficie tiene un índice de luminosidad (L*) que satisface L*<=45, índices de cromaticidad (a*, b*) que satisface -5<= a* <=5 y -5<= b* <=5, y una negrura (E) que satisface E=(L*2+a*2+b*2)1/2 <= 45. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Lámina de acero inoxidable basado en ferrita negra
SECTOR TÉCNICO
La presente invención se refiere a una lámina de acero inoxidable basado en ferrita que tiene una capacidad de soldadura, así como también una capacidad de diseño, excelentes, con un tono negro uniforme.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
El acero inoxidable es un material que tiene una resistencia a la corrosión y capacidad de diseño excelentes, y se utiliza para materiales de interior/exterior, un elemento de paso de gases de escape o similares, utilizando una piel blanca plateada brillante del material inoxidable puro. Por otra parte, cuando se solicita un diseño diferente al diseño blanco plateado, se aplican aceros inoxidables con diversos tonos de color. Como medios para proporcionar un tono negro al acero inoxidable, se han adoptado un procedimiento de coloración química, un procedimiento con pintura, un procedimiento de oxidación y similares.
En el procedimiento de oxidación, se calienta un acero inoxidable en una atmósfera oxidante para formar un revestimiento de óxido que proporciona un tono negro a la superficie. El procedimiento de oxidación puede utilizar un tratamiento de recocido en el proceso de fabricación del acero inoxidable para el procedimiento, y esto hace innecesario añadir otra etapa. Por consiguiente, el tono negro se puede proporcionar de forma económica en comparación con el procedimiento de coloración química y el procedimiento con pintura.
El tratamiento de ennegrecimiento del acero inoxidable mediante el procedimiento de oxidación se ve afectado por la composición y el grosor del revestimiento de óxido. Por consiguiente, se deben seleccionar las condiciones de tratamiento, tales como la atmósfera, la temperatura de calentamiento y el tiempo de calentamiento, además de la composición química del acero inoxidable. Por ejemplo, el documento de Patente 1 describe un procedimiento para fabricar un acero inoxidable que tiene un tono negro mediante el calentamiento de un acero inoxidable que contiene el 0,1-1,5 % en masa de Ti a un intervalo de temperatura específico en aire.
El documento de Patente 2 describe un punto de rocío adecuado para proporcionar un tono negro. El documento de Patente 3 describe un procedimiento para formar un revestimiento negro con una capacidad de adhesión preferente mediante el calentamiento de un acero inoxidable que contiene el 0,05-1,0 % de Ti en una atmósfera con una concentración de oxígeno del 5-15 % en volumen. El documento de Patente 4 describe un procedimiento para formar un revestimiento negro uniforme mediante laminado en caliente de un acero inoxidable, acabado con una banda abrasiva de no menos de #150, a continuación, laminado en frío a una velocidad de laminado en frío del 50 % o superior, y oxidación. El documento de Patente 5 describe un procedimiento para formar un revestimiento de óxido que tiene una excelente resistencia a la corrosión mediante el control de la concentración de Cr en la capa deficiente en Cr inmediatamente debajo del revestimiento de óxido, y una concentración de Al en la capa interna del revestimiento de óxido.
Documento de Patente 1: Publicación de solicitud de Patente japonesa examinada N.° H04-33863
Documento de Patente 2: Publicación de solicitud de Patente japonesa no examinada, N.° H11-61376 Documento de Patente 3: Patente japonesa N°. 3198979
Documento de Patente 4: Patente japonesa N.° 3657356
Documento de Patente 5: Patente japonesa N.° 3770995
CARACTERÍSTICAS DE LA INVENCIÓN
Problemas a resolver por la invención
Para productos, tales como un elemento del sistema de gases de escape de un automóvil, se procesa una lámina de acero, a continuación, se suelda y se le da forma para que tenga una forma predeterminada y, posteriormente, se pinta sobre su superficie. Este tratamiento con pintura conduce a un aumento del coste de fabricación. Además, dado que un producto, tal como un elemento del sistema de gases de escape, está expuesto a temperaturas elevadas, se debe seleccionar una pintura apropiada. De este modo, se ha examinado una aplicación de láminas de acero inoxidable negras que tienen resistencia a la corrosión y capacidad de diseño excelentes con el fin de eliminar un tratamiento con pintura. Sin embargo, en la lámina de acero inoxidable negra, ennegrecida mediante un procedimiento de oxidación, el revestimiento de óxido en una superficie se puede entrelazar dentro de una parte soldada durante la soldadura, lo que deteriora la tenacidad de la parte soldada. Además, la negrura y la resistencia a la corrosión de la lámina de acero inoxidable negra se pueden ver afectadas por el calentamiento en el momento de la soldadura.
Un objetivo de la presente invención es dar a conocer una lámina de acero inoxidable negra que tenga una capacidad de soldadura excelente, que tenga un tono negro proporcionado mediante un tratamiento de oxidación y que pueda garantizar una buena tenacidad y resistencia a la corrosión y, además, mantenga la negrura de la superficie incluso después de la soldadura.
Medios para resolver los problemas
Los inventores de la presente invención han estudiado cómo resolver los problemas anteriores y han descubierto que se puede asegurar favorablemente la tenacidad y la resistencia a la corrosión de la parte soldada y se puede mantener la negrura de la superficie controlando los componentes de aleación del acero inoxidable basado en ferrita y el revestimiento de óxido sobre la superficie de la lámina de acero. La presente invención se llevó a cabo mediante estos descubrimientos. La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.
Efectos de la invención
La presente invención permite proporcionar una lámina de acero inoxidable negra que tiene una excelente capacidad de soldadura, que puede asegurar una buena tenacidad y resistencia a la corrosión y mantener la negrura de la superficie, y tiene una resistencia preferente al desprendimiento del revestimiento incluso después de la soldadura. La lámina de acero inoxidable negra se puede aplicar para moldeo a presión y procesamiento de soldadura y, de este modo, se puede utilizar ampliamente para productos, tales como un elemento del sistema de gases de escape. Además, la lámina de acero inoxidable negra mantiene el tono negro en su superficie incluso después de la soldadura y, de este modo, se puede utilizar sin pintar.
MODO PREFERENTE PARA REALIZAR LA INVENCIÓN
Se explicarán las realizaciones de la presente invención. La presente invención no se encuentra limitada por la siguiente descripción.
De manera específica, una lámina de acero inoxidable basado en ferrita negra, según la presente invención, contiene los siguientes componentes. Cabe indicar que la indicación de porcentaje que presenta un contenido de cada elemento descrito a continuación se refiere a "% en masa", a menos que se especifique lo contrario.
El C es un elemento contenido inevitablemente en el acero inoxidable. Cuando se reduce el contenido de C, disminuye la formación de carburos. El contenido de C, por lo tanto, es del 0,020 % o menos, preferentemente, del 0,015 % o menos, para mejorar la resistencia a la corrosión y la propiedad de sensibilización de la parte soldada. Por otra parte, un período prolongado del tratamiento de refinado para reducir el contenido de C da como resultado un mayor coste de fabricación. Por esta razón, el límite inferior del contenido de C puede ser del 0,005 % o más. El Si es un componente de aleación que mejora la resistencia a la oxidación a temperatura elevada, tal como la resistencia al desprendimiento, y el contenido de Si puede ser del 0,05 % o más. Por otra parte, una cantidad en exceso de Si reduce la ductilidad de la lámina de acero, lo que conduce a una disminución de la capacidad de procesamiento o de la tenacidad a baja temperatura. Por lo tanto, el contenido de Si es del 1,0 % o menos, preferentemente, del 0,7 % o menos.
El Mn es un elemento eficaz para mejorar la resistencia a la oxidación a temperatura elevada, tal como la resistencia al desprendimiento, y el contenido de Mn puede ser del 0,04 % o más. Por otra parte, una cantidad en exceso de Mn disminuye la capacidad de procesamiento y la capacidad de soldadura. Además, cuando el contenido de Cr es pequeño, la adición de Mn puede facilitar la formación de una fase martensítica, dando como resultado una posible disminución de la capacidad de procesamiento en la parte soldada. Por lo tanto, el contenido de Mn es del 0,35 % o menos, preferentemente, del 0,30 % o menos.
El P y el S son elementos contenidos inevitablemente en el acero inoxidable. Estos elementos reducen la tenacidad de la parte soldada y, por lo tanto, es preferente reducir su contenido tanto como sea posible. Los contenidos de P y S se establecen, respectivamente, en el 0,04 % o menos y el 0,005 % o menos.
El Cr es un elemento de aleación principal que forma un revestimiento de estado pasivo sobre una superficie de acero inoxidable y mejora la resistencia a la corrosión por picaduras, la resistencia a la corrosión por grietas y la resistencia a la corrosión en general. El contenido de Cr es del 17 % o más. Por otra parte, una cantidad en exceso de Cr deteriora las propiedades mecánicas y la tenacidad y conduce, además, a un coste elevado. Por esa razón, el contenido de Cr es del 25 % o menos. El contenido puede ser del 23 % o menos para su utilización general.
El Mo es un elemento, similar al Cr, eficaz para mejorar el nivel de resistencia a la corrosión. Por otra parte, una cantidad en exceso de Mo permite que se forme un revestimiento de óxido de forma local durante el tratamiento de oxidación y, por lo tanto, inhibe la formación de un revestimiento negro uniforme. Además, la formación del revestimiento de óxido sobre la parte afectada por el calor de soldadura tiende a progresar, lo que amplía la diferencia en el tono de color entre la parte afectada por el calor de soldadura y la parte plana, perjudicando de este modo al aspecto externo. Por esa razón, el contenido de Mo es del 0,60 % o menos.
El N es una impureza inevitable y se une a Ti para formar nitruros. Tal como se describe a continuación, se requiere Ti para formar el revestimiento negro y, de este modo, si el contenido de N es grande, disminuye la cantidad de Ti sólido disuelto en el acero, lo que inhibe la formación del revestimiento negro. Además, los nitruros formados tienden a convertirse en un punto de partida de la corrosión y deterioran la resistencia a la corrosión, particularmente la resistencia a la corrosión por picaduras. Además, los nitruros reducen la tenacidad de la parte soldada. Por esa razón, el contenido de N se establece en el 0,020 % o menos.
El Al es un componente de aleación que mejora la resistencia a la oxidación al formar un revestimiento protector denso de óxido sobre la superficie del acero inoxidable basado en ferrita. El contenido de Al puede ser del 0,04 % o más. Por otra parte, una cantidad en exceso de Al disminuye la tenacidad a baja temperatura y, por lo tanto, el contenido de Al es del 0,4 % o menos, preferentemente, del 0,10 % o menos.
El Ti es un elemento que tiene una afinidad elevada con el C y el N y, por consiguiente, el Ti puede formar carbonitruros para suprimir la corrosión intercristalina. Además, mediante un tratamiento de oxidación se forma un revestimiento negro compuesto por óxidos de Ti y Cr. De este modo, el contenido de Ti es de 10 veces o más que los contenidos de C y N (% en masa). Por otra parte, una cantidad en exceso de Ti deteriora la calidad de la superficie y la capacidad de procesamiento. Además, es probable que el revestimiento de óxido crezca de manera no uniforme, lo que da como resultado una superficie irregular. Por esa razón, el contenido de Ti es del 0,3 % o menos.
El Nb es un elemento que tiene una afinidad elevada con el C y el N, similar al Ti, y forma carbonitruros para suprimir la corrosión intercristalina. Por otra parte, los óxidos de Nb inhiben la formación del revestimiento negro procedente de los óxidos de Ti y Cr, y dificultan la formación de un revestimiento de óxido uniforme rico en negrura. Por esa razón, el contenido de Nb es del 0,05 % o menos, preferentemente, del 0,02 % o menos.
El O es una impureza inevitable y forma un óxido junto con el Al o similares durante la soldadura para disminuir la tenacidad. Por lo tanto, es preferente reducir el contenido de O tanto como sea posible. Por esa razón, el contenido de O se establece en el 0,01 % o menos.
Según sea necesario, el acero inoxidable contiene preferentemente, como mínimo, uno del 1,0 % o menos de Ni, el 1,0 % o menos de Cu, el 1,0 % o menos de V y el 0,01 % o menos de B.
El Ni es un componente de aleación que presenta el efecto de mejorar la resistencia a la corrosión y evita la disminución de la capacidad de procesamiento. El contenido de Ni puede ser del 0,05 % o más. Por otra parte, el Ni es un elemento productor de austenita y una cantidad en exceso de Ni puede afectar el equilibrio de fases en la parte soldada y provocar, además, un coste elevado. Por esa razón, el contenido de Ni es, preferentemente, del 1,0 % o menos, más preferentemente, del 0,7 % o menos.
El Cu es un elemento importante para mejorar la resistencia a la corrosión, particularmente la resistencia a la corrosión por picaduras, similar al Mo. El contenido de Cu puede ser del 0,01 % o más. Por otra parte, una cantidad en exceso de Cu endurece la lámina de acero, lo que provoca una disminución de la capacidad de procesamiento. Por esa razón, el contenido de Cu es, preferentemente, del 1,0 % o menos, más preferentemente, del 0,50 % o menos.
El V es un componente de aleación que mejora la resistencia a temperaturas elevadas sin afectar la tenacidad, y el contenido de V puede ser del 0,01 % o más. Por otra parte, una cantidad en exceso de V endurece la lámina de acero, lo que provoca una disminución de la capacidad de procesamiento. Por esa razón, el contenido de V es, preferentemente, del 1,0 % o menos, más preferentemente, del 0,50 % o menos.
El B es un componente de aleación que mejora la tenacidad a baja temperatura y el contenido de B puede ser del 0,0005 % o más. Por otra parte, una cantidad en exceso de B reduce la ductilidad, lo que conduce a una disminución de la capacidad de procesamiento. Por esa razón, el contenido de B es, preferentemente, del 0,01 % o menos, más preferentemente, del 0,0050 % o menos.
Además, según sea necesario, se puede añadir Ca, metales de tierras raras (REM, rare earth metals) o Zr. El Ca, los metales de tierras raras o el Zr son componentes de aleación que forman un compuesto, preferentemente con los S y P inevitablemente contenidos en el acero inoxidable, para suprimir la disminución de la tenacidad de la parte soldada. El contenido de cada uno de Ca y metales de tierras raras puede ser del 0,001 % o más, y el contenido de Zr puede ser del 0,01 % o más. Por otra parte, la adición de cantidades en exceso de estos elementos endurece la lámina de acero, lo que conduce a una disminución de la capacidad de procesamiento y provoca fácilmente un defecto superficial durante la producción, lo que contribuye a una menor productividad. Por lo tanto, es preferente permitir que el acero inoxidable contenga, como mínimo, uno de Ca, metales de tierras raras y Zr, con contenidos de cada uno de Ca y metales de tierras raras del 0,01 % o menos y un contenido de Zr del 0,1 % o menos.
Los procedimientos descritos en los documentos de Patente 1, 3 y 4 pueden ser aplicados al procedimiento de fabricación de la lámina de acero inoxidable negra mediante tratamiento de oxidación. Por ejemplo, una losa de acero inoxidable se lamina en caliente y la bobina laminada en caliente resultante se recuece y decapa y, a continuación, se realiza un acabado con una banda abrasiva de no menos de #150. Posteriormente, la bobina se lamina en frío a una velocidad de laminación en frío del 50 % o superior, a continuación, la lámina laminada en frío resultante se recuece en una atmósfera oxidante a 900 °C o más durante 60 segundos o más para obtener una lámina de acero inoxidable negra. De manera alternativa, se puede obtener una lámina de acero inoxidable negra recociendo y decapando una bobina laminada en caliente, seguido de laminado en frío, recocido, decapado, acabado con una banda abrasiva de no menos de #150 y, a continuación, recocido en una atmósfera oxidante a 900 °C o más durante 60 segundos o más. El revestimiento de óxido negro se puede formar sin la etapa de acabado, pero es preferente realizar el acabado para formar un revestimiento de óxido uniforme. La lámina de acero inoxidable negra se moldea en una forma predeterminada y, a continuación, se somete a una junta de soldadura. Como medio de soldadura se puede utilizar la soldadura MIG general y la soldadura TIG.
(Tono de color)
En la lámina de acero inoxidable negra, según la presente invención, el acero inoxidable como base tiene la composición de componentes mencionada anteriormente. Además, se especifica una apariencia de la superficie que tiene el revestimiento de óxido formado sobre la base, de acuerdo con CIELAB (sistema de color L*a*b*). En la superficie de un material de prueba, se establecen un índice de luminosidad L* que indica luminosidad, índices de cromaticidad a* y b* que indican tonos de color y una negrura E = (L* a* b* ) dentro de intervalos específicos. Estos valores numéricos se pueden obtener mediante una medición del tono de color de acuerdo con la norma JIS Z 8722. La medición se lleva a cabo sobre cinco puntos cualesquiera de la parte plana y de la parte afectada por el calor de soldadura, que está a 5 mm de la parte soldada, de la lámina de acero para obtener un valor numérico promedio. La superficie de la lámina de acero inoxidable negra, según la presente invención, tiene L* < 45, -5 < a* < 5, -5 < b*< 5 y E = (L*2 a*2 b*2)1/2 < 45. A este respecto, la negrura E mencionada anteriormente, que es un índice denominado, en general, diferencia de color, se denominará “negrura” en la presente memoria descriptiva.
(Diferencia de negrura)
En la presente memoria descriptiva, la diferencia entre la negrura (E1) de la parte plana y la negrura (E2) de la parte afectada por el calor de soldadura se denominará diferencia de negrura AE. En la lámina de acero inoxidable negra, E1 es, en general, mayor que E2. En el caso de que se invierta esta relación de magnitud, la diferencia de negrura AE se puede evaluar mediante el valor absoluto de "E1 - E2". La lámina de acero inoxidable negra, según la presente invención, tiene la característica de que la diferencia de negrura AE después de la soldadura es de 10 o menos. Por consiguiente, la diferencia de negrura de la parte afectada por el calor de soldadura con respecto a la parte plana es pequeña y se puede garantizar una capacidad de diseño excelente incluso después de la soldadura. Más preferentemente, la diferencia de negrura AE es 5 o menos.
(Diferencia de potencial de picaduras)
El potencial de picaduras (V'c) es una medida para evaluar si se producen o no picaduras. Un potencial de picaduras superior al potencial del entorno de utilización (potencial natural) suprime la aparición de picaduras. En la presente memoria descriptiva, la diferencia entre un potencial de picaduras V'c1 de la parte plana y un potencial de picaduras V'c2 de la parte afectada por el calor de soldadura se denominará diferencia de potencial de picaduras AV'c. En la lámina de acero inoxidable negra, V'c1 es, en general, mayor que V'c2. En el caso de que se invierta esta relación de magnitud, la diferencia de potencial de picaduras aV'c se puede evaluar mediante el valor absoluto de "V'c1 - V'c2". La lámina de acero inoxidable negra, según la presente invención, tiene la característica de que la diferencia de potencial de picaduras AV'c después de la soldadura es de 100 mV o menos. Por consiguiente, la disminución de la resistencia a la corrosión de la parte afectada por el calor de soldadura es pequeña en comparación con la de la parte plana y, por lo tanto, se puede mantener una excelente resistencia a la corrosión incluso después de la soldadura. Más preferentemente, la diferencia de potencial de picaduras AV'c es de 50 mV o menos.
EJEMPLOS
A continuación, se explicarán ejemplos de la presente invención. La presente invención no se encuentra limitada por la siguiente descripción.
Se fundió y laminó en caliente cada acero inoxidable que contenía los componentes químicos mostrados en la tabla 1 (ejemplos 1 a 8 y ejemplos comparativos 1 a 11) para preparar una lámina laminada en caliente de 3,0 mm de grosor. La lámina laminada en caliente se recoció a 1.050 °C durante 3 minutos y, a continuación, se sometió a bruñido en seco para eliminar el revestimiento de óxido de la superficie. Posteriormente, la lámina se laminó en frío para que adquiriera un grosor de 1,0 mm y se sometió a un recocido de acabado a 1.030 °C durante 1 minuto. A continuación, la lámina obtenida se pulió manualmente de forma secuencial utilizando papeles abrasivos secos de N.° 120, N.° 240 y N.° 400 para eliminar las incrustaciones de óxido sobre la superficie de la lámina de acero. Las composiciones de acero en la tabla 1 se expresan en % en masa, el resto incluye Fe e impurezas inevitables.
Posteriormente, con el propósito de ennegrecer la superficie de cada lámina de acero obtenida en los ejemplos 1 a 8 y los ejemplos comparativos 1 a 9, la lámina se ennegreció mediante tratamiento térmico en atmósfera de aire a 1.050 °C durante 3 minutos para preparar un material de prueba (A). Se soldaron dos de las láminas de acero inoxidable negras obtenidas para preparar un material de prueba (B). Para la soldadura, se llevó a cabo una soldadura MIG utilizando Y310 como alambre central. Además, en los ejemplos comparativos 10 y 11, los materiales de prueba se prepararon sin tratamiento de ennegrecimiento. Estos materiales de prueba se sometieron a pruebas de evaluación predeterminadas.
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(Prueba para evaluar la negrura de la parte plana)
La negrura de la parte plana se evaluó utilizando el material de prueba (A). Se midieron un índice de luminosidad L*, índices de cromaticidad a* y b* en cinco puntos cualquiera de la superficie del material de prueba (A) para obtener un valor promedio de acuerdo con CIELAB (sistema de color L*a*b*) utilizando un colorímetro espectral con un diámetro de medición de, aproximadamente, 3 mm$ . Se consideró aprobado un material de prueba que satisfacía todos los requisitos de L* < 45, -5 < a* < 5 y -5 < b* < 5. Se calculó una negrura E1 = (L*2 a*2 b*2)1/2 de la parte plana basándose en L*, a* y b*, y se consideró aprobado un material de prueba que satisfacía E1 < 45. Además, se evaluó visualmente el grado del tono negro. Un material de prueba que no mostró una parte no uniforme en el tono de color se consideró aprobado (Satisfactorio) y un material de prueba que mostró alguna parte no uniforme se consideró suspendido (Insatisfactorio).
(Prueba para evaluar la negrura de la parte soldada)
Para el material de prueba (B), que había sido sometido a soldadura, se evaluó la negrura de la parte soldada. En el material de prueba (B), se midió la negrura del material de prueba (B) utilizando un colorímetro espectral en cinco puntos cualesquiera de la parte afectada por el calor de soldadura, que está a 5 mm de la parte soldada, del material de prueba (B). De este modo, se obtuvo una negrura E2 de la parte afectada por el calor de soldadura. Se calculó una diferencia de negrura AE de E2 con respecto a E1, es decir, la negrura de la parte plana obtenida mediante la medición mencionada anteriormente. Un material de prueba que tenía una diferencia de negrura AE de 5 o menos se consideró excelente (Excelente), un material de prueba que tenía una diferencia de negrura AE de más de 5 y no más de 10 se consideró aprobado (Satisfactorio) y un material de prueba que tenía una diferencia de negrura a E de más de 10 se consideró suspendido (Insatisfactorio).
(Prueba para evaluar la resistencia a la corrosión)
El material de prueba (B) se cortó para preparar probetas para la resistencia a la corrosión de 20 mm x 15 mm de tamaño. La probeta para la resistencia a la corrosión de la parte plana se cortó de un punto a 50 mm de la parte soldada en el material de prueba (B). La probeta para la resistencia a la corrosión de la parte afectada por el calor de soldadura se cortó para tener la parte soldada en el centro de la probeta. Se unió un alambre conductor a un extremo de la probeta mediante soldadura por puntos y una parte distinta de la cara de prueba de 10 mm x 10 mm se recubrió con una resina de silicona. La probeta para la resistencia a la corrosión de la parte afectada por el calor de soldadura se recubrió de modo que la parte soldada quedara en el centro de la cara de prueba expuesta. La prueba se llevó a cabo en condiciones desgasificadas con Ar a 30 °C, utilizando una solución acuosa de NaCl al 3,5 % como líquido de prueba. La cara de prueba se sumergió completamente en la solución acuosa de NaCl y se dejó durante 10 minutos. A continuación, se midió un potencial eléctrico mediante un procedimiento potenciodinámico utilizando un potenciostato a una velocidad de barrido de potencial de 20 mV/min hasta que la densidad de corriente anódica alcanzó los 500 |xA/cm2 a partir del potencial del electrodo natural, para obtener una curva de polarización anódica. El valor más noble entre los potenciales correspondientes a 100 |xA/cm2 en la curva de polarización anódica se definió como potencial de picaduras.
El potencial de picaduras V'c1 de la parte plana y el potencial de picaduras V'c2 de la parte afectada por el calor de soldadura sobre la lámina de acero inoxidable negra se midieron individualmente para obtener una diferencia de potencial de picaduras AV'c entre ellas. Una probeta que tenía una diferencia de potencial de picaduras AV'c de 50 mV o menos se consideró excelente (Excelente), una probeta que tenía una diferencia de potencial de picaduras AV'c de 100 mV o menos se consideró aprobada (Satisfactoria) y una probeta que tenía una diferencia de potencial de picaduras AV'c superior a 100 mV se consideró suspendida (Insatisfactoria).
(Prueba para evaluar la capacidad de adhesión del revestimiento)
El material de prueba (B) se cortó en un tamaño de 50 mm x 50 mm para preparar una probeta que tuviera la parte soldada del material de prueba (B) en el centro de la probeta. La probeta se dobló a 90° con R = 2 mm perpendicular a la parte soldada de la probeta utilizando un medidor de la compresión. A continuación, se comprobó visualmente la presencia de desprendimiento del revestimiento de óxido en la parte soldada. Una probeta que no mostraba desprendimiento se consideró aprobada (Satisfactoria) y una probeta que mostraba algo de desprendimiento se consideró suspendida (Insatisfactoria).
(Prueba para evaluar la tenacidad de la parte soldada)
Se preparó una probeta de manera similar a la de la evaluación de la capacidad de adhesión del revestimiento. La probeta se dobló a 90° con R = 2 mm paralela a la parte soldada de la probeta utilizando un medidor de la compresión. A continuación, se comprobó visualmente la presencia de grietas en la parte soldada. Una probeta que no mostró grietas en la parte soldada se consideró aprobada (Satisfactoria) y una probeta que mostró algunas grietas se consideró suspendida (Insatisfactoria).
Los resultados de las pruebas para evaluar la negrura, la resistencia a la corrosión, la capacidad de adhesión del revestimiento y la tenacidad de la soldadura mencionadas anteriormente se muestran en la tabla 2.
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Tal como se muestra en la tabla 2, las láminas de acero inoxidable negras de los ejemplos 1 a 6, incluidas en el alcance de la presente invención, mostraron pequeñas diferencias en la negrura y la resistencia a la corrosión entre la parte plana y la parte afectada por el calor de soldadura. Además, en los ejemplos 1 a 6, se descubrió también que la parte soldada tenía una excelente capacidad de adhesión del revestimiento y, al mismo tiempo, tenía una buena tenacidad. Las entradas 7 y 8 de la tabla quedan fuera del alcance de la presente invención. Por otra parte, en los ejemplos comparativos 1 a 9, las láminas de acero inoxidable negras tenían composiciones de componentes fuera del intervalo según la presente invención y, por lo tanto, eran inferiores en cualquiera entre negrura, resistencia a la corrosión, capacidad de adhesión del revestimiento y tenacidad de soldadura con respecto a los ejemplos 1 a 6. Dado que el ejemplo comparativo 1 tenía un contenido de S de más del 0,005 % y el ejemplo comparativo 2 tenía un contenido de oxígeno de más del 0,01 %, ambos tenían una tenacidad de soldadura deficiente. En el ejemplo comparativo 3, el contenido de Cr fue inferior al 11 %, de este modo no se formó ningún revestimiento de óxido negro. La negrura estaba fuera del intervalo según la presente invención y, además, se redujeron la resistencia a la corrosión y la capacidad de adhesión del revestimiento de la parte afectada por el calor. En el ejemplo comparativo 4, el contenido de Ti es menos de 10 veces la suma de C y N y, por lo tanto, disminuyó la resistencia a la corrosión de la parte afectada por el calor de soldadura. En los ejemplos comparativos 5 y 6, el contenido de Ti fue menos de 10 veces la suma de C y N, y el contenido de Nb fue superior al 0,05 %. Por consiguiente, la negrura estaba fuera del intervalo según la presente invención. Además, el revestimiento se formó de manera no uniforme y, por lo tanto, el tono de color no fue uniforme. En los ejemplos comparativos 7 y 8, el contenido de Mo fue superior al 1,0 %. De este modo, la oxidación en la parte afectada por el calor de soldadura progresó de manera local por el calentamiento durante la soldadura y, por lo tanto, la diferencia en el tono de color entre la parte afectada por el calor de soldadura y la parte plana se hizo evidente. En el ejemplo comparativo 9, el contenido de N fue superior al 0,020 %. De este modo, no se formó un revestimiento de óxido negro y, por lo tanto, la negrura estaba fuera del intervalo según la presente invención. Además, se redujo la resistencia a la corrosión de la parte afectada por el calor de soldadura.
Los ejemplos comparativos 10 y 11 eran ejemplos de referencia que tenían las composiciones de componentes dentro del intervalo según la presente invención, pero no se sometieron al tratamiento de oxidación de ennegrecimiento. Como resultado de la prueba para evaluar el aspecto y la resistencia a la corrosión después de la soldadura, hubo claras diferencias entre la parte plana y la parte afectada por el calor de soldadura. Se confirmó que el revestimiento de óxido formado mediante el tratamiento de ennegrecimiento contribuyó a asegurar una buena resistencia a la corrosión, incluso después de la soldadura, además de la capacidad de diseño que proporciona la superficie negra en la lámina de acero inoxidable.

Claims (2)

REIVINDICACIONES
1. Lámina de acero inoxidable basado en ferrita negra que tiene una excelente capacidad de soldadura, que comprende, como base, un acero inoxidable que contiene, en % en masa, 0,020 % o menos de C, 1,0 % o menos de Si, 0,35 % o menos de Mn, 0,04 % o menos de P, 0,005 % o menos de S, 17-25 % de Cr, 0,60 % o menos de Mo, 0,020 % o menos de N, 0,4 % o menos de Al, 10(C+N) a 0,3 % de Ti, 0,05 % o menos de Nb y 0,01 % o menos de O, siendo el resto Fe e impurezas inevitables, y que tiene una superficie en la que se forma un revestimiento de óxido sobre la base,
en la que el acero inoxidable contiene opcionalmente uno o más seleccionados entre, en % en masa, 1,0 % o menos de Ni, 1,0 % o menos de Cu, 1,0 % o menos de V y 0,01 % o menos de B, y contiene opcionalmente uno o más seleccionados entre, en % en masa, 0,01 % o menos de Ca, 0,01 % o menos de metales de tierras raras y 0,1 % o menos de Zr,
en la que la superficie tiene un índice de luminosidad (L*) que satisface L* < 45, índices de cromaticidad (a*, b*) que satisfacen -5 < a* < 5 y -5 < b* < 5 y una negrura (E) que satisface E = (L*2+a*2+b*2)1/2 < 45, en la que los valores numéricos se obtienen según el procedimiento que se especifica en la memoria descriptiva, y
en la que la diferencia de negrura entre una parte plana y una parte afectada por el calor de soldadura es de 10 o menos, y la diferencia en el potencial de picaduras entre la parte plana y la parte afectada por el calor de soldadura es de 100 mV o menos, en la que el potencial de picaduras se mide según el procedimiento que se especifica en la memoria descriptiva.
2. Estructura soldada que comprende la lámina de acero inoxidable basado en ferrita negra, según la reivindicación 1.
REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN
Esta lista de referencias citada por el solicitante es únicamente para mayor comodidad del lector. No forman parte del documento de la Patente Europea. Incluso teniendo en cuenta que la compilación de las referencias se ha efectuado con gran cuidado, los errores u omisiones no pueden descartarse; la EPO se exime de toda responsabilidad al respecto.
Documentos de patentes citados en la descripción
• JP H0433863 B JP 3657356 B
• JP H1161376A JP 3770995 B
• JP 3198979 B
ES18757274T 2017-02-23 2018-01-26 Lámina de acero inoxidable basado en ferrita negra Active ES2937842T3 (es)

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