ES2968403T3 - Procedimiento para la producción de una pieza constructiva de acero dotada de un revestimiento metálico, protector frente a la corrosión - Google Patents

Procedimiento para la producción de una pieza constructiva de acero dotada de un revestimiento metálico, protector frente a la corrosión Download PDF

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Abstract

La presente invención se refiere a un método para producir un componente de acero, que comprende un sustrato y un revestimiento, a un componente de acero correspondiente y a su uso en el sector del automóvil. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para la producción de una pieza constructiva de acero dotada de un revestimiento metálico, protector frente a la corrosión
Campo técnico
La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de una pieza constructiva de acero que comprende un sustrato y un revestimiento, a una correspondiente pieza constructiva de acero y a su uso en el sector automovilístico.
Antecedentes técnicos
Para ofrecer la combinación, exigida en la construcción de carrocerías modernas, de peso bajo, máxima resistencia y acción protectora, actualmente en las zonas de la carrocería, que en el caso de un choque pueden estar expuestas a cargas especialmente altas, se usan piezas constructivas que se conforman en caliente a partir de aceros altamente resistentes. En la conformación en caliente, también denominada endurecimiento en prensa en caliente, se calientan pletinas de acero, que previamente se separan de una banda de acero laminada en frío o laminada en caliente, hasta una temperatura de moldeo que se encuentra en general por encima de la temperatura de austenitización del respectivo acero, y en el estado calentado se coloca en el útil de una prensa de conformación. En el transcurso de la conformación realizada a continuación, el corte de chapa o bien la pieza constructiva moldeada a partir del mismo experimenta un rápido enfriamiento mediante el contacto con el molde frío. Las velocidades de enfriamiento están ajustadas a este respecto de modo que resulta una estructura dura en la pieza constructiva.
El documento WO 2015/036151 A1 divulga un procedimiento para la producción de una pieza constructiva de acero dotada de un revestimiento metálico, protector frente a la corrosión y una correspondiente pieza constructiva de acero. El procedimiento de acuerdo con este documento comprende el revestimiento de un producto plano de acero con una aleación de aluminio, cinc, magnesio y dado el caso silicio y hierro, el corte de una pletina del producto plano de acero, el calentamiento de la pletina y la conformación de la pletina para obtener la pieza constructiva deseada.
El documento DE 699 07 816 T2 divulga un procedimiento para la producción de una chapa de acero laminada en caliente y laminada en frío revestida con resistencia muy alta tras el tratamiento térmico. Para ello se dota un producto plano de acero de un revestimiento y se trata térmicamente. Durante el tratamiento térmico se calienta la pieza de trabajo hasta una temperatura de más de 750 °C.
Se conocen procedimientos para la producción de chapa de acero revestida también por el documento WO 2008/053273 A1.
La presente invención se basa en el objetivo de poner a disposición un procedimiento para la producción de piezas constructivas de acero que comprenden un sustrato y un revestimiento, con el que pueden obtenerse correspondientes piezas constructivas de acero que se caracterizan por un ángulo de flexión a especialmente alto de acuerdo con VDA 238-100 y con ello también por un comportamiento en el choque mejorado en caso de su uso en el sector automovilístico. Además, de acuerdo con la invención en productos planos de acero revestidos debe encontrarse un espesor de capa de interdifusión en un intervalo óptimo determinado para conseguir debido a ello un ángulo de flexión optimizado para mejorar las propiedades de los productos planos de acero.
La invención está definida en las reivindicaciones adjuntas.
Se soluciona este objetivo mediante el procedimiento de acuerdo con la invención para la producción de una pieza constructiva de acero, que comprende un sustrato y un revestimiento, en donde el ángulo de flexión a de la pieza constructiva de acero y el espesor de la capa de interdifusión tíos en la capa límite entre el sustrato y el revestimiento de acuerdo con la fórmula general (1)
a = ( - 0,52968 ■ ^ 62,620) ° (1)
están vinculados entre sí, que comprende al menos las etapas:
(A) facilitar un producto plano de acero que contiene (todas las indicaciones en % en peso):
del 0,15 al 0,50 de C,
del 0,50 al 3,0 de Mn,
del 0,10 al 0,50 de Si,
del 0,01 al 1,00 de Cr,
del 0,01 al 0,05 de Al,
hasta el 0,20 de Ti,
hasta el 0,10 de P,
hasta el 0,1 de Nb,
hasta el 0,01 de N,
hasta el 0,05 de S y
hasta el 0,1 de B,
resto Fe e impurezas inevitables,
con un revestimiento que contiene (todas las indicaciones en % en peso):
del 3 al 15 de Si,
del 1 al 3,5 de Fe,
hasta el 0,5 de metales alcalinos y/o alcalinotérreos,
resto Al e impurezas inevitables,
(B) tratar el producto plano de acero a una temperatura del horno T<1>(en K) durante un tiempo t<1>(en h), de modo que p<1>presenta de acuerdo con la ecuación de la fórmula general (2) un valor de 0 a 45:
p . = = ' ( 7-562 '° s ( Ít) ) - 746-9 <2>'
y
(C) conformar el producto plano de acero calentado de la etapa (B) en un útil de moldeo con enfriamiento simultáneo para obtener la pieza constructiva de acero.
Además se solucionan estos objetivos también mediante una correspondiente pieza constructiva de acero y mediante el uso de la pieza constructiva de acero de acuerdo con la invención en el sector automovilístico, en particular como soporte/refuerzo de parachoques, refuerzo de puerta, refuerzo de columna B, refuerzo de columna A, cuadro de techo o apoyapié.
El procedimiento de acuerdo con la invención se describe a continuación en detalle:
La etapa (A) del procedimiento de acuerdo con la invención comprende la facilitación de un producto plano de acero que contiene (todas las indicaciones en % en peso):
del 0,15 al 0,50, preferentemente del 0,20 al 0,30, de manera especialmente preferente del 0,21 al 0,25 de C, del 0,50 al 3,0, preferentemente del 0,80 al 2,00, de manera especialmente preferente del 1,00 al 1,50 de Mn, del 0,10 al 0,50, preferentemente del 0,15 al 0,40, de manera especialmente preferente del 0,20 al 0,30 de Si, del 0,01 al 1,00, preferentemente del 0,10 al 0,5, de manera especialmente preferente del 0,10 al 0,40 de Cr, hasta el 0,20, preferentemente del 0,01 al 0,10, de manera especialmente preferente del 0,01 al 0,04 de Ti, del 0,01 al 0,05, de manera especialmente preferente del 0,02 al 0,05 de Al,
hasta el 0,10, preferentemente del 0,00 al 0,05, de manera especialmente preferente del 0,00 al 0,02 de P, hasta el 0,1, preferentemente del 0,001 al 0,1 de Nb,
hasta el 0,01 de N,
hasta el 0,05, preferentemente del 0,00 al 0,005, de manera especialmente preferente del 0,00 al 0,003 de S y hasta el 0,1, preferentemente del 0,001 al 0,05, de manera especialmente preferente del 0,002 al 0,0035 de B, resto Fe e impurezas inevitables,
con un revestimiento que contiene (todas las indicaciones en % en peso):
del 3 al 15 de Si,
del 1 al 3,5 de Fe,
hasta el 0,5 de metales alcalinos y/o alcalinotérreos,
resto Al e impurezas inevitables.
Impurezas inevitables en el sustrato son de acuerdo con la invención por ejemplo Cu, Mo, V, Ni y/o Sn.
De acuerdo con la invención puede usarse en la etapa (A) del procedimiento de acuerdo con la invención cualquier producto plano de acero que se presenta como adecuado para el experto con el correspondiente análisis y un correspondiente revestimiento. Preferentemente, en el caso del producto plano de acero usado se trata de una banda, en particular una banda laminada en caliente o una banda laminada en frío, de una chapa, es decir una pieza de una banda laminada en caliente o de una banda laminada en frío, o de una pletina de una banda laminada en caliente o una pletina de una banda laminada en frío. La presente invención se refiere preferentemente al procedimiento de acuerdo con la invención, en donde el producto plano de acero es una pletina de una banda laminada en caliente o una pletina de una banda laminada en frío.
Se conocen en sí por el experto procedimientos para la producción de una banda laminada en caliente o bien de una banda laminada en frío y se describen por ejemplo en (Hoffmann, Hartmut; Neugebauer, Reimund; Spur, Günter (2012): Handbuch Umformen. Múnich: Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG. pág. 109-165 y pág. 196-207).
El producto plano de acero creado de acuerdo con la invención se dota de un revestimiento, en donde el revestimiento contiene preferentemente del 3 al 15, de manera especialmente preferente del 7 al 12, de manera muy especialmente preferente del 9 al 10 de Si, del 1 al 3,5, preferentemente del 2 al 3,5 de Fe, hasta el 0,5 de metales alcalinos y/o alcalinotérreos, por ejemplo magnesio, calcio y/o litio, resto Al e impurezas inevitables (todas las indicaciones en % en peso).
Se conocen en sí por el experto procedimientos para la producción de un producto plano de acero revestido correspondiente, por ejemplo puede realizarse el revestimiento mediante un revestimiento por inmersión en caliente, un revestimiento electrolítico o por medio de un proceso de revestimiento de piezas. La presente invención se refiere por tanto preferentemente al procedimiento de acuerdo con la invención, en donde el revestimiento se realiza mediante un revestimiento de inmersión en caliente, un revestimiento electrolítico o por medio de un proceso de revestimiento de piezas.
Preferentemente se realiza la introducción de la aleación de aluminio-silicio-hierro por medio de un proceso de revestimiento de inmersión en caliente continuo.
Preferentemente, durante el revestimiento se encuentra la temperatura del baño de fusión de aluminio entre 660 °C y 720 °C.
El silicio en el revestimiento actúa como bloqueador de la difusión y sirve para la estabilización del baño de fusión durante la aplicación del revestimiento formado a partir de la aleación de aluminio por medio de revestimiento por inmersión en caliente.
El espesor del revestimiento se encuentra de acuerdo con la invención preferentemente en de 5 a 60 pm, preferentemente de 10 a 40 pm. De esto resulta un peso de carga de acuerdo con la invención del revestimiento en los dos lados de 20 a 240 g/m2, preferentemente de 40 a 200 g/m2, de manera especialmente preferente de 50 a 180 g/m2, por ejemplo 60, 80 o 150 g/m2. La presente invención se refiere por tanto preferentemente al procedimiento de acuerdo con la invención, en donde el peso de carga del revestimiento en los dos lados asciende a de 20 a 240 g/m2.
De acuerdo con la invención puede encontrarse el revestimiento en un lado del producto plano de acero o en los dos lados del producto plano de acero. La presente invención se refiere por tanto preferentemente al procedimiento de acuerdo con la invención, en donde el revestimiento se encuentra en un lado del producto plano de acero o en los dos lados del producto plano de acero.
De acuerdo con la invención preferentemente se transfiere el producto plano de acero revestido de la etapa (A) directamente a la etapa de procedimiento (B) de acuerdo con la invención. Sin embargo es posible también que entre las etapas (A) y (B) se realicen otras etapas, por ejemplo separar zonas, en particular chapas o pletinas, del producto plano de acero, por ejemplo mediante cizallamiento o corte por láser, introducir orificios mediante mecanizado por láser o punzonado, tratar térmicamente de manera precursora para la modificación de las propiedades del revestimiento o del sustrato, y/o introducir una conformación previa.
La etapa (B) del procedimiento de acuerdo con la invención comprende el tratamiento del producto plano de acero a una temperatura del horno T1 (en K) durante un tiempo t1 (en h), de modo que p1 de acuerdo con la ecuación de la fórmula general (2) presenta un valor de 0 a 45:
P .= = ' ( 7-562 ' ° s & ) ) - 746-9 <2>-
Ha resultado de acuerdo con la invención que se obtienen productos especialmente ventajosos, en particular con respecto al ángulo de flexión de acuerdo con VDA 238-100, cuando en la etapa (B) se realiza el tratamiento térmico de modo que el parámetro p1 mencionado en la ecuación (2) presente un valor de 0 a 91, preferentemente de 0 a 66, de acuerdo con la invención de 10 a 45.
En la ecuación de la fórmula general (2) significa T1 la temperatura del horno en Kelvin, es decir la temperatura que se encuentra en el horno, en el que se realiza la etapa (B) del procedimiento de acuerdo con la invención. De acuerdo con la invención pueden usarse todos los hornos conocidos por el experto, por ejemplo hornos con solera de rodillos, hornos de cámaras, hornos de cámara de varias capas, hornos de balancines. T1 se encuentra de acuerdo con la invención a de 1070 a 1350 K, preferentemente de 1100 a 1250 K, en donde al mismo tiempo debe cumplirse que p1 presente según la ecuación (2) un valor de 0 a 45. La presente invención se refiere por tanto al procedimiento de acuerdo con la invención, en donde T1 asciende a de 1070 a 1350 K, preferentemente a de 1100 a 1250 K.
En la ecuación de la fórmula general (2) significa t<1>el tiempo durante el que se ha expuesto el producto plano de acero a la correspondiente temperatura T<1>. Preferentemente, esto es el espacio de tiempo desde la introducción/colocación de la muestra en el horno hasta la descarga/la extracción de la muestra del horno. De acuerdo con la invención, se indica t<1>en horas (h). t<1>se encuentra de acuerdo con la invención en de 0,017 a 0,50 h, preferentemente de 0,026 a 0,50 h, en donde al mismo tiempo debe cumplirse que pi presente según la ecuación (2) un valor de 0 a 45. La presente invención se refiere por tanto al procedimiento de acuerdo con la invención, en donde t<1>asciende a de 0,017 a 0,5 h, preferentemente a de 0,026 a 0,50 h.
Con valores de p<1>por debajo de 0 no se forma ninguna capa de interdifusión suficiente. Debido a ello no pueden garantizarse las otras propiedades de procesamiento, tal como por ejemplo no se proporcionan propiedades de conformación suficientes.
Durante la etapa (B) del procedimiento de acuerdo con la invención, en particular el espacio de tiempo desde la introducción/colocación de la muestra en el horno hasta la descarga/la extracción de la muestra del horno, se producen procesos de difusión entre el sustrato de acero y el revestimiento. A este respecto se forman distintas fases intermetálicas principalmente entre aluminio y hierro con distintas participaciones de los otros elementos de capa y sustrato. Dependiendo del tiempo de permanencia en el horno y de la temperatura se forma en la transición entre el sustrato y el revestimiento una zona en la que, después del endurecimiento en prensa profesional, no surge ninguna estructura martensítica, a la que sin embargo tampoco puede asignarse el revestimiento. Esta zona se designa de acuerdo con la invención como capa de interdifusión (IDS) y se extiende preferentemente partiendo desde el centro del producto plano de acero a partir de la zona a partir de la cual ya no se encuentra ninguna estructura martensítica, hasta la zona a partir de la cual el contenido en hierro es continuamente inferior o igual al 85 % en peso y al mismo tiempo el contenido en aluminio es continuamente superior o igual al 10 % en peso. Además, preferentemente en la capa de interdifusión asciende la nanodureza medible, determinada por ejemplo con un nanopenetrador conocido por el experto (fuerza del penetrador 4000 pN; penetrador de tipo Berkovich), a de 4 a 10 GPa.
La etapa (C) del procedimiento de acuerdo con la invención comprende la conformación del producto plano de acero calentado de la etapa (B) en un útil de moldeo con enfriamiento simultáneo para obtener la pieza constructiva de acero.
En general pueden usarse en la etapa (C) del procedimiento de acuerdo con la invención todos los procedimientos conocidos por el experto, por ejemplo descritos en Warmumformung im Automobilbau-Verfahren, Werkstoffe, Oberflachen, Landsberg/Lech: Verl. Moderne Industrie, 2012, Die Bibliothek der Technik.
En la etapa (C) del procedimiento de acuerdo con la invención se obtiene la pieza constructiva de acero deseada a partir del producto plano de acero de la etapa (B) mediante conformación. Para que se forme en la pieza constructiva de acero la estructura de temple deseada, es decir al menos el 80 % martensita, el resto bainita y austenita residual, se realiza la conformación con enfriamiento simultáneo. El enfriamiento en la etapa (C) del procedimiento de acuerdo con la invención se realiza a este respecto preferentemente con una velocidad de 27 a 1000 K/s, preferentemente de 50 a 500 K/s. La presente invención se refiere por tanto preferentemente al procedimiento de acuerdo con la invención, en donde el enfriamiento en la etapa (C) se realiza a una velocidad de enfriamiento de 27 a 500 K/s.
Mediante el procedimiento de acuerdo con la invención se obtiene una pieza constructiva de acero, que comprende un sustrato y un revestimiento, en donde el ángulo de flexión a de la pieza constructiva de acero y el espesor de la capa de interdifusión tíos en la capa límite entre el sustrato y el revestimiento de acuerdo con la fórmula general (1)
a = ( - 0,52968 ■ ^ 62,620) ° (1)
están vinculados entre sí. En la fórmula general (1), a significa el ángulo de flexión de acuerdo con VDA 238-100, que presenta la pieza constructiva de acero producida de acuerdo con la invención.
El ángulo de flexión a indicado en la ecuación (1) se determina de acuerdo con la invención con la posición de la muestra longitudinalmente, es decir el eje de flexión transversalmente a la dirección de laminación. Dado que el fracaso en el ensayo de flexión de acuerdo con VDA 238-100 parte habitualmente de la fibra exterior de la muestra, debe ponerse como base para la ecuación (1) preferentemente el espesor de capa de interdifusión, que está presente en el lado de la muestra que representa la fibra exterior durante la flexión, es decir en particular el lado en el que el ángulo de los dos lados de la muestra que van a doblarse aumenta partiendo de 180°. Si se determina el ángulo de flexión a indicado en la ecuación (1) de acuerdo con la invención con la posición de la muestra transversalmente, es decir el eje de flexión longitudinalmente a la dirección de laminación, entonces los valores determinados son aprox. un 6,5 % más bajos debido a la anisotropía del material. Igualmente pueden mostrarse para otras posiciones de la muestra (por ejemplo, diagonalmente) igualmente ángulos de flexión que se desvían algo, en donde las desviaciones se encuentran preferentemente entre aquellos de la posición longitudinal y transversal, es decir entre el 0 y el 6,5 %. Los valores reflejan en toda su tendencia la relación de acuerdo con la ecuación (1). Por tanto se aplica la ecuación (1) de acuerdo con la invención preferentemente para ángulos de flexión a, que se han determinado con la posición de la muestra longitudinalmente, es decir el eje de flexión transversalmente a la dirección de laminación.
La idoneidad en caso de choque de una pieza constructiva de acero depende esencialmente del ángulo de flexión medido en el "ensayo de flexión de placas para materiales metálicos" (VDA238-100) con máximo de fuerza (véase para ello Till Laumann; Qualitative und quantitative Bewertung der Crashtauglichkeit von hochstfesten Stahlen; Meisenbach Verlag Bamberg, 2010 (ISBN 978-3-87525-299-6)). Los altos ángulos de flexión representan a este respecto una buena idoneidad en caso de choque.
En la ecuación general (2) significa tiDs el espesor de capa de interdifusión y se indica en micrómetros (|-im). A este respecto, la capa de interdifusión está definida como la zona que se extiende partiendo desde el centro del producto plano de acero a partir de la zona a partir de la cual ya no se encuentra ninguna estructura martensítica, hasta la zona a partir de la cual el contenido en hierro es continuamente inferior o igual al 85 % en peso y al mismo tiempo el contenido en aluminio es continuamente superior o igual al 10 % en peso.
Preferentemente, en la pieza constructiva de acero producida de acuerdo con la invención asciende el espesor de interdifusión tiDs a de 2,0 a 21,0 pm y el ángulo de flexión a asciende a de 49,5 a 70°, en donde los valores deben estar vinculados entre sí de acuerdo con la invención de modo que cumpla la ecuación general (1).
La presente invención se refiere también a una pieza constructiva de acero que comprende un sustrato que contiene (todas las indicaciones en % en peso):
del 0,15 al 0,50, preferentemente del 0,20 al 0,30, de manera especialmente preferente del 0,21 al 0,25 de C, del 0,50 al 3,0, preferentemente del 0,80 al 2,00, de manera especialmente preferente del 1,00 al 1,50 de Mn, del 0,10 al 0,50, preferentemente del 0,15 al 0,40, de manera especialmente preferente del 0,20 al 0,30 de Si, del 0,01 al 1,00, preferentemente del 0,10 al 0,5, de manera especialmente preferente del 0,10 al 0,40 de Cr, del 0,01 al 0,05, de manera especialmente preferente del 0,02 al 0,05 de Al,
hasta el 0,20, preferentemente del 0,01 al 0,10, de manera especialmente preferente del 0,01 al 0,04 de Ti, hasta el 0,10, preferentemente del 0,00 al 0,05, de manera especialmente preferente del 0,00 al 0,02 de P, hasta el 0,1, preferentemente del 0,001 al 0,1 de Nb,
hasta el 0,01 de N,
hasta el 0,05, preferentemente del 0,00 al 0,005, de manera especialmente preferente del 0,00 al 0,003 de S y hasta el 0,1, preferentemente del 0,001 al 0,05, de manera especialmente preferente del 0,002 al 0,0035 de B, resto Fe e impurezas inevitables,
y un revestimiento que contiene (todas las indicaciones en % en peso)
del 3 al 15 de Si,
del 1 al 3,5 de Fe,
hasta el 0,5 de metales alcalinos y/o alcalinotérreos,
resto Al e impurezas inevitables,
en donde el ángulo de flexión a de la pieza constructiva de acero y el espesor de la capa de interdifusión tiDs en la capa límite entre el sustrato y el revestimiento de acuerdo con la fórmula general (1)
a = ( - 0,52968 ■ ^ 62,620) ° (1)
están vinculados entre sí. Preferentemente se obtiene esta pieza constructiva de acero de acuerdo con la invención mediante el procedimiento de acuerdo con la invención.
La presente invención se refiere a la pieza constructiva de acero de acuerdo con la invención, en donde se obtiene ésta mediante conformación de un correspondiente producto plano de acero, en donde el producto plano de acero se ha tratado antes de la conformación a una temperatura del horno T<1>(en K) durante un tiempo t<1>(en h), de modo que p<1>de acuerdo con la siguiente ecuación de la fórmula (2) presenta un valor de 0 a 91, preferentemente de 0 a 66, de acuerdo con la invención de 10 a 45:
P<i>=<t>M 7-562 I<o>S & ) ) - 7« - 9 <2>-
Además preferentemente, la presente invención se refiere a la pieza constructiva de acero de acuerdo con la invención, en donde el peso de carga del revestimiento en los dos lados asciende a de 20 a 240 g/m2, preferentemente a de 40 a 200 g/m2.
Con respecto a las características individuales de la pieza constructiva de acero de acuerdo con la invención y a las formas de realización preferentes se aplica lo dicho con respecto al procedimiento de acuerdo con la invención de manera correspondiente.
Un aspecto se refiere a una pieza constructiva de acero que contiene (todas las indicaciones en % en peso):
del 0,15 al 0,50, preferentemente del 0,20 al 0,30, de manera especialmente preferente del 0,21 al 0,25 de C, del 0,50 al 3,0, preferentemente del 0,80 al 2,00, de manera especialmente preferente del 1,00 al 1,50 de Mn, del 0,10 al 0,50, preferentemente del 0,15 al 0,40, de manera especialmente preferente del 0,20 al 0,30 de Si, del 0,01 al 1,00, preferentemente del 0,10 al 0,5, de manera especialmente preferente del 0,10 al 0,40 de Cr, hasta el 0,20, preferentemente del 0,01 al 0,10, de manera especialmente preferente del 0,01 al 0,04 de Ti, hasta el 0,10, preferentemente del 0,01 al 0,05, de manera especialmente preferente del 0,02 al 0,05 de Al, hasta el 0,10, preferentemente del 0,00 al 0,05, de manera especialmente preferente del 0,00 al 0,02 de P, hasta el 0,1, preferentemente del 0,001 al 0,1 de Nb,
hasta el 0,01 de N,
hasta el 0,05, preferentemente del 0,00 al 0,005, de manera especialmente preferente del 0,00 al 0,003 de S y hasta el 0,1, preferentemente del 0,001 al 0,05, de manera especialmente preferente del 0,002 al 0,0035 de B, resto Fe e impurezas inevitables, como sustrato
con un revestimiento que contiene (todas las indicaciones en % en peso)
del 3 al 15 de Si,
del 1 al 3,5 de Fe,
hasta el 0,5 de metales alcalinos y/o alcalinotérreos,
resto Al e impurezas inevitables,
en donde presenta en la superficie límite entre el sustrato y el revestimiento una capa de interdifusión con un espesor de 1 a 30 |jm.
La presente invención se refiere también al uso de una pieza constructiva de acero revestida de acuerdo con la invención en el sector automovilístico, en particular como soporte/refuerzo de parachoques, refuerzo de puerta, refuerzo de columna B, refuerzo de columna A, cuadro de techo o apoyapié.
Con respecto a las características individuales del uso de acuerdo con la invención y a las formas de realización preferentes se aplica lo dicho con respecto al procedimiento de acuerdo con la invención de manera correspondiente.
Figuras
La figura 1 muestra un registro de microscopía óptica (muestra metalográfica transversal/micrografía) del revestimiento de una pieza constructiva de acero revestida producida de acuerdo con la invención. En esta significan:
1 revestimiento total
2 capa de interdifusión
3 sustrato (22MnB5)
La figura 2 muestra un registro de microscopía óptica (muestra metalográfica transversal/micrografía) del revestimiento de una pieza constructiva de acero revestida producidanode acuerdo con la invención. En esta significan:
4 espesor de capa de interdifusión no suficiente después de un tiempo de permanencia en el horno de 0,0389 horas a 1193 K (p-F-13)
5 espesor de capa de interdifusión no suficiente después de un tiempo en el horno de 0,0444 horas a 1193 K (p-F-6,1)
Ejemplos
Los siguientes ejemplos de realización sirven para la explicación en más detalle de la invención.
Se usan productos planos de acero (banda laminada en frío) de los análisis A, B, C y D mencionados en la tabla 1 en forma de pletinas. A este respecto se revistió la banda de laminación en frío y se separaron las pletinas. En el caso del revestimiento de los productos planos de acero usados a modo de ejemplo se trata de un denominado revestimiento de AlSi que puede colocarse entre otras cosas mediante revestimiento por inmersión en caliente, que está constituido por del 9 al 10 % en peso de Si, del 2 al 3,5 % en peso de hierro, el resto aluminio. Los productos planos de acero así creados y revestidos se calientan hasta una temperatura T<1>(véase la tabla) durante un tiempo t<1>(véase la tabla), a continuación se colocan en un útil de moldeo a presión, allí se moldea en caliente para dar la pieza constructiva de acero y a este respecto se enfría tan rápido como sea posible mediante el contacto con un útil de conformación en caliente habitual en el intervalo de aprox. 15 segundos de modo que se produzca una estructura de temple (con una proporción de martensita de al menos el 80 %, el resto: bainita (0-20 %), austenita residual (0-5 %), ferrita (0-5 %) en el sustrato de acero del producto plano de acero. El endurecimiento en prensa se realiza con los siguientes parámetros del proceso: punto de condensación < 278,15 K, tiempo de transferencia del horno al molde 6 s, duración de cierre del molde 15 s.
Para los ensayos se varían la temperatura del horno T<1>, tiempo de permanencia en el horno t-i, espesor de chapa y peso de carga y con ello se producen muestras para el ensayo de flexión. La medición se realiza en cada caso en 5 muestras con iguales propiedades de procesamiento en el ensayo de flexión según VDA238-100 (posición de la muestra "longitudinalmente", es decir el eje de flexión transversalmente a la dirección de la laminación). De las 5 muestras se forma la media aritmética. El espesor de capa de aleación se mide en la muestra metalográfica transversal después del decapado con el 3%de HNO<3>. La medición se realiza mediante el análisis de imagen cuantitativo después de la identificación del revestimiento mediante medición de la dureza por el nanopenetrador o GDOS (espectroscopía por descarga luminiscente).
Tabla 1: Composiciones de las masas ^fundidas usadas, todas las indicaciones en % en peso, el resto FeElemento de aleación Masa fundida (todas las indicaciones en % en peso)
A B D
En la tabla 2 se indican los parámetros de proceso y los ángulos de flexión obtenidos.10*5
T l 2: P r m r r n l fl xi n ni
V Ensayo comparativo
T<1>Temperatura del horno
t<1>Tiempo de permanencia en el horno
p<1>Parámetro de producción escalar
tIDS Espesor de capa de interdifusión
Ángulo de flexión según VDA238-100 (posición de la muestra longitudinalmente, es decir el
eje de flexión transversalmente a la dirección de la laminación)
Aplicabilidad industrial
La pieza constructiva de acero producida de acuerdo con la invención presenta un comportamiento en el choque mejorado y puede usarse por tanto ventajosamente en el sector automovilístico.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la producción de una pieza constructiva de acero, que comprende un sustrato y un revestimiento, en donde el ángulo de flexión a de la pieza constructiva de acero y el espesor de la capa de interdifusión tIDS en la capa límite entre el sustrato y el revestimiento de acuerdo con la fórmula general (1):
a = ( - 0,52968 ■ ^ 62,620) ° (1)
están vinculados entre sí, que comprende al menos las etapas:
(A) facilitar un producto plano de acero que contiene (todas las indicaciones en % en peso):
del 0,15 al 0,50 de C,
del 0,50 al 3,0 de Mn,
del 0,10 al 0,50 de Si,
del 0,01 al 1,00 de Cr,
del 0,01 al 0,05 de Al,
hasta el 0,20 de Ti,
hasta el 0,10 de P,
hasta el 0,1 de Nb,
hasta el 0,01 de N,
hasta el 0,05 de S y
hasta el 0,1 de B,
resto Fe e impurezas inevitables,
con un revestimiento que contiene (todas las indicaciones en % en peso):
del 3 al 15 de Si,
del 1 al 3,5 de Fe,
hasta el 0,5 de metales alcalinos y/o alcalinotérreos,
resto Al e impurezas inevitables,
(B) tratar el producto plano de acero a una temperatura del horno T<1>(en K) durante un tiempo t<1>(en h), de modo que p<1>presenta de acuerdo con la ecuación de la fórmula general (2) un valor de 0 a 45:
p i = ¿ ' ( 67 *-562+ log & ) ) - 7 « - 9 * (2)
en donde T<1>asciende a de 1070 a 1350 K y t<1>asciende a de 0,017 a 0,5 h y
(C) conformar el producto plano de acero calentado de la etapa (B) en un útil de moldeo con enfriamiento simultáneo para obtener la pieza constructiva de acero.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,caracterizado por queel producto plano de acero es una pletina de una banda laminada en caliente o una pletina de una banda laminada en frío.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2,caracterizado por queel revestimiento se realiza mediante un revestimiento por inmersión en caliente, un revestimiento electrolítico o por medio de un proceso de revestimiento de piezas.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3,caracterizado por queel peso de carga del revestimiento en los dos lados asciende a de 20 a 240 g/m2
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4,caracterizado por queel enfriamiento en la etapa (C) se realiza con una velocidad de enfriamiento de 27 a 500 K/s.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5,caracterizado por queel revestimiento se encuentra en un lado del producto plano de acero o en los dos lados del producto plano de acero.
7. Pieza constructiva de acero que comprende un sustrato que contiene (todas las indicaciones en % en peso):
del 0,15 al 0,50 de C,
del 0,50 al 3,0 de Mn,
del 0,10 al 0,50 de Si,
del 0,01 al 1,00 de Cr,
hasta el 0,20 de Ti,
del 0,01 al 0,05 de Al,
hasta el 0,10 de P,
hasta el 0,1 de Nb,
hasta el 0,01 de N,
hasta el 0,05 de S y
hasta el 0,1 de B,
resto Fe e impurezas inevitables,
y un revestimiento que contiene (todas las indicaciones en % en peso):
del 3 al 15 de Si,
del 1 al 3,5 de Fe,
hasta el 0,5 de metales alcalinos y/o alcalinotérreos,
resto Al e impurezas inevitables,
caracterizada por queel ángulo de flexión a de la pieza constructiva de acero (en °) y el espesor de la capa de interdifusión tiDs en la capa límite entre el sustrato y el revestimiento (en |jm) de acuerdo con la fórmula general (1)
a = ( - 0,52968 ■ ^ 62,620) ° (1)
están vinculados entre sí,
en donde la pieza constructiva de acero se obtiene mediante conformación de un correspondiente producto plano de acero, en donde el producto plano de acero se ha tratado antes de la conformación a una temperatura del horno T<1>(en K) durante un tiempo ti (en h), de modo que p<1>de acuerdo con la siguiente ecuación de fórmula (2) presenta un valor de 0 a 45:
p . = = ' ( 7-562 '° s ( Ít) ) - 746-9 <2>'
en donde T<1>asciende a de 1070 a 1350 K y t<1>asciende a de 0,017 a 0,5 h.
8. Pieza constructiva de acero según la reivindicación 7,caracterizada por queel peso de carga del revestimiento en los dos lados asciende a de 20 a 240 g/m2
9. Uso de una pieza constructiva de acero revestida según una de las reivindicaciones 7 a 8, en el sector automovilístico, en particular como soporte/refuerzo de parachoques, refuerzo de puerta, refuerzo de columna B, refuerzo de columna A, cuadro de techo o apoyapié.
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