MX2008011274A - Proceso para la manufacturacion de chapas de acero que tienen caracteristicas de resistencia, ductilidad y tenacidad muy altas y chapas producidas de esta manera. - Google Patents

Abstract

La invención se relaciona con una chapa de acero enrollado en caliente que tiene una resistencia mayor de 12236.59 Kg/cm2, una relación Re/Rm menor de 0.75 y una elongación a la ruptura mayor de 10%, la composición de la cual comprende, siendo los contenidos expresados en peso: 0.10% = C = 0.25%; 1% = Mn = 3%; Al = 0.015%; Si = 1.985%; Mo = 0.30%; Cr = 1.5%; S = 0.015%; P = 0.1%; Co = 1.5%; B = 0.005%; siendo entendido que 1% = Si + Al = 2%; Cr + (3xMo) = 0.3%, el balance de la composición que consiste de hierro e impurezas inevitables que resultan de la fundición, consistiendo la microestructura del acero por lo menos 75% de bainita, austenita residual en una cantidad igual o mayor de 5% y martensita en una cantidad igual o mayor que 2%.

Description

PROCESO PARA LA MANUFACTURACION DE CHAPAS DE ACERO QUE TIENEN CARACTERISTICAS DE RESISTENCIA, DUCTILIDAD Y TENACIDAD MUY ALTAS Y CHAPAS PRODUCIDAS DE ESTA MANERA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con la manufactura de chapas enrolladas en caliente elaboradas de acero llamado acero "multifase" que exhibe simultáneamente una resistencia a la tensión muy alta y una deformación que permite que se lleven a cabo las operaciones de formación en frío. La invención se relaciona más precisamente con los aceros de una microestructura predominantemente bainitica que tiene una resistencia a la tensión mayor de 12236.59 Kg/cm2 y una relación de resistencia a la cedencia/resistencia a la tensión menor de 0.75. El sector automotriz y la industria en general constituyen en particular campos de aplicación para tales chapas de acero enrollado en caliente. En la industria automotriz en particular, hay una necesidad continua de aligerar los vehículos y aumentar la seguridad. De esta manera, se han propuesto varias familias de aceros que ofrecen diferentes niveles de resistencia. Primero, se ha propuesto que los aceros que tienen elementos de microaleación cuyo endurecimiento se obtiene en forma simultánea por precipitación y por refinamiento del tamaño de grano. El desarrollo de tales aceros se ha seguido RJEF. : 196143 por medio de los aceros de "fase doble" en los que la presencia de martensita dentro de la matriz ferr tica permite un esfuerzo de tensión mayor de 4588.72 Kg/cm2 junto con una buena capacidad de formación en frío a obtenerse. Con el propósito de obtener niveles de resistencia a la tensión superiores, se han desarrollado aceros que exhiben un comportamiento TRIP (Plasticidad Inducida por la Transformación) con combinaciones altamente ventajosas de las propiedades (resistencia a la tensión/deformabilidad) . Estas propiedades se asocian con la estructura de tales aceros, que consiste de una matriz ferritica que contiene bainita y austenita residual. La austenita residual se estabiliza mediante la adición de silicio o aluminio, estos elementos retardan la precipitación de los carburos en la austenita y en la bainita. La presencia de austenita residual da una ductilidad alta de la chapa no deformada. Bajo el efecto de una deformación subsecuente, por ejemplo, cuando se somete a esfuerzo uniaxialmente, la austenita residual de una parte fabricada de acero TRIP se transforma progresivamente a martensita, resultando en un endurecimiento sustancial y retrasando la apariencia de un acuellamiento . Para lograr una resistencia a la tensión aún mayor, es decir, un nivel mayor de 8157.72 - 10197.16 Kg/cm2, se han desarrollado los aceros multifase que tienen una estructura predominantemente bainítica. En la industria automotriz o en la industria en general, tales aceros se usan ventajosamente para las partes estructurales, tales como elementos transversales de parachoques, pilares, diferentes reforzamientos y partes de desgaste resistentes a la abrasión. Sin embargo, la formabilidad de estas partes requiere, simultáneamente, una elongación suficiente, mayor de 10% y una relación de resistencia a la cedencia/resistencia a la tensión no tan alta para tener una reserva suficiente de plasticidad. La patente US 6,364,968 describe la manufactura de chapa enrollada en caliente fabricada de acero microaleado con niobio o titanio, que tiene una resistencia a la tensión mayor de 7953.78 Kg/cm2, de estructura bainitica o estructura bainítica/martensítica que contiene por lo menos 90% de bainita, con un tamaño de grano menor de 3 micrómetros. Las modalidades ejemplares en la patente muestran que la resistencia a la tensión obtenida excede apenas 12236.59 Kg/cm2, junto con una relación Re/Rm mayor de 0.75. También debería observarse que los carburos presentes en este tipo de estructura muy predominantemente bainitica resultan en un daño mecánico cuando se someten a esfuerzo, por ejemplo, en las pruebas de expansión de orificio. La patente US 4,472,208 también describe la manufactura de chapas enrolladas en caliente elaboradas de acero microaleado con titanio que tiene una estructura predominantemente bainítica, que contiene por lo menos 10% de ferrita y de preferencia de 20 a 50% de ferrita y precipitación de carburo de titanio (Tic) . Debido a la gran cantidad de ferrita, la resistencia a la tensión de los grados manufacturados de acuerdo con la invención es, sin embargo, menor de 1019.71 Kg/cm2, en donde el valor puede ser insuficiente para algunas aplicaciones. La patente JP 2004332100 describe la manufactura de chapas de acero enrolladas en caliente que tienen una resistencia a la tensión mayor de 8157.72 Kg/cm2, de estructura predominantemente bainítica, que contiene menos de 3% de austenita residual. Sin embargo, las adiciones costosas de niobio deben hacerse para obtener valores de resistencia a la tensión altos. La patente JP 2004190063 describe la manufactura de chapas de acero enrollado en caliente que tienen una resistencia a la tensión alta, el producto de la resistencia a la tensión multiplicado por la elongación que es mayor de203943.24 Kg/cm2. % y que contiene austenita. Sin embargo, tal acero contiene adiciones costosas de cobre, con relación al contenido de azufre. El objetivo de la presente invención es resolver los problemas mencionados anteriormente.. Su objetivo es hacer disponible un acero enrollado en caliente que exhibe un esfuerzo de tensión mayor de 12236.59 Kg/cm2 junto con una buena formabilidad en frío, una relación Re/Rm menor de 0.75 y una elongación a la ruptura mayor de 10%. El objetivo de la invención también es proporcionar un acero que sea ampliamente insensible al daño cuando se corta por un proceso mecánico. El objetivo de la invención también es proporcionar un acero que tenga buena tenacidad para superar la propagación repentina de un defecto, especialmente cuando se somete a esfuerzo dramáticamente. El objetivo es obtener una energía de fractura Charpy V en exceso de 28 joules a 20°C. El objetivo de la invención también es proporcionar un acero que exhiba una buena soldabilidad cuando se sóida por medio de los métodos de montaje estándares dentro del intervalo de espesor de 1 milímetro a más de 30 milímetros, especialmente durante la soldadura de resistencia de punto o soldadura de arco, en particular soldadura MAG (Gas Activo Metálico) . La invención también se relaciona con proporcionar un acero cuya composición no incluya elementos de microaleación costosos, tales como titanio, niobio o vanadio. De esta manera, el costo de manufacturación se disminuye y se simplifican los esquemas de manufacturación termomecánicos . Su objetivo también es proporcionar un acero que exhibe un límite de resistencia a la fatiga muy alto. Además, el objetivo de la invención es proporcionar un proceso de manufacturación en el que las variaciones pequeñas en los parámetros no causen modificaciones sustanciales a la microestructura o a las propiedades mecánicas . Para este propósito, un objetivo de la invención es una chapa de acero enrollada en caliente que tiene una resistencia a la tensión mayor de 12236.59 Kg/cm2, una relación Re/Rm menor de 0.75 y una elongación a la ruptura mayor de 10%, la composición de la cual contiene, siendo los contenidos expresados en peso: 0.10% = C = 0.25%; 1% = Mn = 3%; Al > 0.015%; Si < 1.985%; Mo < 0.30%; Cr < 1.5%; S < 0.015%; P < 0.1%; Co < 1.5%; B < 0.005%; siendo entendido que 1% < Si + Al < 2%; Cr + (3xMo) > 0.3%, el balance de la composición que consiste de hierro e impurezas inevitables que resultan de la fundición, consistiendo la microestructura del acero por lo menos 75% de bainita, austenita residual en una cantidad igual o mayor de 5% y martensita en una cantidad igual o mayor que 2%. De preferencia, el contenido de carbono de la chapa de acero es tal que: 0.10% < C = 0.15%. También de preferencia, el contenido de carbono es tal que: 0.15% < C < 0.17%. De acuerdo con una modalidad preferida, el contenido de carbono es tal que: 0.17% < C = 0.22%. De preferencia, el contenido de carbono es tal que: 0.22% < C < 0.25%. De acuerdo con una modalidad preferida, la composición del acero comprende: 1% = Mn = 1.5%. De preferencia, también la composición del acero es tal que: 1.5% < Mn < 2.3%. De preferencia, la composición del acero comprende: 2.3% < Mn < 3%. De acuerdo con una modalidad preferida, la composición del acero comprende: 1.2% = Si = 1.8%. De preferencia, la composición del acero comprende: 1.2% < Al < 1.8%. De acuerdo con una modalidad preferida, la composición del acero es tal que: Mo = 0.010%. Otro objetivo de la invención es una chapa de acero, el contenido de carbono de la austenita residual de la cual es mayor de 1% en peso. Otro objetivo de la invención es una chapa de acero que contiene carburos entre los listones de bainita, siendo el número N de los carburos inter-listón de tamaño mayor de 0.1 micrómetros por unidad de área igual a 50,0Ó0/mm2 o menos. Otro objetivo de la invención es una chapa de acero que contiene islas de martensita/austenita residual, teniendo el número NMR por unidad de área de las islas de martensita/austenita residual un tamaño máximo Lmáx mayor de 2 micrómetros y que tiene un factor de elongación L^x/L^n menor de 4 que es menor de 14,000/mm2. Otro objetivo de la invención es un proceso para la manufacturación de una chapa de acero enrollado en caliente que tiene una resistencia a la tensión mayor de 12236.59 Kg/cm2, una relación Re/ m menor de 0.75 y una elongación a la ruptura mayor de 10%, en la que: - se suministra un acero de la composición anterior; - un producto semi-terminado se funde a partir de este acero; el producto semi-terminado se calienta hasta una temperatura encima de 1150°C; - el producto semi-terminado se enrolla en caliente en un intervalo de temperatura en el que la estructura del acero es completamente austeñítica; - entonces la chapa obtenida de esta manera se enfría desde una temperatura TDR que cae encima de Ar3 hasta una temperatura de transformación TFR) de tal manera que la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y TFR está entre 50 y 90°C/s y la temperatura ??? está entre B's y Ms + 50°C, B's representa una temperatura definida con relación a la temperatura de inicio de transformación de bainita Bs y Ms representa la temperatura de inicio de transformación de martensita, entonces - la chapa se enfría desde la temperatura TFR a una tasa de enfriamiento secundario V'R entre 0.08°C/min y 600°C/min hasta la temperatura ambiente; - siendo la temperatura B's igual a Bs cuando la velocidad V'R está entre 0.08 y 2°C/min; y - siendo la temperatura B's igual a Bs + 60°C cuando la velocidad V'R es mayor de 2°C/min, pero no excede 600°C/min.

Otro objetivo de la invención es un proceso para la manufacturación de una chapa de acero enrollada en caliente que tiene una resistencia a la tensión mayor de 12236.59 Kg/cm2, una relación Rs/Rm menor de 0.75 y una elongación a la ruptura mayor de 10%, en la que: - se suministra un acero de la composición anterior; - un producto semi-terminado se funde a partir de este acero; el producto semi-terminado se calienta hasta una temperatura encima de 1150°C y se enrolla en caliente en un intervalo de temperatura en el que la microestructura del acero es completamente austenítica; entonces; - la chapa obtenida de esta manera se enfría desde una temperatura TDR que cae encima de Ar3 hasta una temperatura intermedia i a una velocidad de enfriamiento VRi de 70°C/s o mayor, la temperatura Tr no excede 650 °C; entonces - la chapa se enfría desde la temperatura i hasta una temperatura TFR, siendo la temperatura TFR entre B's y Ms + 50°C, representando B's una temperatura definida con relación a la temperatura de inicio de transformación de bainita Bs y representando Ms la temperatura de inicio de transformación de martensita, de tal manera que la velocidad de enfriamiento entre la temperatura TDR y la temperatura TFR está entre 20 y 90°C/s; entonces - la chapa se enfria desde la temperatura TFR a una velocidad de enfriamiento secundario V'R entre 0.08°C/min y 600°C/min hasta la temperatura ambiente; siendo la temperatura B's igual a Bs entre la velocidad V'R está entre 0.08 y 2°C/min; y - siendo la temperatura B's igual a Bs + 60°C cuando la velocidad V'R es mayor de 2°C/min, pero no excede 600°C/min.

Otro objetivo de la invención es un proceso para la manufacturación de una chapa de acero enrollado en caliente en la que : - se suministra un acero de la composición anterior; - un producto semi-terminado se funde de este acero; el producto semi-terminado se calienta hasta una temperatura encima de 1150°C; - el producto semi-terminado se enrolla en caliente en un intervalo de temperatura en el que la estructura del acero es completamente austeñítica; y - la temperatura de inicio de enfriamiento primario TDR cae encima de Ar3 , la temperatura de terminación de enfriamiento primario ¾¾, la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y ?p¾ y la velocidad de enfriamiento secundario V'R se ajustan de tal manera que la microestructura del acero consiste de por lo menos 75% de bainita, austenita residual en una cantidad igual o mayor que 5% y martensita en una cantidad igual o mayor que 2%. Otro objetivo de la invención es un proceso de manufacturación en el que la temperatura de inicio de enfriamiento primario TDR cae encima de Ar3 , la temperatura de terminación de enfriamiento primario TFR, la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y TFR y la velocidad de enfriamiento secundario V'R se ajustan de tal manera que el contenido de carbono de la austenita residual es mayor que 1% en peso. Otro objetivo de la invención es un proceso en el que la temperatura de inicio de enfriamiento primario TDR cae encima de Ar3, la temperatura de terminación de enfriamiento primario TFR, la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y TFR y la velocidad de enfriamiento secundario V'R se ajustan de tal manera que el número de carburos inter-listón que tienen un tamaño mayor de 0.1 micrómetros por unidad de área no excede 50,000/mm2. Otro objetivo de la invención es un proceso en el que la temperatura de inicio de enfriamiento primario TDR cae encima de Ar3 , la temperatura de terminación de enfriamiento primario TFR, la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y TFR y la velocidad de enfriamiento secundario V'R se ajustan de tal manera que el número MA por unidad de área de las islas de martensita/austenita residual tienen un tamaño máximo Lm^x mayor de 2 micrómetros y un factor de elongación Lmáx/Lmín menor de 4 es menor de 14,000/mm2. Otro objetivo de la invención es el uso de una chapa de acero enrollado en caliente de acuerdo con las características descritas anteriormente, o manufacturada mediante un proceso de acuerdo con una de las modalidades anteriores, para la manufactura de las partes estructurales o elementos de reforzamiento en el campo automotriz. Otro objetivo de la invención es el uso de una chapa de acero enrollado en caliente de acuerdo con las características descritas anteriormente, o manufacturada mediante un proceso de acuerdo con una de las modalidades anteriores, para la manufactura de reforzamientos y partes estructurales para la industria en general y de las partes resistentes a la abrasión. Otras características y ventajas de la invención llegarán a ser evidentes con el transcurso de la siguiente descripción, dada a manera de ejemplo y con referencia a las figuras anexas a la misma, en las que: - la Figura 1 es una representación esquemática de una modalidad del proceso de manufacturación de acuerdo con la invención, con relación a un diagrama de transformación que a partir de austenita; y - la Figura 2 muestra un ejemplo de la microestructura de una chapa de acero de acuerdo con la invención. Bajo condiciones de enfriamiento estándares después del enrollado en caliente, se transforma una chapa que contiene aproximadamente 0.2% C y 1.5% Mn, una vez que se enfría de la austenita, en la bainita compuesta de listones de ferrita y carburos. Además, la microestructura puede contener una cantidad relativamente grande de ferrita proeutectoide formada a una temperatura relativamente alta. Sin embargo, el punto de cedencia de este constituyente es bajo, de modo que no es posible obtener un nivel de resistencia a la tensión muy alto cuando está presente este constituyente. Los aceros de acuerdo con la invención no contienen ferrita proeutectoide. De esta manera, la resistencia a la tensión se aumenta sustancialmente, a más allá de 12236.59 Kg/cm2. Gracias a las composiciones de acuerdo con la invención, la precipitación de los carburos inter-listón también se retarda y la microestructura entonces consiste de bainita, austenita residual y martensita que resulta de la transformación de la austenita. La estructura también tiene una apariencia que consiste de paquetes de bainita fina (un paquete que denota un montaje de listones paralelos dentro del mismo grano austenítico original) , la resistencia a la tensión y la ductilidad de la cual son mayores de las de ferrita poligonal. El tamaño de los listones de bainita es del orden de unos cuantos cientos de nanómetros y el tamaño de los paquetes de listón es del orden de unos cuantos micrómetros.

Con respecto a la composición química del acero, el carbono juega un papel muy importante en la formación de la microestructura y en las propiedades mecánicas. Comenzando con la estructura austenítica formada a una temperatura alta después del enrollado en caliente de una chapa, se lleva a cabo una transformación de bainita y los listones de ferrita bainítica se forman inicialmente dentro de una matriz predominantemente austenítica. Debido a la mucho menor solubilidad el carbono en la ferrita comparado con la de la austenita, el carbono se rechaza entre los listones. Gracias a algunos elementos de aleación presentes en las composiciones de acuerdo con la invención, en particular gracias a las adiciones combinadas de silicio y aluminio, se lleva a cabo la precipitación muy limitada de carburos, especialmente cementita. De esta manera, la austenita inter-listón aún no transformada se enriquece progresivamente con el carbono prácticamente sin ninguna precipitación significativa de los carburos que se presentan en la interfase de austenita/bainita . Este enriquecimiento es tal que la austenita se estabiliza, es decir, la transformación de martensita de la mayoría de esta austenita no se lleva a cabo prácticamente con el enfriamiento hasta la temperatura ambiente. Una pequeña cantidad de la martensita no aparece en la forma se islas, lo que contribuye a aumentar la resistencia a la tensión. El carbono también retarda la formación de ferrita proeutectoide, la presencia de la cual debe evitarse para obtener altos niveles de resistencia a la tensión. De acuerdo con la invención, el contenido de carbono está entre 0.10 y 0.25% en peso. Debajo de 0.10%, una resistencia a la tensión suficiente no puede obtenerse y la estabilidad de la austenita residual es insatisfactoria . Encima de 0.25%, la soldabilidad se reduce debido a la formación de microestructuras de baja tenacidad en la zona afectada con calor o en la zona fundida bajo condiciones de soldado autógeno . De acuerdo con una primera modalidad, el contenido de carbono está entre 0.10 y 0.15%. Dentro de este intervalo, la soldabilidad es muy satisfactoria y la tenacidad obtenida es particularmente alta. La manufactura por fundido continuo es particularmente fácil debido al modo favorable de solidificación. De acuerdo con una segunda modalidad preferida, el contenido de carbono es mayor de 0.15%, pero no excede 0.17%. Dentro de este intervalo, la soldabilidad es satisfactoria y la tenacidad obtenida es alta. De acuerdo con una tercera modalidad preferida, el contenido de carbono es mayor de 0.17%, pero no excede 0.22%. Este intervalo de composición combina de manera óptima las propiedades de resistencia a la tensión por un lado, con las propiedades de ductilidad, tenacidad y soldabilidad por el otro . De acuerdo con una cuarta modalidad preferida, el contenido de carbono es mayor de 0.22%, pero no excede 0.25%. De esta manera, los niveles de resistencia a la tensión más altos se obtienen al costo de una ligera reducción en la tenacidad. Cuando se adiciona una cantidad entre 1 y 3% en peso, el manganeso, un elemento que promueve la formación de la fase Y, estabiliza la austenita y disminuye la temperatura de transformación Ar3. El manganeso también contribuye a desoxidar el acero durante la fundición en la fase líquida. La adición de manganeso también contribuye a un endurecimiento de solución sólida efectivo y para lograr una resistencia a la tensión superior. De preferencia, el contenido de manganeso está entre 1 y 1.5%. De esta manera, el endurecimiento satisfactorio se combina sin riesgo de la formación de una estructura de bandas perjudicial. También, de preferencia, el contenido de manganeso es mayor de 1.5%, pero no excede 2.3%. De esta manera, los efectos deseados anteriores se obtienen sin un aumento excesivo correspondiente en la capacidad de endurecimiento apagado en los montajes soldados. También, de preferencia, el contenido de manganeso es mayor de 2.3%, pero no excede 3%. Encima de 3%, el riesgo de precipitación de carburo, o el riesgo de la formación de estructuras de bandas perjudiciales, llega a ser demasiado alto. Bajo las condiciones definidas de acuerdo con la invención, en combinación con las adiciones de molibdeno y/o cromo, puede obtenerse una resistencia a la tensión mayor de 13256.31 Kg/cm2. De acuerdo con la invención, el dióxido de silicio y el aluminio juegan con untamente un papel importante. El silicio inhibe la precipitación de la cementita cuando se enfría de la austenita, retardando considerablemente el crecimiento de carburos. Esto deriva del hecho de que la solubilidad del silicio en la cementita es muy baja y de que este elemento aumenta la actividad del carbono en la austenita. De esta manera, si cualquier núcleo de cementita se formara en una interfase de ferrita/austenita, el silicio sería rechazado en la interfase. La actividad del carbono después se aumenta en la zona austenítica enriquecida con silicio. El crecimiento de la cementita después se retarda dado que se reduce el gradiente de carbono entre la cementita y la zona austenítica adyacente. Por lo tanto, una adición de silicio ayuda a estabilizar una cantidad suficiente de austenita residual en la forma de películas finas que aumentan localmente la resistencia al daño y que previenen la formación de carburos quebradizos.

El aluminio es un elemento muy efectivo para desoxidar el acero. Para este propósito, su contenido es de 0.015% o mayor. Como el silicio, tiene una solubilidad muy baja en la cementita y estabiliza la austenita residual. Se ha demostrado que los efectos del aluminio y del silicio en la estabilización de la austenita son muy similares. Cuando los contenidos de silicio y aluminio son tales que 1% = Si + Al < 2%, se logra la estabilización satisfactoria de la austenita, permitiendo que se formen las microestructuras deseadas, mientras se mantienen las propiedades usadas satisfactorias. Debido al hecho de que el contenido de aluminio mínimo es de 0.015%, el contenido de silicio no excede 1.985%. De preferencia, el contenido de silicio está entre 1.2 y 1.8%. De esta manera, la precipitación de carburo se evita y se obtiene una excelente soldabilidad - no se observa fractura en el soldado MAG, con una latitud suficiente en términos de parámetros de soldado. Las soldaduras producidas por soldadura de resistencia de punto también están libres de defectos. Además, dado que el silicio estabiliza la fase ferrítica, una cantidad de 1.8% o menor previene la formación de ferrita proeutectoide indeseada. Una adición excesiva de silicio también causa la formación de óxidos altamente adherentes y la posible apariencia de defectos superficiales, resultando, en particular, en una carencia de la capacidad de humectación en las operaciones de galvanización de inmersión caliente . También, de preferencia, estos efectos se obtienen cuando el contenido de aluminio está entre 1.2 y 1.8%. A un contenido equivalente, los efectos del aluminio son muy similares a los mencionados anteriormente en el caso del silicio. Sin embargo, parece que se reduce el riesgo de los defectos superficiales . El molibdeno retarda la transformación de bainita, contribuye al endurecimiento en solución sólida y también refina el tamaño de los listones de bainita formados. De acuerdo con la invención, el contenido de molibdeno no excede 0.3% para evitar la formación excesiva de las estructuras endurecidas . En una cantidad menor de 1.5%, el cromo tiene un efecto muy similar al molibdeno dado que también contribuye a la prevención de la formación de ferrita proeutectoide y al endurecimiento y refinación de la microestructura bain tica.

De acuerdo con la invención, los contenidos de cromo y molibdeno son tales que: Cr + (3 x Mo) = 0.3%. Los coeficientes de cromo y molibdeno en esta relación resultan en la capacidad respectiva relativamente alta de estos dos elementos para retardar la transformación de ferrita - cuando se satisface la desigualdad anterior, la formación de ferrita proeutectoide se evita bajo las condiciones de enfriamiento específicas de acuerdo con la invención. Sin embargo, el molibdeno es un elemento costoso. Los inventores han demostrado que es posible manufacturar un acero particularmente de forma económica limitando el contenido de molibdeno a 0.010% y compensando esta reducción mediante una adición de cromo para satisfacer la relación: Cr + (3 x Mo) > 0.3%. El azufre, en una cantidad mayor de 0.015%, tiende a precipitar excesivamente en la forma de sulfuros de manganeso, que reducen ampliamente la capacidad de formación.

El fósforo es un elemento que se conoce que se segrega en los alrededores del grano. Su contenido debe limitarse a 0.1% para mantener una suficiente ductilidad en caliente. Las limitaciones de azufre y fósforo también permiten una buena soldabilidad para obtenerse en el soldado por puntos. El acero también puede contener cobalto. En una cantidad que no excede 1.5%, este elemento endurecido permite que se aumente el contenido de carbono en la austenita residual. Sin embargo, la cantidad también debe limitarse por razones de costo. El acero también puede contener boro en una cantidad que no excede 0.005%. Tal adición aumenta la capacidad de endurecimiento apagado y contribuye a la eliminación de la ferrita proeutectoide . También ayuda a aumentar los niveles de resistencia a la tensión.

El balance de la composición consiste de impurezas inevitables que resultan de la fundición, tal como, por ejemplo, nitrógeno. De acuerdo con la invención, la microestructura del acero consiste de por lo menos 75% de bainita, austenita residual en una cantidad igual o mayor de 5% y martensita en una cantidad igual o mayor de 2%, estos contenidos se refieren como porcentajes por unidad de área. Esta estructura predominantemente bainítica, sin ferrita proeutectoide, da una resistencia muy alta al daño mecánico subsecuente. La microestructura de la chapa enrollada en caliente de acuerdo con la invención contiene austenita residual en una cantidad no menor de 5%, que se prefiere que sea rica en carbono y se estabilice a una temperatura ambiental, especialmente mediante las adiciones de silicio y aluminio. La austenita residual está presente en la forma de películas inter-listón o islas en la bainita, oscilando de unos cuantos cientos de micrómetros hasta unos cuantos micrómetros de tamaño . Una cantidad de austenita residual menor de 5% no hace posible que las películas inter-listón aumenten la resistencia al daño significativamente. De preferencia, el contenido de carbono de la austenita residual es mayor de 1% para reducir la formación de carburos y obtener una austenita residual que sea suficientemente estable a temperatura ambiente. La figura 2 muestra un ejemplo de la microestructura de una chapa de acero de acuerdo con la invención. La austenita residual A, en la presente que tiene un contenido de área de 7%, parece blanca, en la forma de islas o películas. La martensita M, en la presente con un contenido de área de 15%, está en la forma de un constituyente muy oscuro en una matriz bainítica B que parece gris. Dentro de algunas de las islas, pueden variar el contenido de carbono local, y por lo tanto, la capacidad de endurecimiento apagado local. La austenita residual después se asocia localmente con la martensita dentro de estas islas, lo que se refiere por el término islas "M-A" , que combinan la martensita y la austenita residual. Dentro del contexto de la invención, se ha demostrado que se busca particularmente después una morfología específica de las islas M-A. La morfología de las islas M-A puede revelarse por medio de los reactivos químicos apropiados conocidos per se. Después del grabado al agua fuerte químico, las islas M-A, por ejemplo, parecen blancas en una matriz bainítica relativamente oscura. Estas islas se observan por el microscopio óptico a ampliaciones que oscilan de aproximadamente 500x a 1500x sobre un área que tiene una población estadísticamente representativa. El tamaño máximo Lmáx y el tamaño mínimo Lmin de cada una de las islas se determina, por ejemplo, por medio de elementos de programación de análisis de imagen conocidos per se, tales como por ejemplo, los elementos de programación Visilog® de Noesis. La relación del tamaño máximo al tamaño mínimo Lm^x/Lmin caracteriza el factor de elongación de una isla dada. De acuerdo con la invención, se obtiene una ductilidad particularmente alta reduciendo el número de las islas M-A que tienen una longitud máxima Lmáx mayor de 2 micrómetros y que tienen un factor de elongación menor de 4. Estas islas voluminosas, grandes se prueba que son zonas de iniciación preferenciales durante el esfuerzo mecánico subsecuente. De acuerdo con la invención, el número de islas NMA por unidad de área debe ser menor de 14,000/mm2. La estructura de los aceros de acuerdo con la invención también contiene, complementando con la bainita y austenita residual, martensita en una cantidad igual o mayor de 2%. Esta característica permite un endurecimiento adicional, por lo que se obtiene una resistencia a la tensión mayor de 12236.59 Kg/cm2. De preferencia, se limita el número de carburos localizados en las posiciones inter-listón, que en general son menos gruesos, con un tamaño mayor de 0.1 micrómetros. Estos carburos pueden observarse, por ejemplo, bajo un microscopio óptico a una ampliación de lOOOx o mayor. Se ha demostrado que N, el número de carburos inter-listón con un tamaño mayor de 0.1 micrómetros por unidad de área, debe ser menor de 50,000/mm2, de otra manera el daño llega a ser excesivo durante el esfuerzo subsecuente, por ejemplo, en las pruebas de expansión de orificio. Además, la presencia excesiva de carburos puede ser la causa de la iniciación de fracturas prematuras y de una reducción en la tenacidad. El proceso para la manufacturacion de un chapa enrollada en caliente de acuerdo con la invención se implementa como sigue : - se suministra un acero de la composición de acuerdo con la invención; - un producto semi-terminado se funde a partir de este acero. Este fundido puede llevarse a cabo como lingotes o continuamente en la forma de petacas con un espesor de aproximadamente 200 mm. El producto semi-terminado también puede fundirse en la forma de petacas delgadas de unos cuantas decenas de milímetros de espesor, o una tira delgada que se funde entre rodillos de acero de giro contrario; - los productos semi-terminados fundidos se calientan primero hasta una temperatura mayor de 1150°C para alcanzar, en todos los puntos, una temperatura favorable a altas deformaciones que el acero experimentará durante el enrollado. Por supuesto, en el caso del fundido directo de petacas delgadas o tiras delgadas entre rodillos de giro contrario, la etapa de enrollado en caliente de estos productos semi-terminados que comienza encima de 1150°C puede llevarse a cabo directamente después del fundido, de modo que una etapa de recalentado intermedio no es necesaria en este caso; - el producto semi-terminado se enrolla en caliente en un intervalo de temperatura en el que la estructura del acero es completamente austen tica hasta una temperatura de fin de enrollado FL con referencia a la Figura 1 anexada. Esta figura muestra un diagrama de manufacturacion termomecánico 1 de acuerdo con la invención y un diagrama de transformación que indica la región de transformación de ferrita 2, la región de transformación de bainita 3 y la región de transformación de martensita 4; y - una etapa de enfriamiento controlada después se lleva a cabo, comenzando en una temperatura TDR, que cae por encima de Ar3 (la temperatura de inicio de transformación de austenita a ferrita) y terminando a una temperatura TFR (la temperatura de fin del enfriamiento) . La velocidad de enfriamiento media entre TDR y TFR es igual a VR. Este enfriamiento y la velocidad asociada VR se llaman enfriamiento primario y velocidad de enfriamiento primario. De acuerdo con la invención, la velocidad VR está entre 50 y 90°C/s. Cuando la velocidad de enfriamiento es menor de 50°C/s, se forma ferrita proeutectoide, siendo esto perjudicial para obtener propiedades de resistencia alta. De esta manera, de acuerdo con la invención, se evita la transformación de austenita a ferrita. Cuando la velocidad VR es mayor de 90°C/s, hay un riesgo de formar la martensita y causar que aparezca una estructura heterogénea. El intervalo de enfriamiento de acuerdo con la invención es ventajoso desde un punto de vista industrial, ya que es innecesario que la chapa se enfrie muy rápidamente después del enrollado en caliente, por ejemplo, a una velocidad de aproximadamente 200°C/s. Esto evita la necesidad de instalaciones especificas costosas. El intervalo de las velocidades de enfriamiento de acuerdo con la invención puede obtenerse atomizando agua o una mezcla de agua/aire, dependiendo del espesor de la chapa.

El proceso también puede implementarse de acuerdo con la siguiente variante. Comenzando con la temperatura TDR, un acero se enfría rápidamente hasta una temperatura i de 650°C o menos. La velocidad VRi de este enfriamiento rápido es mayor de 70°C/s. El acero después se enfría hasta una temperatura FR de tal manera que la velocidad de enfriamiento promedio entre TDR y FR está entre 20 y 90°C/s. Esta variante tiene la ventaja de requerir un enfriamiento más lento en promedio entre TDR y TFR que en la variante anterior, con la condición de que un enfriamiento más rápido a la misma velocidad VRi de TDR se lleve a cabo para garantizar la ausencia de ferrita proeutectoide . Después de que se lleva a cabo esta primera fase de enfriamiento rápido de acuerdo con cualquiera de las dos variantes anteriores, se lleva a cabo una fase de enfriamiento más lento, llamada enfriamiento secundario, que inicia a una temperatura TFR entre B's y Ms + 50°C y que termina a temperatura ambiente. La velocidad de enfriamiento secundario se denota por V'R. La temperatura de inicio de transformación de martensita se denota por Ms. La temperatura B's se define con relación a la temperatura Bs, la temperatura de inicio de transformación de bainita, de la siguiente manera : - cuando se lleva a cabo un enfriamiento secundario muy lento a una velocidad V'R entre 0.08°C/min y 2°C/min, B's = Bs, la temperatura de inicio de transformación de bainita. Esta temperatura Bs puede determinarse de forma experimental o evaluarse de la composición por medio de las fórmulas conocidas per se. La Figura 1 ilustra este primer método de manufactura; cuando, comenzando con TFR, la chapa enrollada en caliente se enfría a una velocidad V'R mayor de 2°C/min, pero que no excede 600°C/min, B's = Bs + 60°C. El primer caso corresponde a la manufactura de las chapas más delgadas, hasta aproximadamente 15 mm, que no se enrollan en caliente y después se enfrían lentamente después de la operación de enrollado. El segundo caso corresponde a la manufactura de chapas más gruesas que no se enrollan en caliente. Dependiendo del espesor de la chapa, las velocidades de enfriamiento mayores de 2°C/min, pero que no exceden 600°C/min corresponden a un enfriamiento ligeramente acelerado o a un enfriamiento con aire. Cuando la temperatura de fin del enfriamiento es mayor de B's, el enriquecimiento de carbono de la austenita es insuficiente. Después de completar el enfriamiento, se forman los carburos y las islas de martensita. De esta manera, es posible obtener un acero que tiene una estructura de fase doble, pero la combinación de las propiedades (resistencia/ductilidad) de los cuales es inferior a la de la invención. Estas estructuras también tienen una sensibilidad mayor al daño que las de la invención. Cuando la temperatura de fin del enfriamiento es menor de Ms + 50°C, el enriquecimiento de carbono de la austenita es excesivo. Bajo algunas condiciones industriales, hay un riesgo de formar una estructura de bandas pronunciada y de la transformación de martensita excesiva. De esta manera, bajo las condiciones de acuerdo con la invención, el proceso tiene una baja sensibilidad a la variación en los parámetros de manufacturación. El enfriamiento secundario asociado con una temperatura TFR entre B's y Ms + 50°C permite que sea controlada la transformación de austenita a bainita, enriquece localmente esta austenita para estabilizarla y permite que se obtenga una relación de (bainita/austenita residual/martensita) apropiada.

Dentro del contexto de la invención, también es posible ajustar la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y TFR, la temperatura de fin del enfriamiento TFR y la velocidad de enfriamiento secundario V'R, de tal manera que la microestructura del acero consiste de por lo menos 75% de bainita, austenita residual en una cantidad igual a 5% o mayor y martensita en una cantidad igual a 2% o mayor. Los parámetros TDR, m, VR y V'R, ajustados para obtener por lo menos 75% de bainita, por lo menos 5% de austenita y por lo menos 2% de martensita, serán elegidos de la siguiente manera : - TDR será elegida que ser mayor de AR3 para evitar la formación de ferrita proeutectoide, mientras que se previene el crecimiento de grano austenitico excesivo y refinar la microestructura final; - la velocidad de enfriamiento VR será elegida para ser tan rápida como sea posible, para evitar una transformación de perlita (que resultaría en un contenido de austenita residual insuficiente) y transformación de ferrita, mientras que se mantiene aún dentro de las capacidades de control de una línea industrial para obtener homogeneidad microestructural en las direcciones longitudinales y transversales de una chapa enrollada en caliente. Sin embargo, la velocidad de enfriamiento VR debe limitarse para evitar la formación de una microestructura que sea heterogénea sobre el espesor de la chapa; la velocidad de enfriamiento V'R es esencialmente dependiente de las capacidades de producción de los sitios industriales y del espesor de la chapa; - independientemente de V'R, TFR será elegida para ser suficientemente baja para evitar una transformación de perlita, que resultaría en una transformación de bainita incompleta y un contenido de austenita residual menor de 5%; - además, si la velocidad de enfriamiento V'R es rápida, la temperatura TFR será elegida para ser suficientemente alta para permitir el tiempo para que la transformación de bainita se lleve a cabo encima de la región de la martensita. Por lo tanto, se evita la formación de más de 20% de martensita por una transición demasiada rápida en la región de la martensita. La última transformación se presentaría a expensas de la transformación de bainita y la estabilización de la austenita residual; y - si la velocidad de enfriamiento V'R es lenta, una variación en la temperatura TFR dentro del intervalo entre B's y Ms + 50°C tendría poca influencia sobre la microestructura final . Estos parámetros también pueden ajustarse para obtener una morfología particular y la naturaleza de las islas M-A, en particular elegidas, de modo que el número MA de islas de martensita/austenita residual que tienen un tamaño mayor de 2 micrometros y que tienen un factor de elongación menor de 4 es menor de 14,000/mm2. Estos parámetros también pueden ajustarse de modo que el contenido de carbono de la austenita residual sea mayor de 1% en peso. En particular, una velocidad de enfriamiento demasiado alta VR no será elegida para evitar la formación excesiva de islas M-A gruesas. Los parámetros VR( TFR y V'R también pueden ajustarse, de modo que el número N de los carburos bainíticos de tamaño mayor de 0.1 micrometros por unidad de área no excedan 50,000/mm2.

EJEMPLO Se fundieron los aceros con las composiciones dadas en la siguiente tabla, expresados como porcentajes en peso. Aparte de los aceros 1-1 a 1-9 que se usaron para la manufacturación de chapas de acuerdo con la invención, la tabla indica, por comparación, la composición de los aceros R-l a R-9 que se usaron para manufacturar las chapas de referencia .

Tabla 1: Composiciones del acero (% en peso) : I = de acuerdo con la invención referencia (*) : no de acuerdo con la invención.

Los productos semi-terminados que corresponden a las composiciones anteriores se calentaron a 1200°C y se enrollaron en caliente hasta un espesor de 3 mm ó 12 mm en un intervalo de temperatura en el que la estructura fue completamente austenítica. Las temperaturas de inicio de enfriamiento TDR, entre 820 y 945°C, también estuvieron dentro de la región austenítica. Las velocidades de enfriamiento VR entre TDR y TFR, las temperaturas del fin del enfriamiento FR y las velocidades de enfriamiento secundario V'R se indican en la Tabla 2. Comenzando a partir de cualquier composición, algunos aceros (1-1, 1-2, 1-5, R-7) se sometieron a diferentes condiciones de manufacturación. Las referencias illa, I-lb e I-lc representan, por ejemplo, tres chapas de acero manufacturadas bajo diferentes condiciones de la composición de acero 1-1. Las chapas de acero I-la a I-lc, I-4, I-5a, I-5b y R-6 tienen un espesor de 12 mm, las otras chapas tienen un espesor de 3 mm. La Tabla 2 también indica las temperaturas de transformación B's y Ms + 50°C calculadas de las composiciones químicas por medio de las siguientes expresiones, las composiciones se expresan en porcentajes en peso: Bs (°C) = 830-270(0 - 90 (Mn) - 37 (Ni) - 70 (Cr) - 83 (Mo) Ms (°C) = 561-474 (C) - 33 (Mn) - 17 (Ni) - 17 (Cr) - 21 (Mo) .

También se indican los diferentes constituyentes microestructurales medidos por microscopía cuantitativa: fracción por unidad de área de bainita, de austenita residual por difracción de rayos X o por medición de saturación magnética y de martensita. Las islas de M-A se demostraron con el reactivo de Klemm. Su morfología se examinó por medio de los elementos de programación del análisis de imagen para determinar el parámetro En algunos casos, la posible presencia de carburos con un tamaño mayor de 0.1 micrómetros dentro de la fase de bainita se examinó por medio de grabado al agua fuerte de Nital y la observación bajo un microscopio óptico a una alta ampliación. Se determinó el número N (por mm2) de los carburos inter-listón mayores de un tamaño de 0.1 micrómetros .

Tabla 2: Condiciones de manufacturación y microestructura de las chapas enrolladas en caliente obtenidas. I = de acuerdo con la invención; R = referencia. 5 Tabla 2 (continuación) : Condiciones de manufacturacion y microestructura de las chapas enrolladas en caliente obtenidas. I = de acuerdo con la invención; R = referencia.

No de acuerdo con la invención, n.d. : no determinado 15 Las propiedades de tensión obtenidas (resistencia a la cedencia Re, resistencia a la tensión Rm, elongación uniforme Au y elongación a la ruptura Ab se proporcionan en la siguiente tabla 3 . También se indica la relación Re/Rm- En algunos casos, la energía de fractura ??? a 20 °C se determinó en especímenes de tenacidad de ranura V. Además, se evaluó el daño debido al corte (por ejemplo, corte o punción) , que pudiera reducir posiblemente la capacidad de deformación subsecuente de una parte cortada. Para este propósito, los especímenes que miden 20 x 80 mm2 se cortaron mediante corte. Algunos de estos especímenes también se pulieron en sus bordes. Los especímenes después se recubrieron con mallas fotodepositadas y después se sometieron a una prueba de tensión uniaxial hasta la fractura. Las deformaciones principales e ? paralelas a la dirección de esfuerzo se midieron tan cerca como sea posible a la iniciación de la fractura de las mallas deformadas. Esta medición se llevó a cabo en especímenes que tienen bordes cortados mecánicamente y en especímenes que tienen bordes pulidos. La sensibilidad de corte se evaluó por el factor de daño ? , en donde ? = [ e ? (bordes cortados) - e ? (bordes pulidos) ] / (bordes pulidos) . También se determinó la soldabilidad para soldadura de arco (proceso MAG) y para la soldadura de resistencia de puntos de estas chapas de acero.

Tabla 3 : Propiedades mecánicas de las chapas enrolladas en caliente obtenidas. I = de acuerdo con la invención; R = referencia.

(*): No de acuerdo con la invención, n.d.: no determinado. Las chapas de acero 1-1 a 1-9 de acuerdo con la invención tuvieron una combinación particularmente ventajosa de propiedades mecánicas, es decir, por un lado una resistencia a la tensión mayor de 12236.59 Kg/cm2 y, por otro lado, una elongación a la ruptura mayor de 10% y una relación Re/Rm menor de 0.75, asegurando una buena capacidad de formación. Los aceros de acuerdo con la invención también tuvieron una energía de fractura de ranura V de Charpy a temperatura ambiente mayor de 28 joules. Esta tenacidad alta permite la manufactura de partes resistentes a la propagación repentina de un defecto, especialmente cuando se somete a esfuerzo dinámicamente. Las microestructuras de los aceros de acuerdo con la invención tuvieron un número de islas !½¾ menor de 14,000/mm2. En particular, las chapas de acero I-2a y I-5a tuvieron una proporción baja de islas M-A voluminosas, grandes por unidad de área, es decir 10,500 y 13,600 por mm2 respectivamente . Los aceros de acuerdo con la invención también tuvieron una buena resistencia al daño en el caso del corte, dado que el factor de daño ? se limitó a -12 ó -13%. Estos aceros también exhibieron una buena soldabilidad en el soldado homogéneo MAG. Para los parámetros de soldado apropiados para los espesores indicados anteriormente, las juntas soldadas de pliegue de laminación estuvieron libres de fracturas calientes o frías. Un resultado similar se observó en la soldadura de resistencia por puntos homogénea. En el caso del acero 1-9, el enfriamiento entre TDR (880°C) y TFR (485°C) (cf. Tabla 2) también se llevó a cabo de acuerdo con la siguiente variante: después de una primera fase de enfriamiento a una velocidad VRi = 80°C/s hasta una temperatura i de 590°C, la chapa se enfrió de tal manera que la velocidad de enfriamiento promedio entre 880°C y 485°C fue de 37°C/s. Las propiedades mecánicas observadas después fueron muy similares a las dadas en la Tabla 3, Ejemplo 1-9.

El acero R-l tuvo un contenido insuficiente de cromo y/o molibdeno. Las condiciones de enfriamiento que se relacionan con los aceros R-l a R-3 (VR demasiado alta y TFR demasiado baja) no fueron apropiados para la formación de una estructura bainítica fina. La ausencia de martensita no permitió un endurecimiento suficiente, la resistencia a la tensión fue marcadamente inferior de 12236.59 Kg/cm2 y la relación Re/Rm fue excesiva. En el caso de las chapas de acero R-4 y R-5, la velocidad de enfriamiento excesivamente rápida después del enrollado, hace posible obtener una cantidad suficientemente alta de bainita. Las islas M-A formadas fueron relativamente gruesas. En el caso de la chapa de acero R-4, el número de compuestos MA fue de 14,700/mm2. La fracción bainítica y la resistencia a la tensión de estos aceros fueron insuficientes. La chapa de acero R-4, que contiene un gran número de carburos (N > 50,000/mm2) tuvieron una sensibilidad al daño excesivamente alta como se atestigua por el valor del factor de daño: ? = -48%. El acero R-6 tuvo un contenido de carbono excesivo, resultando en un contenido de martensita muy alto debido a su capacidad de endurecimiento de apagado alta. Su contenido de bainita y su contenido de austenita fueron insuficientes. En consecuencia, la chapa de acero R-6 tuvo una resistencia insuficiente a la propagación repentina de un defecto dado que su energía de fractura de ranura V de Charpy a 20°C fue mucho menor que 28 joules. Las chapas de acero R-7a y R-7b también tuvieron un contenido de carbono excesivo. La temperatura de transición al nivel de 28 joules, estimada de los especímenes de prueba delgados, estuvo por encima de la temperatura ambiente, lo que indica una tenacidad mediocre. La soldabilidad se redujo.

Debería observarse que la resistencia a la tensión de estas chapas de acero, a pesar de su contenido de carbono mayor, no fue mayor que la de los aceros de acuerdo con la invención. La chapa de acero R-8, que tiene un contenido excesivo de carbono, se enfrió demasiado lentamente. Como resultado, la austenita residual se enriqueció ampliamente con el carbono y no pudo llevarse a cabo la formación de martensita. Por lo tanto, la resistencia a la tensión obtenida fue ineficiente . La chapa de acero R-9 se enfrió a una velocidad excesivamente alta hasta una temperatura de fin de enfriamiento demasiado baja. En consecuencia, la estructura fue prácticamente completamente martensítica y la elongación a la ruptura fue insuficiente. De esta manera, la invención permite la manufactura de chapas de acero que tienen una matriz bainítica sin la adición de elementos de microaleación costosos. Estas chapas tienen una resistencia a la tensión muy alta y una alta ductilidad. Gracias a su alta resistencia a la tensión, estas chapas de acero son apropiadas para la manufactura de elementos sometidos a esfuerzo mecánico cíclico. Las chapas de acero de acuerdo con la invención se usan ventajosamente para la manufactura de partes estructurales o elementos de reforzamiento en el campo automotriz y en la industria en general.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (22)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Chapa de acero enrollada en caliente que tiene una resistencia a la tensión mayor de 12236.54 Kg/cm2, una resistencia a la cedencia/resistencia a la tensión Re/Rm menor de 0.75 y una elongación a la ruptura mayor de 10%, caracterizada porque la composición contiene, siendo los contenidos expresados en peso: 0.10% < C < 0.25% 1% < n < 3% Al > 0.015% Si < 1.985% Mo < 0.30% Cr < 1.5% S < 0.015% P < 0.1% Co < 1.5% B < 0.005% siendo entendido que 1% < Si + Al < 2% Cr + (3 x Mo) > 0.3%, consistiendo el balance de la composición de hierro e impurezas inevitables que resultan del fundido, la microestructura de tal acero consiste de por lo menos 75% de bainita, austenita residual en una cantidad igual o mayor de 5% y martensita en una cantidad igual o mayor a 2%.
2. 2. Acero de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de tal acero contiene, siendo el contenido expresado en peso: 0.10% < C < 0.15%.
3. 3. Acero de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de tal acero contiene, siendo el contenido expresado en peso: 0.15% < C < 0.17%.
4. 4. Acero de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de tal acero contiene, siendo el contenido expresado en peso: 0.17% < C < 0.22%.
5. 5. Acero de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la composición de tal acero contiene, siendo el contenido expresado en peso: 0.22% < C < 0.25%.
6. 6. Acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la composición de tal acero contiene, siendo el contenido expresado en peso: 1% < Mn < 1.5%.
7. 7. Acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la composición de tal acero contiene, siendo el contenido expresado en peso: 1.5% < Mn < 2.3%.
8. 8. Acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la composición de tal acero contiene, siendo el contenido expresado en peso: 2.3% < Mn < 3%.
9. 9. Acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la composición de tal acero contiene, siendo el contenido expresado en peso: 1.2% < Si < 1.8%.
10. 10. Acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la composición de tal acero contiene, siendo el contenido expresado en peso: 1.2% < Al < 1.8%.
11. 11. Acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la composición de tal acero contiene, siendo el contenido expresado en peso: Mo < 0.010%.
12. 12. Acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el contenido de carbono de la austenita residual es mayor de 1% en peso.
13. 13. Acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que contiene carburos entre los listones de bainita, caracterizado porque el número N de tales carburos de inter-listones de un tamaño mayor de 0.1 micrómetros por unidad de área es igual a 50,000/mm2 o menos.
14. 14. Acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que contiene islas de martensita/austenita residual, caracterizado porque el número NMA por unidad de área de las islas de martensita/austenita residual que tienen un tamaño máximo Lmáx mayor de 2 micrómetros y que tiene un factor de elongación (tamaño máximo Lmáx/ tamaño mínimo Lmin) menor de 4 es menor de 14, 000/mm2.
15. 15. Proceso para manufacturar una chapa de acero enrollada en caliente que tiene una resistencia a la tensión mayor de 12236.59 Kg/cm2, una relación Re/Rm menor de 0.75 y una elongación a la ruptura mayor de 10%, caracterizado porque : - se suministra un acero de composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11; - un producto semi-terminado se funde a partir de este acero; el producto semi-terminado se calienta hasta una temperatura encima de 1150°C; - el producto semi-terminado se enrolla en caliente en un intervalo de temperatura en el que la microestructura del acero es completamente austenítica; entonces - la chapa obtenida de esta manera se enfría desde una temperatura TDR que cae encima de Ar3 hasta una temperatura de transformación TFR, de tal manera que la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y TFR está entre 50 y 90°C/s y la temperatura TFR está entre B's y MS + 50 °C, B's representa una temperatura definida con relación a la temperatura de inicio de transformación de bainita BS y MS representa la temperatura de inicio de transformación de martensita, entonces - la chapa se enfría desde la temperatura TFR a una tasa de enfriamiento secundario V'R entre 0.08°C/min y 600°C/min hasta la temperatura ambiente; siendo la temperatura B's igual a BS cuando la velocidad V'R está entre 0.08 y 2°C/min; y - siendo la temperatura B'S igual a BS + 60°C cuando la velocidad V'R es mayor de 2°C/min, pero no excede 600°C/min.
16. 16. Proceso para manufacturar una chapa de acero enrollada en caliente que tiene una resistencia a la tensión mayor de 12236.59 Kg/cm2, una relación Re/Rm menor de 0.75 y una elongación a la ruptura mayor de 10%, caracterizado porque : - se suministra un acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11; - un producto semi-terminado se funde a partir de este acero; el producto semi-terminado se calienta hasta una temperatura encima de 1150°C; entonces - el producto semi-terminado se enrolla en caliente en un intervalo de temperatura en el que la microestructura del acero es completamente austeñ tica; entonces; - la chapa obtenida de esta manera se enfría desde una temperatura TDR que cae encima de Ar3 hasta una temperatura intermedia i a una velocidad de enfriamiento VRI de 70°C/s o mayor, la temperatura Tr no excede 650 °C; entonces - la chapa se enfría desde la temperatura i hasta una temperatura TFR, siendo la temperatura TFR entre B's y Ms + 50°C, representando B's una temperatura definida con relación a la temperatura de inicio de transformación de bainita BS y representando Ms la temperatura de inicio de transformación de martensita, de tal manera que la velocidad de enfriamiento entre la temperatura TDR y la temperatura TFR está entre 20 y 90°C/s; entonces - la chapa se enfría desde la temperatura TFR a una velocidad de enfriamiento secundario V'R entre 0.08°C/min y 600°C/min hasta la temperatura ambiente; siendo la temperatura B's igual a BS entre la velocidad V'R está entre 0.08 y 2°C/min; y - siendo la temperatura B's igual a BS + 60°C cuando la velocidad V'R es mayor de 2°C/min, pero no excede 600°C/min.
17. 17. Proceso para la manufacturación de una chapa de acero enrollada en caliente, caracterizado porque: - se suministra un acero de la composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11; - un producto semi-terminado se funde de este acero; el producto semi-terminado se calienta hasta una temperatura encima de 1150°C; - el producto semi-terminado se enrolla en caliente en un intervalo de temperatura en el que la estructura del acero es completamente austenítica; luego - la temperatura de inicio de enfriamiento primario TDR cae encima de Ar3 , la temperatura de terminación de enfriamiento primario TFR, la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y TFR y la velocidad de enfriamiento secundario V'R se ajustan de tal manera que la microestructura del acero consiste de por lo menos 75% de bainita, austenita residual en una cantidad igual o mayor que 5% y martensita en una cantidad igual o mayor que 2%.
18. 18. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 y 17, caracterizado porque la temperatura de inicio de enfriamiento primario TDR que cae encima de Ar3 , la temperatura de terminación de enfriamiento primario TFR, la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y TFR y la velocidad de enfriamiento secundario V'R se ajustan de tal manera que el contenido de carbono de la austenita residual es mayor de 1% en peso.
19. 19. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15, 17 y 18, caracterizado porque la temperatura de inicio de enfriamiento primario TDR que cae encima de Ar3 , la temperatura de terminación de enfriamiento primario TFR, la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y TFR y la velocidad de enfriamiento secundario V'R se ajustan de tal manera que el número de carburos inter-listón que tienen un tamaño mayor de 0.1 micrómetros por unidad de área no excede 50,000/mm2.
20. 20. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 y 17 a 19, caracterizado porque la temperatura de inicio de enfriamiento primario TDR que cae encima de Ar3 , la temperatura de terminación de enfriamiento primario TFR, la velocidad de enfriamiento primario VR entre TDR y TFR y la velocidad de enfriamiento secundario V'R se ajustan de tal manera que el número de MA por unidad de área de las islas de martensita/austenita residual que tienen un tamaño máximo Lmáx mayor de 2 micrómetros y un factor de elongación Lmáx/Lmín menor de 4 es menor de 14,000/mm2.
21. 21. Uso de una chapa de acero enrollado en caliente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, o manufacturado mediante un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, para la manufactura de partes estructurales o elementos de reforzamiento en el campo automotriz.
22. 22. Uso de una chapa de acero enrollado en caliente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, o manufacturado mediante un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 20, para la manufactura de reforzamientos y partes estructurales para la industria en general y de las partes resistentes a la abrasión.