MX2011001273A - Chapa de acero recocida y galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia y metodo para fabricar la misma. - Google Patents
Chapa de acero recocida y galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia y metodo para fabricar la misma.Info
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Abstract
Se proporciona una chapa de acero galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia que no tiene no-uniformidad de revestimiento o un defecto de revestimiento o permite que un defecto lineal ocurra después de la estampación, y un método para fabricar la misma. La chapa de acero galvanizada de alta resistencia incluye una chapa de acero que tiene una estructura de fase única de ferrita y que tiene una composición que contiene 0.0005% a 0.0040% en masa de C; 0.1% a 1.0% en masa de Si; 1.0% a 2.5% en masa de Mn; 0.01% a 0.20% en masa de P; 0.015% en masa o menos de S; 0.01% a 0.10% en masa de Al; 0.0005% a 0.0070% en masa de N; 0.010% a 0.080% en masa de Ti; 0.0005% a 0.0020% en masa de B; 0.05% a 0.50% en masa de Cu; 0.03% a 0 .50% en masa de Ni; y el balance de Fe e impurezas incidentales. La composición satisface las relaciones (1) y (2). La chapa de acero galvanizada de alta resistencia tiene una resistencia a la tensión (TS) de 440 MPa o más: [Ti] = (47.9/14) x [N] + (47.9/12) x [CI (1); y [Ni] = 0.4 x [Cu] (2).
Description
CHAPA DE ACERO RECOCIDA Y GALVANIZADA DE ALTA
RESISTENCIA CON EXCELENTE APARIENCIA Y MÉTODO
PARA FABRICAR LA MISMA
Campo Técnico
La presente invención se refiere a una chapa de acero galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia adecuada para paneles automotrices, internos y externos, y a un método para fabricar la misma.
Técnica Anterior
El control de emisión de C02 actualmente se ha vuelto estricto. De acuerdo con lo anterior, se desea cada vez más que la eficiencia de combustible de los vehículos se incremente al reducir el peso de los vehículos, y los espesores de las partes automotrices sean reducidos al utilizar chapas de acero de alta resistencia. A medida que la chapa de acero galvanizada de alta resistencia se aplica ampliamente, los requisitos de la es tampabi 1 idad y la calidad "de superficie se vuelven estrictos. De acuerdo con lo anterior, frecuentemente se utiliza una chapa de acero galvanizada de alta resistencia preparada al agregar un elemento de consolidación soluble a un tan llamado acero IF en el cual C y N se precipitan y se fijan, en vista de la estampabilidad y la resistencia a la corrosión (Documento de Patente 1) . La calidad de superficie de la chapa de acero galvanizada podrá degradarse debido a la no-uniformidad de revestimiento y un defecto de revestimiento dándose como resultado de óxidos Fe-Si u óxidos Si, tal como Si02, precipitados en la superficie del hierro base. También, también la producción a capa oxidada durante la laminación en caliente podrá dejarse parcialmente después del tratamiento desoxidante y la laminación en frió y dar como resultado la no-uniformidad de revestimiento. Se sabe que tal defecto de superficie producido por capa oxidada podrá degradar la calidad de superficie. También, si la nitruración no-uniforme ocurre durante el recocido, la deformación no uniforme podrá originarse por estampación. En consecuencia, un defecto lineal podrá producirse en la superficie del producto resultante.
A fin de resolver estos problemas, se describen una chapa de acero semi-ultra-ba j a en carbono que muestra alta calidad de superficie y estampabilidad a presión superior y un método para fabricar la misma (Documento de Patente 2) . También, un método para fabricar una chapa de acero laminada en caliente que muestra alta calidad de superficie se describe para el descascarillado en un proceso de laminación en caliente (Documento de Patente 3) .
Aún más, se describe un método para impedir al nitrógeno de penetrar a la chapa de acero durante el recocido para impedir la nitruración durante el recocido (Documento de Patente 4 ) .
Documentos de la Técnica Anterior
Documento de Patente 1: Solicitud de Patente sin examinar Japonesa No. de Publicación 2007-169739;
Documento de Patente 2: Patente
Japonesa No. 4044795;
Documento de Patente 3: Solicitud de Patente sin examinar Japonesa No. de Publicación 6-269840·; y
Documento de Patente 4: Solicitud de Patente sin examinar Japonesa No. de Publicación 48-48318.
Descripción de la Invención
Problemas a ser resueltos por la Invención
La técnica descrita en el Documento de Patente 1 no es efectiva en mejorar la calidad de apariencia de las chapas de acero revé s t i da s .
En la técnica descrita en el Documento de Patente 2, una cantidad relativamente grande de C, se utiliza. De acuerdo con lo anterior, se requiere que una gran cantidad de Nb y Ti, los cuales son elementos que producen carbonit ruros , sea agregada para fijar C y N en una forma de su precipitado de aleación. En consecuencia, es probable que la nitruración ocurra durante el recocido y dar como resultado un defecto lineal después de la estampación. El Documento de Patente 2 tampoco conduce a un nuevo descubrimiento acerca de los defectos de superficie originados por capa oxidada.
El Documento de Patente 3 requiere el recalentamiento en el lado de entrada del laminador de acabado, y de acuerdo con lo anterior, se incrementa el costo de energía. Además, si se captura la capa oxidada durante la laminación de desbaste y, de esta manera, existe una causa de defectos, el efecto de recalentamiento se limita.
Se pretende que el documento de Patente 4 impida al acero bajo en carbono de nitrurarse durante el recocido en grupo, y no conduzca a un descubrimiento acerca del comportamiento de nitruración de las chapas de acero de alta resistencia y ultra-bajo en carbono durante el recocido continuo.
Si se basan en acero, las chapas de acero galvanizadas de alta resistencia de esta manera, no pueden impedir completamente que el óxido Si origine la no-uniformidad de revestimiento o un defecto de re estimiento, o que la capa oxidada origine la no-uniformidad de revestimiento, o no pueden impedir la nitruración durante el recocido para producir un defecto lineal después de la estampación. Por consiguiente, no podrá lograrse la satisfacción de calidad de apariencia.
Un objeto de la presente invención es resolver los problemas anteriores y proporcionar una chapa de acero galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia y método para fabricar la misma. La chapa de acero galvanizada de alta resistencia no tiene no-uniformidad de revestimiento o un defecto de revestimiento originado por el óxido Si o la no-uniformidad de re estimiento originada por la capa oxidada, y no permite que se origine un defecto lineal después de la estampación mediante la nitruración que ocurre durante el recocido .
Medios para resolver los problemas
A fin de resolver los problemas, los presentes inventores estudiaron la composición del acero y sus condiciones de fabricación, y lograron la invención de acuerdo con los siguientes descubrimientos:
La no -un i fo rmi dad de revestimiento originada por el óxido Si podrá impedirse al agregar Cu y Ni en el acero para impedir la concentración de Si y la formación de óxido Si en la superficie del hierro base, y al llevar a cabo intensivamente el descascarillado para remover el óxido Si indeseablemente producido en la laminación de desbaste y la laminación de acabado .
La no-uniformidad de revestimiento originada por capa oxidada podrá impedirse al llevar a cabo intensivamente el descascarillado en laminación de desbaste y laminación de acabado, y, además, al controlar la concentración de hidrógeno en el horno de recocido .
A pesar de que una alta concentración de hidrógeno en el horno de recocido facilita la nitruración, la superficie del acero podrá impedirse de ser nitrada al agregar simultáneamente Cu y Ni al acero, aún si la concentración de hidrógeno es alta. El defecto lineal originado después de la estampación por nitruración durante el recocido, podrá reducirse de esta manera. Además, al llevar a cabo intensivamente el descascarillado en la etapa de laminación en caliente, el estado de la superficie del acero se uniforma, y si ocurre la nitruración, ocurre la nitruración uniforme. En consecuencia, el defecto lineal podrá además reducirse.
La presente invención proporciona las siguientes soluciones a los problemas arriba descritos .
[1] Se proporciona una chapa de acero galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia que tiene una composición de acero que contiene 0.00Q5% a 0.0040% en masa de C ; 0.1% a 1.0% en masa de Si; 1.0% a 2.5% en masa de Mn; 0.01% a 0.20% en masa de P; 0.015% en masa o menos de S ; 0.01% a 0.10% en masa de Al; 0.0005% a 0.0070% en masa de N; 0.010% a 0.080% en masa de Ti; 0.0005% a 0.0020% en masa de B; 0.05% a 0.50% en masa de Cu; 0.03% a 0.50% en masa de Ni; y el balance de Fe e impurezas incidentales, y la composición satisface las relaciones (1) y (2) :
[Ti] > (47.9/14) x [N] + (47.9/12) x [C] (1)
[Ni] > 0.4 x [Cu] (2)
En las relaciones, [elemento] representa el contenido (porcentaje en masa) del elemento. La chapa de acero tiene una estructura de fase única de ferrita en la superficie, y un revestimiento galvanizado o un revestimiento recocido y galvanizado se forma sobre la superficie de la chapa de acero. La chapa de acero galvanizada de alta resistencia tiene una resistencia a la tensión (TS) de 440 MPa o má s :
[2] La composición de la chapa de acero galvanizada de alta resistencia de [1] además contiene al menos uno de 0.0030% a 0.0150% en masa de Sb y 0.0020% a 0.0150% en masa de Sn.
[3] La composición de la chapa de acero galvanizada de alta resistencia de [1] y [2] contiene además al menos uno de 0.01% a 0.08% en masa de Nb, 0.01% a 0.08% en masa de V y 0.01% a 0.10% en masa de Mo. Si la composición contiene V, la Relación (3) se mantiene:
[Ti ] .+ [Nb] + [ V] < 0.08 ( 3 )
En la relación, [elemento] representa el contenido (porcentaje en masa) del elemento.
[4] Se proporciona un método para fabricar una chapa de acero galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia. El método incluye: la etapa de laminación en caliente de calentar una chapa gruesa de acero que tiene la composición de [1] , [2] o [3] a una temperatura de 1100°C o más, llevando a cabo la laminación de desbaste sobre la chapa gruesa de acero caliente tres pasos o más, llevando a cabo la laminación de acabado después de llevar a cabo el descascarillado a una presión de colisión de 1.0 MPa o más, y bobinando el acero laminado a una temperatura en el rango de 550 a 680°C, en donde al menos tres pasos de la laminación de desbaste se llevan a cabo cada uno después del descascarillado, y la laminación de acabado se finaliza entre la temperatura de Ar3 y 950 ° C ; la etapa de laminación en frío de llevar a cabo la laminación en frió sobre el acero laminado en caliente a una reducción de laminación en el rango de 50% a 80% después del tratamiento desoxidante; la etapa de recocido de remojar el acero laminado en una atmósfera reductora que contiene 7.0% por volumen o más de hidrógeno a una temperatura en el rango de 700 a 850 °C por 30s o más; y la etapa de formar un revestimiento galvanizado. La chapa de acero galvanizada de. alta resistencia resultante tiene una estructura de fase única de ferrita y una resistencia a la tensión (TS) de 440 MPa o más .
[5] Se proporciona un método para fabricar una chapa de acero recocida y galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia. El método incluye: la etapa de laminación en caliente de calentar una chapa gruesa de acero que tiene la composición de [1], [2] o [3] a una temperatura de 1100°C o más, llevando a cabo la laminación de desbaste sobre la chapa gruesa tres pasos o más, llevando a cabo la laminación de acabado después de llevar a cabo el descascarillado a una presión de colisión de 1.0 MPa o más, y bobinando el acero laminado a una temperatura en el rango de 550 a 680 °C, en donde al menos tres pasos de la laminación de desbaste cada uno se lleva a cabo después del descascarillado, y la laminación de acabado se finaliza entre la temperatura de Ar3 y 950 ° C ; la etapa de laminación en frío de llevar a cabo la laminación en frío sobre el acero laminado en caliente a una reducción de laminación en el rango de 50% a 80% después del tratamiento desoxidante; la etapa de recocido de remojar el acero laminado en frió en una atmósfera reductora que contiene 7.0% por volumen o más de hidrógeno a una temperatura en el rango de 700 a 850 ° C ; y la etapa de formar un revestimiento galvanizado y mezclar el revestimiento galvanizado, La chapa de acero recocida y galvanizada de alta resistencia tiene una estructura de fase única de ferrita y una resistencia a la tensión (TS) de 440 MPa o má s .
Venta as
La chapa de acero galvanizada de alta resistencia de la presente invención tiene excelente apariencia sin no-uniformidad de revestimiento o un defecto de revestimiento, o sin permitir que un defecto lineal se origine en la superficie después de la estampación. La chapa de acero galvanizada de alta resistencia de la presente invención es útil como una chapa de acero utilizada para paneles automotrices, internos y externos.
Mejores Modos para llevar a cabo la invención
Ahora se describirá la razón por la que la composición de acero de la chapa de acero galvanizada de alta resistencia de acuerdo a la presente invención se limita. utilizado en la composición de acero representa el porcentaje en masa al menos que se especifique de otra forma .
C: 0.0005% a 0.0040%.
Un contenido bajo en C es ventajoso en términos de es tampabilidad, y el contenido de una aleación tal como una mezcla de Ti, que se agrega para fijar C en una forma de carburo, se incrementa de acuerdo al contenido de C. De acuerdo con lo anterior, el limite superior del contenido de C es 0.0040%. Preferentemente, el contenido de C es 0.0030% o menos. El limite inferior es preferentemente bajo. Sin embargo, un contenido excesi amente bajo en C conduce a un acero incrementado haciéndolo costoso. De acuerdo con lo anterior, el limite inferior es 0.0005%.
Si : 0.1% a 1.0%
Si es eficaz como un elemento de consolidación soluble y puede mejorar la resistencia comparativamente sin reducir la es tampabil idad . Para asegurar este efecto, el limite inferior del contenido de Si es 0.1%. Si se agrega Si excesivamente, la concentración de Si o la formación de óxido Si en la superficie se incrementa considerablemente al calentar la chapa gruesa. De acuerdo con lo anterior, el óxido Si no podrá removerse lo suficiente aún al agregar Cu o Ni, o descascarillar en la etapa de laminación en caliente, y origina la no-uniformidad de revestimiento o un defecto de revestimiento. El limite superior es 1.0%. En vista de la calidad de apariencia, el contenido de Si es preferentemente 0.7% o menos.
Mn: 1.0% a 2.5%
Mn es eficaz como un elemento de consolidación soluble, y su limite inferior es de 1.0% desde el punto de vista de mejorar la resistencia. Preferentemente, el contenido de Mn es 1.5% o más. Si Mn se agrega excesivamente, la e s tampabi 1 idad y la resistencia a la fragilidad de trabajo frió se reducen. De acuerdo con lo anterior, el limite superior es de 2.5%. Preferentemente, el contenido de Mn es de 2.2% o menos.
P: 0.01% a 0.20%.
P es eficaz como un elemento de consolidación soluble, y también tiene el efecto de incrementar el valor r. Para asegurar estos efectos, se requiere que 0.01% o más de P sea agregado. Preferentemente, 0.03% o más de P se agrega. Si P se agrega excesivamente, se segrega de manera considerable en el limite de grano para hacer el contorno de grano frágil, o llega a ser responsable de segregarse en el centro. De acuerdo con lo anterior, el limite superior es de 0.20%. Preferentemente, 0.10% o menos de P se agrega .
S: 0.015% o menos
Si el contenido de S es alto, una gran cantidad de sulfuros, tal como nS, se produce y la ductilidad local representada por la fragilidad por tensión se reduce. De acuerdo con lo anterior, el limite superior del contenido de S es 0.015%. Preferentemente, 0.010% o menos de S se agrega. Preferentemente, el contenido de S es de 0.005% o más debido a que S tiene el efecto de mejorar la habilidad de remover la capa oxidada.
Al: 0.011 a 0.10&
Al es esencial para la desoxidación. A fin de asegurar la desoxidación, se requiere que 0.01% o más de Al se agregue. El efecto de desoxidación se satura en un contenido de Al de 0.10%, y el limite superior del contenido de Al es 0.10%.
N: 0.005 ~ 0.0070%
Como con C, un contenido bajo en N es ventajoso en términos de la e s t ampab i 1 idad , y el contenido de una aleación tal como una aleación de Ti, que se agrega para fijar N en una forma de nitruro, se incrementa de acuerdo al contenido de N. De acuerdo con lo anterior, el limite superior del contenido de N es de 0.0070%. El limite inferior es preferentemente bajo. Sin embargo, un contenido excesivamente bajo en N conduce a un acero incrementado haciéndolo costoso. De acuerdo con lo anterior, el limite inferior es de 0.0005%.
Ti: 0.010% a 0.080%, [Ti] > (47.9/14) x
[N] + (47.9/12) x [C]
Ti fija el C soluble y N soluble en formas de TiC y TiN, mejorando de ese modo la e s tampabi 1 idad . Para asegurar este efecto, se requiere que al menos 0.010% de Ti se agregue. A fin de fijar C y N más suficientemente, la cantidad de Ti se varia de acuerdo al contenido de N y C, y se desea que la siguiente relación (1) se satisfaga:
[Ti] > (47.9/14) x [N] + (47.9/12) x [c] (1)
En la relación, [elemento] representa el contenido (porcentaje en masa) del elemento.
Si se agrega Ti excesivamente, el efecto de fijar C y N se satura, y la nitruración se vuelve responsable de ocurrir durante el recocido y, de esta manera, puede originar un defecto lineal después de la estampación. De acuerdo con lo anterior, el limite superior es de 0.080%.
Cu: 0.05% a 0.50¾
Cu es ¦ un elemento importante para obtener una excelente apariencia en la presente invención. Al agregar simultáneamente Cu con Ni a una chapa de acero de resistencia alta ultra-baja en carbono, la nitruración que ocurre durante el recocido podrá impedirse aún en una atmósfera alta en hidrógeno, y de esta manera la ocurrencia de un defecto lineal después de la estampación podrá impedirse. Esto se debe probablemente a que Cu y Ni se concentran en la superficie para impedir la nitruración que ocurre durante el recocido eficazmente. Además, Cu tiene los efectos de impedir que Si se concentre en la superficie o que el óxido Si se produzca mientras que la chapa gruesa se calienta, y también es eficaz como un elemento de consolidación soluble. Para asegurar estos efectos, se requiere que al menos 0.05% de Cu se agregue. Si se agrega Cu excesivamente, no solamente se incrementa el costo, sino también ocurre una pequeña fisura en la superficie durante la laminación en caliente, degradando de esta manera la calidad de superficie. De acuerdo con lo anterior, el limite superior del contenido de Cu es de 0.50%.
Ni: 0.03% a 0.50%, (Ni) > 0.4 x [Cu] Ni es un elemento importante para obtener una excelente apariencia en la presente invención. Al agregar simultáneamente Ni con Cu a una chapa de acero de alta resistencia ultra-baja en carbono, podrá impedirse la nitruración que ocurre durante el recocido aún en una atmósfera alta en hidrógeno, y de esta manera la ocurrencia de un defecto lineal después de la estampación podrá impedirse. Esto se debe probablemente a que Cu y Ni se concentran en la superficie para impedir la nitruración que ocurre durante el recocido eficazmente. Además, Ni tiene los efectos de impedir que Si se concentre en la superficie y que el óxido Si se produzca mientras que la chapa gruesa se calienta, y también es eficaz como un elemento de consolidación soluble. Para asegurar estos efectos, se requiere que al menos 0.03% de Ni se agregue, y que el contenido de Ni se varié de acuerdo al contenido de Cu a fin de satisfacer la siguiente relación (2) :
[Ni] > 0J x [cu] ( 2 )
Sin embargo, estos efectos se saturan en un contenido de Ni de 0.50%, y la adición excesiva incrementa el costo. De acuerdo con lo anterior, el limite superior es de 0.50%.
I B: 0.0005% a 0.0020%
B tiene los efectos de mejorar la resistencia a la fragilidad de trabajo frió, y de refinar el tamaño del grano de la microestructura para mejorar la resistencia. Para asegurar estos efectos, el limite inferior del contenido de B es de 0.0005%. Si más de 0.0020% de B se agrega, la estampabilidad se degrada seriamente. De acuerdo con lo anterior, el limite inferior es de 0.0020%.
Además de los componentes de acero arriba descritos, podrá agregarse al menos un elemento seleccionado de entre 0.0030% a 0.0150% de Sb, 0.0020% a 0.0150% de Sn, 0.01% a 0.08% de Nb, 0.01% a 0.08% de V, y 0.01% a 0.10% de Mo .
Sb: 0.0030% a 0.015.0%
Sb se concentra en la superficie para impedir la nitruración. Al agregar al menos 0.0030% de Sb, el defecto lineal que se da como resultado de la nitruración que ocurre durante el recocido, podrá impedirse de ocurrir después de la estampación. Sin embargo, este efecto se satura en un contenido de Sb de 0.0150%, y la adición excesiva incrementa el costo. De acuerdo con lo anterior, el limite superior del contenido de Sb es de 0.0150%.
Sn: 0.0020% a 0.0150%
Asi como con Sb, Sn se concentra en la superficie para impedir la nitruración. Al agregar al menos 0.0020% de Sn, el defecto lineal que se da como resultado de la nitruración que ocurre durante el recocido podrá impedirse de ocurrir después de la estampación. Sin embargo, este efecto se satura en un contenido de Sn de 0.0150%, y la adición excesiva incrementa el costo. De acuerdo con lo anterior, el limite superior del contenido de Sb es de 0.0150%.
Nb: 0.01% a 0.08%
Asi como con Ti, Nb tiene el efecto de fijar el C soluble y el N soluble para mejorar.-la estampabilidad. Además, Nb tiene el efecto de refinar el tamaño de grano para mejorar la resistencia. Para asegurar estos efectos, se requiere que al menos 0.01% de Nb se agregue. Si se agrega Nb excesivamente, estos efectos se saturan, y la nitruración se vuelve responsable de ocurrir durante el recocido y, de esta manera, puede originar un defecto lineal después de la estampación. De acuerdo con lo anterior, el limite superior es de 0.08%.
V: 0.01% a 0.08%
Asi como con Ti, V tiene el efecto de fijar C soluble y N soluble para mejorar la estampabilidad. Además, V tiene el efecto de refinar el tamaño del grano para mejorar la resistencia. Para asegurar estos efectos, se requiere que al menos 0.01% de V se agregue. Si se agrega V excesivamente, estos efectos se saturan, y la nitruración se vuelve responsable de ocurrir durante el recocido y, de esta manera, puede originar un defecto lineal después de la estampación. De acuerdo con lo anterior, el limite superior es de 0.08%.
[Ti] + [Nb] + [V] < 0.08 (3)
Si al menos uno de Nb y V se agrega junto con Ti, el contenido total de Ti, Nb y V se controlan a fin de satisfacer la relación anterior (3) desde el punto de vista de impedir la nitruración que ocurre durante el recocido. Esto se debe a que la presencia de un elemento formador de nitruro hace la nitruración fácil.
Mo: 0.01 ~ 0.10%
o es eficaz como un elemento de consolidación soluble y también tiene el efecto de mejorar la resistencia a la fragilidad de trabajo frío. Para asegurar estos efectos, se requiere que al menos 0.01% de Mo se agregue. Sin embargo, estos efectos se saturan en un contenido de Mo de 0.10%, y la adición excesiva incrementa el costo. De acuerdo con lo anterior, el limite superior del contenido de Mo es de 0.10%.
La microestructura y la resistencia a la tensión (TS) de la chapa de acero ahora se describirán .
La chapa de acero galvanizada de alta resistencia de la presente invención tiene una estructura de fase única de ferrita. La microestructura formada de una fase de ferrita muestra ductilidad superior y estirabilidad profunda .
La chapa de acero galvanizada de alta resistencia que tiene la microestructu a y composición arriba descritas, muestra una resistencia a la tensión (TS) de 440 MPa o más. Al utilizar una chapa de acero de alta resistencia que tiene un TS de 440 MPa o más en partes convencionalment e hechas de chapas de acero de 270 grado MPa o 340 grado MPa conocidas, el espesor del material podrá reducirse, y de acuerdo con lo anterior, el peso de las partes podrá reducirse. Si la resistencia a la tensión se mejora excesivamente en la estructura de fase única de ferrita, la e s t ampabi 1 i dad se reduce considerablemente. De acuerdo con lo anterior, la TS es preferentemente 490 MPa o menos. La chapa de acero galvanizada de alta resistencia arriba descrita tiene excelente apariencia después de formar un revestimiento galvanizado, o después de mezclar el revestimiento galvanizado, sin la no-uniformidad de revestimiento o un defecto de revestimiento originado por el óxido Si, o la no-uniformidad de revestimiento originada por la capa oxidada. La chapa de acero galvanizada de alta resistencia también muestra excelente apariencia sin un defecto lineal aún después de la estampación.
Un método para fabricar la chapa de acero galvanizada de alta resistencia de la presente invención ahora se describirá.
En la fabricación de la chapa de acero galvanizada de alta resistencia de la presente invención, una chapa gruesa de acero que tiene la composición arriba descrita se calienta y se somete a la laminación de desbaste y la laminación de acabado en una etapa de laminación caliente. Después de remover la capa oxidada sobre la superficie de la chapa de acero laminada en caliente por tratamiento desoxidante, una etapa de laminación en frío y una etapa de recocido se llevan a cabo. Después de la etapa de cocido, el revestimiento galvanizado se forma, y, si es necesario, el revestimiento además se mezcla.
La chapa gruesa de acero podrá prepararse mediante cualquier proceso.
[Etapa de Laminación en Caliente]
Después de calentarse, la chapa gruesa se somete a la laminación de desbaste y la laminación de acabado, y el acero laminado se enrolla en una bobina. Las condiciones de laminación en caliente se limitan como sigue por las siguientes razones:
Temperatura de calentamiento de chapa gruesa: 1100°C o más
Si la chapa gruesa se calienta a una temperatura de menos de 1100°C, la carga de laminación se incrementa para reducir la productividad. De acuerdo con lo anterior, la temperatura de calentamiento de la chapa gruesa se fija a 1100°C o más. Si la capa oxidada inicial se incrementa al calentar la chapa gruesa a una temperatura alta, sin embargo, la capa oxidada llega a ser responsable de permanecer, y la calidad de la apariencia después del revestimiento se degrada. De acuerdo con lo anterior, la temperatura de calentamiento de chapa gruesa se fija preferentemente a 1220°C o menos.
El número de pasos de laminación de desbaste y método para descascarillado.
A fin de producir los efectos de remover la capa oxidada inicial de la chapa de acero y la capa oxidada secundaria producida durante la laminación para impedir los defectos de superficie originados por la capa oxidada, y también a fin de producir el efecto de remover el óxido de silicio, la laminación de desbaste se lleva a cabo al menos tres pasos, y el descascarillado se lleva a cabo después de cada uno de al menos tres pasos de la laminación de desbaste. Preferentemente, la laminación de desbaste se lleva a cabo en 5 pasos o más, y el descascarillado se lleva a cabo después de cada paso .
Antes de la laminación de acabado, se lleva a cabo el descascarillado a una presión de colisión de 1.0 MPa o más. Después, se lleva a cabo la laminación de acabado. A fin de remover el óxido de Si sobre la superficie del hierro base para impedir la no-uniformidad de revestimiento, es necesario llevar a cabo el descascarillado a una presión de colisión de 1.0 MPa o más antes de la laminación de acabado. Desde el punto de vista de mejorar más la calidad de superficie, la presión de colisión es preferentemente 1.5 MPa o más.
Temperatura final de la laminación de acabado: Temperatura de Ar3 a 950°C.
Si la temperatura final de la laminación de acabado es inferior a la temperatura de Ar3; una microestructura laminada permanece en la chapa de acero laminada en caliente, y la e s tampabi 1 idad después del recocido se degrada. En contraste, si la temperatura final de la laminación de acabado es más alta que 950°C, la microestructura de la chapa de acero laminada en caliente llega a ser gruesa para degradar la resistencia después del recocido. De acuerdo con lo anterior, la temperatura final de la laminación de acabado se fija entre la temperatura de Ar3 y 950°C.
Temperatura de bobinado: 550°C a 680°C Si la composición de acero contiene Ti, Nb o V, el acero laminado se bobina a una temperatura de 550 °C o más de manera que los carburos y los nitruros de estos elementos podrán formarse para fijar el C soluble y el N soluble y de esta manera mejorar la e s tampabi 1 i dad . Si la temperatura de bobinado es más alta que 680°C, los fosfuros que contienen Fe o Ti se producen para reducir la resistencia y e s tampabi 1 idad . De acuerdo con lo anterior, la temperatura de bobinado se fija a 680 ° C o me no s .
Después de la etapa de laminación en caliente, se lleva a cabo el tratamiento desoxidante para remover la capa oxidada sobre la superficie la chapa de acero laminada en caliente. Cualquier método para lavado de ácido podrá aplicarse. Puede emplearse un método convencional .
[Etapa de Laminación en Frió]
Reducción de laminación en frió: 50% a
80% .
Después del lavado de ácido, se lleva a cabo la laminación en frió. A fin de refinar el tamaño de grano del acero después del recocido para obtener una resistencia predeterminada, se requiere que la reducción de laminación en frío sea de 50% o más. Si se requiere además la estirabilidad profunda, la reducción de laminación en frió es prefere temente 60% o más. Una reducción de laminación en frió de más de 80% incrementa la carga y da como resultado una productividad considerablemente degradada. De acuerdo con lo anterior, el limite superior es- de 80%.
[Etapa de Recocido]
Temperatura de recocido: 700 a 850°C, tiempo de sujeción: 30 s. O más.
A fin de rec r i s ta 1 i z ar la mic oestructura laminada en frió para mejorar la e s t ampabi 1 idad , el recocido se lleva a cabo a una temperatura de 700°C o más, y la temperatura de recocido se mantiene por 30 s o más. Si el recocido se lleva a cabo a una temperatura de más de 850°C, el tamaño del grano se incrementa para reducir la resistencia. De acuerdo con lo anterior, el limite superior de la temperatura de recocido es de 850°C. Si el tiempo de sujeción en la temperatura de recocido es más duradero, el tamaño del grano se incrementa para reducir la resistencia, y la productividad se reduce. De acuerdo con lo anterior, el tiempo de sujeción se fija preferentemente a 300 s o menos.
Concentración de hidrógeno: 7.0% por volumen o más .
Al reducir completamente la capa oxidada parcialmente dejada después del tratamiento desoxidante y la laminación en frió para impedir la ocurrencia de la no-uniformidad de revestimiento o un defecto de revestimiento, es necesario controlar la concentración de hidrógeno durante el remojo en la etapa de recocido a 7.0% por volumen o más. Desde el punto de vista de impedir la capa oxidada de originar un defecto, preferentemente, la concentración de hidrógeno es de 8.0% por volumen o más. Por el otro lado, a medida que la concentración de hidrógeno se incrementa, la nitruración llega a ser responsable de ocurrir durante el recocido. Preferentemente, la concentración de hidrógeno es de 15.0% por volumen o menos.
[Etapa de Revestimiento]
Después del recocido, se forma un revestimiento galvanizado sobre la chapa de acero, y, si es necesario, el revestimiento además se mezcla. De esta manera, la chapa de acero galvanizada de alta resistencia se completa. Para formar el revestimiento, preferentemente, la temperatura de baño de zinc se fija a 440 a 480 °C, y la chapa de acero a ser revestida se calienta a una temperatura entre la temperatura de baño de revestimiento y la temperatura de baño de revestimiento + 30°C. Si el revestimiento resultante se mezcla, preferentemente, la chapa de acero se mantiene a una temperatura en el rango de 480 a 540 °C por 1 segundo o más.
EJEMPLO 1
Los ejemplos de la presente invención ahora se describirán. Los aceros que tienen las composiciones mostradas en la Tabla 1 se prepararon, y se fundieron en chapas gruesas teniendo un espesor de 230 mm . Cada chapa gruesa se calentó a 1200 °C por 1 hora y se sometió a laminación en caliente. En la etapa de laminación en caliente, la laminación de desbaste se llevó a cabo 7 pasos y el descascarillado se llevó a cabo antes de cada paso de la laminación de desbaste; de allí, el descascarillado se llevó a cabo 7 veces en total. Posteriormente, además se llevó a cabo el descascarillado con un triturador de capa oxidada (PSB) a una presión de colisión de 1.5 MPa antes de la laminación de acabado. La laminación de acabado se finalizó a 890°C. La chapa de acero se finalizó de esta manera a un espesor de. 3.2 mm, se enfrió a 640°C, y se bobinó a esa temperatura. La chapa de acero laminada en caliente resultante se sometió a tratamiento desoxidante y se sometió a laminación en frió a una reducción de laminación en frío de 62.5% y se acabó a un espesor de 1.2 mm. Después, la chapa de acero laminada en frío se remojó a una temperatura de recocido de 820°C por 90 s en una atmósfera que contiene 8.0% por volumen de hidrógeno en un CGL. Posteriormente, un revestimiento galvanizado (la cantidad de revestimiento: 48 g/m2 por cada lado) se formó en la chapa de acero, y el revestimiento se mezcló. La chapa de acero revestida se sometió para templar la laminación a una relación de alargamiento de 0.7% para completar la fabricación de una chapa de acero galvanizada.
Una pieza de prueba de resistencia al a tensión JIS 5 se muestreo de la chapa de acero galvanizada resultante en la dirección perpendicular a la dirección de laminación, y se sometió a una prueba de tensión. También, la calidad de apariencia se evaluó por observación visual. De acuerdo a si un defecto de revestimiento o no-uniformidad de revestimiento existió o no, la calidad de apariencia se determinó que era buena cuando no se observó la no-uniformidad de revestimiento ni el defecto de revestimiento; se determinó que era escasa cuando se observó un defecto de revestimiento o la no-uniformidad de revestimiento. Para evaluar la apariencia después de la estampación, además, una pieza de prueba rectangular de 300 x 700 mm se cortó en la dirección perpendicular a la dirección de laminación. La pieza de prueba fue 10% tensada con un probador de tensión, y la superficie de la pieza de prueba se trituró con una esmeriladora. De esta manera se investigó si se produjo o no un defecto lineal. La pieza de prueba que no tiene un defecto lineal se determinó que era buena en apariencia después de la estampación; y la pieza de prueba que tiene un defecto lineal se determinó que era escasa en apariencia después de la estampación. Además, la sección de la chapa de acero tomada en paralelo a la dirección de laminación se trituró mecánicamente y se grabó por ataque químico (solución para ataque químico: Nital), y la microestructura de la chapa de acero se observó a través de un microscopio óptico. Las chapas de acero resultantes todas tuvieron una estructura de fase única de ferrita. Los resultados de la prueba de tensión y las evaluaciones de las apariencias del revestimiento y después de la estampación; se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2
Los aceros 1 a 5, que se encuentran dentro del alcance de la presente invención, cada uno mostraron una alta resistencia de TS >^ 440 MPa y apariencia superior. En el acero 6, cuyo contenido de Si se encuentra fuera del rango especificado en la presente invención, un defecto de re estimiento ocurrió y la apariencia de revestimiento no fue buena. Además, la apariencia después de la estampación no fue buena .
El acero 7, cuyos contenidos de Cu y Ni se encuentran fuera de los rangos especificados en la invención, mostró apariencias inferiores de revestimiento y después de la estampación.
También, ya que el acero 7 no había sido consolidado soluble por adición de Cu y Ni, la resistencia fue baja. Los aceros 8 y 9, cuyos contenidos de Ni y Cu se encuentra fuera de los rangos especificados en la presente invención, mostraron apariencia inferior, como en el acero 7. Por consiguiente, se requiere que a fin de mejorar la calidad de apariencia, Cu y Ni sean agregados juntos. El acero 10, cuyo contenido de Ti se encuentra fuera del rango especificado en la presente invención, mostró excelente apariencia. Sin embargo, un defecto lineal ocurrió después de la estampación, y la apariencia después de la estampación fue inferior .
EJEMPLO 2
Las chapas de acero galvanizadas se produjeron bajo las condiciones mostradas en la Tabla 3 utilizando el Acero 1 mostrado en la Tabla 1. La laminación por templado se llevó a cabo a una relación de alargamiento de 0.7%. Las evaluaciones para las propiedades de tensión, las apariencias de revestimiento y después de la estampación se llevaron a cabo en la misma manera que en el Ejemplo 1. Los resultados de las evaluaciones se muestran en la Tabla 4.
Tabla 4
Las chapas de acero A, B, C y D producidas bajo las condiciones del método de acuerdo a la presente invención cada una mostró una resistencia tan alta como una TS de 440 MPa o más, y apariencia superior. Por el otro lado, las chapas de acero producidas bajo las condiciones fuera del rango especificado en el método de acuerdo a la presente invención no podrán satisfacer tanto la resistencia a la tensión como la apariencia. Más específicamente, la chapa de acero E, que se produjo bajo condiciones de las cuales el número de veces de descascarillado estuvo fuera del rango de la presente invención, fue inferior en apariencias de revestimiento y después de la estampación. La chapa de acero E, que se produjo bajo condiciones de las cuales la presión de colisión FBS estuvo fuera del rango de la presente invención, fue inferior en apariencias de revestimiento y después de la estampación. También, la ductilidad fue baja debido a que la temperatura de bobinado estuvo fuera del rango especificado en la presente invención (tan baja como 400 °C) y el tiempo de sujeción para recocido estuvo fuera del rango de la invención (tan corto como 15 s) . La chapa de acero G, que se produjo bajo las condiciones de las cuales la temperatura de bobinado estuvo fuera del rango de la presente invención (tal alta como 760 °C) , mostró una baja resistencia a la tensión. La chapa de acero H, que se produjo a una alta temperatura de acabado fuera del rango especificado en la presente invención, mostró una baja resistencia a la tensión. También, ya que la concentración de hidrógeno fue baja, las apariencias de revestimiento y después de la estampación fueron inferiores. La chapa de acero I, que se produjo bajo condiciones de las cuales la concentración de hidrógeno fue baja, mostró apariencias inferiores de revestimiento y después de .la estampación. También, ya que la temperatura de recocido fue baja, la ductilidad fue baja mientras que la resistencia fue alta. La chapa de acero J, que se produjo en una presión de colisión FSB fuera del rango de la presente invención, fue inferior en apariencias de revestimiento y después de la estampación. También, ya que la temperatura de recocido fue alta, la resistencia a la tensión bue baja. La chapa de acero k, que se produjo a una baja reducción de laminación en frió, mostró una baja resistencia a la tensión.
Aplicabilidad Industrial
La chapa de acero galvanizada de alta resistencia de la presente invención no tiene no-uniformidad de revestimiento o un defecto de revestimiento, y no produce un defecto lineal en la superficie de la misma aún después de la estampación. De acuerdo con lo anterior, es adecuada para paneles automotrices, internos y externos. El método para fabricar una chapa de acero galvanizada de alta resistencia de acuerdo a la presente invención podrá aplicarse a la fabricación de la chapa de acero galvanizada de alta resistencia.
Claims (5)
1.- Una chapa de acero galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia, que comprende: una chapa de acero que tiene una estructura de fase única de ferrita en la superficie de la misma; y un revestimiento galvanizado o un revestimiento recocido y galvanizado sobre la superficie de la chapa de acero, la chapa de acero teniendo una composición que contiene 0.0005% a 0.0040% en masa de C; 0.1% a 1.0% en masa de Si; 1.0% a 2.5% en masa de Mn; 0.01% a 0.20% en masa de P; 0.015% en masa o menos de S; 0.01% a 0.10% en masa de Al; 0.0005% a 0.0070% en masa de N; 0.010% a 0.080% en masa de Ti; 0.0005% a 0.0020% en masa de B; 0.05% a 0.50% en masa de Cu; 0.03% a 0.50% en masa de Ni; y el balance de Fe e impurezas incidentales, la composición satisfaciendo las relaciones (1) y (2) : [Ti] > (47.9/14) x [N] + (47.9/12) x [C] (1); y [Ni] > 0.4 x [Cu] (2) , en donde el [elemento] representa el contenido (porcentaje en masa) del elemento, y en donde la chapa de acero galvanizada de alta resistencia tiene una resistencia a la tensión (TS) de 440 MPa o más.
2. - La chapa de acero galvanizada de alta resistencia de acuerdo a la reivindicación 1, en donde la composición además contiene al menos uno de 0.0030% a 0.0150% en masa de Sb y 0.0020% a 0.0150% en masa de Sn.
3. - La chapa de acero galvanizada de alta resistencia de acuerdo a la reivindicación 1 ó 2, en donde la composición además contiene al menos uno de 0.01% a 0.08% en masa de Nb, 0.01% a 0.08% en masa de V y 0.01% a 0.10% en masa de Mo, y si la composición contiene V, la Relación (3) se mantiene: [Ti] + [Nb] + [V] < 0.08 (3) , en donde el [elemento] representa el contenido (porcentaje en masa) del elemento.
4. - Un método para fabricar una chapa de acero galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia, el método comprendiendo: la etapa de laminación en caliente de calentar una chapa gruesa de acero que tiene la composición según se establece en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 a una temperatura de 1100°C o más, llevando a cabo la laminación de desbaste sobre la chapa gruesa de acero caliente tres pasos o más, llevando a cabo la laminación de acabado después de llevar a cabo el descascarillado a una presión de colisión de 1.0 MPa o más, y bobinando el acero laminado a una temperatura- en el rango de 550 a 680 °C, en donde al menos tres pasos de la laminación de desbaste se llevan a cabo cada uno después del descascarillado, y la laminación de acabado se finaliza entre la temperatura de Ar3 y 950°C; la etapa de laminación en frío de llevar a cabo la laminación en frío sobre el acero laminado en caliente a una reducción de laminación en el rango de 50% a 80% después del tratamiento desoxidante; la etapa de recocido de remojar el acero laminado en una atmósfera reductora que contiene 7.0% por volumen o más de hidrógeno a una temperatura en el rango de 700 a 850°C por 30s o más; y la etapa de formar un revestimiento galvanizado, mediante la cual la chapa de acero galvanizada de alta resistencia resultante tiene una estructura de fase única de ferrita y una resistencia a la tensión (TS) de 440 MPa o más .
5.- Un método para fabricar una chapa de acero recocida y galvanizada de alta resistencia con excelente apariencia, el método comprendiendo: la etapa de laminación en caliente de calentar una chapa gruesa de acero que tiene la composición según se establece en cualquiera de las reivindicaciones .1 a 3 a una temperatura de 1100°C o más, llevando a cabo la laminación de desbaste sobre la chapa gruesa tres pasos o más, llevando a cabo la laminación de acabado después de llevar a cabo el descascarillado a una presión de colisión de 1.0 MPa o más, y bobinando el acero laminado a una temperatura en el rango de 550 a 680 °C, en donde al menos tres pasos de la laminación de desbaste cada uno se lleva a cabo después del descascarillado, y la laminación de acabado se finaliza entre la temperatura de Ar3 y 950°C; la etapa de laminación en frío de llevar a cabo la laminación en frió sobre el acero laminado en caliente a una reducción de laminación en el rango de 50% a 80% después del tratamiento desoxidante; la etapa de recocido de remojar el acero laminado en frió en una atmósfera reductora que contiene 7.0% por volumen o más de hidrógeno a una temperatura en el rango de 700 a 850°C por 30 s o más; y la etapa de formar un revestimiento galvanizado y mezclar el revestimiento galvanizado, mediante lo cual la chapa de acero recocida y galvanizada de alta resistencia tiene una estructura de fase única .de ferrita y una resistencia a la tensión (TS) de 440 MPa o más.
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