MX2012014594A - Articulo moldeado y estampado en caliente, proceso para produccion de placa de acero para estampado en caliente, y proceso para produccion de un articulo moldeado y estampado en caliente. - Google Patents

Articulo moldeado y estampado en caliente, proceso para produccion de placa de acero para estampado en caliente, y proceso para produccion de un articulo moldeado y estampado en caliente.

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Kaoru Kawasaki
Kohichi Sano
Yoshihito Sekito
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Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
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Abstract

Un artículo moldeado estampado en caliente que comprende, % en masa, 0.20 a 0.35% de C, 0.1 a 0.5% de Si, por lo menos un elemento seleccionado de Mn y Cr en una cantidad total de 1 a 3%, 0.005 a 0.06% de Al, 0.002 a 0.1% de Ti, 0.002 a 0.1% de Nb, 0.003 a 0.007% de 0, 0.015% o menos de p 0.01% o menos de S, 0.004% o menos de N, y el resto elaborado por Fe e impurezas inevitables, en donde la relación dimensional de la longitud de un grano de austenita previa en la dirección de laminado en la que la dirección de espesor es 1.3 a 2.5 inclusive, el grano de austenita previa tiene un diámetro de partícula promedio de 6 pm o menos, la martensita está contenida en una proporción de 98% o más, y la resistencia a la tracción es 1470 MPa o más.

Description

ARTICULO MOLDEADO Y ESTAMPADO EN CALIENTE, PROCESO PARA PRODUCCIÓN DE PLACA DE ACERO PARA ESTAMPADO EN CALIENTE, Y PROCESO PARA PRODUCCIÓN DE UN ARTÍCULO MOLDEADO Y ESTAMPADO EN CALIENTE CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un acero estampado en caliente que es excelente en términos de equilibrio entre resistencia y tenacidad. Particularmente, la presente invención se relaciona con un acero estampado en caliente que tiene una resistencia de 1470 MPa o más y una suficiente capacidad de absorción de energía. Además, la presente invención se relaciona con un método para producir una placa de acero para estampado en caliente que se aplica a partes fabricadas mediante estampado en caliente, y un método para producir un acero estampado en caliente en el cual se utiliza esta placa de acero para estampado en caliente.
Se reclama la prioridad sobre la Solicitud de Patente Japonesa No. 2010-135217, presentada el 14 de junio del 2010, y la Solicitud de Patente Japonesa No. 2011-092811, presentada el 19 de abril del 2011, de las cuales el contenido se incorpora en la presente para referencia.
DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA La reducción de peso de una carrocería es un tema urgente desde el punto de vista de protección global del medio ambiente de manera que, en años recientes, se han realizado estudios activos con relación a la aplicación de una placa de acero de alta resistencia a una carrocería, y también se ha ido incrementando la resistencia del acero. Sin embargo, ya que la moldeabilidad de una placa de acero se deteriora cuando la resistencia de la placa de acero se incrementa, necesitan considerarse las propiedades de congelación de la forma. Mientras tanto, en moldeado ordinariamente utilizado, las cargas de conformación se incrementan gradualmente, y de este modo existe un enorme problema con la capacidad de moldeado de la placa de acero en términos de ponerse en uso práctico (el uso de una placa de acero de alta resistencia) .
Desde el punto de vista anterior, se utilizan técnicas de estampado en caliente. En técnicas de estampado en caliente, se calienta una placa de acero a una temperatura elevada en un margen de austenita, y luego se moldea. Por lo tanto, en comparación con un moldeado ordinario realizado a temperatura ambiente, las cargas de conformación se reducen significativamente. Además, ya que el enfriamiento brusco se realiza sustancialmente en una matriz al mismo tiempo que el moldeado, es posible obtener una resistencia que corresponda con la cantidad de C incluida en el acero, y las técnicas de estampado en caliente atraen la atención como una técnica que satisface tanto propiedades de congelación de la forma como resistencia. Las Citas de Patente 1 a 3 describen un método en el cual se obtiene una resistencia de 1000 MPa a 2000 MPa al utilizar técnicas de estampado en caliente. La Cita de Patente 1 describe una placa de acero para estampado en caliente la cual tiene un tamaño de grano promedio predeterminado de granos de austenita previa y una cantidad predeterminada de martensita después del estampado en caliente, tiene una resistencia de 1770 MPa a 1940 MPa, y es excelente en términos de ductilidad, aunque no evalúa la tenacidad. Además, la Cita de Patente 2 describe una técnica en la cual se controlan la limpieza y el grado de segregación de P y S de manera que se mejora significativamente la tenacidad después del estampado en caliente. Sin embargo, la Cita de Patente 2 no describe el tamaño de grano promedio de los granos de austenita previa. Además, la Cita de Patente 3 describe una técnica en la cual se mejora la tenacidad controlando el tamaño de grano promedio de los granos de austenita previa y utilizando martensita auto-revenida. Sin embargo, la Cita de Patente 3 no describe la forma de austenita previa (por ejemplo, una relación de tamaño de grano de la austenita previa la cual se describirá posteriormente) y el método de control con respecto a microestructuras formadas después del estampado en caliente, y existe una posibilidad de que las microestructuras no puedan controlarse lo suficiente, y el equilibrio entre la resistencia y la tenacidad no puede asegurarse lo suficiente. Mientras tanto, la Cita de Patente 4 describe una placa de acero laminada en caliente de alta resistencia la cual tiene una relación de aspecto predeterminado de un tamaño de grano de austenita previa y es excelente en términos de tenacidad a baja temperatura. Sin embargo, en la Cita de Patente 4, ya que la relación de aspecto de los tamaños de grano de austenita previa antes del estampado en caliente es extremadamente elevada, existe una posibilidad de que las microestructuras no puedan controlarse lo suficiente, y el equilibrio entre la resistencia y la tenacidad no pueda asegurarse lo suficiente después del estampado en caliente.
Citas de Patente [Cita de Patente 1] Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, Primera Publicación No. 2010-174282 [Cita de Patente 2] Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, Primera Publicación No. 2007-314817 [Cita de Patente 3] Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, Primera Publicación No. 2006-152427 [Cita de Patente 4] Solicitud de Patente Japonesa No Examinada, Primera Publicación No. 2011-52321 COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Problemas que serán Resueltos por la Invención Componentes de vehículos, particularmente, partes, tales como un bastidor, miembros, y refuerzo, se clasifican en partes que absorben eficientemente la energía en caso de colisión y partes que tienen una suficiente resistencia de carga y transmiten energía sin deformación en caso de colisión de acuerdo con las funciones. Particularmente, ya que existe una demanda de un refuerzo que tenga una mayor resistencia, en moldeado en frío, hace falta la capacidad de una máquina de moldeo, o las propiedades de congelación de la forma se deterioran. Por lo tanto, el número de partes al cual se aplica el estampado en caliente (acero estampado en caliente) se incrementa entre las partes que necesitan tener una resistencia de 1470 MPa o más. Además, con el fin de realizar una reducción de peso adicional, existe la demanda de un miembro que tenga una resistencia particularmente de 1770 MPa o más.
Métodos para Resolver el Problema Por consiguiente, se fabricó una parte que tiene suficiente tenacidad y una resistencia a la tracción de 1470 MPa o más utilizando estampado en caliente en consideración de las circunstancias anteriores, y se completó la presente invención .
El compendio es como sigue. (1) Un acero estampado en caliente de acuerdo con un aspecto de la presente invención incluye, en % en masa, C: 0.20% a 0.35%, Si: 0.1% a 0.5%, el total de por lo menos uno seleccionado de Mn y Cr: 1% a 3%, Al: 0.005% a 0.06%, Ti: 0.002% a 0.1%, Nb: 0.002% a 0.1%, O: 0.003% a 0.007% y el resto de hierro e impurezas inevitables, en donde P se limita a 0.015% o menos, S se limita a 0.01% o menos, y N se limita a 0.004% o menos, la relación dimensional de las longitudes de granos de austenita previa en una dirección de laminado a las longitudes de la austenita previa, en la dirección de espesor de placa es 1.3 a 2.5, el tamaño de grano promedio de los granos de austenita previa es 6 um o menos, la microestructura incluye 98% o más de martensita, y la resistencia a la tracción es 1470 MPa o más. (2) El acero estampado en caliente de acuerdo con (1) anterior además puede incluir, en % en masa, uno o más de B: 0.005% o menos, V: 0.1% o menos, Mo: 0.5% o menos, Ca: 0.03% o menos, Mg: 0.03% o menos, REM: 0.03% o menos, Cu: 0.5% "o menos, Sn: 0.1% o menos, Ni: 0.5% o menos, y W: 1% o menos . (3) El acero estampado en caliente de acuerdo con (1) o (2) anteriores además puede comprender una capa de recubrimiento formada por solidificación de metal fundido en la superficie. (4) Un método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con un aspecto de la presente invención incluye un primer proceso en el cual se calienta una plancha a un intervalo de temperatura de 1270°C o menos; un segundo proceso en el cual se realiza el laminado de acabado en un intervalo de temperatura de 800°C a 900°C de manera que la reducción total desde la tercera plataforma final hasta la plataforma final se vuelve 60% o más; un tercer proceso en el cual el enfriamiento comienza en 1 segundo a partir del final del segundo proceso; y un cuarto proceso en el cual se realiza el bobinado en una temperatura de 600°C o menos. La plancha incluye: en % en masa, C: 0.20% a 0.35%, Si: 0.1% a 0.5%, el total de por lo menos uno seleccionado de Mn y Cr: 1% a 3%, Al: 0.005% a 0.06%, Ti: 0.002% a 0.1%, Nb: 0.002% a 0.1%, O: 0.003% a 0.007% y el resto de hierro e impurezas inevitables, en donde P se limita a 0.015% o menos, S se limita a 0.01% o menos, y N se limita a 0.004% o menos . (5) En el método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con (4) anterior, la plancha además puede incluir, en % en masa, uno o más de B: 0.005% o menos, V: 0.1% o menos, Mo : 0.5% o menos, Ca: 0.03% o menos, Mg: 0.03% o menos, REM: 0.03% o menos, Cu: 0.5% o menos, Sn: 0.1% o menos, Ni: 0.5% o menos, y : 1% o menos . (6) El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con (4) o (5) anteriores además puede incluir, después del cuarto proceso, un proceso en el cual se realiza el laminado en frío. (7) El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con (4) o (5) anteriores además puede incluir, después del cuarto proceso, un proceso en el cual se realiza el laminado en frío y el recocido continuo. (8) El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con (4) o (5) anteriores además puede incluir, después del cuarto proceso, un proceso en el cual se realiza el recubrimiento de metal fundido . (9) El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con (4) o (5) anteriores además puede incluir, después del cuarto proceso, un proceso en el cual se realiza el laminado en frío, y se realiza el recubrimiento de metal fundido. (10) El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con (4) o (5) anteriores además puede incluir, después del cuarto proceso, un proceso en el cual se realizan el laminado en frío y el recocido continuo, y se realiza el recubrimiento de metal fundido . (11) En un método para producir un acero estampado en caliente de acuerdo con un aspecto de la presente invención incluye estampar en caliente una placa de acero obtenida utilizando el método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con (4) anterior bajo una condición en la cual la placa de acero se calienta a un intervalo de temperatura de un punto Ac3 a 900°C a una proporción de calentamiento de 3°C/s o más, y luego la placa de acero se enfría a una proporción de enfriamiento de 150°C/s o más en un intervalo de temperatura de 300°C a un punto Ar3. (12) En un método para producir un acero estampado en caliente de acuerdo con un aspecto de la presente invención incluye estampar en caliente una placa de acero obtenida utilizando el método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con (5) anterior bajo una condición en la cual la placa de acero se calienta a un intervalo de temperatura de un punto Ac3 a 900°C a una proporción de calentamiento de 3°C/s o más, y luego la placa de acero se enfría a una proporción de enfriamiento de 150°C/s o más en un intervalo de temperatura de 300°C a un punto Ar3.
Efectos de la Invención De acuerdo con el acero estampado en caliente de acuerdo con (1) a (3) anteriores, después del estampado en caliente, el tamaño de grano de austenita previa y la forma de austenita previa se controlan apropiadamente mientras se asegura una resistencia de 1470 MPa o más de manera que el equilibrio entre la resistencia y la tenacidad se mejora, las propiedades de absorción de energía pueden incrementarse en caso de colisión, y el peso de una parte puede reducirse a un mayor grado .
En el método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con (4) a (10) anteriores, es posible proporcionar una placa de acero para un acero estampado en caliente para el cual el tamaño de grano de austenita previa y la forma de la austenita previa pueden controlarse apropiadamente mientras se asegura una resistencia de 1470 MPa o más después del estampado en caliente .
En el método para producir un acero estampado en caliente de acuerdo con (11) y (12) anteriores, es posible proporcionar un acero estampado en caliente que es excelente en términos de equilibrio entre la resistencia y la tenacidad y las propiedades de absorción de energía en caso de colisión.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La FIGURA 1 es una vista que muestra la relación entre la cantidad de C y la resistencia de una placa de acero laminada en caliente después del estampado en caliente.
La FIGURA 2 es una vista que muestra la relación entre el tamaño de grano de austenita previa y la energía absorbida de una placa de acero laminada en caliente después del estampado en caliente.
La FIGURA 3 es una vista que muestra la relación entre la proporción de tamaño de grano de la austenita previa y la energía absorbida de una placa de acero laminada en caliente después del estampado en caliente.
La FIGURA 4 es una vista que muestra la relación entre la temperatura de acabado durante el laminado en caliente y el tamaño de grano de la austenita previa después del estampado en caliente.
La FIGURA 5 es una vista que muestra la relación entre la temperatura de acabado durante el laminado en caliente y la relación de tamaño de grano de la austenita previa después del estampado en caliente.
La FIGURA 6 es una vista que muestra la relación entre el tiempo de inicio de enfriamiento después del laminado de acabado y el tamaño de grano de la austenita previa después del estampado en caliente.
La FIGURA 7 es una vista que muestra la relación entre el tiempo de inicio de enfriamiento después del laminado de acabado y la relación de tamaño de grano de la austenita previa después del estampado en caliente.
La FIGURA 8 es una vista que muestra la relación entre el tamaño de grano de la austenita previa después del estampado en caliente y la energía absorbida de una placa de acero laminada en frío .
La FIGURA 9 es una vista que muestra la conexión entre la relación de tamaño de grano de la austenita previa después del estampado en caliente y la energía absorbida de una placa de acero laminada en frío .
La FIGURA 10 es una vista que muestra un espécimen de muesca en V utilizado en las pruebas de resistencia a la fractura diferida en ejemplos de acuerdo con la presente invención.
La FIGURA 11 es un diagrama de flujo que muestra un método para producir una placa de acero para estampado en caliente de acuerdo con una modalidad de la presente invención y un método para producir un acero estampado en caliente de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En primer lugar, se describirán las pruebas a través de las cuales se llevó a cabo la presente invención.
Se fundieron aceros que incluyen los componentes químicos mostrados en la Tabla 1 en un tamaño de laboratorio, se calentaron tochos obtenidos a 1250°C, después, se realizó el laminado en caliente en el cual la reducción total en el laminado final y el laminado inmediatamente antes del laminado final se controló para ser de 60%, la temperatura de acabado se controló para ser 880°C, y se controló el espesor de la placa para ser 1.4 mm, se inició el enfriamiento a una proporción de enfriamiento de 200°C/s o menos, 1 segundo (1 s) después del fina del laminado en caliente, y se llevó a cabo el bobinado a 600 °C. Las placas de acero laminadas en caliente, obtenidas se decaparon, se calentaron a 850°C a una proporción de calentamiento de 10°C/s, después, la temperatura se mantuvo por 20 s, inmediatamente, las placas de acero se enfriaron a temperatura ambiente a una proporción de enfriamiento de 150°C/s, y por consiguiente se obtuvieron las placas de acero que tienen el historial térmico. En este caso, se obtuvieron las placas de acero incluyendo 98% o más de martensita como microestructura . Después de eso, se prepararon los especímenes No. 5 descritos en JIS Z 2201 a partir de las placas de acero laminadas en caliente que tienen el historial térmico, y se realizaron las pruebas de tracción de acuerdo con el método de prueba descrito en JIS Z 2241. Los resultados obtenidos de las pruebas de tracción se muestran en la FIGURA 1. Es decir, se encontró que es necesario agregar 0.20% o más de C en % en masa al acero con el fin de obtener una resistencia a la tracción de 1470 MPa o más después del estampado en caliente el cual es el objeto de la presente invención.
Además, se realizó el laminado en caliente bajo una variedad de condiciones utilizando el acero que incluye los componentes químicos No. 2 en la Tabla 1 para fabricar placas de acero laminadas en caliente de 3.2 mm de espesor y placas de acero laminadas en caliente de 1.6 mm de espesor. Aquí, se realizó por consiguiente el laminado en frío en las placas de acero laminadas en caliente de 3.2 mm de espesor para fabricar placas de acero laminadas en frío de 0.8 mm de espesor.
En primer lugar, se investigaron la resistencia a la tracción y la tenacidad de las placas de acero laminadas en caliente de 1.6 mm de espesor cuando se realizó el estampado en caliente en las placas de acero bajo condiciones de tratamiento térmico (historial térmico) en las cuales se calentaron las placas de acero a 900°C a una proporción de calentamiento de 10°C/s y se enfriaron a temperatura ambiente a una proporción de enfriamiento de 200°C/s. Las placas de acero que incluyen 98% o más de martensita se obtuvieron como microestructura en todas las condiciones de laminado en caliente. Además, la martensita no fue martensita revenida. Como resultado de las pruebas de tracción de acuerdo con los mismos métodos de prueba como en lo anterior, una resistencia a la tracción de 1470 MPa o más se obtuvo en todas las condiciones de laminado en caliente. Para la tenacidad, se prepararon especímenes de muesca en V (ancho: 10 mm) , se realizaron las pruebas de impacto Charpy, y se evaluaron las energías absorbidas (en términos de un espesor de 10 im de la placa) a -40°C. Además, el tamaño de grano de austenita previa (valor promedio) después del estampado en caliente (historial térmico) y la relación de tamaño de grano de austenita previa (la relación dimensional de la longitud de austenita previa en una dirección de laminado a la longitud de la austenita previa en la dirección de espesor de la placa) se evaluó por un método descrito posteriormente, y se analizó la relación entre la energía anterior y la absorbida. Los resultados obtenidos se muestran en las FIGURAS 2 y 3. Es decir, se encontró que, desde el punto de vista de asegurar la tenacidad después del estampado en caliente, es importante controlar el tamaño de grano de la austenita previa en la placa de acero después del estampado en caliente para que sea de 6 um o menos y controlar la relación de tamaño de grano de la austenita previa (la longitud en la dirección de laminado/la longitud en la dirección de espesor de la placa) para que sea de 1.3 o más.
Además, se encontró que el tamaño de grano de austenita previa fue de 6 um o menos, y la relación de tamaño de grano de austenita previa (la longitud en la dirección de laminado/la longitud en la dirección de espesor de la placa) fue de 1.3 o más incluso en las placas de acero estampadas en caliente (aceros) en un caso en el cual el tamaño de grano de austenita previa fue de 6 um o menos, y la relación de tamaño de grano de austenita previa (la longitud en la dirección de laminado/la longitud en la dirección de espesor de la placa) es de 1.3 o más en las placas de acero laminadas en caliente.
Se considera que el mecanismo es como sigue. Por ejemplo, en un caso en el cual el tamaño de grano de austenita previa es tan pequeño como 6 um o menos, y la relación de tamaño de grano de austenita previa (la longitud en la dirección de laminado/la longitud en la dirección de espesor de la placa) es de 1.3 o más, tan alta que una proporción de casi 100% de la microestructura se transforma de austenita a ferrita y a cementita en el proceso de enfriamiento y bobinado después del laminado en caliente, y, además, tan alta que una proporción de casi 100% de la microestructura se transforma de ferrita y cementita a austenita durante el calentamiento antes del estampado en caliente. Por lo tanto, se considera que, en este caso, los granos de austenita previa para los cuales el tamaño de grano es de 6 um o menos, y la relación de tamaño de grano de austenita previa (la longitud en la dirección de laminado/la longitud en la dirección de espesor de la placa) es de 1.3 o más, puede asegurarse incluso después del estampado en caliente aun cuando se repita la transformación de austenita a ferrita y cementita y la transformación de ferrita y cementita a austenita.
Por lo tanto, con el fin de asegurar el tamaño de grano de austenita previa y la relación de tamaño de grano de austenita previa después del estampado en caliente, la temperatura de acabado en el laminado en caliente y el tiempo de inicio de enfriamiento después del laminado de acabado son importantes como se muestra en las FIGURAS 4 a 7. Es decir, es necesario finalizar el laminado en caliente (laminado de acabado) a 900°C o menos y comenzar el enfriamiento en un lapso de 1 segundo después del final del laminado de acabado (el tiempo de inicio de enfriamiento es de 1 s o menos) . Aunque la proporción de enfriamiento desde el comienzo del enfriamiento después del laminado en caliente al bobinado se controló para ser 200°C/s o menos en las pruebas anteriores, el tamaño de grano de austenita previa después del estampado en caliente puede controlarse para ser de 6 um o menos, y la relación de tamaño de grano de austenita previa (la longitud en la dirección de laminado/la longitud en la dirección de espesor de la placa) puede controlarse para ser de 1.3 o más aun cuando la proporción de enfriamiento exceda 200°C/s.
Mientras tanto, para las placas de acero laminadas en frío de 0.8 mm de espesor anteriores, se investigaron la resistencia a la tracción y la tenacidad de la misma manera que para las placas de acero laminadas en caliente, después las placas de acero se calentaron a 850°C a una proporción de calentamiento de 10°C/s, y luego se enfriaron a temperatura ambiente a una proporción de enfriamiento de 150°C/s. Para las placas de acero laminadas en frío también, pudo obtenerse una resistencia a la tracción de 1470 MPa o más en todas las condiciones de laminado en caliente. Las FIGURAS 8 y 9 muestran los resultados de las pruebas de impacto Charpy realizadas de la misma manera como en lo anterior. Se considera que las características de las placas de acero laminadas en frío también tienen una correlación con las condiciones de laminado en caliente, y se encontró que las características de las placas de acero laminadas en frío mostraron una correlación favorable con el tamaño de grano de austenita previa y la relación de tamaño de grano de austenita previa (la longitud en la dirección de laminado/la longitud en la dirección de espesor de la placa) después del estampado en caliente. Mientras tanto, aquí, para la medición de tamaño de grano de austenita previa y la relación de tamaño de grano de austenita previa, se llevó a cabo el grabado al agua fuerte utilizando una solución acuosa que incluye dodecilbencensulfonato de sodio, ácido pícrico, ácido oxálico y ácido dórico, y se observó una porción de 1/8 t (o porción de 7/8 t) del espesor de la placa utilizando un microscopio óptico.
La presente invención se ha completado basándose en las circunstancias de prueba anteriores.
Más adelante, se describirá un acero estampado en caliente de acuerdo con una modalidad de la presente invención. En primer lugar, se describirá la composición química de los aceros estampados en caliente de la modalidad y las placas de acero que se utilizarán para los aceros estampados en caliente. Mientras tanto, aquí, "%" indica "% en masa" .
C es un elemento que juega un papel importante en la modalidad, y particularmente tiene una gran influencia sobre la resistencia después del enfriamiento brusco. Por lo tanto, con el fin de obtener una resistencia a la tracción de 1470 MPa o más, la cantidad de C necesita ser 0.20% o más. Por otro lado, cuando la cantidad de C excede 0.35%, es probable que ocurra una fractura durante la deformación por impacto, la soldabilidad se deteriora, y la resistencia de una soldadura se degrada. Por lo tanto, el límite superior de la cantidad de C es 0.35%. En un caso en el cual se necesita asegura una resistencia a la tracción más confiable, la cantidad de C de preferencia es de 0.21% o más. Además, en un caso en el cual la soldabilidad se mejora adicionalmente, la cantidad de C de preferencia es de 0.32% o menos, y de mayor preferiblemente es de 0.30% o menos.
Ya que Si es un elemento que refuerza una solución sólida y un elemento que suprime la precipitación de cementita, la cantidad de Si necesita ser de 0.1% o más. Por otro lado, cuando Si se agrega excesivamente al acero, la capacidad de recubrimiento en la superficie de la placa de acero se deteriora en un caso en el cual se lleva a cabo el recubrimiento metálico como se describe posteriormente. Por lo tanto, el límite superior de la cantidad de Si es de 0.5%.
Mn y Cr son elementos importantes para asegurar la templabilidad, y el total de por lo menos aquel seleccionado de Mn y Cr necesita ser de 1% o más en un caso en el cual se realiza el estampado en caliente. Por otro lado, cuando el total de por lo menos aquel seleccionado de Mn y Cr excede de 3%, se mejora la templabilidad, y la resistencia de la placa de acero laminada en caliente se vuelve excesivamente grande. Por lo tanto, en este caso, ya que la carga se vuelve excesivamente grande en un caso en el cual se lleva a cabo la conformación en frío, tal como laminado en frío, el límite superior del total de por lo menos aquel seleccionado de Mn y Cr necesita ser de 3% , y de preferencia es de 2.7%.
Aquí, por ejemplo, en un caso en el cual Mn se incluye en el acero, con el fin de asegurar adicionalmente la templabilidad, la. cantidad de Mn de preferencia es de 1.0% o más, de mayor preferencia es de 1.1% o más, y de mayor preferencia es de 1.2% o más. Además, con el fin de asegurar lo suficiente la moldeabilidad en frío, la cantidad de Mn de preferencia es de 3.0% o menos, de mayor preferencia es de 2.8% o menos, y de mayor preferencia es de 2.7% o menos.
Además, por ejemplo, en un caso en el cual Cr se incluye en el acero, la cantidad de Cr puede ser de 0.005% o más, y de preferencia es de 0.15% o más con el fin de asegurar adicionalmente la templabilidad. Además, con el fin de asegurar mucho más la moldeabilidad en frío, la cantidad de Cr de preferencia es de 1.0% o menos.
Ti y Nb también son elementos importantes en la modalidad. Con el fin de controlar la relación dimensional de las longitudes de los granos de austenita previa en una dirección de laminado a las longitudes de la austenita previa en la dirección de espesor de placa después del estampado en caliente para que sea se de 1.3 o más y controlar el tamaño de grano promedio de los granos de austenita previa para que sea de 6 um o menos, la cantidad de Ti y la cantidad de Nb necesitan ser cada una de 0.002% o más, de preferencia de 0.005% o más, de mayor preferencia de 0.010% o más, y de mayor preferencia de 0.015% o más. Por otro lado, ya que los efectos alcanzan un límite superior aun cuando la cantidad de Ti o la cantidad de Nb excede 0.1%, los límites superiores de la cantidad de Ti y la cantidad de Nb cada es de 0.1%.
O es un elemento necesario para formar óxidos . Cuando la cantidad de O es menor a 0.003%, el número de óxidos finos es pequeño, y por lo tanto, no se obtiene un tamaño de grano de austenita previa de 6 um o menos. Por lo tanto, el límite inferior de la cantidad de O necesita ser de 0.003%. Por otro lado, cuando la cantidad de O excede de 0.007%, la cantidad de óxidos que se forma se vuelve muy grande, y por lo tanto la moldeabilidad y tenacidad se deterioran. Por lo tanto, el límite superior de la cantidad de O es de 0.007%, de preferencia es de 0.006% y de mayor preferencia es de 0.005%.
P es un elemento que refuerza la solución sólida, y puede mejorar la resistencia de una placa de acero a un costo relativamente bajo. Sin embargo, P es propenso a segregarse en los límites de grano, y existe un problema de fragilidad a baja temperatura en el caso de una alta resistencia, y por lo tanto, el límite superior de la cantidad de P es de 0.015%, y de preferencia es de 0.010%. Por otro lado, la cantidad de P puede ser de 0%; sin embargo, cuando la cantidad de P es menor a 0.001%, los costos para remover P se incrementan extremadamente. Por lo tanto, con respecto a P incluido como una impureza inevitable, el límite inferior de la cantidad de P de preferencia es de 0.001%, y de mayor preferencia es de 0.005%.
Ya que S es una impureza inevitable, tiene una influencia sobre la fragilidad en caliente del acero, y se deteriora la moldeabilidad, particularmente, moldeabilidad en caliente, la cantidad de S de preferencia es menor. Por lo tanto, el límite superior de la cantidad de S es de 0.01% y de preferencia es de 0.009%. Sin embargo, aunque la cantidad de S puede ser de 0%, en un caso en el cual la cantidad de S se reduce a menos de 0.001%, los costos de desulfuración se incrementan extremadamente, y por lo tanto el límite inferior de la cantidad de S de preferencia es de 0.001%, y de mayor preferencia es de 0.002%.
Al se agrega para desoxidación y se incluye inevitablemente en el acero. Cuando la cantidad de Al es menor a 0.005%, la desoxidación no es suficiente, y una gran cantidad de óxidos permanece en el acero. Por lo tanto, la capacidad de deformación local se deteriora, y las propiedades físicas varían significativamente. Por lo tanto, el límite inferior de la cantidad de Al es de 0.005% o más, y de preferencia es de 0.20% o más. Por otro lado, cuando la cantidad de Al excede de 0.06%, una gran cantidad de óxidos que incluye principalmente alúmina permanece en el acero, y la capacidad de deformación local se deteriora. Por lo tanto, el límite superior de la cantidad de Al es 0.06%, y de preferencia es de 0.05%.
N también se incluye inevitablemente en el acero. La cantidad de N puede ser de 0%; sin embargo, cuando la cantidad de N se reduce extremadamente, los costos, se incrementan, y por lo tanto el límite inferior de la cantidad de N de preferencia es de 0.001%, y de mayor preferencia es de 0.0015%. Por otro lado, cuando la cantidad de N excede de 0.004%, se forman inclusiones, y la tenacidad después del enfriamiento brusco se deteriora. Por lo tanto, el limite superior de la cantidad de N es de 0.004%, y de preferencia es de 0.0035%.
Mientras tanto, una composición química que consiste de los componentes químicos básicos anteriores (elementos básicos) y el resto de Fe e impurezas inevitables es la composición básica de la modalidad. Sin embargo, además de la composición básica, por lo menos aquel seleccionado de los siguientes componentes químicos (elementos opcionales) puede incluirse en el acero (en lugar de parte de Fe en el resto) . Además, incluso en un caso en el cual los elementos opcionales no se incluyen en el acero, los efectos de la modalidad no se deterioran, y por lo tanto, el límite inferior de los elementos opcionales puede ser de 0% . Mientras tanto, los efectos de la modalidad no se deterioran aun cuando los elementos opcionales se mezclan inevitablemente en el acero.
B es un elemento efectivo para asegurar la templabilidad; sin embargo, cuando la cantidad de B es menor a 0.0005%, el efecto no se muestra fácilmente. Por lo tanto, en un caso en el cual se asegura una templabilidad más favorable, la cantidad de B de preferencia es de 0.0005% o más. Por otro lado, cuando la cantidad de B excede de 0.005%, el efecto alcanza un límite superior, y por lo tanto el límite superior de la cantidad de B es de 0.005%, y de preferencia es de 0.002%.
Ca y Mg son elementos de desoxidación, y son elementos efectivos para refinación del tamaño de grano de austenita previa ya que Ca y Mg forman óxidos finos. Por lo tanto, en un caso en el cual se refina la austenita previa utilizando Ca o Mg, la cantidad de Ca o la cantidad de Mg de preferencia es de 0.005% o más. Sin embargo, cuando la cantidad de Ca o la cantidad de Mg excede de 0.005% o más. sin embargo, cuando la cantidad de Ca o la cantidad de Mg excede 0.03%, el efecto alcanza un límite superior, y por lo tanto los límites superiores de la cantidad de Ca y la cantidad de Mg son de 0.03%, de preferencia de 0.02%, y de mayor preferencia son de 0.015%.
Los metales de tierras raras (REM) que incluyen Ce y similares son elementos de desoxidación, y son elementos efectivos para refinación de tamaño de grano de austenita previa ya que REM forman óxidos finos. Por lo tanto, en un caso en el cual la austenita previa se refina utilizando REM, la cantidad de REM de preferencia es de 0.005% o más. Sin embargo, cuando la cantidad de REM excede de 0.03%, el efecto alcanza un límite superior, y por lo tanto el límite superior de la cantidad de REM es de 0.03%, de preferencia es de 0.028% y de mayor preferencia es de 0.025%.
V es un elemento que se agrega al acero para refinación de una microestructura desde un punto de vista de aseguramiento de tenacidad. Es decir, en un caso en el cual una placa de acero se calienta al punto Ac3 o más, V forma carburos finos para suprimir la recristalización y crecimiento de granos y de este modo refina los granos de austenita, y por lo tanto se obtiene un efecto para mejorar la tenacidad. Cuando la cantidad de V es menor a 0.005%, el efecto no puede obtenerse, y por lo tanto, en un caso en el cual se asegura una tenacidad más favorable, la cantidad de V de preferencia es de 0.005% o más, de mayor preferencia es de 0.010% o más, y de mayor preferencia es de 0.030% o más. Por otro lado, cuando la cantidad de V excede de 0.1%, el efecto alcanza un limite superior, y los costos se incrementan, y por lo tanto el límite superior de la cantidad de V es de 0.1%, de preferencia es de 0.09%, y de mayor preferencia es de 0.08%.
De forma similar, Ti, Nb y V, en un caso en el cual se calienta una placa de acero al punto Ac3 o más, Mo también forma carburos finos para suprimir la recristalización y crecimiento de granos y de este modo refina los granos de austenita, y por lo tanto se obtiene un efecto para mejorar la tenacidad. Por lo tanto, en un caso en el cual se asegura la tenacidad más favorable, el límite inferior de la cantidad de Mo de preferencia es de 0.05%, de mayor preferencia es de 0.08%, y de mayor preferencia es de 0.10%. Por otro lado, cuando la cantidad de Mo excede de 0.5%, el efecto alcanza un límite superior, y los costos se incrementan, y por lo tanto el límite superior de la cantidad de Mo es de 0.5%, y de preferencia es de 0.45%.
W se agrega al acero en un caso en el cual se forma la martensita más estable en un proceso de estampado en caliente. Cuando la cantidad de W es menor a 0.1%, el efecto no es suficiente, y por lo tanto, el límite inferior de la cantidad de W de preferencia es de 0.1% en un caso en el cual el efecto se obtiene lo suficiente. Cuando la cantidad de V excede de 1%, el efecto alcanza un límite superior, y por lo tanto el límite superior de la cantidad de W es de 1%.
Mientras tanto, por ejemplo, en un caso en el cual se utilizan fragmentos de metal en un proceso para fabricar acero, existe un caso en el cual los elementos, tales como Cu, Sn y Ni, se incluyen en el acero. Aun en este caso, los efectos de acuerdo con la modalidad no se afectan directamente. Sin embargo, cuando los elementos se incluyen excesivamente en el acero, tiene lugar agrietamiento durante el laminado en caliente. Por lo tanto, el límite superior de la cantidad de Cu es de 0.5%, de preferencia es de 0.3% y de mayor preferencia es de 0.2%. Similarmente, el límite superior de la cantidad de Sn es de 0.1%, de preferencia es de 0.05%, y de mayor preferencia es de 0.02%. Además, el límite superior de la cantidad de Ni es 0.5%, de preferencia es de 0.3% y de mayor preferencia es de 0.1%. Mientras tanto, los límites inferiores de los elementos no se limitan particularmente, los límites inferiores de la cantidad de Cu, la cantidad de Sn, y la cantidad de Ni de preferencia son de 0.01%, 0.005% y 0.01% respectivamente en consideración de los costos de refinación en un caso en el cual los elementos se mezclan inevitablemente en el acero.
Como se describe anteriormente, el acero estampado en caliente de la modalidad y la placa de acero utilizada para el acero estampado en caliente tienen una composición química que consiste de los elementos básicos anteriores y el resto de Fe e impurezas inevitables o una composición química que consiste de los elementos básicos, uno o más de los elementos opcionales anteriores y el resto de Fe e impurezas inevitables .
Además, como se describe anteriormente, el acero estampado en caliente de acuerdo con la modalidad incluye 98% o más de martensita en términos de porcentaje de área. Parte o toda la martensita puede ser martensita revenida. Mientras tanto, la microestructura del resto de la martensita no se limita particularmente, y puede ser por lo menos aquella seleccionada de vainita y austenita residual. Mientras tanto, el límite superior de la cantidad de la martensita puede ser de 100%.
Adicionalmente, en la modalidad, la relación dimensional (relación de tamaño de grano de austenita previa) de las longitudes de granos de austenita previa en la dirección de laminado a las longitudes de los granos de austenita previa en la dirección de espesor de placa es de 1.3 o más, y el tamaño de grano promedio de los granos de austenita previa es de 6 um o menos en términos de diámetro circular equivalente. El límite inferior del tamaño de grano promedio de granos de austenita previa no se limita particularmente, y puede ser de 3.0 um en consideración de la resolución de medición. Aquí, cuando la relación de tamaño de grano de austenita previa de los granos de austenita previa estampados en caliente excede de 2.5, la anisotropía de la placa de acero se vuelve excesivamente grande, y de este modo existe una preocupación de deterioro de tenacidad. Por lo tanto, la relación de tamaño de grano de austenita previa necesita ser de 2.5 o menos. En un caso en el cual es necesario suprimir adicionalmente la anisotropía de la placa de acero, la relación de tamaño de grano de austenita previa de preferencia es de de 2.0 o menos.
Mientras tanto, la cantidad de la martensita, el tamaño de grano de austenita previa y la relación de tamaño de grano de austenita previa se miden observando la microestructura de una sección transversal de un espécimen utilizando un microscopio óptico.
Además, el acero estampado en caliente de la modalidad y la placa de acero utilizada para el acero estampado en caliente tienen una resistencia a la tracción de 1470 MPa o más como se describe anteriormente. Además, el límite superior de la resistencia a la tracción no se limita particularmente; sin embargo, por ejemplo, la resistencia a la tracción de preferencia es de 2450 MPa o menos. Mientras tanto, la dimensión (tamaño) no se limita particularmente, y puede seleccionarse apropiadamente de acuerdo con su uso.
Más adelante, se describirá un método para producir la placa de acero para estampado en caliente de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
En la modalidad, el acero que tiene una composición química que consiste de los elementos básicos anteriores, además, se utilizan los elementos opcionales anteriores según la necesidad y el resto de Fe e impurezas inevitables. El acero se funde continuamente para fabricar una plancha, y la plancha se calienta a un intervalo de temperatura de 1250°C o menos (primer proceso) . La plancha caliente se lamina, en caliente, durante lo cual se lleva a cabo el laminado de acabado en un intervalo de temperatura de 800°C a 900°C (temperatura de acabado) de manera que la reducción total de 3 pasadas de la laminación desde la tercera plataforma final hasta la plataforma final se vuelve 60% o más (segundo proceso) . El enfriamiento comienza en un lapso de 1 segundo a partir del final del laminado en caliente (laminado de acabado) para una placa de acero obtenida a través del laminado en caliente (tercer proceso) . Además, se lleva a cabo el bobinado en la placa de acero en una temperatura de 600°C o menos para fabricar una placa de acero laminada en caliente (cuarto proceso) .
Aquí, el método de fundición continua no se limita particularmente, y puede ser un método de fundición continua ordinario o un método de fundición de plancha delgada en el cual el espesor de la plancha es de 100 mm o menos. Los efectos de la modalidad no cambian debido al tipo de método de fundición continua.
En la modalidad, las condiciones de laminado en caliente son extremadamente importantes, particularmente para tenacidad después del estampado en caliente. Es decir, con el fin de controlar la relación dimensional de las longitudes de los granos de austenita previa en la dirección de laminado a las longitudes de los granos de austenita previa en la dirección de espesor de la placa (relación de tamaño de grano de la austenita previa) después del estampado en caliente que es de 1.3 o más y controlar el tamaño de grano promedio para ser de 6 um o menos, la temperatura de calentamiento durante el laminado en caliente de preferencia es de menor. Para esto, la temperatura de calentamiento se controla para ser de 1270°C o menos, y de preferencia para ser de 1250°C o menos.
Mientras tanto, cuando la temperatura de calentamiento es muy baja, la resistencia a la deformación se vuelve extremadamente grande durante el laminado en caliente, y por lo tanto las propiedades de laminado se degradan. Por lo tanto, el límite inferior de la temperatura de calentamiento de preferencia es de 1050°C. Además, la temperatura de acabado también es de preferencia tan baja como sea posible, aunque una temperatura de acabado de 800°C o más y de preferencia 850°C o más se asegura en consideración con las propiedades de laminado. Por otro lado, cuando la temperatura de acabado excede de 900°C, la relación de tamaño de grano de austenita previa se vuelve menor a 1.3, y la tenacidad se deteriora, y por lo tanto el límite superior de la temperatura de acabado es de 900°C. Por ahora, la reducción total desde la tercera plataforma final hasta la plataforma final (la cantidad total de la reducción en la tercera plataforma final, la reducción en la segunda plataforma final, y la reducción en la plataforma final) se controla para ser de 60% o más, y de preferencia para ser de 70% o más. Mientras tanto, el límite superior de la reducción total desde de la tercera plataforma final hasta la plataforma final no se limita particularmente, y puede ser de 95% en consideración del espesor de placa de una placa de acero laminada en caliente. Además, el enfriamiento comienza rápidamente después del final del laminado de acabado, y específicamente, el enfriamiento comienza en un lapso de 1 segundo desde el final del laminado de acabado, y de preferencia en un lapso de 0.5 segundos desee el final del laminado de acabado. Mientras tanto, la proporción de enfriamiento desde el inicio del enfriamiento después del laminado en caliente al bobinado puede ser de 200°C/s o menos 0 más de 200°C/s. Después de eso, se lleva a cabo el bobinado en un intervalo de temperatura de 600°C o menos de manera que la relación de tamaño de grano de austenita previa pueda controlarse para ser de 1.3 o más, y el tamaño de grano promedio de los granos de austenita previa puede controlarse para ser de 6 um o menos después del estampado en caliente. Cuando la temperatura de bobinado excede de 600 °C, la reducción total (3 pasadas) es menor a 60%, o el tiempo de inicio de enfriamiento después del laminado de acabado excede 1 segundo, no es posible controlar la relación de tamaño de grano de austenita previa para que sea de 1.3 o más, y controlar el tamaño de grano promedio de los granos de austenita previa para que sea de 6 \wi o menos después del estampado en caliente. Mientras tanto, cuando se lleva a cabo el bobinado en una temperatura de menos de 400°C, la resistencia de la placa de acero laminada en caliente se vuelve demasiado grande, y por lo tanto el límite inferior de la temperatura de bobinado de preferencia es de 400°C. Particularmente, con el fin de obtener una microestructura que incluya ferrita y perlita, la temperatura de bobinado de preferencia es de 500°C o más. Por otro lado, en un caso en el cual se lleva a cabo el bobinado en una temperatura de menos de 400°C, puede llevarse a cabo un tratamiento de recalentamiento pretendido para ablandamiento después del bobinado. Mientras tanto, la temperatura final de enfriamiento del enfriamiento que comienza en un lapso de 1 segundo desde el final del laminado de acabado no se limita particularmente siempre y cuando la austenita se transforme lo suficiente a ferrita y cementita y, por ejemplo, en un caso en el cual se controla el enfriamiento en una sola etapa, la temperatura final de enfriamiento es de 400°C o más. Además, el límite inferior del tiempo de inicio de enfriamiento después del laminado de acabado no se limita particularmente, y puede ser de 0.01 segundos en consideración de la capacidad de una instalación de enfriamiento .
Además, procesos, tales como laminado en frío, recocido continuo y una variedad de recubrimiento o deposición, pueden llevarse a cabo en la placa de acero laminada en caliente obtenida según la necesidad. Por ejemplo, puede llevarse a cabo el laminado en frío en la placa de acero laminada en caliente de manera que se fabrica una placa de acero laminada en frío. También puede llevarse a cabo un recocido continuo en la placa de acero laminada en frío según la necesidad. Además, puede llevarse a cabo una variedad de recubrimiento o deposición (por ejemplo, recubrimiento de metal fundido) en la placa de acero laminada en caliente y la placa de acero laminada en frío (incluyendo la placa de acero laminada en frío que ha experimentado recocido continuo) para fabricar la placas de acero recubiertas .
Aguí, las condiciones de laminado en frío, condiciones de recocido continuo, y condiciones de recubrimiento no se limitan particularmente, y el laminado en frío, recocido continuo y el recubrimiento pueden llevarse a cabo en un intervalo ordinario. Es decir, el laminado en frío se lleva a cabo en un intervalo de reducción de laminado en frío normalmente realizado, y, específicamente, el laminado en frío puede llevarse a cabo en una reducción de 40% a 80%. El recubrimiento se lleva a cabo inmediatamente después del laminado en caliente, inmediatamente después del laminado en frío, o después del recocido por recristalización, aunque las condiciones de calentamiento o condiciones de enfriamiento no se limitan particularmente. Además, Zn o Al se utilizan ordinariamente como un metal de recubrimiento, aunque no se limita a si se realiza o no una aleación de recubrimiento de Zn. Además, para el recubrimiento de Al, el recubrimiento puede incluir Si, y no se ven influenciados los efectos de la modalidad.
Puede llevarse a cabo la pasada superficial en la placa de acero laminada en caliente, la placa de acero laminada en frío y la placa de acero recubierta. La pasada superficial no se limita particularmente, y puede llevarse a cabo la pasada superficial en un tiempo apropiado de acuerdo con la necesidad con el fin de ajustar apropiadamente la forma .
Más adelante, se describirá un método para producir el acero estampado en caliente de acuerdo con la modalidad de la presente invención.
En la modalidad, se lleva a cabo el estampado en caliente en la placa de acero laminada en caliente, la placa de acero laminada en frío, y la placa de acero recubierta las cuales se fabrican bajo las condiciones de la modalidad bajo condiciones en las cuales las placas de acero se calientan en un intervalo de temperatura de punto Ac3 a 900°C a una proporción de calentamiento de 3°C/s o más, y luego se enfrían a una proporción de enfriamiento de 150°C/s o más en el intervalo de temperatura de 300°C a un punto Ar3 para producir aceros estampados en caliente.
Con respecto a las condiciones de tratamiento térmico cuando se lleva a cabo el estampado en caliente en la placa de acero laminada en caliente, la placa de acero laminada en frío, y la placa de acero recubierta, en un caso en el cual la proporción de calentamiento es menor a 3°C/s o las placas de acero se calientan a más de 900°C, el tamaño de grano de austenita previa de 6 um o menos no puede obtenerse, y la relación dimensional de las longitudes de los granos de austenita previa en la dirección de laminado a las longitudes de los granos de austenita previa en la dirección de espesor de placa se vuelve menor a 1.3 después del estampado en caliente. Además, ya que el tiempo de retención térmica de preferencia es más corto desde el punto de vista de supresión de crecimiento de grano, el tiempo de retención térmica se establece a 180 segundos o menos. Además, cuando la proporción de enfriamiento es menor a 150°C/s durante el enf iamiento en el intervalo de temperatura de 300°C al punto Ar3, la resistencia en una parte es probable que cambie, y existe una preocupación de que la tenacidad pueda deteriorarse debido a la precipitación de carburos gruesos. Por lo tanto, la proporción de enfriamiento en el intervalo de temperatura de 300°C al punto Ar3 se controla para ser de 150°C/s o más. Mientras tanto, el límite superior de la proporción de enfriamiento en el intervalo de temperatura no se limita particularmente, y puede ser de 500°C/s en consideración del hecho de que el efecto de control de transformación alcance el límite superior. Por otro lado, cuando la temperatura de calentamiento se vuelve menor al punto Ac3 , algunas áreas no se transforman en austenita, y por lo tanto la martensita no se forma en las áreas, y no puede obtenerse una suficiente resistencia. Además, no se ven influenciados los efectos de la modalidad aun cuando la cementita se precipita debido al auto-templado durante el enfriamiento o después del enfriamiento en el estampado en caliente. Mientras tanto, con el fin de controlar más confiablemente la morfología de los granos de austenita previa, la proporción de calentamiento de preferencia es de 5°C/s o más. El límite superior de la proporción de calentamiento no se limita particularmente, y puede ser 100°C/s en consideración de la capacidad de una instalación de calentamiento. Además, en un caso en el cual el punto Ac3 excede de 870°C, la temperatura de calentamiento de preferencia es de 870°C o menos.
[Ejemplos] [Ejemplo 1] Se suministraron aceros que tienen los componentes químicos mostrados en la Tabla 2 (Aceros A a Y) desde un convertidor, se fundieron en planchas, y se laminaron en caliente bajo condiciones de laminado en caliente predeterminadas (temperatura de calentamiento: 1220°C, temperatura de acabado: 870°C, reducción total aplicada desde la tercera plataforma final hasta la plataforma final: 65%, tiempo desde final del laminado de acabado hasta el comienzo del enfriamiento: 0.5 segundos, temperatura de bobinado: 600°C) , por lo que se fabrican placas de acero laminadas en caliente de 3 mm de espesor. Para Aceros A a L y Aceros U a Y, los tamaños de grano de austenita previa en la placa de acero laminada en caliente fueron 6 um o menos, y las relaciones dimensionales de la longitud de la austenita previa en una dirección de laminado a la longitud de la austenita previa en la dirección de espesor de placa fueron de 1.3 o más. Después de que las placas de acero laminadas en caliente se laminaron en frío para obtener placas de acero laminadas en frío de 1.4 mm de espesor, se llevó a cabo el recocido continuo bajo las condiciones mostradas en la Tabla 3, y se llevó a cabo un recubrimiento después del recocido según la necesidad. El recubrimiento en este momento es galvanización (GI (sin aleación) ) , galvanorecocido (GA (con aleación)) o aluminización (Al) que incluye Al y 10% de Si. Las placas de acero se calentaron a 900°C en un horno de calentamiento en un laboratorio a una proporción de calentamiento de 15°C/s, se mantuvo la temperatura durante 60 segundos, luego, las placas de acero se insertaron entre las matrices que tienen una entrada de suministro de agua a través de la cual se suministró el agua desde la superficie y una salida de drenaje de agua a través de la cual se descargó el agua, y se enfrió a temperatura ambiente por aspersión de agua (enfriamiento a 150°C/s a 500°C/s) , por lo que se simula el historial térmico durante el estampado en caliente.
Mientras tanto, como resultado de observar la microestructura de una sección transversal utilizando un microscopio óptico, la placa de acero sometida al historial térmico incluyó 98% o más de martensita en términos de porcentaje de área. Además, con el fin de evaluar la resistencia después del tratamiento térmico, se prepararon especímenes No. 5 descritos en JIS Z 2201 a partir de las placas de acero sometidas al historial térmico, y se llevaron a cabo pruebas de tracción de acuerdo con el método de prueba descrito en JIS Z 2241. Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 2 de la misma manera. Además, se evaluaron también la resistencia a la fractura diferida y la tenacidad a baja temperatura. Para la resistencia a la fractura diferida, se utilizaron especímenes que tienen una muesca en V como se muestra en la FIGURA 10, los especímenes se sumergieron en una solución acuosa de 3 g/1 de tiocianato de amonio disuelta en una solución salina al 3% a temperatura ambiente por 24 horas, y se determinó la presencia de fractura (ninguna fractura: A, fractura presente: B) . Mientras tanto, para tenacidad a baja temperatura, se llevaron a cabo pruebas Charpy a -40°C, y las placas de acero (después de someterse al historial térmico) para las cuales se obtuvo una energía absorbida de 100 J/cm2 a 150 J/cm2 y un porcentaje de fractura dúctil de 50% o más en un caso en el cual se hizo una evaluación sobre un espesor convertido de 10 mm que se determinó como 'pasada (A) ' . Los aceros de acuerdo con la presente invención (Aceros A a K y Aceros U a Y) tuvieron una resistencia a la tracción TS de 1470 MPa o más, y tuvieron suficiente resistencia a la fractura diferida y tenacidad a baja temperatura. Mientras tanto, para el Acero L en el cual la cantidad de C fue menor a 0 . 20% , la resistencia a la tracción TS no alcanzó 1470 MPa. Además, para el Acero M en el cual la cantidad de C excedió de 0 . 35% , la resistencia a la tracción TS fue de 2230 MPa, la resistencia a la fractura diferida y la tenacidad a baja temperatura se degradaron. Además, para Aceros N, O, R, S y T a los cuales no se agregó Ti o Nb, puesto que la relación dimensional de las longitudes de los granos de austenita previa en la dirección de laminado a las longitudes de la austenita previa en la dirección de espesor de placa no alcanzó 1 . 3 , y el tamaño de grano promedio fue mayor a 6 um después del estampado en caliente del historial térmico, la tenacidad fue baja. Mientras tanto, para el Acero P en el cual la cantidad de Si excedió de 0 . 5% , la resistencia a la fractura diferida no fue suficiente, y la capacidad de recubrimiento fue pobre. Además, para el Acero Q en el cual la cantidad de O fue menor a 0 . 003 % , puesto que no se obtuvieron los granos de austenita previa que tienen un tamaño de grano promedio de 6 um o menos, la resistencia a la fractura diferida fue pobre.
* Las celdas subrayadas en esta Tabla no satisfacen las condiciones de acuerdo con la presente invención.
Las celdas subrayadas en esta Tabla no satisfacen las condiciones de acuerdo con la presente invención.
[Ejemplo 2] Para Aceros I, U e Y en la Tabla 2, se obtuvieron placas de acero laminadas en caliente de 2 mm de espesor bajo condiciones predeterminadas de laminado en caliente (temperatura de calentamiento: 1250°C, temperatura de acabado: 880°C, reducción total aplicada desde la tercera plataforma final a la plataforma final: 60%, tiempo desde el final del laminado de acabado hasta el comienzo de enfriamiento: 0.8 segundos, temperatura de bobinado: 550°C) y luego se decaparon. Se llevó a cabo un tratamiento de calentamiento y enfriamiento en el cual las placas de acero laminadas en caliente se calentaron a 880°C en un horno de calentamiento tal como estaban, la temperatura se mantuvo por 120 segundos, después, las placas de acero se insertaron entre las matrices que tienen una entrada de suministro de agua a través de la cual se suministró el agua desde la superficie y una salida de drenaje de agua a través de la cual se descargó el agua, y se enfrió a temperatura ambiente mediante aspersión de agua. Además, se realizó el mismo tratamiento de calentamiento y enfriamiento en las placas de acero laminadas en caliente en las cuales se había llevado a cabo la galvanización (GI) , galvanorecocido (GA) o aluminización que incluye Al y 10% de Si después del decapado. Mientras tanto, se obtuvieron placas de acero laminadas en caliente de 3.2 mm de espesor bajo condiciones predeterminadas de laminado en caliente (temperatura de calentamiento: 1250°C, temperatura de acabado: 890°C, reducción total aplicada desde la tercera plataforma final hasta la plataforma final: 70%, tiempo desde el final del laminado de acabado hasta al comienzo del enfriamiento: 0.5 segundos, temperatura de bobinado: 500°C) , decapado de la misma manera, y laminado en frío en una reducción de 50%, por lo que se producen placas de acero laminadas en frío de 1.6 mm de espesor. Las placas de acero laminadas en frío se colocaron en un horno de calentamiento calentado a 900°C en el laboratorio, la temperatura se mantuvo por 60 segundos, y las placas de acero se enfriaron de la misma manera que en el Ejemplo 1. Mientras tanto, como resultado de observar la microestructura de una sección transversal utilizando un microscopio óptico, la placa de acero sometida al historial térmico incluyó 98% o más de martensita en términos de porcentaje de área. Para las placas de acero obtenidas, se evaluaron las mismas propiedades de material como en el Ejemplo 1, y los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 4. Todas las placas de acero tuvieron suficiente resistencia a la fractura diferida y tenacidad a baja temperatura.
[Ejemplo 3] El Acero I en la Tabla 2 se sometió a laminado en caliente bajo las condiciones de laminado en caliente mostradas en la Tabla 5 y, subsiguientemente, a laminado en frío en una reducción del 50%. La placa de acero se calentó a 850°C a la proporción de calentamiento mostrada en la Tabla 5, luego, se insertó entre las matrices que tienen una entrada de suministro de agua a través de la cual se suministró agua desde la superficie y una salida de drenaje de agua a través de la cual se descargó el agua, y se enfrió a temperatura ambiente mediante aspersión de agua. Mientras tanto, como resultado al observar la microestructura de una sección transversal utilizando un microscopio óptico, la placa de acero sometida al historial térmico incluyó 98% o más de martensita en términos de porcentaje en área. Para las placas de acero obtenidas, se evaluaron las mismas propiedades del material como en el Ejemplo 1, y los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 5. Para tenacidad, se realizaron las pruebas Charpy a -120°C, y se determinaron las placas de acero (después de someterse al historial térmico) para las cuales una energía absorbida de 85 J/cm2 o más se obtuvo en un caso en el cual se realizó la evaluación en un espesor convertido de 10 mm para que sea 'pasada (A) ' . Además, se comprobó el agrietamiento de las porciones de borde de la placa de acero laminada en frío después del laminado en frío, y un caso en el cual no se confirmó el agrietamiento que se evaluó para ser "A, " y un caso en el cual se confirmó el agrietamiento que se evaluó para ser "B". Para los Nos. 1 a 5 de acuerdo con la presente invención, se pudo obtener una resistencia a la tracción TS de un nivel de 1770 MPa, suficiente resistencia a la fractura diferida y tenacidad. Mientras tanto, para el No . 6, en el cual la temperatura de calentamiento fue mayor de 1250°C, el No. 7 en el cual la reducción total desde la tercera plataforma final a la plataforma final fue menor a 60% y el No. 10 en el cual la proporción de calentamiento fue menor de 3°C/s cuando se llevó a cabo el estampado en caliente, ya que la relación dimensional de las longitudes de los granos de austenita previa en una dirección de laminado a las longitudes de los granos de austenita previa en la dirección de espesor de placa después del estampado en caliente del historial térmico fue menor a 1.3, la tenacidad fue pobre. Mientras tanto, para el No. 8 en el cual la temperatura de acabado fue menor de 800°C (una temperatura cerca del punto Ar3 ) en el laminado en caliente, ya que la relación dimensional de las longitudes de los granos de austenita previa en la dirección de laminado a las longitudes de la austenita previa en la dirección de espesor de la placa excedió 2.5, no fue suficiente la tenacidad. Además, para el No. 9, en el cual la temperatura de bobinado (temperatura de final enfriamiento) fue de 400°C, y no se llevó a cabo un tratamiento de recalentamiento, ya que la resistencia de la placa de acero laminada en caliente fue muy elevada, las propiedades de laminado en frío fueron pobres. Sin embargo, el No. 9 de placa de acero laminada en frío tuvo suficiente resistencia a la fractura diferida y tenacidad. Además, aparte de los ejemplos, incluso en un caso en el cual el tamaño de grano de austenita previa excedió 6 um, la cual fue por ejemplo, de 15 um, en una placa de acero laminada en caliente, hubo un caso en el cual el tamaño de grano de austenita previa se volvió de 6 um o menos en una placa de acero estampada en caliente (acero) . Sin embargo, en este caso, fue difícil asegurar una relación dimensional de la longitud de la austenita previa en la dirección de laminado a la longitud de la austenita previa en la dirección de espesor de placa de 1.3 o más mediante la transformación de austenita (transformación de re-austenita) durante el calentamiento en estampado en caliente, y no fue posible satisfacer el valor de tenacidad en un acero estampado en caliente. 1 ) Reducción total desde la tercera plataforma final a la plataforma final 2) Agrietamiento de las porciones de borde después del laminado en frío * Las celdas subrayadas en esta Tabla no satisfacen las condiciones de acuerdo con la presente invención.
Aplicabilidad Industrial De acuerdo con la presente invención, es posible proporcionar un acero estampado en caliente que tiene una resistencia de 1470 MPa o más y una ductilidad en una parte, para producir una placa de acero de resistencia ultra elevada para estampado en caliente el cual es excelente en términos del equilibrio de resistencia y tenacidad después del estampado en caliente, y para producir un acero estampado en caliente que tiene las características anteriores al controlar las condiciones de calentamiento y condiciones de enfriamiento subsiguientes cuando se lleva a cabo el estampado en caliente.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un acero estampado en caliente que comprende, % en masa: C: 0.20% a 0.35% Si: 0.1% a 0.5%; un total de por lo menos aquel seleccionado de Mn y Cr: 1% a 3%; Al: 0.005% a 0.06%; Ti: 0.002% a 0.1%; Nb: 0.002% a 0.1%; O: 0.003% a 0.007%; y un equilibrio de hierro e impurezas inevitables, en donde una cantidad de P se limita a 0.015% o menos, una cantidad de S se limita a 0.01% o menos, una cantidad de N se limita a 0.004% o menos, una relación dimensional de longitudes de granos de austenita previa en una dirección de laminado a las longitudes de los granos de austenita previa en una dirección de espesor de placa es 1.3 a 2.5, un tamaño de grano promedio de los granos de austenita previa es 6 um o menos, una microes tructura incluye 98% o más de martensita, y una resistencia a la tracción es 1470 MPa o más .
2. El acero estampado en caliente de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende, % en masa, uno más de. B: 0.005% o menos; V : 0.1% o menos ; o: 0.5% o menos; Ca: 0.03% o menos; Mg: 0.03% o menos; REM: 0.03% o menos; Cu: 0.5% o menos; Sn: 0.1% o menos, Ni: 0.5% o menos; y W: 1% o menos.
3. El acero estampado en caliente de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, que además comprende una capa de recubrimiento formada mediante solidificación de metal fundido en una superficie.
4. Un método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente, el método comprende: un primer proceso en el cual una plancha se calienta a un intervalo de temperatura de 1270°C o menos; un segundo proceso en el cual se realiza el laminado de acabado en un intervalo de temperatura de 800°C a 900°C de manera que la reducción total desde la tercera plataforma final hasta la plataforma final se vuelve 60% o mas un tercer proceso en el cual comienza un enfriamiento en un lapso de 1 segundo desde el final del segundo proceso; y un cuarto proceso en el cual se lleva a cabo el bobinado a una temperatura de 600°C o menos, la plancha comprende: % en masa C: 0.20% a 0.35%, Si: 0.1% a 0.5% un total de por lo menos aquel seleccionado de mn y Cr: 1% a 3%, Al: 0.005% a 0.06%, Ti: 0.002% a 0.1%, Nb: 0.002% a 0.1%, O: 0.003% a 0.007%, y un equilibrio de hierro e impurezas inevitables, en donde P se limita a 0.015% o menos, S se limita a 0.01% o menos, y N se limita a 0.004% o menos.
5. El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la plancha además incluye, % en masa, uno o más de B : 0.005% o menos , V: O .1% o menos, Mo: 0.5% o menos, Ca : 0.03% o menos, Mg: 0.03% o menos, REM: 0.03% o menos, Cu : 0.5% o menos , Sn : 0.1% o menos , Ni : 0.5% o menos , y W: 1% o menos .
6. El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, que además comprende, después del cuarto proceso, un proceso en el cual se lleva a cabo un laminado en frío.
7. El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, que además comprende después del cuarto proceso, un proceso en el cual se lleva a cabo un laminado en frío y un recocido continuo.
8. El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, que además comprende, después del cuarto proceso, un proceso en el cual se lleva a cabo un recubrimiento de metal fundido.
9. El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, que además comprende, después del cuarto proceso, un proceso en el cual se lleva a cabo un laminado en frío, y se lleva a cabo un recubrimiento de metal fundido.
10. El método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, que además comprende, después del cuarto proceso, un proceso en el cual se llevan a cabo un laminado en frío y un recocido continuo, y se lleva a cabo un recubrimiento de metal fundido.
11. un método para producir un acero estampado en caliente, el método comprende, estampar en caliente una placa de acero obtenida al utilizar el método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con la reivindicación 4 bajo una condición en la cual la placa de acero se calienta a un intervalo de temperatura de un punto Ac3 a 900°C a una proporción de calentamiento de 3°C/s o más, y luego la placa de acero se enfría a una proporción de enfriamiento de 150°C/s o más en un intervalo de temperatura de 300°C a un punto Ar3.
12. Un método para producir un acero estampado en caliente, el método comprende, estampar en caliente una placa de acero obtenida utilizando el método para producir una placa de acero para un acero estampado en caliente de acuerdo con la reivindicación 5 bajo una condición en la cual la placa de acero se calienta a un intervalo de temperatura de un punto Ac3 a 900°C a una proporción de calentamiento de 3°C/s o más, y luego la placa de acero se enfría a una proporción de enfriamiento de I50°c/s o más en un intervalo de temperatura de 300°C a un punto Ar3. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Un artículo moldeado estampado en caliente que comprende, % en masa, 0.20 a 0.35% de C, 0.1 a 0.5% de Si, por lo menos un elemento seleccionado de Mn y Cr en una cantidad total de 1 a 3%, 0.005 a 0.06% de Al, 0.002 a 0.1% de Ti, 0.002 a 0.1% de Nb, 0.003 a 0.007% de O, 0.015% o menos de P 0.01% o menos de S, 0.004% o menos de N, y el resto elaborado por Fe e impurezas inevitables, en donde la relación dimensional de la longitud de un grano de austenita previa en la dirección de laminado en la que la dirección de espesor es 1.3 a 2.5 inclusive, el grano de austenita previa tiene un diámetro de partícula promedio de 6 µp? o menos, la martensita está contenida en una proporción de 98% o más, y la resistencia a la tracción es 1470 MPa o más.
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