MX2014008430A - Articulo moldeado estampado en caliente y metodo para la produccion de articulo moldeado estampado en caliente. - Google Patents

Articulo moldeado estampado en caliente y metodo para la produccion de articulo moldeado estampado en caliente.

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MX2014008430A
MX2014008430A MX2014008430A MX2014008430A MX2014008430A MX 2014008430 A MX2014008430 A MX 2014008430A MX 2014008430 A MX2014008430 A MX 2014008430A MX 2014008430 A MX2014008430 A MX 2014008430A MX 2014008430 A MX2014008430 A MX 2014008430A
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MX
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hot stamping
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MX2014008430A
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Toshiki Nonaka
Kaoru Kawasaki
Satoshi Kato
Toshimasa Tomokiyo
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Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
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Abstract

Cuando el contenido de carbono, el contenido de silicio y el contenido de manganeso de este artículo moldeado estampado en caliente se expresan como [C], [Si] y [Mn], respectivamente, en términos de unidades de % en masa, se sostiene una relación de (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] > 11, y la estructura del metal después del estampado en caliente contiene ferrita a 40% a 90% y martensíta a 10% a 60% por relación de área, y la suma de la relación de área de la ferrita y la relación de área de la martensita es por lo menos 60%. Además, la dureza de la martensita, como se mide por un nanoindentador, satisface H2/H1 < 1.10 y sHM < 20, y TS x ?, que es el producto de la resistencia a la tensión (TS) y la tasa de expansión de agujero (?), es por lo menos 50000 MPa • %.

Description

ARTÍCULO MOLDEADO ESTAMPADO EN CALIENTE Y MÉTODO PARA LA PRODUCCIÓN DE ARTÍCULO MOLDEADO ESTAMPADO EN CALIENTE Campo técnico de la invención La presente invención se refiere a un acero estampado en caliente para el cual se usa una lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente que tiene una excelente formabilidad después del estampado en caliente, y un método para producir la misma.
Se reclama prioridad sobre la Solicitud de Patente Japonesa No. 2012-004550, presentada el 13 de enero de 2012, cuyo contenido es incorporado aquí por referencia.
Técnica relacionada Al momento, se requiere que una lámina de acero para un vehículo sea mejorada en términos de seguridad en colisiones y que tenga un peso reducido. En dicha situación, estampado en caliente (también llamado prensado en caliente, estampado en caliente, templado con dado, templado con presión o similar) está llamando la atención como un método para obtener a alta resistencia. El estampado en caliente se refiere a un método de formación en el cual una lámina de acero es calentada a una temperatura alta de, por ejemplo, 700°C o más, después formada en caliente para mejorar la formabilidad de la lámina de acero, y templado por enfriamiento después de la formación, obteniendo asi las calidades de material deseadas. Como se describió antes, una lámina de acero usada para una estructura de carrocería de un vehículo se requiere que tenga una trabaj abilidad de prensado alta y una resistencia alta. Una lámina de acero que tiene una ferrita y estructura de martensita, una lámina de acero que tiene una ferrita y bainita estructura, una lámina de acero que contiene austenita retenida en una estructura o similar se conoce como una lámina de acero que tiene tanto trabaj abilidad de prensado como resistencia alta. Entre estas láminas de acero, una lámina de acero de fases múltiples que tiene martensita dispersada en una base de ferrita tiene una relación de bajo rendimiento y una alta resistencia a la tensión, y además, tiene excelentes características de alargamiento. Sin embargo, la lámina de acero de fases múltiples tiene una capacidad de expansión de agujero pobre ya que el esfuerzo se concentra en la interfaz entre la ferrita y la martensita, y es probable que el agrietamiento se inicie desde la interfaz.
Por ejemplo, los Documentos de Patente 1 a 3 describen la lámina de acero de fases múltiples. Además, los Documentos de Patente 4 a 6 describen relaciones entre la dureza y formabilidad de una lámina de acero.
Sin embargo, incluso con estas técnicas de la técnica relacionada, es difícil obtener una lámina de acero que satisfaga los requerimientos actuales para un vehículo tales como una reducción adicional del peso y formas de componentes más complicadas.
Documento de la técnica anterior Documento de Patente Documento de Patente 1 Solicitud de Patente Japonesa no Examinada, Primera Publicación No. H6-128688 Documento de Patente 2 Solicitud de Patente Japonesa no . Examinada, Primera Publicación No. 2000-319756 Documento de Patente 3 Solicitud de Patente Japonesa no Examinada, Primera Publicación No. 2005-120436 Documento de Patente 4 Solicitud de Patente Japonesa no Examinada, Primera Publicación No. 2005-256141 Documento de Patente 5 Solicitud de Patente Japonesa no Examinada, Primera Publicación No. 2001-355044 Documento de Patente 6 Solicitud de Patente Japonesa no Examinada, Primera Publicación No. Hll-189842 Descripción de la invención Problemas que han de ser resueltos por la invención Un objeto de la presente invención es proveer un acero estampado en caliente, para el cual se usa una lámina de acero laminada en frío capaz de asegurar una resistencia y tener una capacidad de expansión de agujero más favorable cuando se produce en un acero estampado en caliente, y un método para producir el mismo acero estampado en caliente.
Medios para resolver el problema Los inventores de la presente llevaron a cabo estudios intensivos con respecto a una lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente que aseguró una resistencia después del estampado en caliente (después del templado en un proceso de estampado en caliente) y tuvo una excelente formabilidad (capacidad de expansión de agujero). Como resultado, se encontró que, con respecto la composición del acero, cuando se establece una relación apropiada entre la cantidad de Si, la cantidad de Mn y la cantidad de C, una fracción de una ferrita y una fracción de una martensita en la lámina de acero se fijan a fracciones predeterminadas, y la relación de dureza (diferencia de una dureza) de la martensita entre una parte de superficie de un espesor de la lámina y una parte central del espesor de la lámina de la lámina de acero y la distribución de dureza de la martensita en la parte central del espesor de la lámina se fijan en intervalos específicos, es posible producir industrialmente una lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente capaz de asegurar, en la lámina de acero, una formabilidad, es decir, una característica de TS x ? > 50000 MPa* que es un valor más grande que nunca en términos de TS ? ? que es un producto de una resistencia a la tensión TS y una relación de expansión de agujero ?. Además, se encontró que, cuando esta lámina de acero laminada en frío se usa para estampado en caliente, se obtiene un acero estampado en caliente que tiene excelente formabilidad incluso después del estampado en caliente. Además, también se aclaró que la supresión de una segregación de MnS en la parte central del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente es también eficaz para mejorar la formabilidad (capacidad de expansión de agujero) del acero estampado en caliente. Además, también se encontró que, en laminado en frió, un ajuste de una fracción de una reducción de laminado en frío a una reducción de laminado en frió total (reducción de laminado acumulada) desde una caja que está más arriba a una tercera caja basada en la caja que está más arriba dentro de un intervalo especifico es eficaz para controlar una dureza de la martensita. Además, los inventores han encontrado una variedad de aspectos de la presente invención como se describe más adelante. Además, se encontró que los efectos no son alterados incluso cuando una capa galvanizada por inmersión en caliente, una capa galavizada-recocida, una capa electrogalvanizada y una capa aluminizada se forman sobre la lámina de acero laminada en frió. (1) Es decir, de conformidad con un primer aspecto de la presente invención, un acero estampado en caliente incluye, en % en masa, C: 0.030% a 0.150%, Si: 0.010% a 1.00%, Mn: 1.50% a 2.70%, P: 0.001% a 0.060%, S: 0.001% a 0.010%, N: 0.0005% a 0.0100%, Al: 0.010% a 0.050%, y opcionalmente uno o más de B: 0.0005% a 0.0020%, Mo : 0.01% a 0.50%, Cr: 0.01% a 0.50%, V: 0.001% a 0.100%, Ti: 0.001% a 0.100%, Nb: 0.001% a 0.050%, Ni: 0.01% a 1.00%, Cu: 0.01% a 1.00%, Ca: 0.0005% a 0.0050%, RE : 0.00050% a 0.0050%, y el resto incluyendo Fe e impurezas inevitables, en el cual, cuando [C] representa una cantidad de C en % en masa, [Si] representa una cantidad de Si en % en masa, y [Mn] representa una cantidad de Mn en % en masa, una siguiente expresión (A) se satisface, una estructura metalográfica después de un estampado en caliente incluye 40% a 90% de una ferrita y 10% a 60% de una martensita en una fracción de área, un total de una fracción de área de la ferrita y una fracción de área de la martensita es 60% o más, la estructura metalográfica opcionalmente además puede incluir uno o más de 10% o menos de una perlita en una fracción de área, 5% o menos de una austenita retenida en una relación de volumen, y menos de 40% de una bainita como un resto en una fracción de área, una dureza de la martensita medida con un nanoindentador satisface una siguiente expresión (B) y una siguiente expresión (C) , TS x ? que es un producto de una resistencia a la tensión TS y una relación de expansión de agujero ? es 50000 MPa«% o más, (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] > 11 (A) , H2/H1 < 1.10 (B) , s?? < 20 (C) , y la Hl es una dureza promedio de la martensita en una parte de superficie de un espesor de la lámina después del estampado en caliente, la H2 es una dureza promedio de la martensita en una parte central del espesor de la lámina que es un área que tiene una anchura de 200 pm en una dirección de espesor en un centro del espesor de la lámina después del estampado en caliente, y la s?? es una varianza de la dureza promedio de la martensita en la parte central del espesor de la lámina después del estampado en caliente. (2) En el acero estampado en caliente de conformidad con (1) anterior, una fracción de área de MnS que existe en el acero estampado en caliente y que tiene un diámetro de circulo equivalente de 0.1 µp? a 10 \im puede ser 0.01% o menos, y una siguiente expresión (D) puede ser satisfecha , n2/nl < 1.5 (D) , y la ni es una densidad en número promedio por 10000 µp?2 del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 µp? a 10 µp? en una 1/4 parte del espesor de la lámina después del estampado en caliente, y la n2 es una densidad en número promedio por 10000 µp?2 del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 µ?? a 10 µp\ en la parte central del espesor de la lámina después del estampado en caliente. (3) En el acero estampado en caliente de conformidad con (1) o (2) anteriores, un galvanizado por inmersión en caliente puede ser formado sobre una superficie de la misma. (4) En el acero estampado en caliente de conformidad con (3) anterior, un galvanizado-recocido puede ser formado sobre una superficie del galvanizado por inmersión en caliente. (5) En el acero estampado en caliente de conformidad con (1) anterior o (2), un electrogalvanizado puede ser formado sobre una superficie del mismo. (6) En el acero estampado en caliente de conformidad con (1) o (2) anteriores, un aluminizado puede ser formado sobre una superficie del mismo. (7) De conformidad con otro aspecto de la presente invención, se provee un método para producir un acero estampado en caliente que incluye colado de un acero fundido que tiene una composición química de conformidad con (1) anterior y obtención de un acero, calentamiento del acero, laminado en caliente el acero con un laminador en caliente que incluye una pluralidad de cajas, devanado del acero después del laminado en caliente, decapado del acero después del devanado, laminado en frío del acero con un laminador en frío que incluye una pluralidad de cajas después del decapado bajo una condición que satisface una siguiente expresión (E) , recocido en el cual el acero es recocido bajo 700°C a 850°C y enfriado después del laminado en frió, laminado de temple del acero después enfriado después del recocido, y estampado en caliente en el cual el acero es calentado a un intervalo de temperatura de 700°C a 1000°C después del laminado de temple, estampado en caliente dentro del intervalo de temperatura, y posteriormente enfriado a una temperatura ambiente o más y 300°C o menos, 1.5 x rl / r + 1.2 x r2 / r + r3 / r > 1.0 (E) , y la ri (i = 1, 2, 3) representa una reducción de laminado en frío individual objetivo en una i-ésima caja (i = 1, 2, 3) con base en una caja que está más arriba en la pluralidad de cajas en el laminado en frío en unidades de %, y la r representa una reducción de laminado en frió total en el laminado en frió en unidades de % . (8) En el método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con (7) anterior, cuando CT representa una temperatura de devanado en el devanado en unidades de °C, [C] representa la cantidad de C en % en masa, [Mn] representa la cantidad de Mn en % en masa, [Si] representa la cantidad de Si en % en masa, y [Mo] representa la cantidad de Mo en % en masa en la lámina de acero, una siguiente expresión (F) puede ser satisfecha, 560 - 474 x [C] - 90 x [Mn] - 20 x [Cr] - 20 x [Mo] < CT < 830 - 270 x [C] - 90 x [Mn] - 70 x [Cr] - 80 x [Mo] (F) . (9) En el método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con (7) o (8) anteriores, cuando T representa una temperatura de calentamiento en el calentamiento en unidades de °C, t representa un tiempo en horno en el calentamiento en unidades de minutos, [Mn] representa la cantidad de Mn en % en masa, y [S] representa una cantidad de S en % en masa en la lámina de acero, una siguiente expresión (G) puede ser satisfecha, T x ln(t) / (1.7 x [Mn] + [S]) > 1500 (G) . (10) El método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con cualquiera de (7) a (9) anteriores, además puede incluir galvanizado del acero entre el recocido y el laminado de temple. (11) El método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con (10) anterior, además puede incluir la aleación del acero entre el galvanizado y el laminado de temple. (12) El método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con cualquiera de (7) a (9) anteriores, además puede incluir electrogalvanizado del acero después del laminado de temple. (13) El método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con cualquiera de (7) a (9) anteriores, además puede incluir aluminizado del acero entre el recocido y el laminado de temple.
Efectos de la invención De conformidad con el aspecto anteriormente descrito de la presente invención, puesto que se establece una relación apropiada entre la cantidad de C, la cantidad de Mn y la cantidad de Si e, incluso en el acero estampado en caliente, la dureza de la martensita medida con un nanoindentador se fija a un valor apropiado, es posible obtener una capacidad de expansión de agujero más favorable en el acero estampado en caliente.
Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una gráfica que ilustra la relación entre (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] y TS ?? en una lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente antes del estampado en caliente y un acero estampado en caliente.
La figura 2A es una gráfica que ilustra un fundamento de una expresión (B) y es una gráfica que ilustra la relación entre una H20/H10 y una s??? en la lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente antes del estampado en caliente y la relación entre H2/H1 y oHM en el acero estampado en caliente.
La figura 2B es una gráfica que ilustra un fundamento de una expresión (C) y es una gráfica que ilustra la relación entre s??? y TS x ? en la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente antes del estampado en caliente y la relación entre s?? y TS x ? en el acero estampado en caliente.
La figura 3 es una gráfica que ilustra la relación entre n20/nl0 y TS x ? en la lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente antes del estampado en caliente y la relación entre n2/nl y TS x ? en el acero estampado en caliente y que ilustra un fundamento de una expresión (D).
La figura 4 es una gráfica que ilustra la relación entre 1.5 x rl / r + 1.2 x r2 / r + r3 / r y H20/H10 en la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente antes del estampado en caliente y la relación entre 1.5 x rl / r + 1.2 x r2 / 2 + r3 / r y H2/H1 en el acero estampado en caliente, y que ilustra un fundamento de una expresión (E) .
La figura 5A es una gráfica que ilustra la relación entre una expresión (F) y una fracción de una martensita.
La figura 5B es una gráfica que ilustra la relación entre la expresión (F) y una fracción de una perlita.
La figura 6 es una gráfica que ilustra la relación entre T x ln(t) / (1.7 x [Mn] + [S]) y TS x ?, y que ilustra un fundamento de una expresión (G) .
La figura 7 es una vista en perspectiva de un acero estampado en caliente usado en el ejemplo.
La figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra un método para producir el acero estampado en caliente para el cual se usa una lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Modalidades de la invención Como se describió antes, es importante establecer una relación apropiada entre la cantidad de Si, la cantidad de Mn y la cantidad de C y proveer una dureza apropiada a una martensita en una posición predeterminada en una lámina de acero a fin de mejorar la formabilidad (capacidad de expansión de agujero). Hasta ahora, no ha habido estudios con respecto a la relación entre la formabilidad o la dureza de la martensita en un acero estampado en caliente.
Aquí, las razones para limitar una composición química de un acero estampado en caliente para el cual se usa una lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente de conformidad con una modalidad de la presente invención (en algunos casos, también referida como un acero estampado en caliente para el cual se usa una lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente de conformidad con la presente modalidad) y acero usado para la fabricación de la misma se describirán. En lo sucesivo, "%" que es una unidad de una cantidad de un componente individual indica "% en masa .
C: 0.030% a 0.150% El C es un elemento importante para reforzar la martensita e incrementar la resistencia del acero. Cuando la cantidad de C es menor que 0.030%, no es posible incrementar suficientemente la resistencia del acero. Por otra parte, cuando la cantidad de C excede 0.150%, degradación de la ductilidad (alargamiento) del acero se vuelve significativa. Por lo tanto, el intervalo de la cantidad de C se fija a 0.030% a 0.150%. En un caso en el cual existe demanda de capacidad de expansión de agujero alta, la cantidad de C se fija deseablemente a 0.100% o menos.
Si: 0.010% a 1.000% El Si es un elemento importante para suprimir una formación de un carburo nocivo y obtener una estructura de fases múltiples que incluye principalmente una estructura de ferrita y el resto de la martensita. Sin embargo, en un caso en el cual la cantidad de Si excede 1.0%, el alargamiento o capacidad de expansión de agujero del acero se degrada, y una propiedad de tratamiento de conversión química también se degrada. Por lo tanto, la cantidad de Si se fija a 1.000% o menos. Además, aunque el Si se añade para desoxidación, un efecto de desoxidación no es suficiente cuando la cantidad de Si es menor que 0.010%. Por lo tanto, la cantidad de Si se fija a 0.010% o más .
Al: 0.010% a 0.050% El Al es un elemento importante como un agente desoxidante. Para obtener el efecto de desoxidación, la cantidad de Al se fija a 0.010% o más. Por otra parte, incluso cuando el Al se añade excesivamente, el efecto anteriormente descrito es saturado, y por el contrario, el acero se vuelve frágil. Por lo tanto, la cantidad de Al se fija en el intervalo de 0.010% a 0.050%.
Mn: 1.50% a 2.70% El Mn es un elemento importante para incrementar una capacidad de endurecimiento del acero y reforzar el acero. Sin embargo, cuando la cantidad de Mn es menor que 1.50%, no es posible incrementar suficientemente la resistencia del acero. Por otra parte, cuando la cantidad de Mn excede 2.70%, puesto que la capacidad de endurecimiento incrementa más de lo necesario, un incremento en la resistencia del acero es causado, y como consecuencia, el alargamiento o capacidad de expansión de agujero del acero se degrada. Por lo tanto, la cantidad de Mn se fija en el intervalo de 1.50% a 2.70%. En un caso en el cual existe demanda de alargamiento alta, la cantidad de Mn se fija deseablemente a 2.00% o menos.
P: 0.001% a 0.060% En un caso en el cual la cantidad es grande, el P se segrega en una colindancia de grano, y deteriora la ductilidad local y soldabilidad del acero. Por lo tanto, la cantidad de P se fija a 0.060% o menos. Por otra parte, puesto que una disminución innecesaria de P conduce a un incremento en el costo de refinación, la cantidad de P se fija deseablemente a 0.001% o más.
S: 0.001% a 0.010% El S es un elemento que forma MnS y deteriora significativamente la ductilidad local o soldabilidad. Por lo tanto, el limite superior de la cantidad de S se fija a 0.010%. Además, con el fin de reducir costos de refinación, un limite inferior de la cantidad de S se fija deseablemente a 0.001%.
N: 0.0005% a 0.0100% El N es un elemento importante para precipitar A1N y similares y miniaturizar granos de cristal. Sin embargo, cuando la cantidad de N excede 0.0100%, una solución sólida de N (solución sólida de nitrógeno) permanece y la ductilidad del acero se degrada. Por lo tanto, la cantidad de N se fija a 0.0100% o menos. Debido a un problema de costos de refinación, el limite inferior de la cantidad de N se fija deseablemente a 0.0005%.
El acero estampado en caliente para el cual la lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente se usa de conformidad con la modalidad tiene una composición básica que incluye los componentes anteriormente descritos, Fe como el resto e impurezas inevitables, pero además puede contener cualquiera o más elementos de Nb, Ti, V, Mo, Cr, Ca, REM (metal de tierras raras), Cu, Ni y B como elementos que hasta ahora se han usado en cantidades que son iguales a o menores que los limites superiores descritos más adelante para mejorar la resistencia, para controlar una forma de un sulfuro o un óxido, y similares. Puesto que estos elementos químicos no necesariamente se añaden a la lámina de acero, los límites inferiores de los mismos son 0%.
El Nb, Ti y V son elementos que precipitan un carbonitruro fino y fortalecen el acero. Además, Mo y Cr son elementos que incrementan la capacidad de endurecimiento y fortalecen el acero. Para obtener estos efectos, es deseable contener Nb : 0.001% o más, Ti: 0.001% o más, V: 0.001% o más, Mo: 0.01% o más, y Cr: 0.01% o más. Sin embargo, incluso cuando Nb: más de 0.050%, Ti: más de 0.100%, V: más de 0.100%, Mo: más de 0.50%, y Cr: más de 0.50% están contenidos, el efecto de incremento de la resistencia es saturado, y hay una preocupación de que la degradación del alargamiento o la capacidad de expansión de agujero pueda ser causada .
El acero además puede contener Ca en el intervalo de 0.0005% a 0.0050%. Ca y metal de tierras raras (REM) controlan la forma del sulfuro o el óxido y mejoran la ductilidad local o la capacidad de expansión de agujero. Para obtener este efecto usando el Ca, es preferible añadir 0.0005% o más del Ca . Sin embargo, puesto que hay una preocupación de que una adición excesiva puede deteriorar la trabaj abilidad, un limite superior de la cantidad de Ca se fija a 0.0050%. Por la misma razón, para el metal de tierras raras (REM) también, es preferible fijar el limite inferior de la cantidad a 0.0005% y el limite superior de la cantidad a 0.0050% .
El acero además puede contener Cu: 0.01% a 1.00%, Ni: 0.01% a 1.00% y B: 0.0005% a 0.0020%. Estos elementos también pueden mejorar la capacidad de endurecimiento e incrementar la resistencia del acero. Sin embargo, para obtener el efecto, es preferible contener Cu: 0.01% o más, Ni: 0.01% o más y B: 0.0005% o más. En un caso en el cual las cantidades son iguales a o menores que los valores anteriormente descritos, el efecto que refuerza el acero es pequeño. Por otra parte, incluso cuando se añaden Cu: más de 1.00%, Ni: más de 1.00% y B: más de 0.0020%, el efecto de incremento de la resistencia es saturado, y hay una preocupación de que la ductilidad se puede degradar.
En un caso en el cual el acero contiene B, Mo, Cr, V, Ti, Nb, Ni, Cu, Ca y REM, uno o más elementos están contenidos. El resto del acero está compuesto de Fe e impurezas inevitables. Elementos distintos de los elementos anteriormente descritos (por ejemplo, Sn, As y similares) pueden ser además contenidos como impurezas inevitables siempre que los elementos no alteren las características. Además, cuando B, Mo, Cr, V, Ti, Nb, Ni, Cu, Ca y REM están contenidos en cantidades que son menores que los límites inferiores anteriormente descritos, los elementos se tratan as impurezas inevitables.
Además, en el acero estampado en caliente para el cual la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente se usa de conformidad con la modalidad, como se ilustra en la figura 1, cuando la cantidad de C (% en masa), la cantidad de Si (% en masa) y la cantidad de Mn (% en masa) son representadas por [C] , [Si] y [Mn] respectivamente, es importante satisfacer una siguiente expresión (A) . (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] > 11 (A) Para satisfacer una condición de TS x ? 50000 MPa*%, la expresión (A) anterior es preferiblemente satisfecha. Cuando el valor de (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] es 11 o menos, no es posible obtener una suficiente capacidad de expansión de agujero. Esto se debe a que, cuando la cantidad de C es grande, la dureza de una fase dura se vuelve demasiado alta, a diferencia de dureza (relación de la dureza) entre la fase dura y una fase blanda se vuelve grande, y por lo tanto el valor de ? se deteriora y, cuando la cantidad de Si o la cantidad de Mn es pequeña, TS se vuelve bajo. Con respecto al valor de (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] , puesto que el valor no cambia incluso después del estampado en caliente como se describió antes, la expresión es preferiblemente satisfecha durante una producción de la lámina de metal.
Generalmente, es la martensita y no la ferrita la que domina la formabilidad (capacidad de expansión de agujero) en un acero de fase dual (acero DP) . Como resultado de estudios intensivos por los inventores con respecto a la dureza de martensita, se aclaró que, cuando la diferencia de dureza (la relación de la dureza) de la martensita entre una parte de superficie de un espesor de la lámina y una parte central del espesor de la lámina, y la distribución de dureza de la martensita en la parte central del espesor de la lámina están en un estado predeterminado en una fase de antes del estampado en caliente (antes del calentamiento para llevar a cabo el templado en un proceso de estampado en caliente), el estado es casi mantenido incluso después del estampado en caliente como se ilustra en las figuras 2A y 2B, y la formabilidad tal como alargamiento o capacidad de expansión de agujero se vuelve favorable. Se considera que esto se debe a que la distribución de dureza de la martensita formada antes del estampado en caliente todavía tiene un efecto significativo incluso después del estampado en caliente, y los elementos de aleación concentrados en la parte central del espesor de la lámina todavía mantienen un estado de ser concentrados en la parte central del espesor de la lámina incluso después del estampado en caliente. Es decir, en la lámina de acero antes del estampado en caliente, en un caso en el cual la relación de dureza entre la martensita en la parte de superficie del espesor de la lámina y la martensita en la parte central del espesor de la lámina es grande, o una varianza de la dureza de la martensita es grande, la misma tendencia se presenta incluso después del estampado en caliente. Como se ilustra en las figuras 2A y 2B, la relación de dureza entre la parte de superficie del espesor de la lámina y la parte central del espesor de la lámina en la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente para el acero estampado en caliente de conformidad con la modalidad antes del estampado en caliente y la relación de dureza entre la parte de superficie del espesor de la lámina y la parte central del espesor de la lámina en el acero estampado en caliente, para el cual la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente se usa de conformidad con la modalidad, son casi las mismas. Además, de manera similar, la varianza de la dureza de la martensita en la parte central del espesor de la lámina en la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente para el acero estampado en caliente de conformidad con la modalidad antes del estampado en caliente y la varianza de la dureza de la martensita en la parte central del espesor de la lámina en el. acero estampado en caliente, para el cual la lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente se usa de conformidad con la modalidad, son casi las mismas. Por lo tanto, la formabilidad de la lámina de acero laminada en frío para un estampado en caliente para el acero estampado en caliente de conformidad con la modalidad es de manera similar excelente a la formabilidad del acero estampado en caliente para el cual la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente se usa de conformidad con la modalidad.
Además, con respecto a la dureza de la martensita medida con un nanoindentador fabricado por Hysitron Corporation a una amplificación de 1000 veces, los inventores encontraron que una siguiente expresión (B) y una siguiente expresión (C) ((H) y (I) también) que es satisfecha son ventajosas para la formabilidad del acero estampado en caliente. Aquí, "Hl" es la dureza promedio de la martensita en la parte de superficie del espesor de la lámina que está dentro de un área que tiene una anchura de 200 µp? en una dirección de espesor desde una capa más externa de la lámina de acero en la dirección de espesor en el acero estampado en caliente, "H2" es la dureza promedio de la martensita en un área que tiene una anchura de ±100 µp? en la dirección de espesor desde la parte central del espesor de la lámina en la parte central del espesor de la lámina en él acero estampado en caliente, y "s??" es la varianza de la dureza de la martensita en un área que tiene una anchura de ±100 µp? en la dirección de espesor desde la parte central del espesor de la lámina en el acero estampado en caliente. Además, "H10" es la dureza de la martensita en la parte de superficie del espesor de la lámina en la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente antes del estampado en caliente, "H20" es la dureza de la martensita en la parte central del espesor de la lámina, es decir, en un área que tiene una anchura de 200 µp? en la dirección de espesor en un centro del espesor de la lámina en la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente antes del estampado en caliente, y "s???" es la varianza de la dureza de la martensita en la parte central del espesor de la lámina en lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente antes del estampado en caliente. La Hl, H10, H2, H20, s?? y s??? se obtienen respectivamente a partir de mediciones de 300 puntos para cada una. Un área que tiene una anchura de +100 µp? en la dirección de espesor desde la parte central del espesor de la lámina se refiere a un área que* tiene un centro en el centro del espesor de la lámina y que tiene una dimensión de 200 µp\ en la dirección de espesor.
H2/H1 < 1.10 (B) s?? < 20 (C) H20/H10 < 1.10 (H) oH O < 20 (1) Además, aquí, la varianza es un valor obtenido usando una siguiente expresión (K) y que indica una distribución de la dureza de la martensita.
Xprom representa el valor promedio de la dureza, y Xi representa una i-ésima dureza.
Un valor de H2/H1 de 1.10 o más representa que la dureza de la martensita en la parte central del espesor de la lámina es 1.10 o más veces la dureza de la martensita en la parte de superficie del espesor de la lámina, y, en este caso, s? se vuelve 20 o más incluso después del estampado en caliente como se ilustra en la figura 2A. Cuando el valor de la H2/H1 es 1.10 o más, la dureza de la parte central del espesor de la lámina se vuelve demasiado alta, TS x ? se vuelve menos de 50000 MPa*% como se ilustra en la figura 2B, y una formabilidad suficiente no se puede obtener tanto antes del templado (es decir, antes del estampado en caliente) como después del templado (es decir, después del estampado en caliente). Además, teóricamente, hay un caso en el cual el limite inferior de la H2/H1 se vuelve el mismo en la parte central del espesor de la lámina y en la parte de superficie del espesor de la lámina a menos que se lleve a cabo un tratamiento térmico especial; sin embargo, en un proceso de producción real, cuando que considera la productividad, el limite inferior es, por ejemplo, hasta aproximadamente 1.005. Lo que se ha descrito anteriormente con respecto al valor de H2/H1 también se debe aplicar de una manera similar al valor de H20/H10.
Además, la varianza s? que es 20 o más incluso después del estampado en caliente indica que una dispersión de la dureza de la martensita es grande, y partes en las cuales la dureza es demasiado alta localmente existen. En este caso, TS x ? se vuelve menos de 50000 Pa»% como se ilustra en la figura 2B, y una formabilidad suficiente del acero estampado en caliente no se puede obtener. Lo que se ha descrito anteriormente con respecto al valor de la s? también se debe aplicar de una manera similar al valor de la oHMO .
En el acero estampado en caliente de conformidad con la modalidad, la fracción de área de la ferrita en una estructura metalografica después del estampado en caliente es 40% a 90%. Cuando la fracción de área de la ferrita es menor que 40%, u alargamiento suficiente o una capacidad de expansión de agujero suficiente no se pueden obtener. Por otra parte, cuando la fracción de área de la ferrita excede 90%, la martensita se vuelve insuficiente, y una resistencia suficiente no se puede obtener. Por lo tanto, la fracción de área de la ferrita en el acero estampado en caliente se fija a 40% a 90%. Además, la estructura metalográfica del acero estampado en caliente también incluye la martensita, una fracción de área de la martensita es 10% a 60%, y un total de la fracción de área de la ferrita y la fracción de área de la martensita es 60% o más. Todas las partes o partes principales de la estructura metalográfica del acero estampado en caliente son ocupadas por la ferrita y la martensita, y además, uno o más de una perlita, una bainita como remanente y una austenita retenida pueden ser incluidas en la estructura metalográfica . Sin embargo, cuando la austenita retenida permanece en la estructura metalográfica, una fragilidad de trabajo secundaria y una característica de fractura retardada es probable que se degraden. Por lo tanto, es preferible que la austenita retenida sustancialmente no esté incluida; sin embargo, inevitablemente, 5% o menos de la austenita retenida en una relación de volumen puede ser incluida. Puesto que la perlita es una estructura dura y quebradiza, es preferible no incluir la perlita en la estructura metalográfica ; sin embargo, inevitablemente, hasta 10% de la perlita en una fracción de área puede ser incluida. Además, la cantidad de la bainita como remanente es preferiblemente 40% o menos en una fracción de área con respecto a una región que excluye la ferrita y la martensita. Aquí, las estructuras metalográficas de la ferrita, la bainita como remanente y la perlita se observaron a través de grabado al aguafuerte con Nital, y la estructura metalográfica de la martensita se observó a través de grabado con reactivo de Le Pera. En ambos casos, una 1/4 parte del espesor de la lámina se observó a una amplificación de 1000 veces. La relación de volumen de la austenita retenida se midió con un aparato de difracción de rayos X después de pulir la lámina de acero hasta la 1/4 parte del espesor de la lámina. La 1/4 parte del espesor de la lámina se refiere a una 1/4 parte del espesor de la lámina de acero lejos de una superficie de la lámina de acero en una dirección de espesor de la lámina de acero en la lámina de acero.
En la modalidad, la dureza de la martensita medida a una amplificación de 1000 veces es especificada usando un nanoindentador . Puesto que una indentación formada en una prueba de dureza de Vickers ordinaria es mayor que la martensita, de conformidad con la prueba de dureza de Vickers, mientras que una dureza macroscópica de la martensita y estructuras periféricas de la misma (ferrita y similares) se puede obtener, no es posible obtener la dureza de la martensita misma. Puesto que la formabilidad (capacidad de expansión de agujero) es significativamente afectada por la dureza de la martensita misma, es difícil evaluar suficientemente la formabilidad sólo con una dureza de Vickers. Por el contrario, en la modalidad, puesto que se provee una relación apropiada de la dureza de la martensita en el acero estampado en caliente medida con el nanoindentador, es posible obtener una formabilidad extremadamente favorable.
Además, en la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente antes del estampado en caliente y el acero estampado en caliente, como resultado de observar MnS en un lugar de 1/4 del espesor de la lámina y en la parte central del espesor de la lámina, se encontró que es preferible que una fracción de área del MnS que tiene un diámetro de circulo equivalente de 0.1 µp\ a 10 m es 0.01% o menos, y, como se ilustra en la figura 3, una siguiente expresión (D) ( (J) también) se satisface a fin de satisfacer favorablemente y establemente la condición de TS x ? = 50000 MPa*%. Cuando el MnS que tiene un diámetro de circulo equivalente de 0.1 µp? o más existe durante una prueba de capacidad de expansión de agujero, puesto que el esfuerzo se concentra en la vencindad del mismo, es probable que ocurra agrietamiento. Una razón para no contar el MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de menos de 0.1 m es que un efecto sobre la concentración de esfuerzo es pequeño. Además, una razón para no contar el MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de más de 10 µp? es que el MnS que tiene el tamaño de grano anteriormente descrito es incluido en la lámina de acero, el tamaño de grano es demasiado grande, y la lámina de acero se vuelve inadecuada para trabajar. Además, cuando la fracción de área del MnS que tiene el diámetro del circule equivalente de 0.1 µp? a 10 m excede 0.01%, ya que se vuelve fácil que las grietas finas generadas debido a la concentración de esfuerzo se propaguen, la capacidad de expansión de agujero además se deteriora, y hay un caso en el cual la condición de TS x ? 50000 MPa*% no se satisface. Aquí, "ni" y "nlO" son densidades en número del MnS que tienen el diámetro del círculo equivalente de 0.1 µp? a 10 µp? en la 1/4 parte del espesor de la lámina en el acero estampado en caliente y la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente respectivamente, y "n2" y "n20" son densidades en número del MnS que tienen el diámetro del círculo equivalente de 0.1 µ?? a 10 µp? en la parte central del espesor de la lámina en el acero estampado en caliente y la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente respectivamente. n2 ni < 1.5 (D) n20/nl0 < 1.5 (J) Estas relaciones son todas ellas idénticas a la lámina de acero antes del estampado en caliente, la lámina de acero después del estampado en caliente, y el acero estampado en caliente.
Cuando la fracción de área del MnS que tiene el diámetro del círculo equivalente de 0.1 µp\ a 10 µ?? es mayor que 0.01% después del estampado en caliente, es probable que la formabilidad se degrade. El límite inferior de la fracción de área del MnS no es particularmente especificado, sin embargo, 0.0001% o más del MnS está presente debido a un método de medición descrito más adelante, una limitación de una amplificación y un campo visual, y una cantidad original de Mn o el S. Además, un valor de una n2/nl (o una n20/nl0) que es 1.5 o más representa que una densidad en número del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 pm a 10 pm en la parte central del espesor de la lámina del acero estampado en caliente (o la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente antes del estampado en caliente) es 1.5 o más veces la densidad en número del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 pm a 10 pm en la 1/4 parte del espesor de la lámina del acero estampado en caliente (o la lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente antes del estampado en caliente). En este caso, es probable que la formabilidad se degrade debido a una segregación del MnS en la parte central del espesor de la lámina del acero estampado en caliente (o la lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente antes del estampado en caliente) . En la modalidad, el diámetro del circulo equivalente y densidad en número del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 m a 10 pm se midieron con un microscopio electrónico de barrido de emisión de campo (Fe-SEM) fabricado por JEOL Ltd. En una medición, una amplificación fue 1000 veces, y un área de medición del campo visual se fijó a 0.12 x 0.09 mm2 (= 10800 pm2* 10000 µp?2) . Diez campos visuales se observaron en la 1/4 parte del espesor de la lámina, y diez campos visuales se observaron en la parte central del espesor de la lámina. La fracción de área del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 µp a 10 µp? se calculó con software de análisis de partículas. En el acero estampado en caliente para el cual la lámina de acero laminada en frío para estampada en caliente se usa de conformidad con la modalidad, la forma (forma y número) del MnS formado antes del estampado en caliente es la misma antes y después del estampado en caliente. La figura 3 es una vista que ilustra una relación entre la n2/nl y TS x ? después del estampado en caliente y una relación entre una n20/nl0 y TS x ? antes del estampado en caliente y, de conformidad con la figura 3, la n20/nl0 de la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente y la n2/nl del acero estampado en caliente son casi las mismas. Esto se debe a que la forma del MnS no cambia a una temperatura de calentamiento de un estampado en caliente, generalmente.
Cuando el estampado en caliente se lleva a cabo sobre la lámina de acero que tiene la configuración anteriormente descrita, es posible realizar una resistencia a la tensión de 500 MPa a 1500 MPa, y un efecto de mejora de formabilidad significativo se obtiene en el acero estampado en caliente que tiene la resistencia a la tensión de aproximadamente 550 MPa a 1200 MPa.
Además, es preferible formar un galvanizado, un galvanizado-recocido, un electrogalvanizado o un aluminizado sobre una superficie del acero estampado en caliente para el cual la lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente se usa de conformidad con la modalidad en términos de prevención de herrumbre. Una formación del enchapado anteriormente descrito no altera los efectos de la modalidad. Los enchapados anteriormente descritos se pueden llevar a cabo con un método bien conocido.
En lo sucesivo, un método para producir el acero estampado en caliente para el cual la lámina de acero laminada en frío (una lámina de acero laminada en frió, una lámina de acero galvanizada laminada en frío, una lámina de acero laminada en frió galvanizada, una lámina de acero laminada en frío electrogalvanizada y una lámina de acero laminada en frió aluminizada) para estampado en caliente se usa de conformidad con la modalidad se describirán.
Cuando se produce el acero estampado en caliente para el cual la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente se usa de conformidad con la modalidad, como una condición ordinaria, un acero fundido de un proceso de fusión en un convertidor es colado continuamente, produciendo asi una placa. En el colado continuo, cuando una velocidad de colado es rápida, un precipitado de Ti y similares se vuelve demasiado fino y, cuando la velocidad de colado es lenta, una productividad se deteriora, y como consecuencia, una estructura metalográfica del precipitado anteriormente descrito es engrosado y el número de partículas en la estructura metalográfica disminuye, y por lo tanto, hay un caso en que otras características tales como una fractura retardada no pueden ser controladas. Por lo tanto, la velocidad de colado es deseablemente 1.0 m/minuto a 2.5 m/minuto .
La placa después del colado puede ser sometida a laminado en caliente como tal. Alternativamente, en un caso en el cual la placa después el enfriamiento ha sido enfriada a menos de 1100°C, es posible recalentar la placa después del enfriamiento a 1100°C a 1300°C en un horno de túnel o similar y someter la placa a laminado en caliente. Cuando una placa temperatura es menor que 1100°C, es difícil asegurar una temperatura de acabado en el laminado en caliente, que causa una degradación del alargamiento. Además, en el acero estampado en caliente para el cual se usa una lámina de acero para estampado en caliente a la cual se añaden Ti y Nb, puesto que una disolución del precipitado se vuelve insuficiente durante el calentamiento, que causa una disminución en una resistencia. Por otra parte, cuando la temperatura de calentamiento es mayor que 1300°C, una generación de una incrustación se vuelve grande, y hay un caso en el cual no es posible hacer favorable una propiedad de superficie del acero estampado en caliente para el cual se usa la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente .
Además, para disminuir la fracción de área del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 µ??? a 10 µp?, cuando la cantidad de Mn y la cantidad de S en el acero están representadas respectivamente por [Mn] y [S] en % en masa, es preferible que una temperatura T (°C) de un horno de calentamiento antes de llevar a cabo laminado en caliente, un tiempo en horno t (minutos) , [Mn] y [S] satisfaga una siguiente expresión (G) como se ilustra en la figura 6.
T x ln(t) / (1.7 x [Mn] + [S]) > 1500 (G) Cuando T x ln(t) / (1.7 x [Mn] + [S] ) es igual a o menor que 1500, la fracción de área del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 ym a 10 µ? se vuelve grande, y hay un caso en el cual una diferencia entre la densidad en número del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 µp? a 10 µp? en la 1/4 parte del espesor de la lámina y la densidad en número del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 µp? a 10 µp? en la parte central del espesor de la lámina se vuelve grande. La temperatura del horno de calentamiento antes de llevar a cabo laminado en caliente se refiere a una temperatura de extracción en un lado de salida del horno de calentamiento, y el tiempo en horno se refiere a un tiempo transcurrido desde una inserción de la placa en el horno de calentamiento caliente a una extracción de la placa desde el horno de calentamiento. Puesto que el MnS no cambia incluso después del estampado en caliente como se describió antes, es preferible satisfacer la expresión (G) en un proceso de calentamiento antes del laminado en caliente.
Enseguida, el laminado en caliente se lleva a cabo de conformidad con un método convencional. En este tiempo, es deseable llevar a cabo laminado en caliente sobre la placa a la temperatura de acabado (la temperatura al final del laminado en caliente) que se fija en el intervalo de una temperatura de Ar3 a 970 °C. Cuando la temperatura de acabado es menor que la temperatura de Ar3, el laminado en caliente se vuelve una región de dos fases laminado ( + ?) (región de dos fases laminado de la ferrita + la martensita), y hay una preocupación de que el alargamiento se puede degradar. Por otra parte, cuando la temperatura de acabado excede 970°C, un tamaño de grano de austenita es engrosado, y la fracción de la ferrita se vuelve pequeña, y por lo tanto, hay una preocupación de que el alargamiento se puede degradar. Una instalación de laminado en caliente puede tener una pluralidad de cajas.
Aquí, the temperatura de Ar3 se estimó a partir de un punto de inflexión de una longitud de un espécimen de prueba después de llevar a cabo una prueba de Formastor.
Después del laminado en caliente, el acero es enfriado a una velocidad de enfriamiento promedio de 20°C/segundo a 500 °C/segundo, y se devana a una temperatura de devanado predeterminada CT. En un caso en el cual la tasa de enfriamiento promedio es menor que 20 °C/segundo, la perlita que causa la degradación de la ductilidad es probable que se forme. Por otra parte, un limite superior de la velocidad de enfriamiento no es particularmente especificado y se fija a aproximadamente 500 °C/segundo en consideración de una especificación de instalación, pero no se limita a la misma .
Después del devanado, el decapado se lleva a cabo, y laminado en frió se lleva a cabo. En este tiempo, para obtener un intervalo que satisfaga la expresión (C) anteriormente descrita como se ilustra en la figura 4, el laminado en frió se lleva a cabo bajo una condición en la cual una siguiente expresión (E) se satisface. Cuando las condiciones para recocido, enfriamiento y similares descrita más adelante son además satisfechas después del laminado anteriormente descrito, TSx ? 50000 MPa«% se asegura en la lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente antes del estampado en caliente y/o el acero estampado en caliente. Desde el punto de vista de la productividad, el laminado en frió deseablemente se lleva a cabo con un laminador en tándem en el cual una pluralidad de laminadores están dispuestos linealmente, y la lámina de acero es continuamente laminada en una sola dirección, obteniendo asi un espesor predeterminado. 1.5 x rl / r + 1.2 x r2 / r + r3 / r > 1.0 (E) Aquí, la "ri" representa una reducción de laminado en frió individual objetivo (%) en una i-ésima caja (i = 1, 2, 3) desde una caja que está más arriba en el laminado en frió, y la "r" representa una reducción de laminado en frió total objetivo (%) en el laminado en frío. La reducción de laminado en frío total es una denominada reducción acumulada, y sobre una base del espesor de la lámina en una entrada de una primera caja, es un porcentaje de la reducción acumulada (una diferencia entre el espesor de la lámina en la entrada antes una primera pasada y el espesor de la lámina en una salida después de una pasada final) con respecto a la base anteriormente descrita.
Cuando el laminado en frío se lleva a cabo bajo las condiciones en las cuales la expresión (E) se satisface, es posible dividir suficientemente la perlita en el laminado en frío incluso cuando existe una perlita grande antes del laminado en frió. Como resultado, es posible quemar la perlita o suprimir la fracción de área de la perlita a un mínimo a través del recocido llevado a cabo después del laminado en frío, y por lo tanto se vuelve fácil para obtener una estructura en la cual una expresión (B) y una expresión (C) se satisfacen. Por otra parte, en un caso en el cual la expresión (E) no se satisface, las reducciones de laminado en frío en cajas de flujo superior no son suficientes, es probable que quede la perlita grande, y no es posible formar una martensita deseada en el siguiente recocido. Además, los inventores encontraron que, cuando la expresión (E) se satisface, una forma obtenida de la estructura de la martensita después del recocido se mantiene casi en el mismo estado incluso después de llevar a cabo el estampado en caliente, y por lo tanto el acero estampado en caliente para el cual la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente se usa de conformidad con la modalidad se vuelve ventajoso en términos del alargamiento o la capacidad de expansión de agujero incluso después del estampado en caliente. En un caso en el cual el acero estampado en caliente para el cual la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente se usa de conformidad con la modalidad es calentada hasta la región de dos fases en el estampado en caliente, una fase dura que incluye la martensita antes del estampado en caliente se convierte en una estructura de austenita, y la ferrita antes del estampado en caliente permanece como tal. El carbono (C) en la austenita no se mueve a la ferrita periférica. Después de eso, cuando se enfría, la austenita se convierte en una fase dura que incluye la martensita. Es decir, cuando la expresión (E) se satisface y la H2/H1 (o H20/H10) anteriormente descrita está en un intervalo predeterminado, el H2/H1 se mantiene incluso después del estampado en caliente y el acero estampado en caliente se vuelve excelente en términos de la formabilidad .
En la modalidad, r, rl, r2 y r3 son las reducciones de laminado en frió objetivo. Generalmente, el laminado en frió se lleva a cabo mientras se controla la reducción de laminado en frió objetivo y una reducción de laminado en frió real para volverse sustancialmente el mismo valor. No es preferible llevar a cabo el laminado en frió en un estado en el cual la reducción de laminado en frío real necesariamente se hace que sea diferente de la reducción de laminado en frío objetivo. Sin embargo, en un caso en el cual hay una gran diferencia entre una reducción de laminado objetivo y una reducción de laminado real, es posible considerar que la modalidad se lleva a cabo cuando la reducción de laminado en frío real satisface la expresión (E) . Además, la reducción de laminado en frío real es preferiblemente dentro de ±10% de la reducción de laminado en frío.
Después del laminado en frió, una recristalización es causada en la lámina de acero llevando a cabo el recocido. El recocido forma una martensita deseada. Además, con respecto a una temperatura de recocido, es preferible llevar a cabo el recocido calentando la lámina de acero a 700°C a 850°C, y enfriar la lámina de acero a una temperatura ambiente o una temperatura a la cual un tratamiento de superficie tal como el galvanizado se lleva a cabo. Cuando el recocido se lleva a cabo en el intervalo anteriormente descrito, es posible asegurar establemente una fracción de área predeterminada de la ferrita y una fracción de área predeterminada de la martensita, para fijar establemente un total de la fracción de área de la ferrita y la fracción de área de la martensita a 60% o más, y para contribuir a una mejora de TS x ?. Otras condiciones de recocido no son particularmente especificadas, pero un tiempo de retención a 700°C a 850°C es preferiblemente 1 segundo o más siempre que la productividad no sea alterada para obtener confiablemente una estructura predeterminada, y también es preferible determinar apropiadamente una velocidad de incremento de temperatura en el intervalo de l°C/segundo a un limite superior de una capacidad de la instalación, y determinar apropiadamente la velocidad de enfriamiento en el intervalo de l°C/segundo al limite superior de la capacidad de la instalación. En un proceso de laminado de temple, el laminado de temple se lleva a cabo con un método convencional. Una relación de alargamiento del laminado de temple es, generalmente, aproximadamente 0.2% a 5%, y es preferible dentro de un intervalo "en el cual un alargamiento en el punto de deformación se evita y la forma de la lámina de acero puede ser corregida.
Como . una condición aún más preferible de la modalidad, cuando la cantidad de C ( % en masa), la cantidad de Mn (% en masa), la cantidad de Si (% en masa) y la cantidad de Mo (% en masa) del acero son representadas por [C] , [Mn] , [Si] y [Mo] respectivamente, con respecto a la temperatura de devanado CT, es preferible satisfacer una siguiente expresión (F) . 560 - 474 x [C] - 90 x [Mn] - 20 x [Cr] - 20 x [Mo] < CT < 830 - 270 x [C] - 90 x [Mn] - 70 x [Cr] - 80 x [Mo] (F) Como se ilustra en la figura 5A, cuando la temperatura de devanado CT es menor que "560 - 474 x [C] - 90 x [Mn] - 20 x [Cr] - 20 x [Mo]", la martensita se forma excesivamente, la lámina de acero se vuelve demasiado dura, y hay un caso en el cual el siguiente laminado en frío se vuelve difícil. Por otra parte, como se ilustra en la figura 5B, cuando la temperatura de devanado CT excede "830 - 270 x [C] - 90 x [Mn] - 70 x [Cr] - 80 x [Mo]", una estructura en bandas de la ferrita y la perlita es probable que se forme, y además, una fracción de la perlita en la parte central del espesor de la lámina es probable que se incremente. Por lo tanto, una uniformidad de una distribución de la martensita formada en el siguiente recocido se degrada, y se vuelve difícil satisfacer la expresión (C) anteriormente descrita. Además, hay un caso en el cual se vuelve difícil que la martensita se forme en una cantidad suficiente.
Cuando la expresión (F) se satisface, la ferrita y la fase dura tienen una forma de distribución ideal antes del estampado en caliente como se describió antes. En este caso, cuando un calentamiento de región de dos fases se lleva a cabo en el estampado en caliente, la forma de distribución se mantiene como se describió antes. Si es posible asegurar de manera más confiable la estructura metalográfica anteriormente descrita al satisfacer la expresión (F), la estructura metalográfica se mantiene incluso después del estampado en caliente, y el acero estampado en caliente se vuelve excelente en términos de la formabilidad .
Además, para mejorar la capacidad de prevención de herrumbre, también es preferible incluir un proceso de galvanizado en el cual se forme un galvanizado entre un proceso de recocido y el proceso de laminado de temple, y formar el galvanizado sobre una superficie de la lámina de acero laminada en frío. Además, también es preferible incluir un proceso de aleación en el cual un tratamiento de aleación se realiza después del galvanizado. En un caso en el cual el tratamiento de aleación se realiza, un tratamiento en el cual una superficie galvanizada se lleva a contacto con una sustancia que oxida una superficie de una lámina tal como vapor de agua, espesando así una película oxidada, se puede llevar a cabo además sobre la superficie.
También es preferible incluir, por ejemplo, un proceso de electrogalvanizado en el cual un electrogalvanizado se forma después del proceso de laminado de temple así como el galvanizado y el galvanizado-recocido y para formar un electrogalvanizado sobre la superficie de la lámina de acero laminada en frío. Además, también es preferible incluir, en lugar del galvanizado, un proceso de aluminizado en el cual un aluminizado se forma entre el proceso de recocido y el proceso de laminado de temple, y formar el aluminizado sobre la superficie de la lámina de acero laminada en frío. El aluminizado es generalmente aluminizado por inmersión en caliente, lo cual es preferible.
Después de una serie de los tratamientos anteriormente descritos, el estampado en caliente se lleva a cabo calentando la lámina de acero a 700°C a 1000°C. En el proceso de estampado en caliente, el estampado en caliente deseablemente se lleva a cabo, por ejemplo, bajo las siguientes condiciones. Primero, la lámina de acero es calentada hasta 700°C a 1000°C a la velocidad de incremento de temperatura de 5°C/segundo a 500°C/segundo, y el estampado en caliente (un proceso de estampado en caliente) se lleva a cabo después del tiempo de retención de 1 segundo a 120 segundos. Para mejorar la formabilidad, la temperatura de calentamiento es preferiblemente una temperatura de AC3 o menos. La temperatura de AC3 se estimó a partir del punto de inflexión de la longitud del espécimen de prueba después de llevar a cabo la prueba de Formastor. Posteriormente, la lámina de acero se enfria, por ejemplo, a la temperatura ambiente a 300°C a la velocidad de enfriamiento de 10°C/segundo a 1000 °C/segundo (templado en el estampado en caliente) .
Cuando la temperatura de calentamiento en el proceso de estampado en caliente es menor que 700°C, el templado no es suficiente, y como consecuencia, la resistencia no puede ser asegurada, lo cual no es preferible. Cuando la temperatura de calentamiento es mayor que 1000°C, la lámina de acero se vuelve demasiado blanda y, en un caso en el cual un enchapado, particularmente enchapado de zinc, se forna sobre la superficie de la lámina de acero, y la lámina, hay una preocupación de que el zinc puede ser evaporado y quemado, lo cual no es preferible. Por lo tanto, la temperatura de calentamiento en el estampado en caliente es preferiblemente 700°C a 1000°C. Cuando la velocidad de incremento de temperatura es menor que 5°C/segundo, puesto que es difícil controlar el calentamiento en el estampado en caliente, y la productividad significativamente se degrada, es preferible llevar a cabo el calentamiento a la velocidad de incremento de temperatura de 5°C/segundo o más. Por otra parte, un límite superior de la velocidad de incremento de temperatura de 500 °C/segundo depende de una capacidad de calentamiento actual, pero no es necesario limitarla a la misma. A la velocidad de enfriamiento de menos de 10 °C/segundo, puesto que el control de velocidad del enfriamiento después del proceso de estampado en caliente es difícil, y la productividad también se degrada significativamente, es preferible llevar a cabo el enfriamiento a la velocidad de enfriamiento de 10°C/segundo o más. Un límite superior de la velocidad de enfriamiento de 1000 °C/segundo depende de una capacidad de enfriamiento actual, pero no es necesario limitarla a la misma. Una razón para establecer un tiempo hasta el estampado en caliente después de un incremento en la temperatura a 1 segundo o más es una capacidad de control de proceso actual (un límite inferior de una capacidad de la instalación) , y una razón para establecer el tiempo hasta el estampado en caliente después del incremento en la temperatura a 120 segundos o menos es evitar una evaporación del zinc o similar en un caso en el cual el galvanizado o similar se forma sobre la superficie de la lámina de acero. Una razón para establecer la temperatura de enfriamiento a la temperatura ambiente a 300°C es asegurar suficientemente la martensita y asegurar la resistencia del acero estampado en caliente.
La figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra el método para producir el acero estampado en caliente para el cual una lámina de acero laminada en frió para estampado en caliente de conformidad con una modalidad de la presente invención se usa. Los signos de referencia SI a S13 en el dibujo respectivamente corresponden al proceso individual anteriormente descrito.
En el acero estampado en caliente de la modalidad, la expresión (B) y la expresión (C) se satisfacen incluso después de llevar a cabo el estampado en caliente bajo la condición anteriormente descrita. Además, como consecuencia, es posible satisfacer condición de TS x ? = 50000 MPa*% incluso después de llevar a cabo el estampado en caliente.
Como se describió antes, cuando se satisfacen las condiciones anteriormente descritas, es posible fabricar el acero estampado en caliente en el cual la distribución de dureza o la estructura se mantiene incluso después del estampado en caliente, y como consecuencia la resistencia es asegurada y se puede obtener una capacidad de expansión de agujere más favorable.
Ej emplos El acero que tiene una composición descrita en la Tabla .1 se coló continuamente a una velocidad de colado de 1.0 m/minuto a 2.5 m/minuto, una placa se calentó en un horno de calentamiento bajo las condiciones mostradas en la Tabla 2 con un método convencional como tal o después de enfriar el acero una vez, y el laminado en caliente se llevó a cabo a una temperatura de acabado de 910°C a 930°C, produciendo asi una lámina de acero laminada en caliente. Después de eso, la lámina de acero laminada en caliente fue devanada a una temperatura de devanado CT descrita en la Tabla 1. Después de eso, decapado se llevó a cabo para remover una incrustación sobre una superficie de la lámina de acero, y un espesor de la lámina se hizo que fuera de 1.2 mm a 1.4 mm a través de laminado en frió. En este tiempo, el laminado en frió se llevó a cabo de modo que el valor de la expresión (E) se volviera un valor descrito en la Tabla 5. Después del laminado en frió, el recocido se llevó a cabo en un horno de recocido continuo a una temperatura de recocido descrita en la Tabla 2. En una parte de las láminas de acero, un galvanizado se formó adicionalmente a la mitad del enfriamiento después de un remojo en el horno de recocido continuo, y después un tratamiento de aleación se realizó adicionalmente en la parte de las láminas de acero, formando asi un galvanizado-recocido. Además, un electrogalvanizado o un aluminizado se formaron sobre la parte de las láminas de acero. Además, el laminado de temple se llevó a cabo a una relación de alargamiento de 1% de conformidad con un método convencional. En este estado, se tomó una muestra para evaluar calidades de material y similares antes del estampado en caliente, y se llevó a cabo una prueba de calidad de material o similar. Después de eso, para obtener un acero estampado en caliente que tiene una forma como se ilustra en la figura 7, el estampado en caliente en el cual una temperatura se incrementó a una velocidad de incremento de temperatura de 10°C/segundo a 100 °C/segundo, la lámina de acero se mantuvo a una temperatura de calentamiento de 780 °C durante 10 segundos, y se enfrió a una tasa de enfriamiento de 100 °C/segundo a 200°C o menos se llevó a cabo. Se cortó una muestra de un lugar de la figura 7 en una lámina de acero estampado en caliente obtenida, la prueba de calidad del material y similares se llevaron a cabo, y la resistencia a la tensión (TS) , el alargamiento (El), la relación de expansión de agujero (A) y similares se obtuvieron. Los resultados se describen en la Tabla 2, Tabla 3 (continuación de Tabla 2), Tabla 4 y Tabla 5 (continuación de Tabla 4). La relación de expansión de agujeros A en las tablas se obtuvo de una siguiente expresión (L) . ? (%) ={ (d' -d) /d} x 100 (L) d' : un diámetro de agujero cuando una grieta penetra el espesor de la lámina d: un diámetro de agujero inicial Además, con respecto a los tipos de enchapado en la Tabla 2, CR representa una lámina de acero laminada en frió no enchapada, GI representa que el galvanizado se forma, GA representa que el galvanizado-recocido se forma, EG representa que el electrogalvanizado se forma, y Al representa que el aluminizado se forma.
Además, las determinaciones G y B en las tablas tienen los siguientes significados.
G: se satisface una expresión de condición objetivo.
B: no se satisface la expresión de condición obj etivo .
Además, puesto que la expresión (H) , la expresión (I) y la expresión (J) son sustancialmente la misma que la expresión (B) , la expresión (C) y la expresión (D) respectivamente, en los encabezados de las tablas respectivas, la expresión (B) , la expresión (C) y la expresión (D) se describen como representativas.
Con base en los ejemplos anteriormente descritos, siempre que las condiciones de la presente invención se satisfagan, es posible obtener un acero estampado en caliente para el cual una lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente excelente, una lámina de acero galvanizada laminada en frío para estampado en caliente excelente, una lámina de acero laminada en frío galvanizada para estampado en caliente excelente, una lámina de acero laminada en frío electrogalvanizada para estampado en caliente excelente o una lámina de acero laminada en frío aluminizada para estampado en caliente excelente, todas las cuales satisfacen TS x ? > 50000 MPa»% se usa, incluso después del estampado en caliente.
Aplicabilidad industrial Puesto que el acero estampado en caliente, que se obtiene en la presente invención y para el cual la lámina de acero laminada en frío para estampado en caliente se usa, puede satisfacer TS x ? = 50000 MPa % después del estampado en caliente, el acero estampado en caliente tiene una trabaj abilidad de prensado alta y una resistencia alta, y satisface los requerimientos actuales para un vehículo tales como una reducción adicional del peso y una forma más complicada de un componente.
Breve descripción de , los símbolos de referencia SI: PROCESO DE FUSIÓN S2 : PROCESO DE COLADO S3: PROCESO DE CALENTAMIENTO S4: PROCESO DE LAMINADO EN CALIENTE S5: PROCESO DE DEVANADO S6: PROCESO DE DECAPADO S7 : PROCESO DE LAMINADO EN FRÍO S8: PROCESO DE RECOCIDO S9: PROCESO DE LAMINADO DE TEMPLE S10: PROCESO DE GALVANIZADO Sil: PROCESO DE ALEACIÓN S12: PROCESO DE ALUMINIZADO S13: PROCESO DE ELECTROGALVANIZADO Tabla 1 Tabla 1 (continuación) Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4 Tabla 5 89 09 19

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un acero estampado en caliente que comprende, en % en masa: C: 0.030% a 0.150%; Si: 0.010% a 1.00%; Mn: 1.50% a 2.70%; P: 0.001% a 0.060%; S: 0.001% a 0.010%; N: 0.0005% a 0.0100%; Al: 0.010% a 0.050%, y opcionalmente uno o más de B: 0.0005% a 0.0020%; Mo: 0.01% a 0.50%; Cr: 0.01% a 0.50%; V: 0.001% a 0.100%; Ti: 0.001% a 0.100%; Nb: 0.001% a 0.050%; Ni: 0.01% a 1.00%; Cu: 0.01% a 1.00%; Ca: 0.0005% a 0.0050%; REM: 0.0005% a 0.0050%, y el resto incluyendo Fe e impurezas inevitables, en donde cuando [C] representa una cantidad de C en % en masa, [Si] representa una cantidad de Si en % en masa, y [Mn] representa una cantidad de Mn en % en masa, una siguiente expresión (A) se satisface, una estructura metalográfica después de un estampado en caliente incluye 40% a 90% de una ferrita y 10% a 60% de una martensita en una fracción de área, un total de una fracción de área de la ferrita y una fracción de área de la martensita es 60% o más, la estructura metalográfica opcionalmente además incluye uno o más de 10% o menos de una perlita en una fracción de área, 5% o menos de una austenita retenida en una relación de volumen, y menos de 40% de una bainita como un resto en una fracción de área, una dureza de la martensita medida con un nanoindentador satisface una siguiente expresión (B) y una siguiente expresión (C) , TS x ? que es un producto de a resistencia a la tensión TS y una relación de expansión de agujero ? es 50000 MPa»% o más, (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] > 11 (A) , H2/H1 < 1.10 (B) , oH <20 (C) , y la Hl es una dureza promedio de la martensita en una parte de superficie de un espesor de la lámina después del estampado en caliente, la H2 es una dureza promedio de la martensita en una parte central del espesor de la lámina que es un área que tiene una anchura de 200 µp? en una dirección de espesor en un centro del espesor de la lámina después del estampado en caliente, y la s?? es una varianza de la dureza promedio de la martensita en la parte central del espesor de la lámina después del estampado en caliente.
2. El acero estampado en caliente de conformidad con la reivindicación 1, en donde una fracción de área de MnS que existe en el acero estampado en caliente y que tiene un diámetro de circulo equivalente de 0.1 µp\ a 10 µ?? es 0.01% o menos, una siguiente expresión (D) se satisface, n2/nl < 1.5 (D), y la ni es una densidad en número promedio por 10000 µ?a2 del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 µp? a 10 µp? en una 1/4 parte del espesor de la lámina después del estampado en caliente, y la n2 es una densidad en número promedio por 10000 µp\2 del MnS que tiene el diámetro del circulo equivalente de 0.1 µp? a 10 µp? en la parte central del espesor de la lámina después del estampado en caliente.
3. El acero estampado en caliente de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde un galvanizado por inmersión en caliente se forma sobre una superficie de la misma .
4. El acero estampado en caliente de conformidad con la reivindicación 3, en donde un galvanizado-recocido se forma sobre una superficie del galvanizado por inmersión en caliente .
5. El acero estampado en caliente de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde un electrogalvanizado se forma sobre una superficie de la misma.
6. El acero estampado en caliente de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde un aluminizado se forma sobre una superficie de la misma.
7. Un método para producir un acero estampado en caliente, el método comprendiendo: colado de un acero fundido que tiene una composición química de conformidad con la reivindicación 1 y obtención de un acero; calentamiento del acero; laminado en caliente del acero con un laminador en caliente que incluye una pluralidad de cajas; devanado del acero después del laminado en caliente ; decapado del acero después del devanado; laminado en frío del acero con un laminador en frío que incluye una pluralidad de cajas después del decapado bajo una condición que satisface una siguiente expresión (E) ; recocido en el cual el acero es recocido "ba o 700°C a 850°C y enfriado después del laminado en fríe- laminado de temple del acero después de enfriado después del recocido; estampado en caliente en el cual el acero es calentado a un intervalo de temperatura de 700°C a 1000°C después del laminado de temple, estampado en caliente dentro del intervalo de temperatura, y posteriormente enfriado a una temperatura ambiente o más y 300°C o menos, 1.5 x rl / r + 1.2 x r2 / r + r3 / r > 1.0 ( E ) , y la ri (i = 1, 2, 3) representa una reducción de laminado en frío individual objetivo en una i-ésima caja (i = 1, 2, 3) con base en una caja que está más arriba en la pluralidad de cajas en el laminado en frió en unidades de %, y la r representa una reducción de laminado en frió total en el laminado en frío en unidades de %.
8. El método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con la reivindicación 7, en donde cuando CT representa una temperatura de devanado en el devanado en unidades de °C, [C] representa la cantidad de C en % en masa, [Mn] representa la cantidad de Mn en % en masa, [Si] representa la cantidad de Si en % en masa, y [Mo] representa la cantidad de Mo en % en masa en la lámina de acero, una siguiente expresión (F) se satisface, 560 - 474 x [C] - 90 x [Mn] - 20 x [Cr] - 20 x [Mo] < CT < 830 - 270 x [C] - 90 x [Mn] - 70 x [Cr] - 80 x [Mo] (F) .
9. El método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con la reivindicación 8, en donde cuando T representa una temperatura de calentamiento en el calentamiento en unidades de °C, t representa un tiempo en horno en el calentamiento en unidades de minutos, [Mn] representa la cantidad de Mn en % en masa, y [S] representa una cantidad de S en % en masa en la lámina de acero, una siguiente expresión (G) se satisface. T x ln(t) / (1.7 x [Mn] + [S] ) > 1500 (G)
10. El método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que además comprende: galvanizado del acero entre el recocido y el laminado de temple.
11. El método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con la reivindicación 10, que además comprende : aleación del acero entre el galvanizado y el laminado de temple.
12. El método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que además comprende: electrogalvanizado del acero después del laminado de temple.
13. El método para producir el acero estampado en caliente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, que además comprende: aluminizado del acero entre el recocido laminado de temple. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Cuando el contenido de carbono, el contenido de silicio y el contenido de manganeso de este articulo moldeado estampado en caliente se expresan como [C] , [Si] y [Mn] , respectivamente, en términos de unidades de % en masa, se sostiene una relación de (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] > 11, y la estructura del metal después del estampado en caliente contiene ferrita a 40% a 90% y martensita a 10% a 60% por relación de área, y la suma de la relación de área de la ferrita y la relación de área de la martensita es por lo menos 60%. Además, la dureza de la martensita, como se mide por un nanoindentador , satisface H2/H1 < 1.10 y oHM < 20, y TS x ?, que es el producto de la resistencia a la tensión (TS) y la tasa de expansión de agujero (?) , es por lo menos 50000 MPa«%.
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