MX2014008431A - Lamina de acero laminada en frio y metodo para la produccion de la misma. - Google Patents

Lamina de acero laminada en frio y metodo para la produccion de la misma.

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MX2014008431A
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Kaoru Kawasaki
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Toshimasa Tomokiyo
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Abstract

Cuando el contenido de carbono, el contenido de silicio y el contenido de manganeso de esta lámina de acero laminada en frío 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] > 10, y la estructura del metal contiene ferrita a 40% a 90% y martensita a 10% a 60% por relación de área, y además contiene uno o más de perlita a 10% o menos por relación de área, austenita retenida a 5% o menos por relación de volumen, y bainita a 20% o menos por relación de área. Además, la dureza de la martensita, como se mide por un nanoindentador, satisface H20/H10 < 1.10 y sHM0 < 20, y TS x ?, que está representada por el producto de la resistencia a la tensión (TS) y tasa de expansión de agujero (?), es por lo menos 50000 MPa • %.

Description

LÁMINA DE ACERO LAMINADA EN FRÍO Y MÉTODO PARA LA PRODUCCIÓN DE LA MISMA Campo técnico de la invención] La presente invención se refiere a una lámina de acero laminada en frío que tiene excelente formabilidad antes del estampado en caliente y/o después del estampado en caliente, y un método de. fabricación de la misma. La lámina de acero laminada en frío de la presente invención incluye una lámina de acero laminada en frió, una lámina de acero laminada en frío galvanizada por inmersión en caliente, una lámina de acero laminada en frió galvanizada, una lámina de acero laminada en frío electrogalvanizada and una lámina de acero laminada en frío aluminizada.
Se reclama prioridad sobre la Solicitud de Patente Japonesa No. 2012-004551, presentada el 13 de enero de 2012, y cuyo contenido es incorporado aquí por referencia.
Técnica relacionada .
Actualmente, se requiere que una lámina de acero para un vehículo sea mejorada para seguridad en colisiones y que tenga un peso reducido. Actualmente, existe demanda de una lámina de acero de mayor resistencia además de láminas de acero de clase 980 MPa (980 MPa o superior) y láminas de acero de clase 1180 MPa (1180 MPa o superior) en términos de resistencia a la tensión. Por ejemplo, existe demanda de una lámina de acero que tenga una resistencia a la tensión de más de 1.5 GPa. En la circunstancia anteriormente descrita, el estampado en caliente (también llamado prensado en caliente, templado con dado, templado con presión o similar) está llamando la atención como un método para obtener 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 de 750°C o superior, formada en caliente (trabajada) para mejorar la formabilidad de la lámina de acero de alta resistencia, y después enfriada para templar lámina de acero, obteniendo asi las calidades de material deseadas .
Una lámina de acero que tiene una ferrita y martensita, una lámina de acero que tiene una ferrita y bainita, una lámina de acero que contiene austenita retenida en la estructura o similar se conoce como una lámina de acero que tiene tanto formabilidad por prensado como alta resistencia. Entre las láminas de acero anteriormente descritas, una lámina de acero de fases múltiples que tiene martensita dispersada en una base de ferrita (lámina de acero incluyendo ferrita y martensita, es decir, lámina de acero DP) tiene una relación de bajo rendimiento y alta resistencia a la tensión, y además, 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 ferrita y martensita, y es probable que se origine agrietamiento desde la interfaz. Además, una lámina de acero que tiene las fases múltiples anteriormente descritas no es capaz de presentar resistencia a la tensión de clase 1.5 GPa.
Por ejemplo, los Documentos de Patente 1 a 3 describen lámina de acero de fase múltiple como se describió antes. Además, los Documentos de Patente 4 a 6 describen la relación entre la dureza y formabilidad de una lámina de acero de alta resistencia.
Sin embargo, incluso con las técnicas anteriormente descritas de la técnica relacionada, es difícil satisfacer los requerimientos actuales para un vehículo tales como reducción adicional de peso, incremento adicional en resistencia 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 La presente invención se ha hecho en consideración del problema anteriormente descrito. Es decir, un objeto de la presente invención es proveer una lámina de acero laminada en frió que tiene excelente formabilidad y es capaz de obtener capacidad de expansión de agujero favorable junto con resistencia, y un método de fabricación de la misma. Además, otro objeto de la presente invención es proveer una lámina de acero laminada en frió capaz de asegurar una resistencia de 1.5 GPa o más, prefe iblemente 1.8 GPa o más, y 2.0 GPa o más después de la formación por estampado en caliente y de obtener más capacidad de expansión de agujero favorable, y un método de fabricación de la misma.
Medios para resolver el problema Los inventores de la presente llevaron a cabo estudios intensivos referentes a una lámina de acero de alta resistencia laminada en frió que asegura resistencia antes del estampado en caliente (antes de calentar en un proceso de estampado en caliente incluyendo calentar a una temperatura en el intervalo de 750°C a 1000°C, trabajar y enfriar) y tiene excelente formabilidad tal como capacidad de expansión de agujero. Además, los inventores llevaron a cabo estudios intensivos ???· respecto a una lámina de acero laminada en frío que asegura resistencia de 1.5 GPa o más, preferiblemente 1.8 GPa o más, y 2.0 GPa o más después del estampado en caliente (después de trabajar y enfriar en el proceso de estampado en caliente) y tiene excelente formabilidad tal como capacidad de expansión de agujero. Como resultado, se encontró que, en una lámina de acero laminada en frío, más favorable formabilidad que nunca, es decir, el producto de resistencia a la tensión TS y relación de expansión de agujero ? (TS x ?) de 50000 MPa»% o más puede ser asegurada por (i), con respecto a los componentes del acero, estableciendo una relación apropiada entre las cantidades de Si, Mn y C, (ii) ajusfando las fracciones de ferrita y martensita a fracciones predeterminadas, y (iii) ajusfar la reducción de laminado de laminado en frió para obtener una relación de dureza (diferencia de dureza) de martensita entre parte de superficie de un espesor de la lámina y porción de centro del espesor de la lámina (parte central) de la lámina de acero y una distribución de dureza de martensita en la parte central en un intervalo especifico. Además, se encontró que, cuando la lámina de acero laminada en frió obtenida de la manera anteriormente descrita se usa para estampado en caliente dentro de un cierto intervalo de condición, la relación de dureza de martensita entre la parte de superficie del espesor de la lámina y la parte central de la lámina de acero laminada en frío y la dureza distribución de martensita en la porción de centro del espesor de la lámina son rara vez cambiadas incluso después del estampado en caliente, y por lo tanto una lámina de acero laminada en frió (acero estampado en caliente) que tiene alta resistencia y excelente formabilidad se puede obtener. Además, también se aclaró que la supresión de la segregación de MnS en la porción de centro del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frió es eficaz para obtener la capacidad de expansión de agujero tanto en la lámina de acero laminada en frió antes del estampado en caliente como en la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente.
Además, también se encontró que, en laminado en frió para el cual se usa un laminador en frío que tiene una pluralidad de cajas, el ajuste de la fracción de la tasa de laminado en frío en cada una de la más alta a la tercera caja en la tasa de laminado en frió total (tasa de laminado acumulada) a un intervalo especifico es eficaz para controlar la dureza de martensita.
Con base en el hallazgo anteriormente descrito, los inventores han encontrado una variedad de aspectos de la presente invención descrita más adelante. Además, se encontró que los efectos no son alterados incluso cuando se lleven a cabo galvanizado por inmersión en caliente, galvanizado-recocido, electrogalvanizado y aluminizado sobre la lámina lámina de acero laminada en frío. (1) Es decir, de conformidad con un primer aspecto de la presente invención, se provee una lámina de acero laminada en frío que contiene, en % en masa, C: más de 0.150% a 0.300%, Si: 0.010% a 1.000%, Mn : 1.50% a 2.70%, P: 0.001% a 0.060%, S: 0.001% a 0.010%, N: 0.0005% a 0.0100% y Al: 0.010% a 0.050%, y opcionalmente que contiene 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% y REM: 0.0005% a 0.0050%, y el resto incluyendo Fe e impurezas inevitables, en el cual, cuando una cantidad de C, una cantidad de Si y una cantidad de Mn están representadas respectivamente por [C] , [Si] y [Mn] en unidades de % en masa, una relación de la siguiente fórmula 1 se satisface, una estructura metalográfica contiene, por relación de área, 40% a 90% de una ferrita y 10% a 60% de una martensita, además contiene uno o más de 10% o menos de una perlita por relación de área, 5% o menos de una austenita retenida por relación de volumen y 20% o menos de a bainita por relación de área, una dureza de la martensita medida usando un nanoindentador satisface las siguientes fórmulas 2a y 3a, y TS x ?, que representa un producto de TS que es una resistencia a la tensión y ?, que es una relación de expansión de agujero es 50000 Pa»% o más. (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] > 10 ... (1) H20/H10 < 1.10 ... (2a) s??? < 20 ... (3a) Aquí, la H10 representa una dureza promedio de la martensita en la parte de superficie de la lámina de acero laminada en frió, la H20 representa una dureza promedio de la martensita a una porción de centro de un espesor de la lámina que ocupa un intervalo de ±100 µ?? desde un centro de espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío en una dirección de espesor, y la s??? representa una varianza de la dureza de la martensita presente en el rango de +100 µ?? desde la porción de centro del espesor de la lámina en la dirección de espesor. (2) En la lámina de acero laminada en frío de conformidad con (1) anterior, una relación de área de un MnS que está presente en la estructura metalográfica y tiene un diámetro de circulo equivalente en el intervalo de 0.1 µ?a a 10 µp puede ser 0.01% o menos, y la siguiente fórmula 4a puede ser satisfecha. n20/nlO < 1.5 ... (4a) Aquí, la nlO representa una densidad en número promedio del MnS por 10000 µp?2 a una 1/4 parte del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío, y la n20 representa una densidad en número promedio del MnS por 10000 pm2 en la porción de centro del espesor de la lámina. (3) En la lámina de acero laminada en frío de conformidad con (1) anterior, además, después de un estampado en caliente que incluye calentar a una temperatura en el intervalo de 750°C a 1000°C, un trabajo y un enfriamiento, se lleva a cabo, la dureza de la martensita medida usando un nanoindentador puede satisfacer las siguientes fórmulas 2b y 3b, la estructura metalográfica puede contener 80% o más de una martensita por relación de área, opcionalmente , además contiene uno o más de 10% o menos de una perlita por relación de área, 5% o menos de una austenita retenida por relación de volumen, menos de 20% de una ferrita y menos de 20% de una bainita por relación de área, y TSA que representa el producto de TS que es la resistencia a la tensión y ? que es la relación de expansión de agujero puede ser 50000 MPa*% o más .
H2/H1 < 1.10 ... (2b) s?? < 20 ... (3b) Aquí, la H2 representa una dureza promedio de la martensita en la parte de superficie después del estampado en caliente, la H2 representa una dureza promedio de la martensita en la porción de centro del espesor de la lámina después del estampado en caliente, y s?? representa una varianza de la dureza de la martensita presente en la porción de centro del espesor de la lámina después del estampado en caliente . (4) En la lámina de acero laminada en frió de conformidad con (3) anterior, una relación de área de MnS que está presente en la estructura metalográfica y tiene un diámetro de circulo equivalente en el intervalo de 0.1 µp? a 10 µp? puede ser 0.01% o menos, y la siguiente fórmula 4b puede ser satisfecha. n2/nl < 1.5 ... (4b) Aquí, la ni representa una densidad en número promedio del MnS por 10000 µ?2 a una 1/4 parte del espesor de la lámina en la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente, y la n2 representa una densidad en número promedio del MnS por 10000 µ??2 en la porción de centro del espesor de la lámina después del estampado en caliente. (5) En la lámina de acero laminada en frió de conformidad con cualquiera de (1) a (4) anteriores, una capa galvanizada por inmersión en caliente puede ser además formada sobre una superficie de la lámina de acero laminada en frío. (6) En la lámina de acero laminada en frío de conformidad con (5) anterior, la capa galvanizada por inmersión en caliente puede incluir una capa galvanizada-recocida. (7) En la lámina de acero laminada en frió de conformidad con cualquiera de (1) a (4) anteriores, una capa electrogalvanizada puede ser además formada sobre una superficie de la lámina de acero laminada en frío. (8) En la lámina de acero laminada en frío de conformidad con cualquiera de (1) a (4) anteriores, una capa aluminizada puede ser además formada sobre una superficie de la lámina de acero laminada en frío. (9) De conformidad con otro aspecto de la presente invención, se provee un método de fabricación para una lámina de acero laminada en frío que incluye un proceso de colado para colar acero fundido que tiene los componentes químicos descritos en (1) anterior y que produce un acero; un proceso de calentamiento para procesar el acero; un proceso de laminado en caliente para llevar a cabo laminado en caliente sobre el acero usando una instalación e laminado en caliente que tiene una pluralidad de cajas'; un proceso de devanado para devanar el acero después del proceso de laminado en caliente; un proceso de decapado para decapado sobre el acero después del proceso de devanado; un proceso de laminado en frío para llevar a cabo laminado en frío sobre el acero después del proceso de decapado usando un laminador en frío que tiene una pluralidad de cajas bajo condiciones en las cuales la siguiente fórmula S se satisface; un proceso de recocido para llevar a cabo calentamiento a una temperatura en el intervalo de 700°C a 850°C y enfriamiento sobre el acero después del proceso de laminado en frió; y un proceso de laminado de temple para llevar a cabo laminado de temple sobre el acero después del proceso de recocido. 1.5 x rl / r + 1.2 x r2 / r + r3 / r > 1.0 ... (5) Aquí, ri representa una reducción de laminado en frío objetivo individual en una i-ésima caja desde la caja más arriba entre una pluralidad de las cajas en el proceso de laminado en frió en unidades de % en donde i es 1, 2 o 3, y r representa una reducción de laminado en frío total en el proceso de laminado en frío en unidades de% . (10) En el método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con el (9) anterior, cuando una temperatura de devanado en el proceso de devanado está representada por CT en unidades de °C; y una cantidad de C, una cantidad de Mn, una cantidad de Si y una cantidad de Mo del acero están representadas respectivamente por [C] , [Mn] , [Si] y [Mo] en unidades de% en masa, la siguiente fórmula 6 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] ... (6) (11) En el método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frió de conformidad con el (9) o (10) anteriores, cuando una temperatura de calentamiento en el proceso de calentamiento está representada por T en unidades de °C, un tiempo en horno está representado por t en unidades de minutos; y una cantidad de Mn y una cantidad de S en el acero están representadas respectivamente por [Mn] y [S] en unidades de% en masa; la siguiente fórmula 7 puede ser satisfecha .
T x ln(t) / (1.7 x [Mn] + [S] > 1500 ... (7) (12) En el método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con cualquiera de (9) a (11) anteriores, un proceso de galvanizado por inmersión en caliente para llevar a cabo galvanizado por inmersión en caliente sobre el acero puede ser incluido además entre el proceso de recocido y el proceso de laminado de temple. (13) En el método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con cualquiera de (9) a (12) anteriores, un proceso de tratamiento de aleación para llevar a cabo un tratamiento de aleación sobre el acero puede ser incluido además entre el proceso de galvanizado por inmersión en caliente y el proceso de laminado de temple. (14) En el método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con cualquiera de (9) a (11) anteriores, un proceso de electrogalvanizado para llevar a cabo electrogalvani zado sobre el acero puede ser incluido además después del proceso de laminado de temple. (15) En el método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frió de conformidad con cualquiera de (9) a (11) anteriores, un proceso de aluminizado para llevar a cabo aluminizado sobre el acero puede ser incluido además entre el proceso de recocido y el proceso de laminado de temple.
Efectos de la invención De conformidad con el aspecto de la presente invención, ya que se establece una relación apropiada entre la cantidad de C, la cantidad de Mn y la cantidad de Si, y martensita se da una dureza apropiada medida usando un nanoindentador, es posible obtener una lámina de acero laminada en frió que tiene capacidad de expansión de agujero favorable. Además, es posible obtener una lámina de acero laminada en frío que tiene capacidad de expansión de agujero favorable incluso después del estampado en caliente.
Mientras tanto, la lámina de acero laminada en frío de conformidad con (1) a (8) anteriores y aceros estampados en caliente fabricados usando la lámina de acero laminada en frío fabricada de conformidad con (9) a (15) anteriores tienen excelente formabilidad .
Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una gráfica que ilustra una relación entre (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] y TS x ?.
La figura 2A es una gráfica que ilustra el fundamento de las fórmulas 2a, 2b, 3a y 3b, y es una gráfica que ilustra una relación entre H20/H10 y s??? de una lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente y una relación entre H2/H1 y oRM de una lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente.
La figura 2B es una gráfica que ilustra el fundamento de las fórmulas 3a y 3b, y es una gráfica que ilustra una relación entre s??? antes del estampado en caliente y s?? después del estampado en caliente, y TS x ?.
La figura 3 es una gráfica que ilustra una relación entre n20/nl0 de la lámina de acero laminada en frió antes del estampado en caliente y n2/nl de la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente, y TS x ? y que ilustra el fundamento de las fórmulas 4a y 4b.
La figura 4 es una gráfica que ilustra una relación entre 1.5 x rl / r + 1.2 x r2 / 2 + r3 / r, y H20/H10 de la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente y H2/H1 después del estampado en caliente, y que ilustra, el fundamento de la fórmula 5.
La figura 5A es una gráfica que ilustra una relación entre la fórmula 6 y una fracción de martensita.
La figura 5B¦ es una gráfica que ilustra una relación entre la fórmula 6 y una fracción de perlita.
La figura 6 es una gráfica que ilustra una relación entre T x ln(t) / (1.7 x [Mn] + [S]) y TS x ?, y que ilustra el fundamento de la fórmula 7.
La figura 7 es una vista en perspectiva de un acero estampado en caliente (lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente) usado en el ejemplo.
La figura 8 es un diagrama de flujo que ilustra un método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con una modalidad de la presente invención.
Modalidades de la invención Como se describió antes, es importante establecer una relación apropiada entre las cantidades de Si, Mn y C y, además, dar una dureza apropiada a la martensita en porciones predeterminadas en la lámina de acero para mejorar la capacidad de expansión de agujero. Hasta ahora, no ha habido estudios con respecto a la relación entre la formabilidad de una lámina de acero laminada en frió y la dureza de martensita tanto para antes como para después del estampado en caliente.
En lo sucesivo, una modalidad de la presente invención se describirá en detalle.
Primero, una lámina de acero laminada en frió de conformidad con una modalidad de la presente invención y las razones de limitar los componentes químicos del acero usados para la fabricación de la lámina de acero laminada en frío se describirán. En lo sucesivo, "%" que es la unidad de la cantidad de cada componente indica x% en masa".
Mientras tanto, en la presente modalidad, por conveniencia, una lámina de acero laminada en frío que ha sido sometida a estampado en caliente se denominará, simplemente, una lámina de acero laminada en frío, una lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente o una lámina de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad, y una lámina de acero laminada en frío que ha sido sometida a estampado en caliente (trabajada a través de estampado en caliente) se denominará una lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente o una lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente de conformidad con la modalidad.
C: más de 0.150% a 0.300% El C es un elemento importante para reforzar la ferrita y martensita e incrementar la resistencia del acero. Sin embargo, cuando la cantidad de C es 0.150% o menos, una cantidad suficiente de martensita no se puede obtener, y no es posible incrementar suficientemente la resistencia. Por otra parte, cuando la cantidad de C excede 0.300%, el alargamiento o la capacidad de expansión de agujero se degrada significativamente. Por lo tanto, el intervalo de la cantidad de C se fija a más de 0.150% y 0.300% o menos.
Si: 0.010% a 1.000% El Si es un elemento importante para suprimir la generación de un carburo nocivo y para obtener múltiples fases que incluyen principalmente ferrita y martensita. Sin embargo, cuando la cantidad de Si excede 1.000%, el alargamiento o la capacidad de expansión de agujero se degrada, y la propiedad de conversión química también se degrada. Por lo tanto, la cantidad de Si se fija a 1.000% o menos. Además, Si se añade para desoxidación, pero el efecto de desoxidación no es suficiente en una cantidad de Si de menos de 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 Al se añade excesivamente, el efecto anteriormente descrito es saturado, y por el contrario, el acero se vuelve frágil, y TS x ? es disminuido. 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 mejorar la capacidad de endurecimiento y reforzar el acero. Sin embargo, cuando la cantidad de Mn es menor que 1.50%, no es posible incrementar suficientemente la resistencia. Por otra parte, cuando la cantidad de Mn excede 2.70%, la capacidad de endurecimiento se vuelve excesiva, y el alargamiento o la capacidad de expansión de agujero se degrada. Por lo tanto, la cantidad de Mn se fija a 1.50% a 2.70%. En un caso en el cual se requiere alargamiento más alto, la cantidad de Mn se fija deseablemente a 2.00% o menos.
P: 0.001% a 0.060% En una cantidad grande, el P se segrega en las colindancias del grano, y deteriora el alargamiento local y soldabilidad. Por lo tanto, la cantidad de P se fija a 0.060% o menos. La cantidad de P es deseablemente más pequeña, pero una disminución extrema en el contenido de P conduce a un incremento en el costo de refinación, y por lo tanto 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 el alargamiento local o soldabilidad. Por lo tanto, el limite superior de la cantidad de S se fija a 0.010%. Además, la cantidad de S es deseablemente más pequeña; sin embargo, debido a un problema de costos de refinación, el limite inferior de la cantidad de S se fija deseablemente a 0.001%.
N: 0.0005% a 0.0100% 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%, la solución sólida de nitrógeno se mantiene y el alargamiento o la capacidad de expansión de agujero se degrada. Por lo tanto, la cantidad de N se fija a 0.0100% o menos. Mientras tanto, la cantidad de N es deseablemente más pequeña; sin embargo, debido al problema de costos de refinación, el limite inferior de la cantidad de N se fija deseablemente a 0.0005%.
La lámina de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad tiene una composición básica que tiene los componentes anteriormente descritos y el resto de hierro e impurezas inevitables, pero además puede contener cualquiera o más elementos de Nb, Ti, V, o, Cr, Ca, REM (metal' de tierras raras), Cu, Ni y B como elementos que hasta ahora se han usado en cantidades del limite superior descrito más adelante o menos para mejorar la resistencia, controlar la forma ce un sulfuro o un óxido, y similares. Los elementos químicos anteriormente descritos no siempre se añaden a la lámina de acero, y por lo tanto el límite inferior de los mismos es 0%.
El Nb, Ti y V son elementos que precipitan el carbonitruro fino y refuerzan el acero. Además, el Mo y Cr son elementos que mejoran la capacidad de endurecimiento y refuerzan el. acero. Para obtener los efectos anteriormente descritos, es deseable contener 0.001% o más de Nb, 0.001% o más de Ti, 0.001% o más de V, 0.01% o más de Mo y 0.01% o más de Cr. Sin embargo, incluso cuando más de 0.050% de Nb, más de 0.100% de Ti, más de 0.100% de V, más de 0.50% de Mo, y más de 0.50% de Cr están contenidos, el efecto de incremento de la resistencia es saturado, y la degradación del alargamiento o la capacidad de expansión de agujero es causado. Por lo tanto, los limites superiores de Nb, Ti, V, Mo y Cr se fijan a 0.050%, 0.100%, 0.100%, 0.50% y 0.50%, respectivamente .
El acero además puede contener Ca en el intervalo de 0.0005% a 0.0050%. El Ca controla la forma de un sulfuro o un óxido y mejora el alargamiento local o la capacidad de expansión de agujero. Para obtener el efecto anteriormente descrito, es deseable contener 0.0005% o más de Ca. Sin embargo, cuando una cantidad excesiva de Ca está contenida, la trabaj abilidad se deteriora, y por lo tanto el limite superior de la cantidad de Ca se fija a 0.0050%. Por la misma razón, el limite inferior se fija a 0.0005%, y el limite superior del elemento de tierras raras (REM) se fija a 0.0050%.
El acero además puede contener Cu en el intervalo de 0.01% a 1.00%, Ni en el intervalo de 0.01% a 1.00% y B en el intervalo de 0.0005% a 0.0020%. Los elementos anteriormente descritos también pueden mejorar la capacidad de endurecimiento e incrementar la resistencia de acero. Sin embargo, para obtener el efecto anteriormente descrito, es deseable contener 0.01% o más de Cu, 0.01% o más de Ni y 0.0005% o más de B. En las cantidades anteriormente descritas o menos, el efecto que refuerza el acero es pequeño. Por otra parte, incluso cuando más de 1.00% de Cu, más de 1.00% de Ni y más de 0.0020% de B se añaden, el efecto de incremento de la resistencia es saturado, y el alargamiento o la capacidad de expansión de agujero se degrada. Por lo tanto, los limites superiores de la cantidad de Cu, la cantidad de Ni y la cantidad de. B se fijan a 1.00%, 1.00% y 0.0020% respectivamente .
En un caso en el cual el acero contiene B, Mo, Cr, V, Ti, Nb, Ni, Cu, Ca y REM, por lo menos un elemento está contenido. El resto del acero incluye Fe e impurezas inevitables. El acero además puede contener elementos distintos de los elemento anteriormente descritos (por ejemplo, Sn, As y similares) como las impurezas inevitables siempre que las características no sean alteradas. B, Mo, Cr, V, Ti, Nb, Ni, Cu, Ca y REM que están contenidos en cantidades menores que los límites inferiores anteriormente descritos se tratan como impurezas inevitables.
Mientras tanto, puesto que no hay cambio en los componentes químicos incluso después del estampado en caliente, los componentes químicos todavía satisfarán los intervalos anteriormente descritos incluso en la lámina de acero después del estampado en caliente.
Además, en la lámina de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad y la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente de conformidad con la modalidad, 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 la relación de la siguiente fórmula 1 para obtener suficiente capacidad de expansión de agujero como se ilustra en la figura 1. (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] > 10 ... (1) Cuando el valor de (5 x [Sí] + [Mn] ) / [C] es 10 o menos, TS x ? se vuelve menos de 50000 MPa*%, y no es posible obtener suficiente capacidad de expansión de agujero. Esto se debe a que, cuando el contenido de C es alto, la dureza de una fase dura se vuelve demasiado alta, la diferencia de la dureza de una fase blanda se vuelve grande, y por lo tanto el valor de A se deteriora y, cuando el contenido de Si o el contenido de Mn es pequeño, TS se vuelve bajo. Por lo tanto, es necesario controlar el equilibrio entre las cantidades de los elementos respectivos además de que contiene los elementos en los intervalos anteriormente descritos. El valor de (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] no cambia debido al laminado o estampado en caliente. Sin embargo, incluso cuando (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] > 10 se satisface, en un caso en el cual la relación de dureza anteriormente descrita de martensita (H20/H10, H2/H1) o la dispersión de la martensita dureza (s???, s??) no satisface las condiciones, suficiente capacidad de expansión de agujero no se puede obtener en la lámina de acero laminada en frió o la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente.
Enseguida, la razón de limitar la estructura metalográfica de la lámina de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad y la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente de conformidad con la modalidad se describirán.
Generalmente, en la lámina de acero laminada en frío que tiene una estructura metalográfica que incluye principalmente ferrita y martensita, el factor dominante para formabilidad tal como la capacidad de expansión de agujero es martensita en vez de ferrita. Los inventores llevaron a cabo estudios intensivos con respecto a la relación entre la dureza de martensita y formabilidad tal como alargamiento o capacidad de expansión de agujero. Como resultado, se encontró que, como se ilustra en las figuras 2? y 2B, la formabilidad tal como alargamiento o capacidad de expansión de agujero se vuelve favorable siempre que la relación de dureza (diferencia de dureza) de martensita entre la parte de superficie del espesor de la lámina y la porción de centro del espesor de la lámina y la dureza distribución de martensita en la porción de centro del espesor de la lámina están en estados predeterminados tanto en la lámina de acero laminada en frío como en la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente. Además, se encontró que la relación de dureza de martensita y la dureza distribución de martensita en la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente fueron rara vez cambiadas en la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente obtenida al llevar a cabo templado a través de estampado en caliente en una lámina de acero laminada en frío que tiene formabilidad favorable, y como consecuencia, formabilidad tal como el alargamiento o la capacidad de expansión de agujero fue favorable. Esto se debe a que la dureza distribución de martensita generada en la lámina de acero laminada en frió antes del estampado en caliente todavía tiene un efecto significativo incluso después del estampado en caliente. De manera específica, se considera que esto se debe a que los elementos de aleación concentrados en la porción de centro del espesor de la lámina aún permanecen en la porción de centro del espesor de la lámina en un estado concentrado incluso después del estampado en caliente. Es decir, en un caso en el cual la relación de dureza de martensita entre la parte de superficie del espesor de la lámina y la porción de centro del espesor de la lámina sea grande o un caso en el cual la varianza de la dureza de martensita en la porción de centro del espesor de la lámina es grande, la misma relación de dureza y la misma varianza se obtienen incluso después del estampado en caliente.
Además, con respecto a la medición de dureza de martensita medida a una amplificación de 1000 veces usando un nanoindentador fabricado por Hysitron Corporation, los inventores encontraron que, en la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente, la formabilidad fue mejorada al satisfacer las siguientes fórmulas 2a y 3a. Además, con respecto a las relaciones anteriormente descritas, los inventores encontraron que, la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente, de manera similar, la formabilidad fue mejorada al satisfacer las siguientes fórmulas 2b y 3b.
H20/H10 < 1.10 ... (2a) oHMO < 20 ... (3a) H2/H1 < 1.10 ... (2b) s?? < 20 ... (3b) Aquí, H10 representa la dureza de martensita en la parte de superficie del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente que es 200 µ?t? o menos desde la capa más externa en la dirección de espesor. ?20 representa la dureza de martensita en la porción de centro del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente, es decir, martensita en un intervalo de ±100 µp? desde el centro de espesor de la lámina en la dirección de espesor. oH O representa la varianza de la dureza de martensita presente en el rango de +100 µ? desde el centro de espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente en la dirección de espesor.
Además, Hl representa la dureza de martensita en la parte de superficie del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente que es 200 µp? o menos desde la capa más externa en la dirección de espesor. H2 representa la dureza de martensita en la porción de centro del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente, es decir, martensita en un rango de ±100 µp desde el centro de espesor de la lámina en la dirección de espesor. s?? representa la varianza de la dureza de martensita presente en el rango ±100 µp? desde el centro de espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente en la dirección de espesor.
La dureza se mide en 300 puntos para cada una. El rango de ±100 µ?t? desde el centro de espesor de la lámina en la dirección de espesor se refiere a un rango que tiene un centro en el centro de espesor de la lámina y que tiene un tamaño de 200 µ?? en la dirección de espesor.
Además, la varianza de la dureza oHMO o oHM se obtiene usando la siguiente fórmula 8, e indica la distribución de la dureza de martensita. Mientras tanto, s?? en la fórmula representa oHMO y se expresa como oHM. oHM=Í£( x() ¦·· (8) n ,| prom representa el valor promedio de la dureza medida de martensita, y Xi representa la dureza de la i-ésima martensita. Mientras tanto, la formula aún es válida incluso cuando oHM es reemplazada por s??? .
La figura 2A ilustra las relaciones entre la dureza de martensita en la parte de superficie y la dureza de martensita en la porción de centro del espesor de la lámina en la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente y la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente. Además, La figura 2B colectivamente ilustra la varianza s de la dureza de martensita presente en el rango de ±100 µp\ desde el centro de espesor de la lámina en la dirección de espesor de la lámina de acero laminada en frió antes del estampado en caliente y la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente. Como se ilustra en las figuras 2? y 2B, la relación de dureza de la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente y la relación de dureza de la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente son casi las mismas. Además, la varianza s de la dureza de martensita en la porción de centro del espesor de la lámina también son casi las mismas tanto en la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente como en la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente. Por lo tanto, se encuentra que la formabilidad de la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente es tan excelente como la formabilidad de la lámina de acero laminada en frió antes del estampado en caliente El valor de H20/H10 o H2/H1 que es 1.10 o más indica que, en la lámina de acero laminada en frió antes del estampado en caliente o la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente, la dureza de martensita en la porción de centro del espesor de la lámina es 1.10 o más veces la dureza de martensita en la parte de superficie del espesor de la lámina. Es decir, el valor indica que la dureza en la porción de centro del espesor de la lámina se vuelve demasiado alta. Como se ilustra en la figura 2A, cuando H20/H 10 es 1.10 o más, s??? alcanza 20 o más, y, cuando H2/H1 es 1.10 o más, s?? alcanza 20 o más. En este caso, TSxA se vuelve, menor que 50000 Pa*%, y no se obtiene suficiente formabilidad 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 los límites inferiores de H20/H10 y H2/H1 son los mismos en la porción de centro del espesor de la lámina y en la parte de superficie del espesor de la lámina siempre que no se lleve a cabo tratamiento térmico especial; sin embargo, en un proceso de producción real que considera productividad, los límites inferiores son, por ejemplo, hasta aproximadamente 1.005.
La varianza s??? o s?? que es 20 o más indica que, en la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente y la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente, hay una gran irregularidad de la dureza de martensita, y hay porciones locales que tienen dureza excesivamente alta. En este caso, TS x ?, se vuelve menor que 50000 MPa*%, y no se obtiene suficiente formabilidad .
Enseguida, se describirán la estructura metalográfica de la lámina de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad (antes del estampado en caliente) y la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente de conformidad con la modalidad.
En la estructura metalográfica de la lámina de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad, la relación de área de la ferrita está en el intervalo de 40% a 90%. Cuando la relación de área de la ferrita es menor que 40%, la resistencia se vuelve demasiado alta incluso antes del estampado en caliente, de tal manera que hay un caso en el cual la forma de la lámina de acero se deteriora o el corte se vuelve difícil. Por lo tanto, la relación de área de la ferrita se fija a 40% o más. Por otra parte, en la lámina de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad, puesto que se añade una gran cantidad de los elementos de aleación, es difícil fijar la relación de área de la ferrita a más de 90%.
La estructura metalográfica incluye no sólo ferrita sino también martensita, y la relación de área de martensita está en el intervalo de 10% a 60%. La suma de la relación de área de la ferrita y la relación de área de la martensita es deseablemente 60% o más. La estructura metalográfica además puede incluir uno o más de perlita, bainita y austenita retenida. Sin embargo, cuando la austenita retenida permanece en la estructura metalográfica , es probable que la fragilidad de trabajo secundaria y las características de fractura retardadas se degraden, y por lo tanto es preferible que la estructura metalográfica sustancialmente no incluya austenita retenida. Sin embargo, inevitablemente, la austenita retenida puede ser incluida en una relación de volumen de 5% o menos. Puesto que la perlita es una estructura dura y frágil, la estructura metalográfica preferiblemente no incluye perlita; sin embargo, inevitablemente, la perlita puede ser incluida en una relación de área de hasta 10%. La bainita es una estructura que puede ser generada como una estructura residual, y es una estructura intermedia en términos de resistencia o formabilidad . La ausencia de bainita no hace ninguna diferencia, pero la estructura metalográfica puede incluir hasta 20% de bainita por relación de área. En la modalidad, con respecto a la estructura metalográfica, la ferrita, bainita y perlita se observaron a través de grabado al aguafuerte con Nital, y la martensita se observó a través de grabado con reactivo de Le Pera. Todas las estructuras se observaron a una 1/4 parte del espesor de la lámina a una amplificación de 1000 veces usando un microscopio óptico. Para austenita retenida, la fracción de volumen se midió usando un aparato de difracción de rayos X después de pulir la lámina de acero hasta una posición de un cuarto de profundidad de espesor.
En la estructura metalográfica de la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente de conformidad con la modalidad, la relación de área de martensita es 80% o más. Cuando la relación de área de martensita es menor que 80%, una resistencia suficiente requerida para un acero estampado en caliente reciente (por ejemplo, 1.5 GPa o más) no se puede obtener. Por lo tanto, la relación de área de la martensita se fija deseablemente a 80% o más. Todas o las partes principales de la estructura metalográfica de la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente es ocupada por martensita, pero hay un caso en el cual la estructura metalográfica restante incluye uno o más de 10% o menos de perlita por relación de área, 5% o menos de austenita retenida por relación de volumen, menos de 20% de ferrita por relación de área y menos de 20% de bainita por relación de área. La ferrita está presente en un intervalo de contenido de 0% a menos de 20% dependiendo del estampado en condiciones calientes, y no hay problema con la resistencia después del estampado en caliente siempre que ferrita esté contenida en el intervalo anteriormente descrito. Además, cuando la austenita retenida permanece en la estructura metalográfica , es probable que la fragilidad de trabajo secundaria y las características de fractura retardadas se degraden. Por lo tanto, es preferible que la estructura metalográfica sustancialmente no incluya austenita retenida; sin embargo, inevitablemente, la austenita retenida puede ser incluida en una relación de volumen de 5% o menos. Puesto que la perlita es una estructura dura y frágil, la estructura metalográfica preferiblemente no incluye perlita; sin embargo, inevitablemente, la perlita puede ser incluida en una relación de área de hasta 10%. Por la misma razón, la estructura metalográfica puede incluir hasta 20% de bainita por relación de área. De manera similar al caso de la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente, las estructuras metalográficas se observaron en una 1/4 parte del espesor de la lámina a una amplificación de 1000 veces usando un microscopio óptico después de llevar a cabo grabado al aguafuerte con Nital para ferrita, bainita y perlita y llevando a cabo grabado con reactivo de Le Pera para martensita. Para la austenita retenida, la fracción de volumen se midió usando un aparato de difracción de rayos X después de pulir la lámina de acero hasta una posición de un cuarto de profundidad de espesor.
Mientras tanto, el estampado en caliente se puede realizar de conformidad con un método convencional, por ejemplo, puede incluir calentar a una temperatura en el intervalo de 750°C a 1000°C, trabajar y enfriar.
En la modalidad, la dureza de martensita medida en la lámina de acero laminada en frió antes del estampado en caliente y la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente usando un nanoindentador a una amplificación de 1000 veces (dureza de indentación (GPa o N/mm2) o el valor de dureza de Vickers (Hv) convertida a partir de la dureza de indentación) es especificada. En una prueba de dureza de Vickers ordinaria, una indentación mayor que la martensita se forma. Por lo tanto, la dureza macroscópica de martensita y estructuras periféricas de la misma (ferrita y similares) se puede obtener, pero no es posible obtener la dureza de martensita misma. Puesto que la formabilidad, tal como la capacidad de expansión de agujero, es significativamente afectada por la dureza de martensita misma, es difícil evaluar suficientemente la formabilidad sólo con dureza de Vickers. Por el contrario, en la modalidad, puesto que la relación de dureza y estado de dispersión de martensita medida usando un nanoindentador son controladas en un intervalo apropiado, es posible obtener formabilidad extremadamente favorable, El MnS se observó en la posición de un cuarto de profundidad del espesor (un cuarto de la ubicación de la profundidad del espesor de la lámina desde la superficie) y porción de centro del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad. Como resultado, se encontró que la relación de área de MnS que tiene un diámetro de círculo equivalente en el intervalo de 0.1 µp? a 10 µ?? fue 0.01% o menos, y, como se ilustra en la figura 3, es preferible satisfacer la siguiente fórmula 4a para satisfacer TSxAA: 50000 MPa*% favorablemente y establemente. Se considera que esto se debe a que, cuando MnS que tiene un diámetro de círculo equivalente de 0.1 pm está presente en una prueba de capacidad de expansión de agujero, el esfuerzo se concentra alrededor del MnS, y por lo tanto es probable que ocurra agrietamiento. La razón de no contar MnS que tiene un diámetro de circulo equivalente de menos de 0.1 pm es que dicho MnS tiene poco efecto sobre la concentración de esfuerzo. Por otra parte, el MnS que es mayor que 10 pm es demasiado grande y por lo tanto es inadecuado para trabajar. Además, cuando la relación de área de MnS en el intervalo de 0.1 pm a 10 pm excede 0.01%, se vuelve fácil que se propaguen las grietas finas generadas debido a concentración de esfuerzo. Por lo tanto, hay un caso en el cual capacidad de expansión de agujero se degrada. n20/nl0 < 1.5 ... (4a) Aquí, nlO representa la densidad en número (granos/10000 pm2) de MnS que tiene un diámetro de circulo equivalente en el intervalo de 0.1 pm a 10 pm por área unitaria (10000 pm2) en la 1/4 parte del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frió antes del estampado en caliente. n20 representa la densidad en número (densidad en número promedio) de MnS que tiene un diámetro de circulo equivalente en el intervalo de 0.1 pm a 10 pm por área unitaria en la porción de centro del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frió antes del estampado en caliente .
Además, los inventores observaron el MnS en la posición de un cuarto de profundidad del espesor (un cuarto de la ubicación de la profundidad del espesor de la lámina desde la superficie) y porción de centro del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente de conformidad con la modalidad. Como resultado, se encontró que, de manera similar a la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente, la relación de área de MnS que tiene un diámetro de circulo equivalente en el intervalo de 0.1 µp? a 10 µp? fue 0.01% o menos y, como se ilustra en la figura 3, es preferible satisfacer la siguiente fórmula 4b para satisfacer TS x ?=50000 MPa»% favorablemente y establemente. n2/nl < 1.5 ... (4b) Aquí, ni representa la densidad en número de MnS que tiene un diámetro de circulo equivalente en el intervalo de 0.1 µp? a 10 µp? por área unitaria en la 1/4 parte del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frió después del estampado en caliente. n2 representa la densidad en número (densidad en número promedio) de MnS que tiene un diámetro de circulo equivalente en el intervalo de 0.1 µ?? a 10 µp? por área unitaria en la porción de centro del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente.
Cuando la relación de área de MnS que tiene un diámetro de circulo equivalente en el intervalo de 0.1 µp\ a 10 µp es más de 0.01%, como se describió antes, es probable que la formabilidad se degrade debido a concentración de esfuerzo. El limite inferior de la relación de área de MnS no es particularmente especificado, pero 0.0001% o más de MnS puede estar presente debido a la limitación del método de medición descrito más adelante, amplificación y campo visual, capacidad de tratamiento de desulfurización y la cantidad original de Mn o S .
Por otra parte, el valor de n20/nl0 o n2/nl que es 1.5 o más indica que la densidad en número de MnS en la porción de centro del espesor de la lámina en la lámina de acero laminada en frió antes del estampado en caliente o la lámina de acero laminada después del estampado en caliente es 1.5 veces o más la densidad en número de MnS en la 1/4 parte del espesor de la lámina. En este caso, es probable que la formabilidad se degrade debido a la segregación de MnS en la porción de centro del espesor de la lámina.
En la modalidad, el diámetro del circulo equivalente y densidad en número de MnS se midieron usando un microscopio electrónico de barrido de emisión de campo (Fe-SEM) fabricado por JEOL Ltd. La amplificación fue 1000 times, y el área de medición del campo visual se fijó a 0.12 x 0.09 mm2 ( =10800 µp?2 ~ 10000 µ?t?2) . La observación se llevó a cabo en 10 campos visuales en el lugar de un cuarto de la profundidad de espesor de la lámina desde la superficie (la 1/4 parte del espesor de la lámina) y en 10 campos visuales en la porción de centro del espesor de la lámina. La relación de área de MnS se calculó usando software de análisis de partículas. En la modalidad, MnS se observó en la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente y la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente, la forma de MnS en la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente rara vez cambió de la forma (forma y número) de MnS en la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente. La figura 3 es una vista que ilustra la relación entre n20/nl0 de la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente y n2/nl de la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente y TS x ?. Se encontró que n20/nl0 de la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente y n2/nl de la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente son casi coincidentes. Esto se debe a que la forma de MnS no cambia a la temperatura de calentamiento de estampado en caliente ordinario.
La lámina de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad tiene excelente formabilidad. Además, una lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente obtenida al llevar a cabo estampado en caliente sobre la lámina de acero laminada en frío antes descrita tiene una resistencia a la tensión en el intervalo de 1500 MPa (1.5 GPa) a 2200 MPa, y presenta excelente formabilidad. Un efecto significativo que mejora la formabilidad comparado con el de la lámina de acero laminada en frió de la técnica relacionada se obtiene particularmente a una alta resistencia en el intervalo de aproximadamente 1800 MPa a 2000 MPa.
Es preferible llevar a cabo galvanizado, por ejemplo, galvanizado por inmersión en caliente-, galvanizado-recocido, electrogalvanizado o aluminizado sobre las superficies de la lámina de acero laminada en frió de conformidad con la modalidad y la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente de conformidad con la modalidad en términos de prevención de herrumbre. El llevar a cabo el enchapado anteriormente descrito no altera los efectos de la modalidad. El enchapado anteriormente descrito se puede llevar a cabo usando un método bien conocido.
En lo sucesivo, se describirá un método de fabricación para fabricar la lámina de acero laminada en frió de conformidad con la modalidad.
Cuando se fabrica la lámina de acero laminada en frió de conformidad con la modalidad, como una condición ordinaria, el acero fundido que se ha fundido para tener los componentes químicos anteriormente descritos es continuamente colado después de un convertidor, produciendo así una placa. Durante el colado continuo, cuando la velocidad del colado es demasiado rápida, los precipitados de Ti y similares se vuelven demasiado finos. Por otra parte, cuando la velocidad del colado es lenta, la productividad se deteriora, y los precipitados anteriormente descritos se engrosan y el número de partículas disminuye, de tal manera que hay un caso en el cual la lámina de acero laminada en frío obtiene una forma en la cual otras características y por lo tanto la fractura retardada no puede ser controlada. Por lo tanto, la velocidad del colado es deseablemente fijada en el intervalo de 1.0 m/minuto a 2.5 m/minuto.
La placa después de la fusión y colado puede ser sometida a laminado en caliente como colado. Alternativamente, en un caso en el cual la placa ha sido enfriada a menos de 1100°C, es posible recalentar la placa en un horno de túnel o similar a una temperatura en el intervalo de 1100°C a 1300°C y después laminar en caliente la placa. Cuando la temperatura de la placa durante el laminado en caliente es menor que 1100°C, es difícil asegurar la temperatura de acabado durante el laminado en caliente, que causa la degradación de alargamiento. Además, en una lámina de acero a la cual se añade TiNb, los precipitados so se disuelven lo suficiente durante el calentamiento, y por lo tanto la resistencia disminuye. Por otra parte, cuando la temperatura de la placa es mayor que 1300°C, hay una preocupación de que un número de incrustaciones puedan ser generadas y puede ser imposible obtener calidad de superficie favorable de la lámina de acero.
Además, para disminuir la relación de área de MnS, cuando la cantidad de n (% en masa) y la cantidad de S (% en masa) de acero están representadas respectivamente por [Mn] y [S], es preferible que la temperatura T(°C) del horno de calentamiento, en tiempo t en horno (minutos), [Mn] y [S] antes del laminado en caliente satisfagan la siguiente fórmula 7.
T x ln(t) / (1.7 x [Mn] + [S]) > 1500 ... (7) Cuando el valor de T x ln(t) / (1.7 x [Mn] + [S] ) es 1500 o menos, la relación de área de MnS se vuelve grande, y hay un caso en el cual la diferencia se vuelve grande entre el número de MnS en la 1/4 parte del espesor de la lámina y el número de MnS en la porción de centro del espesor de la lámina. Mientras tanto, la temperatura del horno de calentamiento antes del laminado en caliente se refiere a la extracción temperatura en el lado de salida del horno de calentamiento, y el tiempo en horno se refiere al tiempo transcurrido desde la inserción de la placa en el horno de calentamiento de laminado en caliente para la extracción de la placa del horno de calentamiento. Puesto que MnS no cambia debido a laminado o estampado en caliente como se describió antes, la fórmula 7 es preferiblemente satisfecha durante el calentamiento de la placa. Mientras tanto, el ln anteriormente descrito representa un logaritmo natural.
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 en la placa con la temperatura de acabado (la temperatura cuando el laminado en caliente termina) fijada en el intervalo de temperatura de Ar3 a 970°C. Cuando la temperatura de acabado es menor que la temperatura de Ar3, hay una preocupación de que el laminado pueda ser llevado a cabo en una región de dos fases de ferrita (a) y austenita (y) y el alargamiento se puede degradar. Por otra parte, cuando la temperatura de acabado es mayor que 970°C, el tamaño de grano de la austenita es engrosado, y la fracción de ferrita se vuelve pequeña, y por lo tanto hay una preocupación de que el alargamiento se pueda degradar .
La temperatura de Ar3 se puede obtener llevando a cabo una prueba de Formastor, que mide el cambio en la longitud de un espécimen de prueba en respuesta al cambio en la temperatura, y estimando la temperatura desde el punto de inflexión .
Después del laminado en caliente, el acero es enfriado a una velocidad de enfriamiento promedio en el intervalo de 20°C/segundo a 500 °C/segundo, y se devana a una temperatura de devanado predeterminada CT°C. En un caso en el cual la velocidad de enfriamiento es menor que 20 °C/segundo, es probable que se genere la perlita que causa la degradación del alargamiento, que no es preferible.
Por otra parte, el limite superior de la velocidad de enfriamiento no es particularmente especificado, pero el limite superior de la velocidad de enfriamiento se fija deseablemente a aproximadamente 500 °C/segundo desde el punto de vista de la especificación de la instalación, pero el limite superior no se limita a la misma.
Después del devanado, el decapado se lleva a cabo, y el laminado en frió se lleva a cabo. En este tiempo, como se ilustra en la figura 4, el laminado en frió se lleva a cabo bajo condiciones en las cuales la siguiente fórmula 5 se satisface para obtener un intervalo que satisface la fórmula 2a anteriormente descrita. Cuando las condiciones de recocido descritas más adelante, enfriamiento y similares se satisfacen además después del laminado anteriormente descrito se lleva a cabo, se obtiene una lámina de acero laminada en frió en el cual TS x ?>50000 MPa»% se satisface. Además, la lámina de acero laminada en frío todavía satisface TS x ?=50000 Pa»% incluso después del estampado en caliente incluyendo calentar a una temperatura en el intervalo de 750°C a 1000°C, se lleva a cabo el trabajo y enfriamiento. El laminado en frío deseablemente se lleva a cabo usando un laminador en tándem en el cual una lámina de acero es continuamente laminada en una sola dirección a través de una pluralidad de laminadores linealmente dispuestos, obteniendo así un espesor predeterminado. 1.5 x rl / r + 1.2 x r2/ r + r3/ r > 1.0 ... (5) Aquí, ri (i= 1, 2 o 3) representa la reducción de laminado en frió reducción objetivo individual (%) en la i-ésima (i= 1, 2 o 3) caja desde la caja que está más arriba en el laminado anteriormente descrito en frío, y r representa la reducción de laminado en frío total (%) en el laminado anteriormente descrito en frío. La reducción de laminado total es una denominada reducción de laminado acumulativa, y es el porcentaje de la cantidad de reducción de laminado acumulada con respecto al criterio del espesor de la lámina en la entrada de la primera pasada (la diferencia entre el espesor de la lámina en la entrada antes de la primera pasada y el espesor de la lámina en la salida después de la pasada final) .
Cuando el laminado en frío se lleva a cabo bajo condiciones en las cuales la fórmula 5 anteriormente descrita se satisface, es posible dividir lo suficiente la perlita durante el laminado en frío incluso cuando esté presente perlita grande antes del laminado en frío. Como resultado, es posible quemar la perlita o suprimir la relación de área de la perlita a un grado mínimo a través de recocido llevado a cabo después del laminado en frío. Por lo tanto, se vuelve fácil obtener una estructura en el cual las fórmulas 2 y 3 se satisfacen. Por otra parte, en un caso en el cual la fórmula 5 no se satisface, la reducción s de laminado en frío en las cajas de corriente superior no es suficiente, y es probable que perdure la perlita grande. Como resultado, no es posible generar martensita que tiene una forma deseada en el proceso de recocido.
Además, los inventores encontraron que, en la lámina de acero laminada en frío que había sido sometida a laminado que satisface la fórmula 5, fue posible mantener la forma de la martensita obtenida después del recocido (relación de dureza y varianza) casi en el mismo estado incluso después de llevar a cabo estampado en caliente, y la lámina de acero laminada en frío se volvió ventajosa en términos de alargamiento o capacidad de expansión de agujero incluso después del estampado en caliente. En un caso en el cual la lámina de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad es calentada hasta una región de austenita a través de estampado en caliente, la fase dura que incluye la martensita se convierte en una austenita que tiene una concentración C alta, y la fase de ferrita se vuelve la austenita que tiene una concentración C baja. Cuando la lámina de acero laminada en frío es enfriada posteriormente, la austenita se convierte en una fase dura que incluye martensita. Es decir, cuando la fórmula 5 se satisface para obtener la H20/H10 anteriormente descrita en un intervalo predeterminado, la H20/H10 se mantiene incluso después del estampado en caliente, y por lo tanto H2/H1 se obtiene en un intervalo predeterminado, y la lámina de acero laminada en frío se vuelve excelente en términos de formabilidad después del estampado en caliente.
En un caso en el cual el estampado en caliente se lleva a cabo soben la lámina' de acero laminada en frío de conformidad con la modalidad, cuando se calienta a una temperatura en el intervalo de 750°C a 1000°C, el trabajo y enfriamiento se llevan a cabo de conformidad con un método convencional, excelente forma.bilidad se presenta incluso después del estampado en caliente. Por ejemplo, el estampado en caliente deseablemente se lleva a cabo bajo las siguientes condiciones. Primero, la lámina de acero laminada en frío es calentada a una temperatura en el intervalo de 750°C a 1000°C a una velocidad de incremento de temperatura de 5°C/segundo a 500 °C/segundo, y es trabajada (formada) durante un segundo a 120 segundos. Para obtener alta resistencia, la temperatura de calentamiento es preferiblemente mayor que el punto de Ac3. El punto de Ac3 se puede obtener al llevar a cabo una prueba de Formastor, que mide el cambio en la longitud de un espécimen de prueba en respuesta al cambio en la temperatura, y estimando la temperatura desde el punto de inflexión. Después del trabajo, la lámina de acero laminada en frío es preferiblemente enfriada, por ejemplo, a una temperatura en el intervalo de temperatura ambiente a 300°C a una tasa de enfriamiento de 10°C/segundo a 1000 °C/segundo .
Cuando la temperatura de calentamiento es menor que 750°C, la fracción de martensita es insuficiente, y hay una preocupación de que puede ser imposible asegurar resistencia. Por otra parte, cuando la temperatura de calentamiento es mayor que 1000°C, la estructura se vuelve demasiado blanda, y, en un caso en el cual la superficie de la lámina de acero es enchapada, particularmente, es enchapada con zinc, hay una preocupación de que el zinc puede ser evaporado y quemado, lo que no es preferible. Por lo tanto, la temperatura de calentamiento de estampado en caliente está preferiblemente en el intervalo de 750°C a 1000°C. Cuando la velocidad de incremento de temperatura es menor que 5°C/segundo, el control es difícil y la productividad es significativamente degradada, y por lo tanto la lámina de acero laminada en frío es preferiblemente calentada a una velocidad de incremento de temperatura de 5°C/segundo o más. Mientras tanto, no hay necesidad de limitar el límite superior de la velocidad de incremento de temperatura; Sin embargo, cuando se toma en cuenta la capacidad de calentamiento actual, el límite superior de la velocidad de incremento de temperatura se fija deseablemente a 500 °C/segundo . Cuando la velocidad de enfriamiento después del trabajo es menor que 10 °C/segundo, el control de velocidad es difícil, y la productividad es significativamente degradada. Mientras tanto, no hay necesidad de limitar el límite superior de la velocidad de enfriamiento; sin embargo, cuando se toma en cuenta la capacidad de enfriamiento actual, el limite superior de la velocidad de enfriamiento se fija deseablemente a 1000 °C/segundo . La razón de establecer un tiempo deseable transcurrido hasta el estampado en caliente después del incremento de temperatura en el intervalo de 1 segundo a 120 segundos es para evitar la evaporación del zinc o similar en un caso en el cual la superficie de la lámina de acero es galvanizada o similar. La razón para una temperatura de detención de enfriamiento deseable en el intervalo de temperatura ambiente a 300°C es para asegurar la resistencia después del estampado en caliente al asegurar una cantidad suficiente de martensita.
En la modalidad, r, rl, r2 y r3 representan reducciones de laminado en frío objetivo. Generalmente, una lámina de acero es laminada en frío con un control para obtener casi el mismo valor de reducción de laminado en frío real que la reducción de laminado en frío objetivo. No es preferible llevar a cabo el laminado en frío con una reducción de laminado en frío real innecesariamente desviada de la reducción de laminado en frío objetivo. En un caso en el cual hay una gran diferencia entre la reducción de laminado objetivo y la reducción de laminado real, es posible considerar que una lámina de acero laminada en frío es una modalidad de la presente invención siempre que la reducción de laminado real satisfaga la fórmula 5 anteriormente descrita. La reducción de laminado en frío real preferiblemente converge dentro de un intervalo de ±10% de la reducción de laminado en frío objetivo.
Después del laminado en frío, se lleva a cabo el recocido. El recocido causa recristalización en la lámina de acero, y genera martensita deseada. Durante el recocido, es preferible, de conformidad con un método convencional, calentar la lámina de acero a un intervalo de temperatura de 700°C a 850°C, y enfriar la lámina de acero a temperatura ambiente o a una temperatura a la cual un tratamiento de superficie tal como galvanizado por inmersión en caliente se lleva a cabo. Cuando el recocido se lleva a cabo en el intervalo de temperatura anteriormente descrito, las relaciones de área predeterminadas de ferrita y martensita se obtienen, y la suma de la relación de área de la ferrita y la relación de área de la martensita alcanza 60% o más, y por lo tanto TS x ? mejora.
Condiciones distintas a la temperatura de recocido no son particularmente especificadas; sin embargo, para asegurar confiablemente una estructura predeterminada, el tiempo de retención a una temperatura en el intervalo de 700°C a 850°C es fijado preferiblemente a 1 segundo o más, por ejemplo, aproximadamente 10 minutos dentro del alcance en el cual la productividad no es alterada. La velocidad de incremento de temperatura se determina preferiblemente según es apropiado en el intervalo de l°C/segundo al limite superior de la capacidad de la instalación, por ejemplo, 500 °C/segundo, y la velocidad de enfriamiento se determina preferiblemente según es apropiado en el intervalo de l°C/segundo al limite superior de la capacidad de la instalación, por ejemplo, 500 °C/segundo .
Después del recocido, el laminado de temple se lleva a cabo sobre el acero. El laminado de temple se puede llevar a cabo de conformidad con un método convencional. La relación de alargamiento del laminado de temple generalmente está en el intervalo de aproximadamente 0.2% a 5%, y es preferible una relación de alargamiento a la cual el alargamiento del punto de deformación se puede evitar y la forma de la lámina de acero puede ser corregida.
Como una condición aún más preferible de la presente invención, 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) de acero están representadas respectivamente por [C] , [Mn] , [Si] y [Mo] , la temperatura de devanado CT en el proceso de devanado preferiblemente satisface la siguiente fórmula 6. 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] ... (6) Como se ilustra en la figura 5A, cuando la temperatura de devanado CT es menor que 560-474x[C] - 90 x [Mn] -20x [Cr] -20x [Mo] , es decir, CT- (560-474x [C] - 90 x [Mn] -20x [Cr ] -20x [Mo] ) es menor que cero, una cantidad excesiva de martensita es generada, y la lámina de acero se vuelve demasiado dura de tal manera que hay un caso en el cual el laminado en frío subsiguiente se vuelve difícil. Por otra parte, como se ilustra en la figura 5B, cuando la temperatura de devanado CT es más de 830-270 x [C] - 90 x [Mn]-70 x [Cr] - 80 x [Mo] , es decir, CT- ( 830-270x [C] - 90 x [Mn]-70 x [Cr] - 80 x [Mo] ) es más de cero, se vuelve probable que una estructura en bandas que incluye ferrita y perlita sea generada. Además, la fracción de perlita en la porción de centro del espesor de la lámina es probable que se vuelva alta. Por lo tanto, la uniformidad de la distribución de martensita que es generada durante el proceso de recocido subsiguiente se degrada, y se vuelve difícil satisfacer la fórmula 2a anteriormente descrita. Además, hay un caso en el cual se vuelve difícil que una cantidad suficiente de martensita sea generada.
Cuando se satisface la fórmula 6, una distribución de la ferrita y la fase dura se vuelve forma ideal en la lámina de acero laminada en frío antes del estampado en caliente como se describió antes. Además, en este caso, C y similares se difunden fácilmente de una manera uniforme incluso después del calentamiento y enfriamiento a través de estampado en caliente. Por lo tanto, la forma de distribución de la dureza de martensita se vuelve aproximadamente ideal incluso después de llevar a cabo el enfriamiento. Es decir, siempre que es posible para asegurar más confiablemente la estructura metalográfica anteriormente descrita al satisfacer la fórmula 6, la formabilidad se vuelve excelente en ambos casos de antes y después del estampado en caliente.
Además, para el propósito de mejorar la capacidad de prevención de herrumbre, es preferible proveer un proceso de galvanizado por inmersión en caliente en el cual el galvanizado por inmersión en caliente se lleve a cabo entre el proceso de recocido anteriormente descrito y el proceso de laminado de temple anteriormente descrito, y llevar a cabo el proceso de galvanizado por inmersión en caliente sobre la superficie de la lámina de acero laminada en frío. Además, también es preferible proveer un proceso de tratamiento de aleación en el cual un tratamiento de aleación se lleve a cabo entre el proceso de galvanizado por inmersión en caliente y el proceso de laminado de temple para obtener una placa galvanizada mediante aleación de una placa galvanizada por inmersión en caliente. En un caso en el cual un tratamiento de aleación se lleva a cabo, un tratamiento además se puede llevar a cabo sobre la superficie de la placa galvanizada en el cual la superficie se lleva a contacto con una sustancia que oxida la superficie de la placa tal como vapor de agua, espesando así una película oxidada.
También es preferible proveer, por ejemplo, un proceso de electrogalvanizado en el cual el electrogalvani zado se lleve a cabo sobre la superficie de la lámina de acero laminada en frío después del proceso de laminado de temple además del proceso de galvanizado por inmersión en caliente y el proceso de tratamiento de aleación. Además, también es preferible proveer, en lugar del galvanizado por inmersión en caliente, un proceso de aluminizado en el cual el aluminizado se lleve a cabo entre el proceso de recocido y el proceso de laminado de temple, y llevar a cabo aluminizado sobre la superficie de la lámina de acero laminada en frío. El aluminizado es generalmente y preferiblemente enchapado de aluminio por inmersión en caliente.
Como se describió antes, cuando se satisfacen las condiciones anteriormente descritas, es posible fabricar una lámina de acero laminada en frío que asegure resistencia y presente capacidad de expansión de agujero más favorable. Además, la distribución de dureza o la estructura es mantenida incluso después del estampado en caliente, por lo que la resistencia es asegurada y la capacidad de expansión de agujero más favorable se obtiene incluso después del estampado en caliente.
Mientras tanto, la figura 8 ilustra un diagrama de flujo (procesos SI a S9 y procesos Sil a S14) de un ejemplo del método de fabricación anteriormente descrito.
Ej emplo Acero , que tiene los componentes descritos en la Tabla I se cuela continuamente a una velocidad de colado en el intervalo de 1.0 m/minuto a 2.5 m/minuto, una placa se calentó en un horno de calentamiento bajo las condiciones de Tabla 2 de conformidad con un método convencional como colado o después del enfriamiento del acero una vez, y el laminado en caliente se llevó a cabo a una temperatura de acabado en el intervalo 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 Tab.la 2. Después de eso, incrustaciones sobre la superficie de la lámina de acero fueron removidas llevando a cabo el decapado, y un espesor de la lámina en el intervalo de 1.2 mm a 1.4 mm se obtuvo a través de laminado en frío. En este tiempo, el laminado en frío se llevó a cabo por lo que el valor de la fórmula 5 se volvió el valor descrito en la Tabla 2. Después del laminado en frió, el recocido se llevó a cabo en un horno de recocido continuo a la temperatura de recocido descrita en las Tablas 3 y 4. En algunas de las láminas de acero, el galvanizado por inmersión en caliente se llevó a cabo a la mitad de enfriamiento después de remojar en el horno de recocido continuo, y después de que un tratamiento de aleación se llevó a cabo en algunas de las láminas de acero galvanizadas por inmersión en caliente, por lo que se lleva a cabo el galvanizado-recocido. Además, el electrogalvanizado o aluminizado se llevó a cabo en algunas de las láminas de acero. 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 las calidades del material de la lámina de acero laminada en frío (antes del estampado en caliente) , y una prueba de calidad del material o similar se llevó a cabo. Después de eso, para investigar las características de la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente, se llevó a cabo el estampado en caliente en el cual la lámina de acero laminada en frío se calentó a una velocidad de incremento de temperatura en el intervalo de 10°C/segundo a 100 °C/segundo a la temperatura de tratamiento térmico de las Tablas 5 y 6, se mantuvo durante 10 segundos, y se enfrió a 200°C o inferior a una tasa de enfriamiento de 100 °C/segundo, obteniendo así un acero estampado en caliente que tiene una forma como se ilustra en la figura 7. Se cortó una muestra desde un lugar en el acero estampado en caliente obtenido ilustrado en la figura 7, una prueba de calidad de material y una observación de estructura se llevaron a cabo, y las fracciones de las estructuras respectivas, la densidad en número de MnS, dureza, resistencia a la tensión (TS), el alargamiento (El), la relación de expansión de agujero (A) se obtuvieron. Los resultados se describen en las Tablas 3 a 8. La relación de expansión de agujeros A en las Tablas 3 a 6 se obtuvo usando la siguiente fórmula 11. ? (%) = {(d'-d) / d} x 100 ... (Fórmula 11) d' : diámetro del agujero cuando las grietas penetran la lámina d: el diámetro del agujero inicial Con respecto a los tipos de enchapado en la Tablas 5 y 6, CR representa a una lámina de acero laminada en frío no enchapada. GI representa una lámina de acero laminada en frío galvanizada por inmersión en caliente, GA representa una lámina de acero laminada en frió galvanizada, EG representa una lámina de acero laminada en frió electrogalvanizada, y Al representa una lámina de acero laminada en frío aluminizada.
La cantidad de "0" en la Tabla 1 indica que la cantidad es igual a o menor que el limite inferior de medición.
Las determinaciones G y B en las Tablas 2, 7 y 8 respectivamente tienen los siguientes significados.
G: se satisface la fórmula de la condición obj etivo .
B: no se satisface la fórmula de la condición obj etivo .
Se encontró a partir de las Tablas 1 a 8 que, cuando se satisfacen las condiciones de la presente invención, es posible obtener una lámina de acero de alta resistencia laminada en frió que satisface TS x ?=50000 Pa«% .
Además, se encuentra que, cuando el estampado en caliente se lleva a cabo bajo estampado predeterminado en condiciones calientes, la lámina de acero laminada en frío de la presente invención satisface TS x ? 50000 MPa«% incluso después del estampado en caliente.
Aplicabilidad industrial De conformidad con la presente invención, puesto que se establece una relación apropiada entre la cantidad de C, la cantidad de Mn y la cantidad de Si y martensita se da una dureza apropiada medida usando un nanoindentador, es posible proveer una lámina de acero laminada en frió capaz de obtener capacidad de expansión de agujero favorable.
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 Sil: PROCESO DE GALVANIZADO POR INMERSIÓN EN CALIENTE S12: PROCESO DE TRATAMIENTO DE ALEACIÓN S13: PROCESO DE ALUMINIZADO S14: PROCESO DE ELECTROGALVA IZADO Tabla 1-2 Tabla 2 Tabla 3 Tabla 4 Tabla 5 Tabla 6 — I o r CU -vi L9 89

Claims (19)

REIVINDICACIONES
1. Una lámina de acero laminada en frió que comprende, en % en masa: C: más de 0.150% a 0.300%; Si: 0.010% a 1.000%; Mn: 1.50% a 2.70%; P: 0.001% a 0.060%; S: 0.001% a 0.010%; N: 0.0005% a 0.0100%; y Al: 0.010% a 0.050%, y opcionalmente uno o más de: B: 0.0005% a 0.0020%; o: 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%; y REM: 0.0005% a 0.0050%, y el resto incluyendo Fe e impurezas inevitables, en donde, cuando una cantidad de C, una cantidad de Si y una cantidad de Mn están representadas respectivamente por [C] , [Si] y [Mn] en unidades de % en masa, una relación de la siguiente fórmula 1 se satisface, una estructura metalográfica contiene, por relación de área, 40% a 90% de una ferrita y 10% a 60% de una martensita, y además contiene uno o más de 10% o menos de una perlita por relación de área, 5% o menos de una austenita retenida por relación de volumen y 20% o menos de una bainita por relación de. área, una dureza de la martensita medida usando un nanoindentador satisface las siguientes fórmulas 2a y 3a, y TS x ? que representa un producto de TS que es una resistencia a la tensión y ? que es una relación de expansión de agujero es 50000 MPa»% o más, (5 x [Si] + [Mn] ) / [C] > 10 ... (1) H20/H10 < 1.10 ... (2a) s??? < 20 ... (3a) aqui, la H10 representa una dureza promedio de la martensita en la parte de superficie de la lámina de acero laminada en frió, la H20 representa una dureza promedio de la martensita a una porción de centro de un espesor de la lámina que ocupa un intervalo de ±100 µ?t? desde un centro de espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frió en una dirección de espesor, y y la s??? representa una varianza déla dureza de la martensita presente en la porción de centro del espesor de la lámina.
2. La lámina de acero laminada en frío de conformidad con la reivindicación 1, en donde una relación de área de un MnS que está presente en la estructura metalográfica y tiene un diámetro de circulo equivalente en el intervalo de 0.1 pm a 10 ym es 0.01% o menos, y la siguiente fórmula 4a se satisface, n20/nl0 < 1.5 ... (4a) aqui, la nlO representa una densidad en número promedio del MnS por 10000 i 2 en una 1/4 parte del espesor de la lámina de la lámina de acero laminada en frío, y la n20 representa una densidad en número promedio del MnS por 10000 µp?2 en la porción de centro del espesor de la lámina.
3. La lámina de acero laminada en frío de conformidad con la reivindicación 1, en donde, además, después de un estampado en caliente que incluye un calentamiento a una temperatura en el intervalo de 750°C a 1000°C, un trabajo y un enfriamiento, se lleva a cabo, la dureza de la martensita medida usando un nanoindentador satisface las siguientes fórmulas 2b y 3b, la estructura metalográfica contiene 80% o más de una martensita por relación de área, opcionalmente , además contiene uno o más de 10% o menos de una perlita por relación de área, 5% o menos de una austenita retenida por relación de volumen, menos de 20% de una ferrita y menos de 20% de una bainita por relación de área, y TS x ? que representa el producto de TS que es la resistencia a la tensión y ? que es la relación de expansión de agujero es 50000 MPa*% o más, H2/H1 < 1.10 ... (2b) s?? < 20 ... (3b) aquí, la Hl representa una dureza promedio de la martensita en la parte de superficie después del estampado en caliente, la H2 representa una dureza promedio de la martensita en la porción de centro del espesor de la lámina después del estampado en caliente, y la s?? representa una varianza de la dureza de la martensita presente en la porción de centro del espesor de la lámina después del estampado en caliente .
4. La lámina de acero laminada en frió de conformidad con la reivindicación 3, en donde una relación de área de MnS que está presente en la estructura metalográfica y tiene un diámetro de circulo equivalente en el intervalo de 0.1 pm a 10 µ?? es 0.01% o menos, y la siguiente fórmula 4b se satisface, n2/nl < 1.5 ... (4b) aquí, la ni representa una densidad en número promedio del MnS por 10000 µp?2 a una 1/ parte del espesor de la lámina en la lámina de acero laminada en frío después del estampado en caliente, y la n2 representa una densidad en número promedio del MnS por 10000 pm2 en la porción de centro del espesor de la lámina después del estampado en caliente.
5. La lámina de acero laminada en frío de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde una capa galvanizada por inmersión en caliente es además formada sobre una superficie de la lámina de acero laminada en frío.
6. La lámina de acero laminada en frío de conformidad con la reivindicación 5, en donde la capa galvanizada por inmersión en caliente incluye una capa galvani zada-recocida .
7. La lámina de acero laminada en frío de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde una capa electrogalvanizada es además formada sobre una superficie de la lámina de acero laminada en frío.
8. La lámina de acero laminada en frío de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde una capa aluminizada es además formada sobre una superficie de la lámina de acero laminada en frío.
9. Un método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío, el método comprendiendo: colado del acero fundido que tiene los componentes químicos de conformidad con la reivindicación 1 y obtención de un acero; calentamiento del acero; laminado en caliente del acero usando una instalación de laminado en caliente que tiene una pluralidad de cajas; devanado del acero después del laminado en caliente ; decapado del acero después del devanado; laminado en frió del acero después del decapado usando un laminador en frío que tiene una pluralidad de cajas bajo condiciones en las cuales la siguiente fórmula 5 se satisface; calentamiento del acero a una temperatura en el intervalo de 700°C a 850°C y enfriar el acero después del laminado en frío; y laminado de temple del acero después del calentamiento y enfriamiento del acero, 1.5 x rl / r + 1.2 x r2 / r + r3 / r > 1.0 ... (5) aquí, i es 1,2 o 3, y ri representa una reducción de laminado en frío objetivo individual en una i-ésima caja desde la caja más arriba entre una pluralidad de las cajas en el proceso de laminado en frío en unidades de %, y r representa una reducción de laminado en frío total en el laminado en frío en unidades de %.
10. El método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con la reivindicación 9, en donde, cuando una temperatura de devanado en el devanado está representada por CT en unidades de °C; y una cantidad de C, una cantidad de Mn, una cantidad de Si y una cantidad de Mo del acero están representadas respectivamente por [C] , [Mn] , [Si] y [Mo] en unidades de % en masa, la siguiente fórmula 6 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] ... (6)
11. El método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frió de conformidad con la reivindicación 9 o 10, en donde, cuando una temperatura de calentamiento en el calentamiento está representada por T en unidades de °C; un tiempo en horno está representado por t en unidades de minutos; y una cantidad de Mn y una cantidad de S en el acero están representadas respectivamente por [Mn] y [S] en unidades de % en masa, la siguiente fórmula 7 se satisface. T x ln(t) / (1.7 x [Mn] + [S] > 1500 ... (7)
12. El método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con la reivindicación 9 o 10, que además comprende: el galvanizado por inmersión en caliente sobre el acero además se provee entre el recocido y el laminado de temple .
13. El método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con la reivindicación 12, que además comprende: aleación del acero entre el galvanizado por inmersión en caliente y laminado de temple.
14. El método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con la reivindicación 9 o 10, que además comprende: electrogalvanizado del acero después del laminado de temple.
15. El método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con la reivindicación 9 o 10, que además comprende: aluminizado del acero entre el recocido y el laminado de temple.
16. El método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con la reivindicación 11, que además comprende: el galvanizado por inmersión en caliente sobre el acero además se provee entre el recocido y el laminado de temple .
17. El método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frió de conformidad con la reivindicación 16, que además comprende: aleación del acero entre el galvanizado por inmersión en caliente y el laminado de temple.
18. El método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frió de conformidad con la reivindicación 11, que además comprende: electrogalvanizado del acero después del laminado de temple.
19. El método de fabricación para fabricar una lámina de acero laminada en frío de conformidad con la reivindicación 11, que además comprende: aluminizado del acero entre el recocido y el laminado de temple. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Cuando el contenido de carbono, el contenido de silicio y el contenido de manganeso de esta lámina de acero laminada en frió 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] > 10, y la estructura del metal contiene ferrita a 40% a 90% y martensita a 10% a 60% por relación de área, y además contiene uno o más de perlita a 10% o menos por relación de área, austenita retenida a 5% o menos por relación de volumen, y bainita a 20% o menos por relación de área. Además, la dureza de la martensita, como se mide por un nanoindentador, satisface H20/H10 < 1.10 y s??? < 20, y TS x ?, que está representada por el producto de la resistencia a la tensión (TS) y tasa de expansión de agujero (?) , es por lo menos 50000 MPa»%.
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