ES2356186T5 - Acero de baja densidad que presenta un buen comportamiento en la embutición - Google Patents

Acero de baja densidad que presenta un buen comportamiento en la embutición Download PDF

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Description

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55 E08805524
02-06-2015
DESCRIPCIÓN
Acero de baja densidad que presenta un buen comportamiento en la embutición.
La invención se refiere a una chapa ferrítica de acero laminada en caliente o en frío, con una resistencia superior a los 400 MPa y una densidad inferior a 7,3 aproximadamente, así como a su procedimiento de fabricación.
La disminución de la cantidad de CO2 emitida por los vehículos automóviles pasa particularmente por la disminución de peso de los vehículos automóviles. Esta disminución de peso puede ser realizada:
-gracias a un aumento de las características mecánicas de los aceros que constituyen las piezas estructurales o las piezas superficiales, o
-a características mecánicas dadas, gracias a una reducción de la densidad de los aceros.
-La primera vía es objeto de numerosas investigaciones, los aceros cuya resistencia mecánica va de 800 MPa a más de 1000 MPa han sido propuestos por la industria siderúrgica. La densidad de estos aceros permanece sin embargo próxima a 7,8, que es la densidad de los aceros convencionales.
-Una segunda vía pasa por la adición de elementos susceptibles de reducir la densidad de los aceros (como los aceros descritos en GB-A-1044801, JP-A-2001-271148 o JP-A-04-056748): La patente EP 1 485 511 describe así aceros que comprenden adiciones de silicio (2-10%) y aluminio (1-10%) de microestructura ferrítica y que contienen igualmente fases carburadas.
Sin embargo, el contenido en silicio relativamente elevado de estos aceros puede plantear en algunos casos problemas de revestimiento y de ductilidad.
Se conocen por otro lado aceros que contienen una adición de aproximadamente un 8% de aluminio: se pueden sin embargo encontrar dificultades en la fabricación de estos aceros, en particular en el laminado en frío. Se pueden igualmente encontrar problemas de arrugado en la embutición de estos aceros. Cuando estos contienen más de un 0,010% C, una precipitación de fases carburadas puede aumentar la fragilidad. La utilización de tales aceros para la fabricación de piezas estructurales es entonces imposible.
El fin de la invención es proponer chapas de acero laminadas en caliente o en frío que presenten simultáneamente:
-una densidad inferior a 7,3 aproximadamente
-una resistencia Rm superior a 400 MPa
-un buen comportamiento en la deformación, en particular en el laminado y una excelente resistencia al arrugado,
-una buena soldabilidad y un buen revestimiento.
El fin de la invención es igualmente proponer un procedimiento de fabricación compatible con las instalaciones industriales usuales.
A este respecto, la invención tiene por objeto una chapa ferrítica laminada en caliente de acero cuya composición comprende, expresándose los contenidos en peso: 0,001 ≤ C ≤0,15%, Mn ≤ 1%, Si ≤ 1,5%, 6% ≤Al ≤ 10%, 0,020% ≤ Ti ≤ 0,5%, S ≤ 0,050%, P ≤ 0,1% y, a título opcional, uno o varios elementos seleccionados entre: Cr ≤ 1%, Mo ≤ 1%, Ni ≤ 1%, Nb ≤ 0,1%, V ≤ 0,2%, B ≤ 0,01%, estando constituido el resto de la composición por hierro e impurezas inevitables resultantes de la elaboración, siendo el tamaño medio de grano de ferrita dIV medido sobre una superficie perpendicular a la dirección transversal con relación al laminado inferior a 100 micrómetros.
La invención tiene igualmente por objeto una chapa ferrítica laminada en frío y recocida obtenida a partir de una chapa laminada en caliente indicada anteriormente, caracterizada por que su estructura está constituida por ferrita equiaxial cuyo tamaño medio de grano dα es inferior a 50 micrómetros, y por que la fracción lineal f de precipitados imagen1κ
intergranulares es inferior al 30%, estando definida la fracción lineal f por: , designando
imagen2la
longitud total de las juntas de grano que comprenden precipitados imagen3κ con relación a una superficie (S) considerada, designando
la longitud total de las juntas de granos con relación a la superficie (S) considerada. 2
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Según un modo particular, la composición comprende: 0,001% ≤ C ≤ 0,010%, Mn ≤ 0,2%.
Según un modo preferido, la composición comprende: 0,010% < C ≤ 0,15%, 0,2% ≤ Mn ≤ 1%.
Preferentemente, la composición comprende: 7,5 % ≤Al ≤ 10%.
Muy preferentemente, la composición comprende: 7,5% ≤Al ≤ 8,5%.
El contenido en carbono en solución sólida es preferentemente inferior al 0,005% en peso.
Según un modo preferido, la resistencia de la chapa es superior o igual a 400 MPa.
A título preferencial, la resistencia de la chapa es superior o igual a 600 MPa. La invención tiene igualmente por objeto un procedimiento de fabricación de una chapa de acero laminada en caliente según el cual se obtiene de un acero con una composición según unas de las composiciones indicadas anteriormente, se cuela el acero en forma de semiproducto que se lleva a una temperatura superior o igual a 1150ºC. Se lamina en caliente el semiproducto para obtener una chapa, gracias a al menos dos etapas de laminado realizadas a temperaturas superiores a 1050ºC, siendo el porcentaje de reducción de cada una de las etapas superior o igual al 30%, siendo el tiempo que pasa entre cada una de las etapas de laminado, y la etapa de laminado siguiente, superior o igual a 10 s. Se termina el laminado a una temperatura TFL superior o igual a 900ºC, se refrigera la chapa de tal forma que el intervalo de tiempo tp que pasa entre los 850 y los 700ºC sea superior a 3 s, para obtener una precipitación de precipitados κ, luego se bobina la chapa a una temperatura Tbob comprendida entre los 500 y los 700ºC.
Según un modo particular, la colada se realiza directamente en forma de desbastes finos o de bandas finas entre cilindros contra-rotativos.
La invención tiene igualmente por objeto un procedimiento de fabricación de chapa de acero laminada en frío y recocida según el cual se obtiene una chapa de acero laminada en caliente fabricada según uno de los modos indicados anteriormente, luego se lamina en frío la chapa con un porcentaje de reducción comprendido entre un 30 y un 90%, con el fin de obtener una chapa laminada en frío. Se calienta seguidamente la chapa laminada en frío a una temperatura T' con una velocidad Vc superior a 3ºC/s, luego se refrigera la chapa a una velocidad VR inferior a 100ºC/s, seleccionándose la temperatura T' y la velocidad VR con el fin de obtener una recristalización completa, una fracción lineal f de precipitados intergranulares κ inferior al 30% y un contenido en carbono en solución sólida inferior al 0,005% en peso.
Se calienta preferentemente la chapa laminada en frío a una temperatura T' comprendida entre 750 y 950ºC.
Según un modo particular de fabricación de una chapa laminada en frío y recocida, se obtiene de una chapa de composición: 0,010% < C ≤ 0,15%, 0,2% < Mn ≤ 1%, Si ≤ 1,5%, 6% ≤Al ≤ 10%, 0,020% ≤ Ti ≤ 0,5%, S ≤ 0,050%, P ≤ 0,1% y, a título opcional, uno o varios elementos seleccionados entre: Cr ≤ 1%, Mo ≤ 1%, Ni ≤ 1%, Nb ≤ 0,1%, V ≤ 0,2%, B ≤ 0,01%, estando constituido el resto de la composición por hierro e impurezas inevitables resultantes de la elaboración, y se calienta la chapa laminada en frío a una temperatura T' seleccionada con el fin de evitar la disolución de precipitados κ.
Según un modo particular, se obtiene una chapa con la composición anteriormente indicada y se calienta la chapa laminada en frío a una temperatura T' comprendida entre los 750 y los 800ºC.
La invención tiene igualmente por objeto la utilización de chapas de acero según uno de los modos indicados anteriormente o fabricadas según uno de los modos indicados anteriormente para la fabricación de piezas superficiales o de piezas estructurales en el ámbito del automóvil.
Otras características y ventajas de la invención aparecerán en el transcurso de la descripción dada a continuación, facilitada a título de ejemplo y realizada con referencia a las figuras adjuntas según las cuales:
-La figura 1 define esquemáticamente la fracción lineal f de juntas de granos ferríticos que comprenden una precipitación intergranular.
-La figura 2 presenta la microestructura de una chapa de acero laminada en caliente según la invención.
-La figura 3 presenta la microestructura de una chapa de acero laminada en caliente fabricada según condiciones que no son las de la invención
-Las figuras 4 y 5 ilustran la microestructura de dos chapas laminadas en frío y recocidas según la invención.
-La figura 6 presenta la microestructura de una chapa de acero laminada en frío y recocida fabricada según
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condiciones que no están de acuerdo con la invención.
La presente invención se refiere a aceros que presentan una densidad reducida, inferior a 7,3 aproximadamente, manteniendo características de uso satisfactorias.
5 La invención se refiere particularmente a un procedimiento de fabricación que permite controlar la precipitación de carburos intermetálicos, la microestructura y la textura en aceros que comprenden particularmente combinaciones particulares de carbono, aluminio y titanio.
En lo que respecta a la composición química del acero, el carbono juega un papel importante en la formación de la microestructura y sobre las propiedades mecánicas:
-Según la invención, el contenido en carbono se encuentra comprendido entre un 0,001% y un 0,15%: por debajo de 0,001%, no se puede obtener un endurecimiento significativo. Cuando el contenido en carbono es 15 superior al 0,15%, el comportamiento al laminado en frío de los aceros es bajo.
-Cuando el contenido en manganeso excede el 1%, existe un riesgo de estabilización de la austenita residual a temperatura ambiente debido al carácter gamágeno de este elemento. Los aceros según la invención tienen una microestructura ferrítica a temperatura ambiente. Diferentes modos particulares de la invención puede ser utilizados, en función del contenido en carbono y en manganeso del acero.
-Cuando el contenido en carbono se encuentra comprendido entre 0,001 y 0,010% y cuando el contenido en manganeso es inferior o igual al 0,2%, la resistencia Rm mínima obtenida es de 400 MPa.
25 -Cuando el contenido en carbono es superior al 0,010% e inferior o igual al 0,15%, y cuando el contenido en manganeso es superior al 0,2% e inferior o igual al 1%, la resistencia mínima obtenida es de 600 MPa. En de las gamas de contenidos en carbono presentadas anteriormente, los inventores han evidenciado que este elemento contribuía a un endurecimiento importante mediante una precipitación de carburos (TiC o precipitados kappa) y mediante un afinamiento del grano ferrítico. La adición de carbono solo conduce a una pequeña pérdida de ductilidad si la precipitación de carburos no es intergranular o si el carbono no se encuentra en solución sólida.
Dentro de estas gamas de composición, el acero tiene una matriz ferrítica a cualquier temperatura durante el ciclo de fabricación, es decir desde la solidificación a partir de la colada.
35 -Con el mismo grado que el aluminio, el silicio es un elemento que permite reducir la densidad del acero. Sin embargo, una adición excesiva de silicio más allá del 1,5%, provoca la formación de óxidos fuertemente adherentes y la aparición eventual de defectos de superficie, que conducen particularmente a una falta de humectabilidad en las operaciones de galvanización al temple. Además, esta adición excesiva disminuye la ductilidad.
-El aluminio es un elemento importante de la invención: cuando su contenido es inferior al 6% en peso, una reducción suficiente de la densidad no puede ser obtenida. Cuando su contenido es superior al 10%, existe un riesgo de formación de fases intermetálicas fragilizantes Fe3Al y FeAl.
45 Preferentemente, el contenido en aluminio se encuentra comprendido entre un 7,5 y un 10%: dentro de esta gama, la densidad de la chapa es inferior a 7,1 aproximadamente.
Preferentemente, el contenido en aluminio se encuentra comprendido entre un 7,5 y un 8,5%: dentro de esta gama, se obtiene un aligeramiento satisfactorio sin disminución de la ductilidad.
-El acero contiene igualmente un contenido mínimo en titanio del 0,020% que contribuye a limitar el contenido en carbono en solución sólida en cantidad inferior al 0,005% en peso, gracias a una precipitación de TiC. El carbono en solución sólida tiene un efecto nefasto sobre la ductilidad debido a que reduce la movilidad de las
55 dislocaciones. Más allá del 0,5% de titanio, la precipitación de carburos de titanio interviene en cantidad demasiado importante, y la ductilidad es reducida.
-Una adición eventual de boro limitada al 0,010% contribuye igualmente a una reducción del carbono en solución sólida.
-El contenido en azufre es inferior al 0,050% con el fin de limitar una precipitación eventual de TiS que disminuiría la ductilidad.
-Por razones de ductilidad en caliente, el contenido en fósforo se limita igualmente al 0,1%. 65 A título opcional, el acero puede igualmente contener, solos o en combinación:
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-cromo, molibdeno o níquel en cantidad inferior o igual al 1%. Estos elementos aportan un endurecimiento complementario por solución sólida.
5 -Elementos de micro-aleación, como el niobio y el vanadio en cantidad respectivamente inferior al 0,1 y 0,2% en peso, pueden ser añadidos para obtener un endurecimiento complementario por precipitación.
El resto de la composición está constituido por hierro e impurezas inevitables que resultan de la elaboración.
10 La estructura de los aceros según la invención comprende una distribución homogénea de granos ferríticos fuertemente desorientados: la desorientación fuerte entre granos próximos permite evitar el defecto de arrugado: este defecto se caracteriza, durante la conformación en frío de chapas, por la aparición localizada y prematura de franjas según el sentido de laminado, formando un relieve. Este fenómeno se debe a la presencia de grupos de granos recristalizados y débilmente desorientados, pues proceden de un mismo grano original antes de la
15 recristalización. Una estructura sensible al arrugado se caracteriza por una distribución espacial de textura.
Cuando el fenómeno de arrugado se encuentra presente, las propiedades mecánicas en sentido transversal (particularmente el alargamiento uniforme) y el comportamiento en la conformación se reducen fuertemente. Los aceros según la invención no presentan sensibilidad al arrugado en la conformación, debido a su textura favorable.
20 Según una forma de la invención, la microestructura a temperatura ambiente de los aceros está constituida por una matriz de ferrita equiaxial cuyo tamaño de grano medio es inferior a 50 micrómetros. El aluminio se encuentra mayoritariamente en solución sólida en esta matriz a base de hierro. Estos aceros contienen precipitados kappa (κ) que son una fase intermetálica ternaria Fe3AlCx. La presencia de estos precipitados en la matriz ferrítica conduce a
25 un endurecimiento importante. Estos precipitados κ no deben sin embargo estar presentes en forma de una precipitación intergranular acusada so pena de una reducción importante de la ductilidad: los inventores han evidenciado que la ductilidad se reducía cuando la fracción líneal de juntas de granos ferríticos que presentan una precipitación κ, era superior o igual al 30%. La definición de esta fracción lineal f se facilita en la figura 1: Si se considera un grano particular cuyo contorno está limitado por juntas de granos sucesivos de longitud L1, L2, ..Li, las
30 observaciones por microscopia muestran que este grano puede comprender precipitados κ a lo largo de las juntas en una extensión d1, ..di... Considerando una superficie (S) estadísticamente representativa de la microestructura, por ejemplo compuesta por más de 50 granos, se define la fracción lineal que comprende precipitados κ por la expresión f:
imagen4
imagen5designa la longitud total de las juntas de granos que comprenden precipitados κ, en relación con la superficie
(S) considerada. imagen3representa la longitud total de las juntas de granos en relación con la superficie (S)
considerada.
40 La expresión f traduce por consiguiente el porcentaje de recubrimiento de las juntas de granos ferríticos mediante una precipitación κ.
Según otra forma de la invención, el grano ferrítico no es equiaxial pero su tamaño medio dIV es inferior a 100
45 micrómetros. dIV designa el tamaño de grano medido por el método de interceptos lineales en una superficie (S) representativa perpendicular a la dirección transversal con relación al laminado. La medición de dIV se realiza según la dirección perpendicular al espesor de la chapa. Esta morfología de grano no equiaxial, que presenta un alargamiento en el sentido del laminado, puede estar por ejemplo presente en chapas de acero laminadas en caliente según la invención.
50 La realización del procedimiento de fabricación de una chapa laminada en caliente según la invención es la siguiente:
-Se obtiene de un acero con la composición según la invención.
55 -Se procede a la colada de un semiproducto a partir de este acero. Esta colada puede ser realizada en lingotes, o en continuo en forma de desbastes con espesor del orden de los 200 mm. Se puede igualmente realizar la colada en forma de desbastes delgados de algunas decenas de milímetros de espesor, o de
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bandas finas, entre cilindros de acero contra-rotativos. Este modo de fabricación en forma de productos delgados es particularmente ventajoso, pues permite obtener más fácilmente una estructura fina que favorece la realización de la invención como se verá más adelante. Por medio de sus conocimientos generales, el experto en la materia sabrá determinar las condiciones de colada que cumplan a la vez la necesidad de
5 obtener una estructura fina y equiaxial después de la colada, y la de cumplir las exigencias usuales de una colada industrial.
Los semiproductos colados son primeramente llevados a una temperatura superior a los 1150ºC para alcanzar en cualquier punto una temperatura favorable a las deformaciones elevadas que va a experimentar el acero en las diferentes etapas de laminado.
Naturalmente, en el caso de una colada directa de desbastes delgados o de bandas delgadas entre cilindros contrarotativos, la etapa de laminado en caliente de estos semiproductos que comienza a más de 1150ºC puede realizarse directamente después de la colada si bien una etapa de recalentamiento intermediaria no es necesaria en este caso.
15 Como consecuencia de numerosos ensayos, los inventores han evidenciado que era posible evitar el problema de arrugado y obtener una embutibilidad muy buena y una buena ductilidad, por medio del procedimiento de fabricación que comprende las etapas siguientes:
-Se lamina en caliente el semiproducto para obtener una chapa, mediante una sucesión de etapas de laminado. Cada una de las etapas corresponde a una reducción del espesor del producto por el paso por el seno de los cilindros del laminador. En estas condiciones industriales, estas etapas se realizan en el desbastado del semiproducto en un tren de bandas. El porcentaje de reducción asociado en cada una de estas etapas está definido por: (espesor del semiproducto después de la etapa de laminado-espesor antes
25 del laminado)/(espesor antes del laminado). Según la invención, al menos dos de estas etapas se realizan a temperaturas superiores a los 1050ºC, el porcentaje de reducción de cada una de ellas es superior o igual al 30%. El intervalo de tiempo ti entre cada una de las deformaciones de porcentaje superior al 30% y la deformación ulterior es superior o igual a 10 s con el fin de obtener una recristalización total al inicio de este intervalo de tiempo ti. Los inventores han evidenciado que esta combinación particular de condiciones conducía a un afinamiento muy importante de la estructura en caliente. Se promovió así una recristalización gracias a temperaturas de laminado superiores a la temperatura de no-recristalización Tnr. Los inventores han evidenciado igualmente que una estructura inicial fina, tal como la obtenida después de una colada directa, era favorable para acelerar la recristalización.
35 -Se termina el laminado a una temperatura TFL superior o igual a los 900ºC, con el fin de obtener una recristalización completa.
-Se refrigera seguidamente la chapa obtenida: los inventores han evidenciado que una precipitación particularmente eficaz de precipitados κ y de carburos TiC se obtenía cuando el intervalo de tiempo tp que transcurría en la refrigeración entre 850 y 700ºC era superior a 3 s. Se obtiene de este modo una precipitación intensa favorable para el endurecimiento.
-Se bobina seguidamente la chapa a una temperatura Tbob comprendida entre 500 y 700ºC. Esta etapa consigue la precipitación de TiC.
45 En esta fase, se obtiene así una chapa laminada en caliente cuyo espesor va por ejemplo de 2 a 6 mm. Si se desea fabricar una chapa con espesor más bajo, por ejemplo de 0,6 a 1,5 mm, el procedimiento de fabricación es el siguiente:
-Se obtiene una chapa laminada en caliente, fabricada según el procedimiento descrito anteriormente. Naturalmente, si el estado superficial de la chapa lo exige, se realizará un decapado por medio de un procedimiento conocido en sí.
-Se realiza seguidamente un laminado en frío, estando comprendido el porcentaje de reducción entre un 30 y 55 un 90%.
-Se calienta seguidamente la chapa laminada en frío con una velocidad de recalentamiento Vc superior a 3ºC/s, esto con el fin de evitar una restauración que disminuiría la capacidad a la recristalización ulterior. El recalentamiento se realiza hasta una temperatura de recocido T' que se elegirá con el fin de obtener una recristalización completa de la estructura inicial fuertemente batida.
Se refrigera seguidamente la chapa a una velocidad VR inferior a 100ºC/s con el fin de no provocar una eventual fragilización por un exceso de carbono en solución sólida. Este resultado es particularmente sorprendente en la medida en que se podía pensar que una velocidad de refrigeración rápida sería favorable para reducir una 65 precipitación fragilizante. Ahora bien, los inventores han evidenciado que una refrigeración lenta, a una velocidad de refrigeración inferior a los 100ºC/s, conducía a una precipitación importante de carburos que reducía así el contenido
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en carbono en solución sólida: esta precipitación tiene por efecto aumentar la resistencia sin consecuencia nefasta en la ductilidad.
Se elegirá la temperatura de recocido T' y la velocidad VR con el fin de obtener en el producto final:
5 -Una recristalización completa -Una fracción lineal f de precipitados intergranulares κ inferior al 30%. -Un contenido en carbono en solución sólida inferior al 0,005%.
10 Se elegirá preferentemente una temperatura T' comprendida entre 750 y 950ºC para obtener una recristalización completa.
Más particularmente, cuando el contenido en carbono es superior al 0,010 % e inferior o igual al 0,15% y cuando el contenido en manganeso es superior al 0,2% e inferior o igual al 1%, se elegirá la temperatura T' con el fin de evitar
15 además la disolución de precipitados κ presentes antes del recocido. En efecto, si estos precipitados se disuelven, la precipitación ulterior en la refrigeración lenta se producirá en forma intergranular fragilizante: una temperatura de recocido demasiado importante conduciría a la redisolución de los precipitados κ formados en la fabricación de la chapa laminada en caliente y disminuiría la resistencia mecánica. Con este fin, se elegirá preferentemente una temperatura T' comprendida entre 750 y 800ºC.
20 A título de ejemplo no limitativo, los resultados siguientes mostrarán las características ventajosas conferidas por la invención.
Ejemplo 1: Chapas laminadas en caliente
25 Se elaboraron aceros por colada en forma de semiproductos con espesor de 50 mm aproximadamente. Sus composiciones, expresadas en porcentaje ponderal, figuran en la tabla 1 dada a continuación.
Tabla 1 Composiciones de aceros (% en peso). I= Según la invención. R=referencia Valores subrayados: No 30 conformes a la invención
Referencia
C Si Mn Al Ti Cr Mo Ni S P Nb
I1
0,005 0,013 0,108 8,55 0,096 0,007 0,025 0,005 0,012 0,016 0,004
I2
0,009 0,013 0,108 8,5 0,097 0,008 0,027 0,005 0,013 0,016 0,005
I3
0,080 0,275 0,485 8,24 0,096 0,009 0,026 0,005 0,012 0,016 0,005
R1
0,010 0,170 0,09 6,8 0.006 0,032 - 0,005 0,001 0,009 -
R2
0,079 1,44 1,21 3,25 - - - - 0,010 0,009 -
R3
0,005 0,010 0,010 14,5 0,104 - - - 0,010 0,009 -
R4
0,19 0,018 1,45 12,6 0,084 0,006 0,026 0,006 0,009 0,009 -
R5
0,197 0,010 1,7 10,2 - - - 0,010 0,009 -
R6
0,19 0,022 0,98 12,2 0,098 2,2 0,27 - 0,010 0,006 -
Los semiproductos se recalentaron a una temperatura de 1220ºC y se laminaron en caliente para obtener una chapa con un espesor de 3,5 mm aproximadamente.
35 A partir de una misma composición, algunos aceros han sido objeto de diferentes condiciones de laminado en caliente. Las referencias I1-a, I1-b, I1-c, I1-d, I1-e designan por ejemplo cinco chapas de acero fabricadas según condiciones diferentes a partir de la composición I1.
40 Para los aceros I1 a I3, la tabla 2 detalla las condiciones de las etapas sucesivas de laminado en caliente:
-El número N de etapas de laminado realizadas a una temperatura de laminado en caliente superior a 1050ºC.
-Entre estas, el número Ni de etapas de laminado cuyo porcentaje de reducción es superior al 30% 45 -El tiempo ti que pasa entre cada una de las etapas Ni y la etapa de laminado se suceden inmediatamente en cada una de estas.
-La temperatura de final de laminado TFL 50 -El intervalo de tiempo tp que pasa en la refrigeración entre 850 y 700ºC
-La temperatura de bobinado Tbob
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Tabla 2 : Condiciones de fabricación en el laminado en caliente
Referencia
N NI ti(s) TFL (°C) tp (s) Tbob (°C)
I1a
I 4 3 14,5 20,6 26,8 900 21 700
I1b
R' 6 2 2 2 900 21 700
I1c
R 4 1 8 900 0 1,3 700
I1d
I 5 3 26,5 23,5 20 900 21 700
I1e
R 7 5 7,7 5,2 3,5 3 2,5 1050 20 700
I3a
I 4 2 10 11 950 20 700
I3b
R 4 1 5 950 20 700
I = Según la invención. R= referencia Valores subrayados: No conformes a la invención.
La tabla 3 presenta la densidad medida en las chapas de la tabla 2 y algunas características mecánicas y
5 microestructurales. Se midieron así, en sentido transversal con relación al laminado, la resistencia Rm, el alargamiento uniforme Au, el alargamiento a la ruptura At. Se midió igualmente el tamaño de granos dIV por el método de los interceptos lineales según la norma NF EN ISO 643 sobre una superficie perpendicular a la dirección transversal con relación al laminado. La medición de dIV se realizó según la dirección perpendicular al espesor de la chapa. Con el fin de obtener propiedades mecánicas incrementadas, se investigó más particularmente un tamaño de
10 grano dIV inferior a 100 micrómetros.
Tabla 3: Propiedades de las chapas laminadas en caliente obtenidas a partir de los aceros I1 y I3.
Referencia
Rm (MPa) Au (%) At (%) Densidad DIV
I1a
I 505 10,7 25,4 7,05 75
I1b
R 507 n.d n.d 7,05 200
I1c
R 474 n.d n.d 7,05 450
I1d
I 524 n.d n.d 7,05 40
I1e
R 504 n.d n.d 7,05 120
I3a
I 645 n.d n.d 7,07 70
I3b
R 628 n.d n.d 7,07 400
I = Según la invención-R = referencia n.d= no determinado Valores subrayados: No conformes a la invención
15 Las chapas de acero según la invención, cuya microestructura se ilustra por ejemplo en la figura 2 para la chapa I1d, se caracterizan por un tamaño de grano dIV inferior a 100 micrómetros y presentan una resistencia mecánica que va de 505 a 645 MPa.
Las chapas I1b y I1e han sido laminadas con un tiempo de interpaso demasiado corto. Su estructura es entonces
20 tosca y no recristalizada o insuficientemente recristalizada como lo muestra la figura 3 en relación con la chapa I1e. Consecuentemente, la ductilidad se disminuyó y la chapa es más sensible al defecto de arrugado. Conclusiones similares pueden ser extraídas para la chapa I3b.
La chapa I1c fue laminada con un número insuficiente de etapas de laminado con un porcentaje superior al 30%, un
25 tiempo de interpaso y un intervalo de tiempo tp demasiado cortos. Las consecuencias son idénticas a las indicadas en las chapas I1b y I1e. El intervalo de tiempo tp es demasiado bajo, una precipitación endurecedora de precipitados κ y de carburos TiC solo se produce parcialmente, lo cual no permite sacar el pleno rendimiento de las posibilidades de endurecimiento.
30 Los semiproductos realizados a partir de los aceros de referencia R1 a R6 se laminaron para fabricar chapas laminadas en caliente en condiciones de fabricación idénticas a las del acero I3a de la tabla 2. Las propiedades obtenidas en estas chapas se indican en la tabla 4.
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Tabla 4: Propiedades mecánicas de las chapas laminadas en caliente obtenidas a partir de los aceros R1 a R6.
Referencia
Re (Mpa) Rm (MPa) Au (%) At (%) Densidad
R1
n.d n.d. n.d. n.d. 7,2
R2
n.d. n.d. n.d. n.d. 7,44
R3
n.d. 450 0,1 0,1 6,48
R4
725 786 0,6 0,6 6,67
R5
596 687 2,7 2,7 6,9
R6
853 891 0,7 0,7 6,7
I= Según la invención. R= referencia n.d.= no determinado Valores subrayados: No conformes a la invención.
5 El acero R1 presenta un contenido insuficiente en titanio lo cual conduce a un contenido en carbono en solución sólida demasiado importante: el comportamiento al plegado se reduce entonces.
El acero R2 presenta un contenido en aluminio insuficiente lo cual no permite obtener una densidad inferior a 7,3.
10 Los aceros R3, R4, R5 y R6 contienen un contenido demasiado importante en aluminio y eventualmente en carbono: su ductilidad se reduce debido a la precipitación excesiva de fases intermetálicas o de carburos.
Ejemplo 2: Chapas laminadas en frío y recocidas
15 A partir de las chapas de acero laminadas en caliente I1-a y I3-a (según la invención) y I1-c y I-3b (que no cumplen con las condiciones de la invención), se realizó un laminado en frío con una reducción del 75% para obtener chapas de 0,9 mm de espesor aproximadamente. El comportamiento en el laminado en frío se realzó durante esta etapa. Seguidamente se realizó un recocido caracterizado por una velocidad de calentamiento Vc=10ºC/s. Las temperaturas de recocido T' y las velocidades de refrigeración VR han sido indicadas en la tabla 5. En estas
20 condiciones, el recocido produce una recristalización completa.
A partir de una misma chapa laminada en caliente, algunos aceros han sido objeto de diferentes condiciones de laminado en frío y de recocido. Las referencia I3a1, I3a2, I3a3, I3a4, designan por ejemplo cuatro chapas de acero fabricadas según condiciones diferentes de laminado en frío y de recocido a partir de la chapa laminada en caliente
25 I3a.
Tabla 5: Condiciones de fabricación de las chapas laminas en frío y recocidas
Referencia
Comportamiento al laminado en frío T' VR
I1a1
I Satisfactorio 900°C 13°C/s
I1a2
R Satisfactorio 900°C 150°C/s
I1c1
R Satisfactorio 900°C 13°C/s
I3a1
I Satisfactorio 800°C 13°C/s
13a2
R Satisfactorio 800°C 150°C/s
I3a3
R Satisfactorio 900°C 13°C/s
13a4
R Satisfactorio 900°C 150°C/s
I3b
R No satisfactorio (fisuras en sentido transversal)
I = Según la invención. R= referencia Valores subrayados: No conformes a la invención.
30 La tabla 6 presenta ciertas características mecánicas, químicas, microestructurales y de densidad de las chapas de la tabla 5. Se midieron así mediante ensayos de tracción en sentido transversal con relación al laminado, el límite de elasticidad Re, la resistencia Rm, el alargamiento uniforme Au, el alargamiento a la ruptura At. Mediante observaciones por microscopia electrónica de barrido, se ha revelado la presencia eventual de facetas de escisión en las superficies de ruptura de las piezas de ensayo.
35 El contenido en carbono Csol en solución sólida fue igualmente medido. El comportamiento al plegado y a la embutición fueron evaluados. Se reveló igualmente la presencia eventual de arrugado consecutivo en las deformaciones. La microestructura de estas chapas recristalizadas está constituida por ferrita equiaxial cuyo tamaño medio de grano dα se midió en el sentido transversal del laminado. Se midió igualmente el porcentaje de
40 recubrimiento f de las juntas de granos ferríticos mediante una precipitación κ, por medio del logicial de análisis de imágenes AphelionTM .
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Tabla 6: Propiedades mecánicas de las chapas laminadas en frío y recocidas obtenidas a partir de aceros I1 y I3
Ref.
Re (MPa) Rm (MPa) Au (%) At (%) Modo de ruptura dα Csol (%) f (%) Arrugado Densidad
I1a1
I 390 497 18 31 Dúctil 27 0,002 0 No Sí 7,05
I1a2
R 405 510 17 29 Dúctil/frágil 27 0,005 0 n.d. Sí 7,05
I1c1
R 437 552 13,8 25 Dúctil 53 n.d. n.d. Sí No 7,05
I3a1
I 531 633 16,5 28,8 Dúctil 11 0,003 2 No Sí 7,07
I3a2
R 532 627 13,8 19 Dúctil/frágil 11 0,010 0 No n.d. 7,07
I3a3
R 513 612 13 14 Dúctil/frágil 12 n.d. 60 n.d. No 7,07
I3a4
R 613 687 12,8 16 Frágil 12 0,060 17 n.d. No 7,07
I = Según la invención. R=referencia. N.d.: no determinado Valores subrayados: No conformes a la invención.
Las chapas de aceros I1a1 y I3a1 presentan un contenido en carbono en solución sólida, un tamaño de grano
5 equiaxial ferrítico y un porcentaje de recubrimiento f de las juntas de granos que cumplen con las condiciones de la invención. Consecuentemente, el comportamiento al plegado, a la embutición, a la resistencia al arrugado de estas chapas, es elevada.
La figura 4 ilustra la microestructura de la chapa de acero I1a1 según la invención.
10 La figura 5 ilustra la microestructura de otra chapa de acero según la invención, I3a1: se aprecia la presencia de precipitados κ de los cuales una pequeña cantidad solamente está presente en forma intergranular, lo cual permite mantener una ductilidad elevada.
15 Comparativamente, la chapa de acero I1a2 se refrigeró a una velocidad demasiado importante después del recocido: el carbono se encuentra entonces totalmente en solución sólida, lo cual lleva consigo una reducción de la ductilidad de la matriz que se traduce por la presencia local de zonas frágiles en las superficies de ruptura. De igual modo, la chapa I3a2 se refrigeró a una velocidad demasiado importante y condujo igualmente a un contenido excesivo en solución sólida.
20 La figura 6 ilustra la microestructura de la chapa I3a3: esta se recoció a una temperatura T' demasiado importante: los precipitados κ presentes antes del recocido se disolvieron, su precipitación ulterior en la refrigeración se produjo en una forma intergranular en cantidad excesiva. Esto se traduce por la presencia local de zonas frágiles en las superficies de ruptura.
25 La chapa I3a4 se recoció igualmente a una temperatura que produce una disolución parcial de los precipitados κ. El contenido en carbono en solución sólida es excesivo.
La chapa de acero I1c1 se fabricó a partir de una chapa laminada en caliente que no cumple con las condiciones de 30 la invención: el tamaño de grano equiaxial es demasiado importante, la resistencia al arrugado y el comportamiento en la embutición son insuficientes.
La chapa I3b laminada en caliente, que no cumple con los criterios de la invención, no es apta para la deformación ya que aparecen fisuras transversales durante el laminado en frío.
35 Ensayos de soldabilidad por resistencia por puntos fueron efectuados en la chapa de acero I1a1, bien sea en soldadura homogénea (soldadura de dos chapas de la misma composición) o en soldadura heterogénea (soldadura con una chapa de acero sin intersticial de composición, expresada en porcentaje ponderal: 0,002%C, 0,01%Si, 0,15%Mn, 0,04%Al, 0,015%Nb, 0,026%Ti). Los exámenes muestran que las juntas soldadas están exentas de
40 defectos.
En el caso de tratamiento térmico ulterior de las juntas soldadas, la adición de 0,096%Ti garantiza la ausencia de carbono en solución sólida en la zona afectada por el calor.
45 Los aceros según la invención presentan un buen comportamiento en la galvanización en continuo, en particular, durante un ciclo de recocido a 800ºC con una temperatura de punto de condensación superior a -20ºC.
Los aceros según la invención presentan por consiguiente una combinación de propiedades (densidad, una resistencia mecánica, comportamiento a la deformación, soldabilidad, revestibilidad) particularmente interesantes. 50 Estas chapas de acero se utilizan ventajosamente para la fabricación de piezas de superficie o de estructura en el ámbito automóvil.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Chapa ferrítica laminada en caliente de acero cuya composición comprende, expresándose los contenidos en peso: 5
    0,001≤ C ≤0,15% Mn ≤ 1% Si ≤ 1,5% 6% ≤Al ≤ 10% 0,020% ≤ Ti ≤ 0,5% S ≤ 0,050% P ≤ 0,1%
    y, a título opcional, uno o varios elementos seleccionados entre:
    15 Cr ≤ 1% Mo ≤ 1% Ni ≤ 1%
    Nb ≤ 0,1% V ≤ 0,2% B ≤ 0,010%
    estando constituido el resto de la composición por hierro e impurezas inevitables resultantes de la elaboración,
    25 siendo el tamaño medio de grano de ferrita dIV medido en una superficie perpendicular a la dirección transversal con relación al laminado inferior a 100 micrómetros, comprendiendo la indicada chapa una precipitación de precipitados kappa y de carburos TiC.
  2. 2. Chapa ferrítica laminada en frío y recocida obtenida a partir de una chapa laminada en caliente según la reivindicación 1, caracterizada por que su estructura está constituida por ferrita equiaxial cuyo tamaño medio de grano dα es inferior a 50 micrómetros, y por que la fracción lineal f de precipitados imagen1κ intergranulares es inferior al
    30%, estando la indicada fracción lineal f definida por: , designando
    imagen2la longitud total de las juntas
    de granos que comprenden precipitados κ con relación a una superficie (S) considerada, designando
    imagen3la
    longitud total de las juntas de granos con relación a la indicada superficie (S) considerada. 35
  3. 3.
    Chapa de acero según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que su composición comprende, expresándose los contenidos en peso
    0,001% ≤C ≤ 0,010% Mn ≤ 0,2%
  4. 4.
    Chapa de acero según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que su composición comprende, expresándose los contenidos en peso
    45 0,010% < C ≤ 0,15% 0,2% < Mn ≤ 1%
  5. 5.
    Chapa de acero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que su composición comprende, expresándose los contenidos en peso:
    7,5% ≤Al ≤ 10%
  6. 6.
    Chapa de acero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que su composición comprende, expresándose los contenidos en peso:
    55 7,5% ≤Al ≤ 8,5%
  7. 7. Chapa de acero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que el contenido en carbono en solución sólida es inferior al 0,005% en peso.
    11
  8. 8. Chapa de acero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que su resistencia Rm es superior o igual a 400 MPa.
  9. 9. Chapa de acero según la reivindicación 4, caracterizada por que su resistencia Rm es superior o igual a 600 MPa. 5
  10. 10. Procedimiento de fabricación de una chapa de acero laminada en caliente según el cual:
    -Se obtiene un acero con la composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6
    10 - Se realiza la colada del indicado acero en forma de semiproducto, luego
    -Se lleva el indicado semiproducto a una temperatura superior o igual a 1150ºC, luego
    -Se lamina en caliente el indicado semiproducto para obtener una chapa, gracias a al menos dos etapas de
    15 laminado realizadas a temperaturas superiores a 1050ºC, siendo el porcentaje de reducción de cada una de las indicadas al menos dos etapas superior o igual al 30%, siendo el tiempo que pasa entre cada una de las indicadas al menos dos etapas de laminado, y la etapa de laminado siguiente, superior o igual a 10 s, luego
    -se termina el laminado a una temperatura TFL superior o igual a 900ºC, luego 20 -se refrigera la indicada chapa de tal forma que el intervalo de tiempo tp que pasa entre 850 y 700ºC sea superior a 3 s, para obtener una precipitación de precipitados κ, y luego
    -se bobina la indicada chapa a una temperatura Tbob comprendida entre 500 y 700ºC. 25
  11. 11. Procedimiento de fabricación de una chapa laminada en caliente según la reivindicación 10, caracterizado por que la indicada colada se realiza directamente en forma de colada de desbastes delgados o de bandas delgadas entre cilindros contra-rotativos.
    30 12. Procedimiento de fabricación de una chapa de acero laminada en frío y recocida según el cual:
    -Se obtiene una chapa de acero laminada en caliente fabricada según la reivindicación 10 u 11, luego
    -Se lamina en frío la indicada chapa con un porcentaje de reducción comprendido entre un 30 y un 90%, con 35 el fin de obtener una chapa laminada en frío, luego
    -Se calienta la indicada chapa laminada en frío a una temperatura T' con una velocidad Vc superior a 3ºC/s, luego
    40 - Se refrigera la indicada chapa a una velocidad VR inferior a 100ºC/s
    -eligiéndose la indicada temperatura T' y la mencionada velocidad VR con el fin de obtener una recristalización completa, una fracción lineal f de precipitados κ intergranulares inferior al 30% y un contenido en carbono en solución sólida inferior a 0,005% en peso.
    45
  12. 13.
    Procedimiento de fabricación según la reivindicación 12, caracterizado por que se calienta la indicada chapa laminada en frío a una temperatura T' comprendida entre los 750 y 950ºC.
  13. 14.
    Procedimiento de fabricación según la reivindicación 12, caracterizado por que se obtiene una chapa de
    50 composición según la reivindicación 4 y por que se calienta la indicada chapa laminada en frío a una temperatura T' seleccionada con el fin de evitar la disolución de precipitados κ.
  14. 15. Procedimiento de fabricación según la reivindicación 12, caracterizado por que se obtiene una chapa de
    composición según la reivindicación 4, y por que se calienta la indicada chapa laminada en frío a una temperatura T' 55 comprendida entre 750 y 800ºC.
  15. 16. Utilización de chapas de acero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, o fabricadas según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 15 para la fabricación de piezas superficiales o de piezas estructurales en el ámbito del automóvil.
    12
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8852356B2 (en) * 2009-03-11 2014-10-07 Salzgitter Glachstahl GmbH Method for producing a hot rolled strip and hot rolled strip produced from ferritic steel
JP5257239B2 (ja) * 2009-05-22 2013-08-07 新日鐵住金株式会社 延性、加工性及び靭性に優れた高強度低比重鋼板及びその製造方法
EP2817428B2 (en) * 2012-02-20 2019-06-19 Tata Steel Nederland Technology B.V. High strength bake-hardenable low density steel and method for producing said steel
JP2015515547A (ja) * 2012-04-11 2015-05-28 タタ、スティール、ネダーランド、テクノロジー、ベスローテン、フェンノートシャップＴａｔａ Ｓｔｅｅｌ Ｎｅｄｅｒｌａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂｖ 高強度ｉｆ低密度鋼および該鋼鉄の製造方法
WO2013178887A1 (fr) * 2012-05-31 2013-12-05 Arcelormittal Investigación Desarrollo Sl Acier laminé a chaud ou a froid a faible densite, son procede de mise en oeuvre et son utilisation
WO2014014120A1 (ja) * 2012-07-20 2014-01-23 新日鐵住金株式会社 鋼材
KR20150082199A (ko) 2012-09-14 2015-07-15 타타 스틸 네덜란드 테크날러지 베.뷔. 개선된 ｅ-모듈러스를 구비한 고강도 및 저밀도 입자강화형 강 및 상기 강의 제조 방법
CN103691741A (zh) * 2012-09-27 2014-04-02 日立金属株式会社 Fe-Al系合金带钢的制造方法
CN103884624A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 鞍钢股份有限公司 一种晶界密度测量方法
PL2767602T3 (pl) * 2013-02-14 2019-10-31 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Walcowany na zimno płaski wyrób stalowy do zastosowań w głębokim tłoczeniu i sposoby jego wytwarzania
EP2767601B1 (de) * 2013-02-14 2018-10-10 ThyssenKrupp Steel Europe AG Kaltgewalztes Stahlflachprodukt für Tiefziehanwendungen und Verfahren zu seiner Herstellung
CR20170156A (es) 2014-10-20 2017-09-22 Arcelormittal Método de producción de hojalata conteniendo una lámina de acero de silicio de grano no orientado, lámina de acero obtenida y uso de esta.
EP3405593B1 (de) * 2016-01-20 2020-05-20 ThyssenKrupp Steel Europe AG Stahlflachprodukt und verfahren zu seiner herstellung
WO2017163098A1 (fr) * 2016-03-25 2017-09-28 Arcelormittal Procede de fabrication de toles d'aciers laminees a froid et soudees, et toles ainsi produites
CN105908089B (zh) 2016-06-28 2019-11-22 宝山钢铁股份有限公司 一种热浸镀低密度钢及其制造方法
CN106011652B (zh) * 2016-06-28 2017-12-26 宝山钢铁股份有限公司 一种磷化性能优异的冷轧低密度钢板及其制造方法
RU2627079C1 (ru) * 2016-11-17 2017-08-03 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина" (ФГУП "ЦНИИчермет им. И.П. Бардина") Способ производства высокопрочной коррозионностойкой горячекатаной стали с низким удельным весом
CN106756478B (zh) * 2016-12-07 2018-03-27 钢铁研究总院 一种经济型耐海水腐蚀用低密度低合金钢及其制备方法
KR20190065671A (ko) 2017-12-04 2019-06-12 현대자동차주식회사 페라이트계 경량강
CN108359897B (zh) * 2018-03-19 2020-01-31 武汉钢铁有限公司 一种屈服强度为1000MPa级的沉淀强化型铁素体钢及生产方法
CN111378908B (zh) * 2020-03-18 2021-10-01 云南昆钢耐磨材料科技股份有限公司 一种合金钢衬板的制备方法
CN112226701B (zh) * 2020-09-11 2021-12-31 北京科技大学 一种高铝含量细晶粒低密度全高温铁素体钢及制备方法
CN112877606B (zh) * 2021-01-12 2022-03-08 钢铁研究总院 一种超高强全奥氏体低密度钢及制备方法
CN114480988B (zh) * 2021-12-27 2023-01-06 北京科技大学 一种多相复合高强高韧低密度钢及制备方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1044801A (en) * 1963-01-30 1966-10-05 Yawata Iron & Steel Co Improvements in or relating to aluminum steels
JPH0723521B2 (ja) * 1990-06-22 1995-03-15 川崎製鉄株式会社 振動減衰特性に優れた溶接構造用鋼
JPH056748A (ja) 1991-06-21 1993-01-14 Mitsubishi Electric Corp 平板型陰極線管
CN1040343C (zh) * 1993-04-26 1998-10-21 新日本制铁株式会社 具有优越的外卷边性能的薄钢板及其制造方法
US5595706A (en) * 1994-12-29 1997-01-21 Philip Morris Incorporated Aluminum containing iron-base alloys useful as electrical resistance heating elements
DE19634524A1 (de) * 1996-08-27 1998-04-09 Krupp Ag Hoesch Krupp Leichtbaustahl und seine Verwendung für Fahrzeugteile und Fassadenverkleidungen
JP2001001053A (ja) * 1999-04-22 2001-01-09 Aisin Seiki Co Ltd ロール成形品および自動車用バンパー
JP2001271148A (ja) * 2000-03-27 2001-10-02 Nisshin Steel Co Ltd 耐高温酸化性に優れた高Ａｌ鋼板
AUPR048000A0 (en) * 2000-09-29 2000-10-26 Bhp Steel (Jla) Pty Limited A method of producing steel
JP4056748B2 (ja) * 2002-01-21 2008-03-05 花王株式会社 フライアッシュの品質判定方法
FR2836930B1 (fr) * 2002-03-11 2005-02-25 Usinor Acier lamine a chaud a tres haute resistance et de faible densite
JP4235077B2 (ja) * 2003-06-05 2009-03-04 新日本製鐵株式会社 自動車用高強度低比重鋼板とその製造方法
JP4430502B2 (ja) * 2004-02-24 2010-03-10 新日本製鐵株式会社 延性に優れた低比重鋼板の製造方法
JP5062985B2 (ja) * 2004-10-21 2012-10-31 新日鉄マテリアルズ株式会社 加工性に優れた高Ａｌ含有鋼板及びその製造方法
JP4324072B2 (ja) 2004-10-21 2009-09-02 新日本製鐵株式会社 延性に優れた軽量高強度鋼とその製造方法
JP4299774B2 (ja) 2004-12-22 2009-07-22 新日本製鐵株式会社 延性および疲労特性に優れた高強度低比重鋼板とその製造方法
US20070227634A1 (en) * 2005-03-16 2007-10-04 Mittal Steel Gandrange Forged or Stamped Average or Small Size Mechanical Part
WO2007018246A1 (ja) * 2005-08-05 2007-02-15 Jfe Steel Corporation 高張力鋼板およびその製造方法
JP4797807B2 (ja) * 2006-05-30 2011-10-19 Ｊｆｅスチール株式会社 高剛性低密度鋼板およびその製造方法

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