ES2968626T3 - Chapa de acero laminada en frío y tratada térmicamente, procedimiento de producción de la misma y uso de dicho acero para producir piezas de vehículos - Google Patents

Chapa de acero laminada en frío y tratada térmicamente, procedimiento de producción de la misma y uso de dicho acero para producir piezas de vehículos Download PDF

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Abstract

La invención se refiere a una chapa de acero laminada en frío y tratada térmicamente que tiene una composición que comprende los siguientes elementos, expresados en % en peso: 0,1 % <= carbono <= 0,6 % 4 % <= manganeso <= 20 % 5 % <= aluminio <= 15 % 0 <= silicio <= 2 % aluminio + silicio + níquel >= 6,5 % y puede contener posiblemente uno o más de los siguientes elementos opcionales: 0,01 % <= niobio <= 0,3 %, 0,01 % <= titanio <= 0,2 % 0,01 % <= vanadio <= 0,6 % 0,01 % <= cobre <= 2,0% 0,01% <= níquel <= 2,0% cerio <= 0,1% boro <= 0,01% magnesio <= 0,05% circonio <= 0,05% molibdeno <= 2,0% tantalio <= 2,0% tungsteno <= 2,0% el resto está compuesto de hierro e impurezas inevitables causadas por elaboración, en donde la microestructura de dicha lámina de acero comprende en fracción de área, de 10 a 50 % de austenita, incluyendo opcionalmente dicha fase de austenita carburos kappa intragranulares, siendo el resto ferrita regular y ferrita ordenada de estructura D03 (Fe,Mn,X)3Al, que incluye opcionalmente hasta un 2% de carburos kappa intragranulares (Fe,Mn)3AlCx presentando dicha lámina de acero una resistencia última a la tracción superior o igual a 900 MPa. También trata de un método de fabricación y del uso de dicha calidad para fabricar piezas de vehículos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Chapa de acero laminada en frío y tratada térmicamente, procedimiento de producción de la misma y uso de dicho acero para producir piezas de vehículos
[0001] La presente invención se refiere a un acero de baja densidad que tiene una resistencia a la tracción superior o igual a 900 MPa con un alargamiento uniforme superior o igual al 9 %, adecuado para la industria automotriz y un procedimiento para su fabricación.
[0002] Restricciones medioambientales están obligando a los fabricantes de automóviles a reducir continuamente las emisiones de CO2 de sus vehículos. Para ello, los fabricantes de automóviles tienen varias opciones, conforme las cuales las principales opciones son reducir el peso de los vehículos o mejorar la eficiencia de sus sistemas de motor. Con frecuencia, los avances se logran mediante una combinación de las dos estrategias. Esta invención se refiere a la primera opción, a saber, la reducción del peso de los vehículos de motor. En este campo muy específico, hay una alternativa de dos vías:
La primera vía consiste en reducir los espesores de los aceros a la vez que se incrementan sus niveles de resistencia mecánica. Desafortunadamente, esta solución tiene sus límites debido a una disminución prohibitiva de la rigidez de determinadas piezas del automóvil y la aparición de problemas acústicos que crean condiciones incómodas para el pasajero, sin mencionar la inevitable pérdida de ductilidad asociada con el aumento de la resistencia mecánica.
La segunda vía consiste en reducir la densidad de los aceros aleándolos con otros metales más ligeros. Entre estas aleaciones, las de baja densidad, denominadas aleaciones hierro-aluminio, presentan propiedades mecánicas y físicas atractivas y permiten reducir significativamente el peso. En este caso, baja densidad significa una densidad menor o igual que 7,4.
[0003] El documento JP 2005/015909 describe aceros TWIP de baja densidad con contenidos de manganeso muy altos de más del 20 % y que también contienen aluminio de hasta el 15 %, lo que resulta en una matriz de acero más ligera, pero el acero descrito presenta una alta resistencia a la deformación durante el laminado junto con problemas de soldabilidad.
[0004] El documento WO2015/001367 trata de una chapa de acero laminada en frío y recubierta por inmersión en caliente que presenta una resistencia a la tracción superior a 550 MPa, un alargamiento uniforme superior al 15 % y una baja densidad. El acero comprende, en porcentaje en peso: 0,1 < C < 0,5 %, 3,5 < Mn < 10,0 %, 0 < Al < 9,0 %, Si < 5,0 %, Ti < 0,2 %, V < 0,2 %, Nb < 0,2 %, S < 0,004 %, P < 0,025 %, 0,5 < Si+Al < 9,0 %, B < 0,0035, Cr < 1 %, siendo el resto Fe e impurezas y la microestructura que contiene 25 % a 90 % de ferrita, 10 % a 50 % de austenita, precipitados kappa inferior a 5 % y martensita inferior a 25 %. El acero según la invención presenta la capacidad de recubrirse usando oxidación total.
[0005] El documento US2015/147221 proporciona una chapa de acero laminada que tiene una resistencia mecánica mayor o igual que 600 MPa y un alargamiento en la fractura que es mayor o igual que 20 %. También se proporciona un procedimiento para su fabricación. La composición química de la chapa de acero incluye 0,10<C<0,30 %, 6,0AMnA15,0%, 6,0AAIA15,0 %, y opcionalmente uno o más elementos seleccionados de entre: SiA2,0 %, Ti<0,2 %, V<0,6 % y Nb<0,3 %. El resto de la composición incluye hierro y las inevitables impurezas resultantes del procesamiento. La relación del peso de manganeso al peso de aluminio es tal que Mn Al > 1,0. La microestructura de la chapa incluye ferrita, austenita y hasta un 5 % de precipitados Kappa en fracción de área.
[0006] El documento WO2013/034317 se refiere a una chapa de acero de alta resistencia de baja densidad que comprende 0,15 % a 0,25 % de C, 2,5 % a 4 % de Mn, 0,02 % o menos de P, 0, 015 % o menos de S, 6 % a 9 % de Al y 0,01 % o menos de N, siendo el resto hierro e impurezas inevitables, donde 1,7.(Mn-Al) 52,7.C es al menos 3 y como máximo 4,5 y a un procedimiento de producción de dicha chapa de acero de baja densidad y alta resistencia.
[0007] El objeto de la presente invención es poner a disposición chapas de acero laminadas en frío que simultáneamente tengan:
- una densidad menor o igual que 7,4
- una resistencia final a la tracción superior o igual a 900 MPa y preferiblemente igual o superior a 1000 MPa, - un alargamiento uniforme superior o igual al 9 %.
[0008] Preferentemente, tal acero también puede tener una buena idoneidad para la conformación, en particular, para el laminado y una buena soldabilidad y buena capacidad de revestimiento.
[0009] Otro objeto de la presente invención es también poner a disposición un procedimiento para la fabricación de estas chapas que sea compatible con las aplicaciones industriales convencionales a la vez que robusto con respecto a los cambios de los parámetros de fabricación.
[0010] Este objeto se logra proporcionando una chapa de acero según la reivindicación 1. La chapa de acero también puede comprender las características de las reivindicaciones 2 a 3. Otro objeto se logra proporcionando el procedimiento según la reivindicación 4. Otro aspecto se logra proporcionando un uso de la chapa de acero para fabricar piezas estructurales o de seguridad de un vehículo según la reivindicación 5.
[0011] Con el fin de obtener el acero deseado de la presente invención, la composición es de importancia significativa; por lo tanto, la explicación detallada de la composición se proporciona en la siguiente descripción.
[0012] El contenido de carbono está entre el 0,10 % y el 0,6 % y actúa como un importante elemento de fortalecimiento de la solución sólida. También mejora la formación de carburos kappa (Fe,Mn)<3>AlC<x>. El carbono es un elemento estabilizador de la austenita y desencadena una fuerte reducción de la temperatura de transformación martensítica Ms, de modo que se asegura una cantidad significativa de austenita residual, aumentando así la plasticidad. Manteniendo el contenido de carbono en el intervalo anterior, se asegura proporcionar a la chapa de acero los niveles requeridos de resistencia y ductilidad. También permite reducir el contenido de manganeso sin dejar de obtener algún efecto TRIP.
[0013] El contenido de manganeso debe estar entre el 4 % y el 20 %. Este elemento es gammágeno. La relación del contenido de manganeso al contenido de aluminio tendrá una fuerte influencia en las estructuras obtenidas después del laminado en caliente. El propósito de añadir manganeso es esencialmente obtener una estructura que contenga austenita además de ferrita y estabilizarla a temperatura ambiente. Con un contenido de manganeso inferior a 4, la austenita se estabilizará insuficientemente con el riesgo de transformación prematura en martensita durante el enfriamiento a la salida de la línea de recocido. Además, la adición de manganeso aumenta el dominio D0<3>, lo que permite obtener suficiente precipitación de D0<3>a temperaturas más altas y/o a cantidades más bajas de aluminio. Por encima del 20 %, hay una reducción en la fracción de ferrita que afecta negativamente a la presente invención, ya que puede hacer más difícil alcanzar la resistencia a la tracción requerida. En una realización preferida de la invención, la adición de manganeso se limitará al 17 %.
[0014] El contenido de aluminio está entre 5% y 15%, preferiblemente entre 5,5% y 15%. El aluminio es un elemento alfágeno y, por lo tanto, tiende a promover la formación de ferrita y, en particular, de ferrita ordenada (Fe,Mn,X)<3>Al de estructura D0<3>(X es cualquier adición de soluto, por ejemplo, Ni, que se disuelve en D0<3>). El aluminio tiene una densidad de 2,7 y tiene una influencia importante en las propiedades mecánicas. A medida que aumenta el contenido de aluminio, también aumentan la resistencia mecánica y el límite elástico, aunque disminuye el alargamiento uniforme, debido a la disminución de la movilidad de las dislocaciones. Por debajo del 4 %, la reducción de densidad debido a la presencia de aluminio se vuelve menos beneficiosa. Por encima del 15 %, la presencia de ferrita ordenada aumenta más allá del límite esperado y afecta negativamente a la presente invención, ya que comienza a impartir fragilidad a la chapa de acero. Preferentemente, el contenido de aluminio se limitará a menos del 9 % para evitar la formación de precipitación intermetálica frágil adicional.
[0015] Además de las limitaciones anteriores, en una realización preferida de la invención, los contenidos de manganeso, aluminio y carbono respetan la siguiente relación:
[0016] Por debajo de 0,3, existe el riesgo de que la cantidad de austenita sea demasiado baja, lo que posiblemente conduzca a una ductilidad insuficiente. Por encima de 2, puede ser posible que la fracción de volumen de austenita supere el 49 %, reduciendo así el potencial de precipitación de la fase D0<3>.
[0017] El silicio es un elemento que permite reducir la densidad del acero y también es eficaz en el endurecimiento en solución sólida. Además, tiene un efecto positivo de estabilización de la fase D0<3>frente a la fase B2. Su contenido está limitado al 2,0 % porque por encima de ese nivel este elemento tiene tendencia a formar óxidos fuertemente adhesivos que generan defectos superficiales. La presencia de óxidos superficiales perjudica la humectabilidad del acero y puede producir defectos durante una posible operación de galvanización por inmersión en caliente. En una realización preferida de la invención, el contenido de silicio se limitará preferentemente al 1,5 %.
[0018] Los inventores han descubierto que las cantidades acumuladas de silicio, aluminio y níquel tenían que ser al menos iguales al 6,5 % para obtener la precipitación requerida de D0<3>que permite alcanzar las propiedades diana.
[0019] El niobio se puede añadir como un elemento opcional en una cantidad de 0,01 a 0,3 % al acero de la presente invención para proporcionar el refinamiento del grano. El refinamiento del grano permite obtener un buen equilibrio entre resistencia y alargamiento y se cree que contribuye a mejorar el rendimiento ante la fatiga. Sin embargo, el niobio tenía una tendencia a retrasar la recristalización durante el laminado en caliente y, por lo tanto, no siempre es un elemento deseable. Por lo tanto, se mantiene como un elemento opcional.
[0020] El titanio se puede añadir como un elemento opcional en una cantidad de 0,01% a 0,2 %al acero de la presente invención para el refinamiento del grano, de una manera similar al niobio. Además, tiene un efecto positivo de estabilización de la fase D0<3>frente a la fase B2. Por lo tanto, la parte no unida de titanio que no precipita como nitruro, carburo o carbonitruro estabilizará la fase D0<3>.
[0021] El vanadio se puede añadir como un elemento opcional en una cantidad de 0,01 % a 0,6 %. Cuando se añade, el vanadio puede formar compuestos de carbonitruros finos durante el recocido, proporcionando estos carbonitruros un endurecimiento adicional. Además, tiene un efecto positivo de estabilización de la fase D03 frente a la fase B2. Por lo tanto, la parte no unida de vanadio que no precipita como nitruro, carburo o carbonitruro estabilizará la fase D0<3>.
[0022] El cobre se puede añadir como un elemento opcional en una cantidad de 0,01 % a 2,0 % para aumentar la resistencia del acero y para mejorar su resistencia a la corrosión. Se requiere un mínimo de 0,01 % para producir tales efectos. Sin embargo, cuando su contenido es superior al 2,0 %, puede degradar los aspectos de la superficie.
[0023] El níquel puede añadirse como un elemento opcional en una cantidad de 0,01 a 2,0 % para aumentar la resistencia del acero y para mejorar su tenacidad. También contribuye a la formación de ferrita ordenada. Se requiere un mínimo de 0,01 % para producir tales efectos. Sin embargo, cuando su contenido es superior al 2,0 %, tiende a estabilizar B2, lo que sería perjudicial para la formación de D0<3>.
[0024] Otros elementos tales como cerio, boro, magnesio o circonio se pueden añadir individualmente o en combinación en las siguientes proporciones: Ce < 0,1 %, B < 0,01, Mg < 0,05 y Zr < 0,05. Hasta los contenidos máximos indicados, estos elementos permiten refinar el grano de ferrita durante la solidificación.
[0025] Finalmente, se pueden añadir molibdeno, tántalo y tungsteno para estabilizar aún más la fase D0<3>. Se pueden añadir individualmente o en combinación hasta niveles máximos de contenido: Mo < 2,0, Ta < 2,0, W < 2,0. Más allá de estos niveles, la ductilidad está comprometida.
[0026] La microestructura de la chapa reivindicada por la invención comprende, en fracción de área, del 10 al 50 % de austenita, incluyendo opcionalmente dicha fase de austenita carburos intragranulares (Fe,Mn)<3>AlC<x>carburos kappa, siendo el resto ferrita, que incluye ferrita regular y un mínimo del 0,1 % de ferrita ordenada de estructura D0<3>y opcionalmente hasta el 2 % de carburos kappa intragranulares.
[0027] Por debajo del 10 % de austenita, no se puede obtener un alargamiento uniforme de al menos 9 %.
[0028] La ferrita regular está presente en el acero de la presente invención para impartir al acero una alta conformabilidad y alargamiento y también, hasta cierto punto, cierta resistencia a la falla por fatiga.
[0029] La ferrita ordenada D0<3>en el marco de la presente invención, se define por compuestos intermetálicos cuya estequiometría es (Fe,Mn,X)<3>Al. La ferrita ordenada está presente en el acero de la presente invención con una cantidad mínima de 0,1% en fracción de área, preferiblemente de 0,5%, más preferiblemente de 1,0% y ventajosamente de más de 3%. Preferiblemente, al menos el 80% de dicha ferrita ordenada tiene un tamaño promedio inferior a 30 nm, preferiblemente inferior a 20 nm, más preferiblemente inferior a 15 nm, ventajosamente inferior a 10 nm o incluso inferior a 5 nm. Esta ferrita ordenada se forma durante la segunda etapa de recocido que proporciona resistencia a la aleación mediante la cual se pueden alcanzar los niveles de 900 MPa. Si no hay ferrita ordenada, no se puede alcanzar el nivel de resistencia de 900 MPa.
[0030] El carburo kappa, en el marco de la presente invención, se define por precipitados cuya estequiometría es (Fe,Mn)<3>AlC<x>, donde x es estrictamente inferior a 1. La fracción de área de los carburos kappa dentro de los granos de ferrita puede llegar hasta el 2 %. Por encima del 2 %, la ductilidad disminuye y no se logra un alargamiento uniforme por encima del 9 %. Además, puede producirse una precipitación incontrolada de carburo Kappa alrededor de los límites de grano de ferrita, lo que aumenta, como consecuencia, los esfuerzos durante la laminación en caliente y/o en frío. El carburo kappa también puede estar presente dentro de la fase de austenita, preferentemente como partículas de tamaño nanométrico con un tamaño inferior a 30 nm.
[0031] Las chapas de acero según la invención se pueden obtener mediante cualquier procedimiento adecuado. Sin embargo, es preferible usar el procedimiento según la invención que se describirá a continuación.
[0032] El procedimiento según la invención incluye proporcionar una colada semiacabada de acero con una composición química dentro del intervalo de la invención tal como se describió anteriormente. La colada se puede realizar en lingotes o continuamente en forma de planchones o tiras delgadas.
[0033] Con el fin de simplificar, el procedimiento según la invención se describirá adicionalmente tomando el ejemplo de planchón como producto semiacabado. El planchón se puede laminar directamente después de la colada continua o se puede enfriar primero a temperatura ambiente y a continuación recalentarse.
[0034] La temperatura del planchón que se somete a laminación en caliente debe estar por debajo de 1280 °C, ya que por encima de esta temperatura, habría un riesgo de formación de granos de ferrita áspera que daría como resultado un grano de ferrita gruesa que disminuye la capacidad de estos granos para recristalizar durante la laminación en caliente. Cuanto mayor es el tamaño de grano de ferrita inicial, menos fácilmente se recristaliza, lo que significa que se deben evitar las temperaturas de recalentamiento superiores a 1280 °C porque son industrialmente caras y desfavorables en términos de recristalización de la ferrita. La ferrita gruesa también tiene tendencia a amplificar el fenómeno llamado "roping".
[0035] Se desea realizar el laminado con al menos un pase de laminado en presencia de ferrita. El propósito es mejorar la partición de los elementos que estabilizan la austenita en austenita, para evitar la saturación de carbono en la ferrita, que puede provocar fragilidad. La pasada de laminación final se realiza a una temperatura superior a 800 °C, porque por debajo de esta temperatura la chapa de acero presenta una caída significativa en su capacidad de laminación.
[0036] En una realización preferida de la invención, la temperatura del planchón es lo suficientemente alta como para que la laminación en caliente pueda completarse en el intervalo de temperatura intercrítica y la temperatura de laminación final permanezca por encima de 850 °C. Se prefiere que una temperatura de laminación final entre 850 °C y 980 °C tenga una estructura que sea favorable para la recristalización y la laminación. Se prefiere comenzar a laminar a una temperatura del planchón superior a 900 °C para evitar una carga excesiva que pueda imponerse en un tren de laminación.
[0037] La chapa obtenida de esta manera se enfría a continuación a una velocidad de enfriamiento, preferentemente inferior o igual a 100 °C/s hasta la temperatura de bobinado. Preferentemente, la velocidad de enfriamiento será inferior o igual a 60 °C/s.
[0038] A continuación, la chapa de acero laminada en caliente es bobinada a una temperatura de bobinado inferior a 600 °C, porque por encima de esa temperatura existe el riesgo de que no sea posible controlar la precipitación de carburo kappa dentro de la ferrita hasta un máximo del 2 %. Una temperatura de bobinado superior a 600 °C también dará como resultado una descomposición significativa de la austenita, lo que dificultará asegurar la cantidad requerida de dicha fase. Por lo tanto, la temperatura de bobinado preferible para la chapa de acero laminada en caliente de la presente invención está entre 400 °C y 550 °C.
[0039] Se puede realizar un recocido en banda en caliente opcional a temperaturas entre 400 °C y 1000 °C para mejorar la laminabilidad en frío. Puede ser un recocido continuo o un recocido discontinuo. La duración de la impregnación dependerá de si se trata de recocido continuo (entre 50s y 1000s) o recocido discontinuo (entre 6h y 24h).
[0040] Las chapas laminadas en caliente se laminan en frío con una reducción de espesor entre el 35 y el 90 %.
[0041] A continuación, la chapa de acero laminada en frío obtenida se somete a un tratamiento de recocido en dos etapas para impartir al acero propiedades mecánicas y microestructura específicas.
[0042] En la primera etapa de recocido, la chapa de acero laminada en frío se calienta a una velocidad de calentamiento que es preferentemente superior a 1 °C/s a una temperatura de mantenimiento entre 750 °C y 950 °C durante una duración inferior a 600 segundos para garantizar una velocidad de recristalización superior al 90 % de la estructura inicial fuertemente endurecida por trabajo. La chapa se enfría a continuación a la temperatura ambiente, por lo que la velocidad de enfriamiento es mayor de 30 °C/s con el fin de controlar los carburos kappa dentro de la ferrita o en las interfaces austenita-ferrita.
[0043] La chapa de acero laminada en frío obtenida después de la primera etapa de recocido puede, por ejemplo, recalentarse nuevamente a una velocidad de calentamiento de al menos 10 °C/h a una temperatura de mantenimiento entre 150 °C y 600 °C durante una duración entre 10 segundos y 1000 horas, preferentemente entre 1 hora y 1000 horas o incluso entre 3 horas y 1000 horas y luego enfriarse a temperatura ambiente. Esto se hace para controlar eficazmente la formación de ferrita ordenada D03 y, posiblemente, de carburos kappa dentro de la austenita. La duración de la retención depende de la temperatura utilizada.
[0044] A continuación, la chapa de acero laminada en frío se puede recubrir con un recubrimiento metálico tal como cinc o aleaciones de cinc mediante cualquier procedimiento adecuado, tal como electrodeposición o recubrimiento al vacío. La deposición de vapor por chorro es un procedimiento preferido para recubrir los aceros según la invención.
[0045] También puede estar recubierto por inmersión en caliente, lo que implica un recalentamiento hasta una temperatura de 460 a 500 °C para recubrimientos de zinc o aleaciones de zinc. Dicho tratamiento se realizará de manera que no se altere ninguna de las propiedades mecánicas o microestructura de la chapa de acero.
Ejemplos
[0046] Las siguientes pruebas, ejemplos, ejemplificación figurativa y tablas que se presentan en esta solicitud no son de naturaleza restrictiva y deben considerarse solo con fines ilustrativos, y mostrarán las características ventajosas de la presente invención.
[0047] Se prepararon muestras de las chapas de acero según la invención y para algunos grados comparativos con las composiciones recogidas en la tabla 1 y los parámetros de procesamiento recogidos en la tabla 2. Las microestructuras correspondientes de esas chapas de acero se recogieron en la tabla 3.
T l 1 - m i i n
T l 2 - P r m r l r imi n
continuación
Parámetros de recocido
[0048]
T l - Mi r r r
[0048] Las proporciones de fase y la precipitación Kappa en austenita y ferrita se determinan mediante difracción de electrones retrodispersados y microscopía electrónica de transmisión.
[0049] La precipitación de D03 se determina por difracción con un microscopio electrónico y por difracción de neutrones como se describe en "Materials Science and Engineering: A, Volumen258, fascículos 1 y 2, diciembre 1998, Pp. 69-74, Neutron difraction study on site occupation of substitutional elements at sub lattices in Fe3 Al intermetallics (Sun Zuqing, Yang Wangyue, Shen Lizhen, Huang Yuanding, Zhang Baisheng, Yang Jilian)".
[0050] Se realizaron algunos análisis de microestructura en muestras del ensayo E y las imágenes de la estructura D03 se reproducen en las Figuras 1 (a) y 1 (b):
(a) Imagen de campo oscuro de la estructura D03
(b) Patrón de difracción correspondiente, eje de zona [100] D03. La flecha indica el reflejo utilizado para la imagen de campo oscuro en (a)
[0051] A continuación, se evaluaron las propiedades de esas chapas de acero y los resultados se recogieron en la tabla 4.
T l 4 - Pr i
[0052] El límite elástico YS, la resistencia a la tracción TS, el alargamiento uniforme UE y el alargamiento total T<e>se miden según la norma ISO, ISO 6892-1, publicada en octubre de 2009. La densidad se mide mediante picnometría, según la norma ISO 17.060.
[0053] Los ejemplos muestran que las chapas de acero según la invención, son las únicas que muestran todas las propiedades deseadas gracias a su composición y microestructuras específicas.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. 1. Una chapa de acero laminada en frío y tratada térmicamente que tiene una composición que comprende los siguientes elementos, expresados en porcentaje en peso:
0,10 % < carbono < 0,6 %
4 % < manganeso < 20 %
5 % < aluminio < 15 %,
0 < silicio < 2 %,
aluminio silicio níquel > 6,5 %,
Y puede contener uno o más de los siguientes elementos opcionales
0,01 % < niobio< 0,3 %
0,01 % < titanio < 0,2 %
0,01 % < vanadio < 0,6 %
0,01% < cobre < 2,0 %
0,01 % < níquel < 2,0 %
cerio < 0,1 %
boro < 0,01 %
magnesio < 0.05 %
circonio < 0.05 %
molibdeno < 2,0 %
tántalo < 2,0 %
tungsteno < 2,0 %
estando el resto compuesto de hierro e impurezas inevitables causadas por la elaboración, donde la microestructura de dicha chapa de acero comprende, en fracción de área, de 10 a 50 % de austenita, incluyendo opcionalmente dicha fase de austenita carburos kappa intragranulares, siendo el resto ferrita regular y un mínimo de 0,1 % de ferrita ordenada de estructura D03 (Fe,Mn,X)3Al, incluyendo opcionalmente hasta 2 % de carburos kappa intragranulares (Fe,Mn) 3AICx, presentando dicha chapa de acero una resistencia a la tracción máxima mayor o igual a 900 MPa, donde la resistencia a la tracción se mide de acuerdo con la norma ISO 6892-1 y la microestructura se mide como se define en la descripción.
2. Una chapa de acero laminada en frío y tratada térmicamente según la reivindicación 1, donde las cantidades de aluminio, manganeso y carbono son tales que 0,3 < (Mn/2AI) 3 exp(C) < 2.
3. Una chapa de acero laminada en frío y tratada térmicamente según las reivindicaciones 1 a 2, donde dicha chapa de acero presenta una densidad inferior o igual a 7,4 y un alargamiento uniforme superior o igual a 9 %, donde la densidad se mide mediante picnometría, según la norma ISO 17.060.
4. Un procedimiento para fabricar una chapa de acero laminada en frío y tratada térmicamente, que comprende las etapas sucesivas siguientes:
- proporcionar una chapa de acero laminada en frío con una composición según las reivindicaciones 1 a 2, - calentar dicha chapa de acero laminada en frío hasta una temperatura de impregnación entre 750 y 950 °C durante menos de 600 segundos, a continuación enfriar la chapa a temperatura ambiente a una velocidad de enfriamiento superior a 30 °C/s,
- recalentar la chapa de acero a una temperatura de impregnación de 150 °C a 600 °C durante 10 s a 1000 h, luego enfriar la chapa.
5. Uso de una chapa de acero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 para la fabricación de piezas estructurales o de seguridad de un vehículo.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019122978A1 (en) * 2017-12-21 2019-06-27 Arcelormittal Welded steel part used as motor vehicle part, hot pressed steel part, and method of manufacturing said welded steel part
KR102415068B1 (ko) * 2020-09-07 2022-06-29 주식회사 포스코 고강도 저비중 강판 및 그 제조 방법
CN113832408A (zh) * 2021-10-19 2021-12-24 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 Fe-15Mn-8Al-0.3C铁素体-奥氏体双相低密度钢及其热处理方法
WO2023105271A1 (en) * 2021-12-10 2023-06-15 Arcelormittal Low density hot rolled steel, method of production thereof and use of such steel to produce vehicle parts
CN116065081A (zh) * 2022-12-16 2023-05-05 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 一种1000MPa级低密度钢棒材及其制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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
KR100985298B1 (ko) 2008-05-27 2010-10-04 주식회사 포스코 리징 저항성이 우수한 저비중 고강도 열연 강판, 냉연강판, 아연도금 강판 및 이들의 제조방법
EP2383353B1 (de) * 2010-04-30 2019-11-06 ThyssenKrupp Steel Europe AG Höherfester, Mn-haltiger Stahl, Stahlflachprodukt aus einem solchen Stahl und Verfahren zu dessen Herstellung
PL2716783T3 (pl) 2011-05-25 2019-01-31 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Blacha stalowa cienka walcowana na gorąco i sposób jej wytwarzania
EP2753725B1 (en) * 2011-09-09 2015-09-16 Tata Steel Nederland Technology B.V. Low density high strength steel and method for producing said steel
TWI524953B (zh) * 2012-01-13 2016-03-11 新日鐵住金股份有限公司 冷軋鋼板及冷軋鋼板之製造方法
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
WO2015001367A1 (en) * 2013-07-04 2015-01-08 Arcelormittal Investigación Y Desarrollo Sl Cold rolled steel sheet, method of manufacturing and vehicle
US10626476B2 (en) * 2013-12-26 2020-04-21 Posco High specific strength steel sheet and method for manufacturing same
KR101561007B1 (ko) 2014-12-19 2015-10-16 주식회사 포스코 재질 불균일이 작고 성형성이 우수한 고강도 냉연강판, 용융아연도금강판, 및 그 제조 방법
KR102016432B1 (ko) * 2015-02-27 2019-08-30 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 고강도 냉연 강판 및 그의 제조 방법
WO2017203315A1 (en) * 2016-05-24 2017-11-30 Arcelormittal Cold rolled and annealed steel sheet, method of production thereof and use of such steel to produce vehicle parts

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