MX2012014949A

MX2012014949A - Acero moldeado en frio de resistencia superior y producto de acero plano hecho de tal acero,.

Info

Publication number: MX2012014949A
Application number: MX2012014949A
Authority: MX
Inventors: Harald Hofmann; Jens-Ulrick Becker; Sinasi Goeklue; Christian Hoeckling; Matthias Schirmer; Ingo Thomas
Original assignee: Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2011-07-01
Publication date: 2013-02-26
Also published as: KR101604408B1; US20130209831A1; WO2012001163A2; JP2013534973A; BR112012033174A2; CA2802129C; CN102985578B; MX346631B; WO2012001163A3; ES2455222T3; EP2402472B1; KR20130025964A; ES2455222T5; CN102985578A; EP2402472B2; JP5698353B2; CA2802129A1; RU2524027C1; EP2402472A1

Abstract

El acero moldeado en frío, de resistencia superior y un producto de acero plano producido de tal acero, en el cual una combinación óptima de soldabilidad y tendencia baja hacia el agrietamiento retardado se asegura junto con resistencia buena y deformabilidad en frío y en calor. Con la finalidad de lograr esto, un acero de acuerdo a la invención contiene (en % en peso) C: 0.1 - 1.0%, Mn: 10 - 25%, Si: hasta 0.5%, Al: 0.3 - 2%, Cr: 1.5-3.5%, S: < 0.03%, P: < 0.08%, N: < 0.1%, Mo: < 2%, B: < 0.01%, Ni: < 8%, Cu: < 5%, Ca: hasta 0.015%, al menos un elemento del grupo "V, Nb" con la siguiente condición: Nb: 0.01 - 0.5%, V: 0.01 - 0.5% y opcionalmente Ti: 0.01 - 0.5% y hierro e impurezas inevitables, impurezas relacionadas a la producción como el restante.

Description

ACERO MOLDEADO EN FRIO DE RESISTENCIA SUPERIOR Y PRODUCTO DE ACERO PLANO HECHO DE TAL ACERO CAMPO DE LA INVENCION La invención se relaciona a un acero moldeado en frío de resistencia superior con un contenido alto de manganeso, que exhibe buena resistencia al agrietamiento retardado inducida por hidrógeno y sold abilidad particularmente buena. Adicionalmente la invención se relaciona a productos de acero plano de tal acero.

ANTE CEDENTES DE LA INVENCION El "agrietamiento retardado" inducido por hidrógeno es causado por hidrógeno penetrando el material de acero del exterior. En contraste, el término "fractura retardada" se usa cuando la falla del material de acero es i causada por el hidrógeno que está presente en el material como resultado de una producción. ¡ I La combinación antes mencionada de las propiedades se requiere en particular de aceros que se usan para fabricar componentes de carrocerías para vehículos de motor. Específicamente en ese campo, hay una necesidad por l áminas de metal de las que se fabrican los componentes no sólo para ser fácilmente deformables ya que tienen un peso molecular óptimo sino también por exhibir resistencia suficiente con el fin de contribuir efectivamente, a espesores de láminas pequeñas, para la estabilidad del cuerpo en cuestión. j En el caso de los aceros destinados para componentes de carrlcerías y comparables, también debe asegurarse que sean fácilmente so dables y en particular que no tiendan a agrietarse en la región del punto de soldadura respectiva durante el proceso de soldadura ("fragilidad de soldadura") .

El término "fragilidad de soldadura" se refiere a un debilitamiento de límites de grano debido a la infiltración media de los límites de grano (por ej emplo, zinc de un recubrimiento, Cu de un aditivo de soldadura), que puede llevar a grietas como resultado de tensiones de enfriamiento . Por ej emplo, cuando se sueldan las láminas de metal galvanizado, puede ocurrir que el zinc aplicado como un recubrimiento anti-corrosión al sustrato de acero de lámina se funda debido a las temperaturas altas de solJadura y penetre la lámina de acero en límites de grano. Durante el enfriamiento subsecuente, ocurren tensiones en estos límites de grano y dichas tensiones pueden causar grietas intercristalinas.

Finalmente, incluso después de un periodo largo de uso baj o las cargas que ocurren durante el uso práctico, y a pesar de la formación fría múltiple que pueda ser necesaria con el fin de darle forma al componjente en cuestión, los aceros usados para componentes de carrocerías no deben tender a formar grietas inducidas por hidrógeno, así lljamadas "agrietamiento retardado", que podrían traer consecuencias peligrosas en términos de la resistencia y estabilidad del componente y de| cuerpo producido con eso. | Para la construcción de carrocerías y campos de uso similares, se han hecho muchos intentos para proporcionar aceros que exhiban propiedades mecánicas y deformabilidad buena que sean optimizadas con respecto al uso pretendido.

Un primer ejemplo de tal acero de peso ligero se describe! en WO 2007/075006 Al. Además de Fe e impurezas inevitables, el acero presentado en la presente contiene (en % en peso) 0.2 - 1.5% C, ljo - 25% Mn, 0.01 - 3.0% Al, 0.005 - 2.0% Si, hasta 0.03% P, hasta 0.03% S y hasta 0.040% N y en cada caso opcionalmente 0.1 - 2.0% Cr, 0.0005 - 0 .01% Ca, 0.01 - 0.1% Ti, 0.001 - 0.020% B. De este modo el acero aleadoj se dice exhibe una deformabilidad óptima mientras tiene un alto grado de' dureza, tensión alta y una susceptibilidad reducida al agrietamiento. Además, se dice que es particularmente fácil recubrir con un recubrimiento anticorrosión.

Otro acero que se dice tiene una deformabilidad, resist Iencia y capacidad de soldadura optimizada se conoce de WO 93/13233 Al.lAdemás del hierro e impurezas inevitables, este acero contiene (en % en peso) hasta 1.5%) C, 15 - 35%) Mn, 0.1 - 6.0%> Al, y en cada caso opcionalmente hasta 0.6% Si, hasta 5% Cu, hasta 1% Nb, hasta 0.5% V, hasta 0.5% Ti, hasta 9% Cr, menos que 4.0%> Ni y menos que 0.2% N. En WO 93/13233 Al, la adición opcional de hasta 9% en peso Cr está adscrito un efecto estabilizador de austenitas e incremento de resistencia. Los contenidos de Ni , Ti y V en el acero conocido se dice tienen el mismo efecto. En los ej emplos de las modalidades que se expresan como estando de acuerdo a la invención en WO 93/ 1 3233 Al y que contienen contenidos Cr apreciables en combinación con contenidos Nb, Ti o V, al mismo tiempo se proporcionan en cada caso contenidos altos de Al de más que 3% en peso . En WO 93/1 3233 Al, Al en contenidos de 0. 1 -6.0% en peso se considera como siendo particularmente importante en respecto de la estabilización de austenita, capacidad de trabajo en frío y deformabilidad de presión.

WO 2007/074994 Al igualmente describe un acero para usos en el sector de fabricación automotriz, di cho acero siendo dicho que exhibe un alto grado de dureza y resistencia. Además del hierro e irnpurezas í inevitables, este acero contiene (en en peso) 0.1 - 1 .5% C, 5 - 35% Mn, 0.01 - 3 % Al, y en cada caso opcionalmente menos que 3 % Si, menos qué 9% Cr, menos que 5 % Cu, menos que 4% Ni, menos que 1 % Mo, menos que 1 % Nb, menos que 0.5% V y menos que 0.04% N. El acero también puede contener opcionalmente Sn, Sb, As y Te en contenidos en cada caso de 0.005 - 0.05%, B , La y Ce en contenidos en cada caso de 0.0005 - 0.040%, Zr y Ti en contenidos en cada caso de 0.0005 - 0. 1 % y Ca en contenidos de 0.0005 - 0.03 %. La dureza del acero se dice es mejorada por la presencia de Al en contenidos de 0.01 -3.0% en peso ya que Al estabiliza el compórtente de ferrita del acero y suprime el desarrollo de e-martensita. El acero conocido I puede contener hasta 3 % en peso Si con el fin de mejorar la resisténcia de tracción del acero. En este caso, mayoría a 3 % en peso con el fin para asegurar buena soldadura. El fin de mej orar la resistencia de corrosión del acero y para asegurar la buena deformabilidad del mismo. El acero conocido puede contener Nb y V con el fin de optimizar la resistencia. Sin embargo, ninguno de los ej emplos de modalidades presentados en WO 2007/074994 A l contiene contenidos de Cr en combinación con contenidos apreciables de A l , Nb o V.

Un acero con contenidos altos de Mn es también conocido' de WO 95/26423 Al, dicho acero siendo dicho que tiene una mej orada. Además del hi erro e impurezas inevitables, (en % en peso) menos que 1 .5 % C, 1 -35% Mn, 0. 1 - 6% Al y al minos uno de los el emento s Si, Cu, Nb, V, Cr, Ni, N, B , Ti, Zr, La, Ce, o Ca con la condición que el contenido Si sea máx . 0.6%, el contenido de Cu sea máx . 5 %, el contenido de Nb sea máx. de 1 .0%, el contenido de V sea ¡máx. de 0.5%, el contenido de Cr sea máx. de 9.0%, el contenido de Ni sea máx. de 4.0%), el contenido de N sea máx. de 0.2% y el contenido de B¡ sea de 0.0005 - 0.04%, el contenido de Ti y Zr es en cada caso de 0.0005 - 0.040% y el contenido de Ca es 0.0005 - 0.030%. Los efectos de los elementos aleados individuales, como se describe en WO 95/26423, corresponden a los efectos explicados en los documentos discutidos arriba.

EP 2 090 668 igualmente describe las instrucciones de aleación para un acero que, de una forma comparativa a los aceros explicados! arriba, comprende además de hierro e impurezas inevitabl es (en % en peso) 0.05 -0.78 % C, 1 1 -23 % Mn y puede contener en cada caso hasta 5 % Al y Cr, hasta 2.5% Ni , hasta 5% Si y hasta 0.5 % V. De acuerdo a los ej emplos de modalidades indicadas en EP 2 090 668 Al, en cada caso ya sea que un contenido de Al alto se combine con un contenido de Cr baj o o un contenido de Cr alto se combine con un contenido de Al bajo. Aunque el efecto de incremento de resistencia de V se menciona en la descripción de EP 2 090 668 Al, ninguno de los ej emplos de las modalidades contiene este o cualquier otro elemento de micro-aleación.

Finalmente, WO 2009/084792 Al describe un acero con contenidos altos de Mn que, además de hierro e impurezas inevitables, contiene ( en % en peso) 0.3 - 0.9% C, 1 5-25 % Mn, 0.01 - 2.0% Si, 0.01 - 4.0% Al, hasta 0.05% S, hasta 0. 1 % P y al meno s un elemento del grupo Nb, V, Ti, W, Mo, Cr con la condición de que el contenido de Nb sea menos que 0.2%, el contenido de V sea menos que 0.5%, el contenido de Ti sea menos que 0.3 % y el contenido de W, Mo y Cr en cada caso sea de menos presencia de Ti se dice mej ora la capacidad de soldadura conocido. En contraste, el contenido de Cr está limitado a máx. 1 %¡ ya que los contenidos más altos de Cr se dice no tienen efecto de incremento de resistencia y así llevarían sólo a un incremento en los costos de aleación.

Contra los antecedentes de la técnica previa resumida arriba, el problema atendido por la invención fue proporcionar un acero y productos de acero plano producidos del mismo en los cuales una combinación! óptima de soldadura y una tendencia baja a la formación retardada de grietas asegura mientras se exhibe buena resistencia y deformabilidad en caliente I en frío.

DESCRIPCION DE LA INVENCION Con respecto al acero, este problema ha sido resuelto de acuerdo a la invención por un acero compuesto de acuerdo a la reivindicación 1 .

Con respecto al producto de acero plano, la solución de la invención al problema antes mencionado yace en la enseñanza de la reivindicación 1 3.

Las modalidades ventajosas de la invención se indican en las reivindi caciones d ep endi entes y s e expl i carán a d etall e a continuaci ón j unto con el concepto general de la invención.

Por lo tanto, además del hierro e impurezas inevitables relacionadas a la producción, un acero moldeado en frío de resistencia superior de acuerdo a la invención contiene (en % en peso) 0.1 - 1 .0% C, 10 - 25% Mn, hasta 0.5% Si, 0.3 - 2%A1, 1 .5 - 3.5% Cr, < 0.03% S, < 0.08% P, < 0.1 % N, < 2% Mo, < 0.01 % B, < 8% Ni, < 5% Cu, hasta 0.01 5% Ca, y al m enos un elemento del grupo "V, Nb" con la condición de que el contenido de Nb respectivo sea 0.01 -0.5%) y el contenido de V respectivo sea de O. Ojí - 0.5% y opcionalmente 0.01 - 0.5% Ti.

El acero de acuerdo a la invención y por consiguiente también los productos planos hechos de este acero de acuerdo a la invención, lal como láminas o tiras de acero, tienen una estructura austenítica y pueden exhibir propiedades TWIP y TRIP.

El contenido de C de al menos 0. 1 % en peso, en particular al menos 0.3 % en peso, en el acero de acuerdo a la invención ayuda a estabilizar la estructura austenítica del mismo . Las propiedades TWIP y TRIP del acero también pueden ser influenciadas de una manera obj etiva por medio del contenido C respectivo del mismo ya que el carbón incrementa la energía de falla apilada. La presencia de C de acuerdo a la invención también incrementa la resistencia sin llevar a la pérdida de ductilidad. Sin embargo, los contenidos de C del mismo son por lo tanto limitados a 0. 1 - 1 % j en peso.

El efecto deseado del conteni do de carbón puede lograrse parti cularm ente seguramente en el acero de acuerdo a la invención cuando los contenidos de C del mismo están limitados a un intervalo de 0.1 - 0.5 % en peso, en particular 0.3 -0.5 % en peso .

De una manera conocida de por sí, el manganeso presenta la resistencia superior requerida y una energía de falla de apilamiento más alta confiable si el contenido de Mn es al menos 1 0% en peso. En el caso de los contenidos de Mn arriba de 255 en peso, no hay una mej oría sustancial definidos de acuerdo a la invención. De este modo, si de acuerdo a la invención el contenido de aluminio está limitado a 0.3 - 2% en peso y el contenido de Si es máx. 0.5% en peso, se asegura una soldabilidad del acero de acuerdo a la invención que es superior a esa de los aceros cori un alto contenido de manganeso que tiene contenidos más altos de Al y S i J En este i caso, los contenidos de Al y Si están limitados de manera que el riesgo, que de otra forma existiría con contenidos altos de Al y Si, de intervalos de operación excesivamente pequeños durante la soldadura de punto de resistencia se contrarresta. Los efectos logrados por la presencia de Si y Al en combinación de acuerdo a la invención pueden utilizarse dej manera particularmente confiable cuando el contenido de Al es 0.5- 1 .5% en peso, en particular 0.5- 1 .3 % en peso, y el contenido de Si es 0.2 - 0.55 en peso .

En un acero de acuerdo a la invención, se asigna particular importancia a la presencia de Cr en contenidos de 1 .5 - 3.5% en peso. Cr mantiene el potencial de corrosión en un nivel bajo, de manera que el acero de acuerdo a la invención tiene una resistencia alta al agrietamiento retardado. Además, el Cr forma precipita presentes en el acero, y dichos precipita retardado por medio de la acumulación de de acuerdo a la invención preferiblemente menos 1 .7% en peso, en particular al superior del contenido de Cr está limitado particular en su mayoría 2.25 en peso. El límite superior para el cojntenido de Cr como se define de acuerdo a la invención asegura por otro lado que no se forman cantidades relativamente grandes de carburos Cr que perjudicarían las propiedades mecánicas (resistencia/elongación en la relación de ruptura). En los contenidos de Cr debajo del límite definido de acuerdo a la invención, por otro lado, Cr no tiene un efecto de reducción adicional en la tendencia hacia el agrietamiento retardado.

El acero de acuerdo a la invención contiene al menos uno de los elementos de micro-aleación de vanadio y niobio, como resultado del cual las condiciones para un tamaño de grano fino óptimo de la estructura de productos de acero plano (lámina, tira) hechos del acero de acuerdo a l a invención se colocan. V y Nb permiten la generación de una estructura superfina-cristalina que tiene una densidad alta de precipitados de V y/o Nb (VC, VN, VCN, NbC, NbN, NbCN, VNbC, VNbN, VNbCN) y una resistencia alta al agrietamiento de soldadura. El tamaño de los granos obtenidos de este modo en un acero de acuerdo a la invención es considerablemente más pequeño que en el caso de aceros austeníticos con invención regularmente corresponde a al menos ASTM con una estructura siempre fina que cumple con el requisito de ASTM 15 siendo obtenido en la mayoría de los casos. j i Sin embargo, el acero de acuerdo a la invención no sólo p/uede ser procesado adicionalmente en el estado laminado en frío sino también es plano calor acero plano laminados en frío, las grietas de soldadura que pueden ocurrir en la región de puntos soldados debilitan a los productos de acero plano laminados en calor a una menor extensión que sobre la tira fría. L¡o que es lámina o tira laminada en frío de acuerdo a la invención. El tarriaño del La estructura particularmente fina lograda por la aleación de acuerdo a la invención resulta en la combinación óptima deseada de soldabilidad y tendencia baj a hacia el agrietamiento retardado mientras se exhibe resistencia y buena deformabilidad fría y caliente. Esto aplica |de igual manera a tira fría o caliente producida del acero de acuerdo a la invención. Debe colocarse particular énfasis sobre la minimización del ejfecto de fragilidad de soldadura de la estructura fina, que puede reproducirse con confiabilidad operacional óptima como resultado de la composición de acuerdo a la invención.

Los efectos positivos de Nb y V en el tamaño de grano fi no de la estructura de un acero compuesto de acuerdo a la invención pueden utilizarse cuando el vanadio o niobio están en cada caso presentes solos o en combinación el uno con el otro en el acero de acuerdo a la invención.

Una primera variante del acero de acuerdo a la invención por lo tanto contiene al menos 0.01 % en peso a 0.55 en peso niobio y en la mayoría de sus rastros de vanadio que pueden atribuirse a impurezas son de este modo ineficaces desde un punto de vista de aleación.

En contraste, una segunda variante de la aleación de acuerdo a la invención tiene contenidos de Nb que están en su mayoría en la ekcala de impureza, mientras que el tamaño de grano fino de la estructura' que se proporciona de acuerdo a la invención se asegura por contenidos de vanadio de al menos 0.01 % en peso y en su mayoría 0.5 % en peso .

En una tercera variante de la invención, vanadio y niobjo están presentes en combinación en el acero de acuerdo a la invención, e: donde los contenidos de dichos elementos en total en cada caso es al menop 0.01 % en peso pero no excede 0.5 % en peso. I : Los efectos alcanzados de acuerdo con la invención como resultado de la presencia de Nb y/o V se obtienen en una forma particularmente confiable cuando la suma de los contenidos de Nb y V en un acero aleado de acuerdo con la invención es 0.03 -0.3 % en peso, en particular más de 0.05 % en peso.

Como un elemento de micro-aleación en el acero de acuerdo a la invención, el titanio igualmente forma precipitados que contribuyen al tamaño de grano fino y puede tener un efecto positivo en las propiedades mecánicas del acero. Sin embargo, con respecto a lograr una estructura de grano fino, el titanio es menos efectivo que los elementos de aleación niobio o vanadio que se agregan para este propósito de acueído a l a invención. Un efecto del titanio en el acero de acuerdo a la invenjción que apoya óptimamente el efecto de dichos elementos se logra en contenidos de Ti de al menos 0.01 % en peso . En contenidos de Ti excesivamente altos, las partículas TiC gruesas pueden formarse, de los cuales los grietas pueden comenzar durante el laminado en frío y l a formación fría de productos planos hechos del acero de acuerdo a la invención. Además las partículas TiC pueden ser destruidas durante el laminado en frío y la formación en frío . Cuando esto ocurre, aparecen cavidades entre las partículas destruidas y dichas cavidades pueden servir de nuevo como un punto de partida para los grietas. Finalmente, las partículas de TiC gruesas cerca de la s perficie pueden llevar a defectos en la superficie durante el laminado en frío y la formación en frío . Por lo tanto la invención contempla el atribuirse a impurezas inevitables.

Los contenidos de Nb y Ti que pueden estar opcionalmente presentes en el acero de acuerdo a la invención llevan a los precipitados de Nb y Ti tan pronto como durante el laminado en calor y de este modo incrementar la resistencia de laminado durante el laminado en calor y en frío. Esl o puede probar ser no favorable parti cularmente durante el l aminado en calor ya que los contenidos de Al y Si relativamente altos prescritos de acuerdo a la invención ya implican una resistencia de laminado en calor incrementada. En contraste, los precipitados de vanadio finos no aparecen hasta durante el recocido final de la lámina laminada terminada y por lo tanto no dificultan laminar en calor o frió el acero de acuerdo a la invención, puede ser ventajoso por esta razón incrementar el contenido de vanadio del ..cero en relación al contenido de Nb o para omitir la adición de niobio y/o titanio a favor de contenido alto de vanadio.

Nb, V y Ti todos tiene un efecto en el agrietamiento retardado. Como se conoce por sí, estos tres elementos forman precipitados en los cuales el hidrógeno es "atrapado" (es decir, se mantiene) y neutralizado.

Sin embargo, sólo agregando Nb y/o V de acuerdo a la invención puede confiablemente alcanzarse una estructura de grano muy fino (ASTM 1 3 , en particular ASTM 14 y más fino) en un acero que tiene un contenido alto de manganeso.

El azufre y el fósforo inevitablemente entran en el acero de acuerdo con la invención durante el proceso de fabri cación del acero pero pueden llevar a una fragilización en los límites de grano . Particularmente con respecto a la deformabilidad en calor suficiente, por lo tanto, el contenido de S está limitado a menos que 0.03 % en peso y el contenido d'e P está limitado a menos que 0.08% en peso en el acero de acuerdo a la invención.

El nitrógeno en contenidos de hasta 0. 1 % en peso es necesario para formar carbonitruros. Si hay una deficiencia de N, se forman carbonitruros ricos en C y pobres en N. Sin embargo, el contenido N debe establecerse abajo . Al y N forman precipitados que pueden perjudicar considerablemente las propiedades mecánicas, en particular los valores de elongación. Los precipitados de A1N ya no pueden disolverse, incluso por un tratamiento de calor subsecuente. Por esta razón, el contenido máximo de nitrógeno en el acero de acuerdo a la invención se limita a menos que 0. 1 % en peso, un efecto óptimo del nitrógeno en el acero de acuerdo a la invención siendo logrado cuando el contenido de N del mismo se limita a 0.0030 - 0.0250% en peso, en particul ar 0.005 - 0.01 70% en peso.

Mo en contenidos efectivos a mej orar la resistencia de corrosi también ayuda a además reducir el riesgo de agrietamiento retardado. Como Cr, Mo forma adicionalmente precipitados con el carbono y el r.itrógeno presentes en el acero, cuyos precipitados contrarrestan el agrietamiento retardado por medio de la acumulación de hidrógeno.

En términos de su efecto en las propiedades mecánicas-tecnológicas, el boro sustituye al elemento de aleación Mn. Por ejemplo, se ha encontrado que un acero que tiene un contenido de Mn de 20% en peso y 0.003% de boro tiene un perfil de propiedad similar a un acero que contiene 25% Mn pero sin B. Por lo tanto, mientras se mantienen resistencias igualmente altas, la adición de hasta 0.01% en peso de boro a una aleación de acero de acuerdo a la invención permite contenidos de Mn reducidos ique son Ni puede opcionalmente ser agregado a un acero de acuerjdo a la invención. El níquel contribuye a una elongación más alta en la ruptura e incrementa la dureza del acero. En aceros de acuerdo a la invención, sin embargo, este efecto se reduce si el acero contiene más que níquel. El límite superior de los contenidos de níquel agregado de acuerdo a la invención está por lo tanto limitado a 8%¡ en peso, en particular 5% en peso.

Además, agregando cobre en contenidos de menos que 5% en peso, en particular menos que 3 % en peso, la dureza de un acero de acuerdo a la invención puede incrementarse debido a la formación de precipitados. Sin embargo, los contenidos de Cu de más defectos en la superficie que pueden por planos inútiles (tira, lámina) producidos del acero de acuerdo a la invención .

Como un resultado, por lo tanto, la invención proporciona †n acero i Con el fin de proteger los productos de acero plano de acuerdo a la invención contra la corrosión de superficie, pueden ser recubiertos con un recubrimiento de protección de metal al menos en su superficie q ue está expuesta a un ataque corrosivo durante el uso práctico. En una manera conocida por sí, este recubrimiento de protección puede ser una capa de base Al o Zn que se aplique al producto plano de acuerdo a la invención por ej emplo por galvanización electrolítica, por galvanización o inmersión en caliente, por recubrimientos galvanizados, recubrimientos ZnNi o por aluminización por inmersión en caliente, en donde los resultados de buen acuerdo a la invención. j Debido a su capacidad acero plano de acuerdo a la placas de blindaj e o partes elementos que se usan directamente en el cuerpo y que sirven para proteger contra bombardeo o ataques comparables que puedan ocurrir repente pueden producirse de productos de acero plano de acuerdo a la invención Debido a su peso reducido mientras al mismo tiempo se exhiben deformabilidad y resistencia buenas, los productos de acero plano de acuerdo a la invención también son particularmente idóneos para el proceso de crear ruedas para vehículos, en particular vehículos de motor.

Los productos de acero plano compuestos de acuerdo a la invención también pueden usarse para producir componentes para su uso en el campo de criogenia. El intervalo ventaj oso de propiedades de productos de tira fría producidos de acuerdo a la invención se mantiene incluso a temperaturas baj as acostumbradas en el sector de criogenia.

También es concebible usar láminas de acero de acuerdo a la invenci ón para producir tubo s que están destin ado s en parti cul ai p ara l a fabricación de partes de motor de resistencia superior, tal como árboles de levas o vástagos de émbolo .

Los productos de acero plano de acuerdo a la invención pueden producirse de varias formas. La producción es concebible por medio de una acería convertidora convencional o un horno ELO con fundición subsecuente, fundición de tira o proceso DSC y con laminación en calor llevada a cabo después de la fundición y en línea o desconectada. As tiras calientes obtenidas de estas formas pueden ser si es necesario laminadas en frío en una planta en tándem, una posición inversa o un laminador Sendzimir para formar una tira fría.

Un tratamiento de Ca mejora la capacidad de colado particularmente en el caso de análisis de acuerdo a la invención que tiene contenidos altos de Al. Junto con la alúmina (A1203), el Ca forma aluminatos de cajlcio que se incorporan en la escoria y de este modo producen la alúmina inocua. Esto contrarresta el riesgo de que la alúmina lleve a atascos (acumulaciones en el tubo de inmersión) que dañan la capacidad de colado. Los contenidos de Ca de hasta 0.01 5% en peso, en particular hasta 0.01 % en peso, sJn por lo llevado a cabo en un paso continuo, y después opcionalmente recutyerto en la superficie (Z, ZE, ZF, ZMg, ZN, ZA, AS, S, película delgada, e¡tc). Un tratamiento de calor por separado seguido de la aplicación de la jcapa de zinc además también es posible aquí.

La tira caliente o tira fría de acuerdo a la invención entonces puede i proporcionarse con un recubrimiento especial que permita el uso en ¡proceso de formación caliente o semi-caliente.

La alta resistencia de productos de acero plano de acuerdo a la invención para el agrietamiento retardado puede además ser mejorada por medio de un post-tratamiento térmico. Durante este post-tratamiento, el material recubierto con zinc se trata de manera que una aleación de capa de zinc al material base se inicie. El material tratado de esta manera exhibe agrietamiento retardado sólo después de tiempos de observación considerablemente extendidos o incluso ya no exhibiendo agrietamiento retardado.

Una variante típica de un método idóneo para producir productos de i acero plano de acuerdo a la invención comprenden las siguientes etapas de trabajo : -Un material precursor en la forma de losas o losas delgadas es un molde de un acero compuesto de acuerdo a la invención.

- Si se requiere de un recalentado previo al laminado én calor subsecuentemente realizado, particularmente cuando se usan losas, la temperatura de recalentado debe de ser no menos que 1 100 °C, en p articul ar debe de ser de más que 1 1 50°C. En aquellos casos donde el ¡material precursor puede alimentarse directamente al laminado en calor en un flujo de trabaj o continuo después de la fundición, por ej emplo, en una línea de laminación-fundición en la cual las losas delgadas se funden y procesan para formar una tira caliente en etapas de trabajo continuamente sucesivas), esto puede también tomar lugar sin recalentado intermedio en uso directo utilizando calor de fundición. La tasa de reducción de paso durante el laminado en calor debe de ser en cada caso de al menos 1 0% por paso para obtener un producto de acero plano laminado en calor de acuerdo a la invención con una estructura óptimamente compuesta baj o condiciones de producción prácticas . j - Después del calentamiento que puede llevarse a cabo si es necesario, el material precursor es laminado en calor en una temperatura de laminación en calor final de al menos 800°C para formar una tira caliente. aceptable en los valores de ruptura. Mientras que la temperatura de laminado en calor final se incrementa, la resistencia de torsión y la resistencia de producción de la tira caliente disminuyen mientras que los valores de elongación se elevan. Al variar las temperaturas de laminación finales dentro del marco de trabajo definido por la invención, las propiedades deseadas del producto de acero plano caliente resultante de este modo puede ser influenciado de una manera simple y dirigida.

En la tira caliente producida de acuerdo a la invención, al menos 80%, en particular 90% y más, del contenido de V y al menos 50%, en particular 60% y más, del contenido de Nb existe en forma disuelta. Los contenidos restantes de V o Nb existen como precipitados, en donde la proporción de los contenidos de Nb y V enlazados dentro de los precipitados deben ser tan baj os como sea posible. Debido a la proporción alta de Nb o V disueltos en la tira caliente, la estructura deseada muy fina puede ser confiablemente generada durante la laminación en frío subsecuente y un tratamiento recocido que se lleva a cabo adicionalmente. En contraste, 60- 100% del contenido de Ti existe como precipitados TiC después de la laminación en calor. Esto s precipitado s de carburo no sólo dificultan la laminación en frío sino también llevan al desarrollo de precipitados gruesos durante un recocido final. Durante la formación de un acero aleado con cantidades relativamente grandes de Ti, dichos precipitados gruesos forman el origen de grietas que hacen ¡inútil al respectivo componente. j Particularmente las propiedades mecánicas ventajosas de la tira caliente producidas de acuerdo a la invención, en particular las resistencias de producción superior, se obtienen cuando las temperaturas particularmente bajas, en particular en un intervalo de hasta temperatura ambi ente (aproximadamente 20°C), se establecen. Limitando la temperatura de enfriamiento para valores de en su mayoría 700°C, en particular menos que 700°C, en particular menos que 500°C o temperatura ambiente, el riesgo de oxidación de límite de grano es minimizado de una manera conocida por sí. La oxidación de límite de grano puede llevar al astillamiento del material y como tal puede hacer más difícil q incluso imposible el procesamiento adicional . precipitados finos (VCN, NbCn, etc.) durante el recocido final, que previene en gran medida el crecimiento de grano durante el proceso de recocido final . Una estructura particularmente fina es producida pjor medio de una temperatura de recocido que es tan baja como sea posible. I Después del recocido final, la tira obtenida por lo tanto confiablemente tiene el tamaño de grano fino deseado de la estructura. La recocido fina en este caso puede llevarse a cabo en un paso continuo en un horno de recocido continuo .

Después de la laminación en frío y el recocido final, la tira fría obtenida también puede estar suj eta a laminación templada con él fin de además mejorar la exactitud dimensional y las propiedades mecánicas de la misma.

Como ya se mencionó, el producto de acero plano de acuerdo a la invención, proporcionado como una tira caliente o fría para deformación adicional para formar un componente, puede ser proporcionada jcon una capa protectora de metal con el fin de protegerla contra la corrosión de superficie. Para este extremo, en el caso donde el producto de acero plano se deforme como una tira caliente directamente para formar un componente, la tira caliente respectivamente obtenida o la tira fría obtenida después de la laminación en frío de la tira caliente puede por ejemplo ser aluminizada por inmersión en calor, galvanizada por inmersión en calor o electrolíticamente galvanizada.

Si es necesario, una limpieza y preparación de la superficie de la tira se lleva a cabo de antemano por decapado.

Si el producto de acero plano va a entregarse en el estado ejn blanco en lugar de un recubrimiento de metal, puede ser aceitado para proporcionar protección temporal contra la corrosión de la superficie.

La tabla 1 muestras las la invención y catorce aceros De los aceros E1-E8 comparativos V1-V14, se calentados a una temperatura °C y se laminaron en calor en una temperatura de laminación en calor de aproximadamente 950°C para formar en cada caso una tira caliénte que tiene un grosor de aproximadamente 3 mm.

La tira caliente obtenida en enfriamiento de aproximadamente un rollo. ¡ Después del enrollamiento, las tiras calientes se laminaron In frío a un grado de laminación en frío de en cada caso aproximadamente 66% para formar una tira fría teniendo un grosor de aproximadamente 1 mm.

Las tiras frías resultantes fueron finalmente sujetas a un recocido final llevado a cabo en un paso continuo, durante el cual se calentlron por un periodo de 890°C. Las nal establecida y el tamaño de grano de la estructura se muestran en la Tabla 2 i para los aceros E 1 -E8 de acuerdo a la invención y los aceros comparativos V 1 -V 12.

Las tazas que tienen una relación de diámetro en blanco/taza ß= 2.0 (relación de dibuj o) se extraj eron de los productos de acero plano. Las tazas se sometieron a una prueba de corrosión, durante la cual se expusieron sin algún recubrimiento anti-corrosión a una solución de 5 % NaCl. Los días que transcurrieron hasta el ti empo del primer comienzo del agrietamiento retardado sobre una taza entre un grupo de cuatro tazas se indician en la columna "tiempo de mantenimiento de taza" en la Tabla 2.

Con las muestras de lámina de acero producidas de los acero s E 1 -E8 de acuerdo a la invención y los aceros comparativos V 1 -V 12, las pruebas de conexión entonces se llevaron a cabo, durante las cuales se soldaron en un punto de una manera superpuesta a una convencional, galvanizada, acero de profundidad ("soldadura heterogénea") . El intervalo de operación logrado en cada caso, indicado en kiloamperes kA, y l a longitud observada de grieta máximo en la región de la zona de soldadura así como también una evaluación de la tendencia hacia la fragilidad de soldadura se muestran también en la Tabla 2.

El "intervalo de operación" de soldadura de punto se entiende aquí que se refiere a la diferencia entre el Imin actual mínimo requerido para producir un punto de soldadura y el Imáx actual máximo más allá del cual hay el riesgo de que el material del sustrato a ser soldado salpique a distancia de la superfi cie durante el proceso de soldadura (intervalo A de operación^ Imax - Imin). Tal salpicadura va a evitarse ya que lleva a uniones de soldaduras pobres. Entre más pequeño sea el intervalo de operación, debe de llevarse a cabo con mayor exactitud el proceso de soldadura. Entre más grande sea el intervalo de operación, será más fácil y más confiable producir una soldadura baj o las condiciones prevaleciendo en práctica operacional. Con el fin de asegurar el procesami ento práctico, por lo tanto, los intervalos A de operación de al menos 0.8 kA, en part icular al menos 1 .0 kA, se requieren por ej emplo en el sector automotriz para materiales de acero que van a soldarse.

Además, la producción operacional de una aleación E9 de acuerdo a la invención se simuló bajo condiciones de laboratorio cuya ileación, además del hierro e impurezas inevitabl es, contenía (en % en peso) 1 9% Mn, 0.4% C, 1 .4% Al, 0.45% Si, 2% Cr y 0. 12% V. Las muestras producidas de lámina de acero laminada en frío de este acero, que se j proporcionaron con un recubrimiento de zinc, se sometieron a una ¡recocido final a temperaturas finales de recocido, Tre C oc i do de menos que 800°C en el proceso de recocido continuo. Después de este recocido final, las nuestras de lámina de acero tuvieron una estructura con un tamaño de grano extremadamente fino. Exhibieron una resistencia extremadamente alta al agrietamiento inducido por hidrógeno en l a prueba de embutición. Las muestras de lámina de acero tuvieron una resistencia de producción Rp de 560 MPa, una resistencia de torsión Rm de 900 Mpa, una elongación en una ruptura A de 45 % y un valor n de 0.35. Las tazas galvanizadas j (ß= 2.0) retiradas de las muestras de lámina de acero se mantuvieron libres de grieta en una solución de 55 NaCl por un periodo de tres meses.

Una aleación E 1 0 de acuerdo a la invención fue entonces igualmente producida baj o condiciones de laboratorio, cuya aleación, como la aleación E9 descrita arriba, contuvo además de hierro e impurezas inevitables ( en % en peso) 1 9% Mn, 0.4% C, 1 .4% Al, .45% Si, 2% Cr y 0.1 2% V. Además, 0.003 % en peso de boro se agregó a la aleación E 10. Se encontró que las muestras de lámina de acero obtenidas, dado a la misma ruta de producción, exhibieron resistencias de producción comparables pero elongación incrementada en valores de ruptura. j En una prueba adicional , una fundición de acero compuesta de acuerdo a la aleación E8 fue suj eta a un tratamiento Ca. El tratamiento Ca resultó en una buena capacidad de colado a pesar de los contenid os de Al altos y propiedades que corresponden a los aceros libres de Ca. j Con el fin de demostrar el hecho de que la alta resistencia al agrietamiento retardado en productos de acero plano galvanizado hechos de una aleación de acuerdo a la invención pueden además ser mejorados por un post-tratamiento térmico, muestras de lámina de acero laminado e; frío se produj eron de la aleación E2 de acuerdo a la invención y se proporcionaron con un recubrimiento de zinc. Las muestras entonces se sometieron a un post-tratamiento térmico, durante el cual el material recubierto con zinc se calentó para iniciar una aleación de la capa de zinc al material Jase. Las tazas se retiraron del material de este modo tratadas exhibieron un agrietamiento considerablemente retardado después de tiempos de observación considerablemente extendidos, o cualquier otro agrietamiento no apareció en absoluto. Los resultados de los análisis se muestran en la Tabla 3.

Las muestras mostraron que la minimización considerab e de la susceptibilidad para el agrietamiento retardado se logró cuando las muestras que se compusieron de acuerdo a la invención y se galvanizaron se recocen por lotes a temperaturas de 1 00 a 450°C por un periodo de 1 a 200 horas, preferiblemente 24-48 h, o se tratan con calor en una planta de recocido continua a temperaturas de 400 a 600 °C por 1 a 500 s, en particular 5- 300 s. j La resistencia de los aceros de acuerdo a la invención para la fragilidad de soldadura durante el proceso de soldadura se mejoró considerablemente sobre la técnica previa como resultado! de la 10 Como se produce en un laboratorio, figuras dadas en % por peso, hierro restante e impurezas inevitables.

Tabla 1 1) Tazas ß= 2.0 en 5% en solución de NaCl, no galvanizado Tabla 2 5 2) Pruebas detenidas después de 180 días Tabla 3 15

Claims

REIVINDICACIONES

1. Acero moldeado en frío, de resistencia superior caracterizado porque comprende (en % en peso) C: 0.1-1.0%, Mn: 10-25%, Ca: hasta 0.015%, Al menos un elemento del grupo "V, Nb" con la siguiente condicióri: Nb: 0.01-0.5%, y e hierro e impurezas inevitables relacionadas con la producción como el restante.

2. Acero de conformidad con la reivindicación 1 , carajcterizado porque el contenido de C del mismo es 0.3 -0.5% en peso. |

3. Acero de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenido de Mn del mismo es 1 7 - 22% en peso .

4. Acero de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque este contiene al menos 0.2% en peso de Si .

5. Acero de acuerdo a una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el contenido de Al del mismo es 0.5 - 1 .5 % en peso, en particular 0.5 - 1 .3 % en peso .

6. Acero de acuerdo a una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenido de Cr del mismo es al menos 1 .7% en peso, en particular al menos 1 .8 % en peso .

7. Acero de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el contenido de Cr es en su mayoría 2.5% en peso, en particular en su mayoría 2.2% en peso.

8. Acero de conformidad con una de caracterizado porque el contenido de N del peso.

9. Acero de conformidad con una de caracterizado porque el contenido de Ni del peso .

1 0. Acero de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenido de Cu es de menos que 3 % en peso .

1 1 . Acero de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el contenido de Ca del mismo es al menos de 0.001 5% en peso .

1 2. Acero de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la resistencia de torsión del mismo es al menos 800 MPa.

1 3. Producto de acero plano producido de un acero compuesto de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Producto de acero plano de conformidad con la reivindicación 1 3 , caracterizado porque está recubierto con un recubrimiento protjector de metal para proteger contra la corrosión de la superficie. ¡ 1 5. Producto de acero plano de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el recubrimiento protector de metal se forma por galvanización electrolítica, por galvanización por inmersión en calor, por recubrimientos galvanizados, recubrimientos de ZnNi o por aluminización de inmersión en calor.