ES2608460T3

ES2608460T3 - Acero inoxidable ferrítico

Info

Publication number: ES2608460T3
Application number: ES12863746.9T
Authority: ES
Inventors: Tomohiro Ishii; Shin Ishikawa; Hiroyuki Ogata
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2017-04-11
Anticipated expiration: 2032-12-13
Also published as: CN104024458A; EP2799577A1; JP5435179B2; KR20140098818A; WO2013099132A1; EP2799577B1; KR101658872B1; JPWO2013099132A1; CN104024458B; TW201337004A; US20140363328A1; TWI503423B; EP2799577A4

Abstract

Acero inoxidable ferritico que consiste en, en % en masa, C: del 0,001% al 0,030%, Si: del 0,03% al 0,80%, Mn: del 0,05% al 0,50%, P: el 0,03% o menos, S: el 0,01% o menos, Cr: del 19,0% al 28,0%, Ni: del 0,01% a menos del 0,30%, Mo: del 0,2% al 3,0%, Al: de mas del 0,15% al 1,2%, V: del 0,02% al 0,50%, Cu: menos del 0,1%, Ti: del 0,05% al 0,50%, N: del 0,001% al 0,030%, y Nb: menos del 0,05%, en el que se satisface la expresion (1), opcionalmente ademas uno o mas elementos seleccionados de Zr: el 1,0% o menos, W: el 1,0% o menos, REM: el 0,1% o menos, Co: el 0,3% o menos, y B: el 0,1% o menos, y el resto es Fe e impurezas inevitables, Nb x P <= 0,0005 ... (1) donde cada simbolo de elemento representa el contenido (en % en masa) del elemento.

Description

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DESCRIPCION

Acero inoxidable fenitico Campo tecnico

La presente invencion se refiere a acero inoxidable fenitico que es menos probable que provoque sensibilizacion de una zona soldada, que produce alta resistencia a la corrosion de un color de revenido en una zona soldada, y que es menos probable que provoque agrietamiento de soldadura en un cordon de soldadura formado por soldadura doble, usandose el acero inoxidable ferntico en aplicaciones en las que se fabrica una estructura mediante soldadura, por ejemplo, materiales de sistema de escape de automoviles tales como materiales de silenciador, materiales de deposito de almacenamiento de agua caliente para calentadores de agua electricos, o materiales de construccion tales como materiales de cerrajena, materiales de aberturas de ventilacion y materiales de conductos.

Tecnica anterior

El acero inoxidable ferntico tiene diversas caractensticas que son superiores a las de acero inoxidable austemtico, tales como una alta rentabilidad en la resistencia a la corrosion, buena conductividad termica del calor, un pequeno coeficiente de expansion termica, y resistencia al agrietamiento por corrosion bajo tension. Por tanto, el acero inoxidable ferntico se ha usado en una variedad de aplicaciones tales como en la produccion de elementos de sistema de escape de automoviles, materiales de construccion tales como materiales de tejado y cerrajena, y materiales usados en condiciones humedas tales como muebles de cocina, depositos de agua y depositos de agua caliente.

Con el fin de fabricar estas estructuras, en muchos casos, se corta una chapa de acero inoxidable y se conforma para dar una forma apropiada y posteriormente se realiza una union mediante soldadura. Sin embargo, cuando se usa acero inoxidable fenitico, puede producirse agrietamiento de soldadura en una zona de soldadura doble, tal como una parte en la que se unen tres chapas entre sf o el comienzo y final de una soldadura circunferencial, en la que se realiza soldadura de nuevo sobre un cordon de soldadura. A medida que las formas de los elementos soldados se han vuelto cada vez mas complicadas, la zona de soldadura doble descrita anteriormente ha aumentado y la aparicion de agrietamiento de soldadura se ha convertido en un problema.

La zona de soldadura doble no es plana y se realiza soldadura de nuevo en una parte en la que esta presente cascarilla. Por tanto, es probable que se mezclen oxfgeno, nitrogeno y similares en un cordon de soldadura, lo cual degrada la resistencia a la corrosion. Sin embargo, en la tecnica relacionada, ha habido algunos hallazgos con respecto a estos problemas en zonas de soldadura doble.

La bibliograffa de patente 1 da a conocer acero inoxidable fenitico que tiene alta resistencia a la corrosion y buena capacidad de soldadura. Este acero inoxidable fenitico produce tanto resistencia a la corrosion como facilidad de penetracion de soldadura debido a Mg anadido en el acero inoxidable ferntico y un contenido en S controlado de manera apropiada. Sin embargo, no se menciona nada sobre agrietamiento en una zona de soldadura doble o la resistencia a la corrosion de una zona de soldadura doble.

De hecho, cuando se realiza soldadura usando el acero inoxidable ferntico dado a conocer en la bibliograffa de patente 1, en algunos casos se produce agrietamiento en una zona de soldadura doble.

La bibliograffa de patente 2 da a conocer acero inoxidable fenitico que tiene buena capacidad de soldadura. Sin embargo, aunque este acero inoxidable ferntico tiene una facilidad de penetracion de soldadura mejorada y una trabajabilidad tras la soldadura mejorada, no se menciona nada de posibles problemas en zonas de soldadura doble, tales como agrietamiento de soldadura.

Lista de citas

Bibliograffa de patente

PTL 1: Publicacion de solicitud de patente japonesa sin examinar n.° 8-246105 PTL 2: Publicacion de solicitud de patente japonesa sin examinar n.° 2009-91654

El documento JP2006257544 ensena acero inoxidable fenitico que tiene una excelente resistencia a la corrosion como parte soldada en la que el acero inoxidable ferntico contiene, en masa, del 0,001 al 0,02% de C, del 0,001 al 0,02% de N, del 0,01 al 0,3% de Si, del 0,05 al 1% de Mn, <0,04% de P, del 0,15 al 3% de Ni, del 11 al 22% de Cr, del 0,01 al 0,5% de Ti, y del 0,0002 al 0,002% de Mg, contiene una o dos o mas clases de Mo, Nb y Cu con del 0,5 al 3,0% de Mo, del 0,02 a <0,6% de Nb, del 0,1 a <1,5% de Cu, consistiendo el resto en Fe e impurezas inevitables.

Sumario de la invencion

Problema tecnico

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A la luz de los problemas anteriores de la tecnica anterior, un objetivo de la presente invencion es proporcionar acero inoxidable ferntico que sea menos probable que provoque sensibilizacion de una zona soldada, que produzca una alta resistencia a la corrosion de un color de revenido en una zona soldada, y que sea menos probable que provoque agrietamiento de soldadura en un cordon de soldadura cuando se realiza soldadura doble.

Solucion al problema

Con el fin de abordar los problemas descritos anteriormente, en la presente invencion, se estudio ampliamente la influencia de diversos elementos sobre el agrietamiento de soldadura que se produce en la soldadura doble. Observese que el termino “soldadura doble” en el presente documento se refiere al hecho de soldar la misma parte dos o mas veces, y el termino “zona de soldadura doble” en el presente documento se refiere a una parte y a la periferia de la parte que se ha sometido repetidas veces al procedimiento de fundir y solidificar dos o mas veces debido a la soldadura doble, tal como una parte en la que se solapan cordones de soldadura entre sf al comienzo y al final de la soldadura cuando se realiza soldadura circunferencial o una parte en la que se solapan cordones de soldadura entre sf cuando se realiza soldadura de manera cruzada.

Se corto una parte en la que se habfa producido agrietamiento de soldadura debido a soldadura doble y se observo la superficie de fractura con un SEM (microscopio electronico de barrido). Se observo una precipitacion de tipo pelfcula de Nb en la superficie de fractura. Para comparacion, se corto una parte en la que no se habfa producido agrietamiento de soldadura y se observo con un SEM. No se observo un precipitado de tipo pelfcula de Nb tal como se observo en la superficie de fractura descrita anteriormente. Se considera que una precipitacion de tipo pelfcula de Nb es responsable de la aparicion de agrietamiento de soldadura.

Se estudio la influencia de diversos elementos sobre el agrietamiento de soldadura en una zona de soldadura doble y, como resultado, se encontro que no se produce agrietamiento de soldadura en un acero que tiene un bajo contenido en P y un bajo contenido en Nb. Se realizo soldadura cruzada mediante soldadura de cordon sobre chapa usando diversos aceros inoxidables fernticos, y se examino la presencia o ausencia de grietas de soldadura en una zona de soldadura doble usando un microscopio optico. La figura 1 muestra los resultados. En la figura 1, un acero inoxidable ferntico en el que estaban ausentes grietas de soldadura se marca con un cfrculo, y un acero inoxidable ferntico en el que estaban presentes grietas de soldadura se marca con una cruz. Se muestra que no se produjo agrietamiento de soldadura en el intervalo en el que Nb es de menos del 0,05%, P es del 0,03% o menos, y Nb x P es 0,0005 o menos.

Quedo claro que una reduccion del contenido en Nb conduce a una supresion del agrietamiento de soldadura. Sin embargo, dado que Nb es un elemento que es eficaz en la supresion de la sensibilizacion de un cordon de soldadura, la reduccion del contenido en Nb puede aumentar de manera desventajosa el riesgo de sensibilizacion. Ademas, dado que la superficie de una zona de soldadura doble no es plana y se forma cascarilla sobre la superficie de la zona de soldadura doble, es probable que se mezclen impurezas en un cordon de soldadura. Por tanto, una zona de soldadura doble esta en condiciones de soldadura desventajosas desde el punto de vista de la sensibilizacion. Por consiguiente, se examino la influencia de diversos elementos sobre la sensibilizacion de un cordon de soldadura. Como resultado, quedo claro que, ademas de la reduccion de Nb, la adicion de V y Al tambien era eficaz en la supresion de la sensibilizacion de una zona soldada. Esto se debe supuestamente a que V y Al forman VN y AlN, respectivamente, que suprimen la formacion de un nitruro de Cr.

Ademas, se forma una capa de oxido denominada “color de revenido” sobre un cordon de soldadura y, como resultado, se produce deficiencia de Cr como en el caso de sensibilizacion, lo cual degrada la resistencia a la corrosion. Por tanto, se evaluo la influencia de diversos elementos sobre la resistencia a la corrosion de un color de revenido. Como resultado, se obtuvieron los siguientes hallazgos. Cuando se concentran Si, Al y Ti en un color de revenido, se forma una capa de oxido densa que tiene una buena funcion de proteccion. Ademas, se reduce la cantidad de Cr oxidado debido a la soldadura, lo cual suprime la deficiencia de Cr debida a la oxidacion. Por tanto, cuando se establecen de manera apropiada los contenidos en Si, Al y Ti, se potencia la resistencia a la corrosion de un cordon de soldadura.

Se han llevado a cabo estudios adicionales basandose en los hallazgos descritos anteriormente y, como resultado, se ha realizado la presente invencion. A continuacion se describe el sumario de la presente invencion.

[1] Acero inoxidable ferntico que contiene, en % en masa, C: del 0,001% al 0,030%, Si: del 0,03% al 0,80%, Mn: del 0,05% al 0,50%, P: el 0,03% o menos, S: el 0,01% o menos, Cr: del 19,0% al 28,0%, Ni: del 0,01% a menos del 0,30%, Mo: del 0,2% al 3,0%, Al: de mas del 0,15% al 1,2%, V: del 0,02% al 0,50%, Cu: menos del 0,1%, Ti: del 0,05% al 0,50%, N: del 0,001% al 0,030%, y Nb: menos del 0,05%,

en el que se satisface la expresion (1)

Nb x P < 0,0005 ... (1)

opcionalmente ademas uno o mas elementos seleccionados de Zr: el 1,0% o menos, W: el 1,0% o menos, REM: el 0,1% o menos, Co: el 0,3% o menos, y B: el 0,1% o menos y el resto es Fe e impurezas inevitables

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donde cada s^bolo de elemento representa el contenido (en % en masa) del elemento.

Efectos ventajosos de la invencion

Segun la presente invencion, se proporciona acero inoxidable ferntico que, cuando se realiza soldadura doble, es menos probable que provoque sensibilizacion de una zona soldada, que produce alta resistencia a la corrosion de un color de revenido en una zona soldada, y que es menos probable que provoque agrietamiento de soldadura en un cordon de soldadura.

Breve descripcion de los dibujos

La figura 1 es un diagrama para explicar los efectos del contenido en Nb y el contenido en P sobre el agrietamiento de soldadura en una zona de soldadura doble.

La figura 2 es un diagrama esquematico que ilustra soldadura cruzada.

Descripcion de las realizaciones

A continuacion se describen los motivos para las limitaciones sobre los elementos constituyentes de la presente invencion.

1. Composicion

En primer lugar, se describen los motivos para las limitaciones sobre la composicion del acero segun la presente invencion. Observese que, cuando se hace referencia a una composicion, “%” siempre indica “% en masa”.

C: del 0,001% al 0,030%

C es un elemento que esta contenido de manera inevitable en el acero. Un alto contenido en C aumenta la resistencia mecanica del acero. Un bajo contenido en C potencia la trabajabilidad del acero. El contenido en C del 0,001% o mas es adecuado para lograr una resistencia mecanica suficiente del acero. Si el contenido en C supera el 0,030%, la degradacion de la trabajabilidad del acero se vuelve significativa y se precipita un carburo de Cr, lo cual aumenta el riesgo de degradacion de la resistencia a la corrosion debido a la deficiencia local de Cr. Por tanto, el contenido en C se fija a del 0,001% al 0,030%, preferiblemente se fija a del 0,002% al 0,018%, y mas preferiblemente se fija a del 0,002% al 0,010%.

Si: del 0,03% al 0,80%

Si es un elemento que es util para la desoxidacion. En la presente invencion, Si es un elemento importante que se concentra en un color de revenido formado mediante soldadura junto con Al y Ti, potenciando asf la funcion de proteccion de una capa de oxido, y por tanto mejora la resistencia a la corrosion de una zona soldada. Este efecto se obtiene cuando el contenido de Si anadido es del 0,03%. Sin embargo, si el contenido de Si supera el 0,80%, la degradacion de la trabajabilidad del acero se vuelve significativa, lo cual conduce a dificultad en un procedimiento de conformacion. Por tanto, el contenido en Si se fija a del 0,03% al 0,80%, preferiblemente se fija a de mas del 0,30% al 0,80%, y mas preferiblemente se fija a del 0,33% al 0,50%.

Mn: del 0,05% al 0,50%

El manganeso es un elemento que esta contenido de manera inevitable en acero y tiene un efecto sobre el aumento de la resistencia mecanica. Este efecto se obtiene cuando el contenido en Mn es del 0,05% o mas. Sin embargo, si el contenido de Mn supera el 0,50%, se aumenta la precipitacion de MnS, que actua como origen de corrosion, lo cual degrada la resistencia a la corrosion. Por tanto, el contenido en Mn se fija a del 0,05% al 0,50% y preferiblemente se fija a del 0,08% al 0,40%.

P: el 0,03% o menos

El fosforo es un elemento que esta contenido de manera inevitable en el acero. Un contenido en P excesivamente alto degrada la capacidad de soldadura del acero y aumenta el riesgo de corrosion intergranular. En la presente invencion, se encontro que un aumento del contenido en P da como resultado la aparicion de agrietamiento de soldadura en una zona de soldadura doble. Un aumento del contenido en P reduce la temperatura de solidificacion del acero inoxidable ferntico, y por consiguiente se precipita un carbonitruro de Nb en la fase lfquida y forma una forma de tipo pelfcula. Esto inhibe el flujo de un bano de fusion en un proceso de solidificacion y la formacion de granos de cristal. Por tanto, se considera que es probable que se produzca agrietamiento de soldadura en un acero inoxidable ferntico que tiene un alto contenido en P. Se considera que el riesgo de agrietamiento de soldadura aumenta particularmente en la soldadura doble porque la repeticion del procedimiento de fusion y solidificacion provoca una condensacion adicional de Nb y, como resultado, se vuelve probable que se produzca precipitacion de Nb. Si el contenido en P supera el 0,03%, el efecto adverso de P sobre el agrietamiento de soldadura se vuelve significativo. Por tanto, el contenido en P se fija al 0,03% o menos y preferiblemente se fija al 0,025% o menos.

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S: el 0,01% o menos

El azufre es un elemento que esta contenido de manera inevitable en el acero. En el caso de que el contenido en S supere el 0,01% la resistencia a la corrosion se degrada, porque se potencia la formacion de sulfuros solubles en agua tales como CaS y MnS. Por tanto, el contenido en S se fija al 0,01% o menos, mas preferiblemente se fija al 0,006% o menos, y de manera adicionalmente preferible se fija al 0,003% o menos.

Cr: del 19,0% al 28,0%

Cr es un elemento que es muy importante para mantener la resistencia a la corrosion del acero inoxidable. Si el contenido de Cr es de menos del 19,0%, no se consigue obtener una resistencia a la corrosion suficiente en un cordon de soldadura o la periferia del mismo en el que se reduce el contenido en Cr en la capa de superficie debido a la oxidacion provocada por la soldadura. Por otro lado, si el contenido de Cr supera el 28,0%, se degradan la trabajabilidad y la facilidad de produccion del acero. Por tanto, el contenido en Cr se fija a del 19,0% al 28,0%, preferiblemente se fija a del 21,0% al 26,0%, y mas preferiblemente se fija a del 21,0% al 24,0%.

Ni: del 0,01% a menos del 0,30%

Ni es un elemento que potencia la resistencia a la corrosion del acero inoxidable y que suprime la progresion de la corrosion en un entorno corrosivo en el que no puede formarse una pelfcula pasiva y se produce disolucion activa. Este efecto se obtiene cuando el contenido de Ni anadido es del 0,01% o mas. Sin embargo, si el contenido de Ni anadido es del 0,30% o mas, se degrada la trabajabilidad del acero y se aumenta el coste porque Ni es un elemento caro. Por tanto, el contenido en Ni se fija a del 0,01% a menos del 0,30%, preferiblemente se fija a del 0,03% al 0,24%, y mas preferiblemente se fija a del 0,03% a menos del 0,15%.

Mo: del 0,2% al 3,0%

Mo es un elemento que fomenta la repasivacion de una pelfcula pasiva y potencia la resistencia a la corrosion del acero inoxidable. El efecto descrito anteriormente se vuelve mas significativo cuando Mo esta contenido en el acero junto con Cr. Mo produce el efecto de potenciar la resistencia a la corrosion cuando el contenido de Mo es del 0,2% o mas. Sin embargo, si el contenido en Mo supera el 3,0%, se aumenta la resistencia mecanica de acero y se aumenta en consecuencia la carga de laminacion sobre el acero, lo cual conduce a la degradacion de la facilidad de produccion del acero. Por tanto, el contenido en Mo se fija a del 0,2% al 3,0%, preferiblemente se fija a del 0,6% al 2,4%, mas preferiblemente se fija a del 0,6% al 2,0%, y de manera adicionalmente preferible se fija a del 0,8% al 1,3%.

Al: de mas del 0,15% al 1,2%

El aluminio es un elemento eficaz para la desoxidacion. En la invencion, Al mejora la resistencia a la corrosion de la soldadura concentrandose en un color de revenido formado mediante soldadura junto con silicio y titanio.

Ademas, Al tiene una afinidad mas fuerte por nitrogeno que Cr y forma AlN. Esto inhibe la formacion de un nitruro de Cr. De esta manera, este elemento tambien suprime la sensibilizacion de un cordon de soldadura. Este efecto se obtiene cuando el contenido de Al supera el 0,15%. Sin embargo, si el contenido de Al supera el 1,2%, se aumenta el diametro de granos de cristal de ferrita, lo cual degrada la trabajabilidad y facilidad de produccion del acero. Por tanto, el contenido en Al se fija a de mas del 0,15% al 1,2% y preferiblemente se fija a del 0,17% al 0,8%.

V: del 0,02% al 0,50%

V es un elemento que potencia la resistencia a la corrosion y la trabajabilidad del acero y reduce el riesgo de agrietamiento de soldadura. Este elemento se combina con nitrogeno para crear VN y de ese modo suprime la sensibilizacion de una zona soldada. Aunque se sabe que anadir Nb y Ti en combinacion es eficaz para suprimir la sensibilizacion de una zona soldada, en la presente invencion, existe la necesidad de reducir el contenido en Nb con el fin de suprimir el agrietamiento de soldadura en una zona de soldadura doble. Sin embargo, si se anade Ti a acero solo, puede no conseguir producirse un efecto suficiente de supresion de la sensibilizacion. Por tanto, la adicion de V y Al como alternativas a Nb es eficaz para suprimir la sensibilizacion de una zona soldada. Este efecto se obtiene cuando el contenido de V es del 0,02% o mas. Por otro lado, si el contenido de V supera el 0,50%, se degrada la trabajabilidad del acero. Por tanto, el contenido en V se fija a del 0,02% al 0,50% y preferiblemente se fija a del 0,03% al 0,40%.

Cu: menos del 0,1%

Cu es una impureza que esta contenida de manera inevitable en el acero. En el acero inoxidable ferntico que tiene alta resistencia a la corrosion y que tiene un contenido en Cr y un contenido en Mo tal como en la presente invencion, Cu aumenta la corriente de mantenimiento de la pasividad, provocando asf que una pelfcula pasiva sea inestable, y, como resultado, degradando la resistencia a la corrosion. El efecto de degradar la resistencia a la corrosion se vuelve significativo si el contenido en Cu es del 0,1% o mas. Por tanto, el contenido en Cu se fija a menos del 0,1%.

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Ti: del 0,05% al 0,50%

Ti es un elemento que se combina de manera preferible con C y N y suprime de ese modo la degradacion de la resistencia a la corrosion provocada por la precipitacion de un carbonitruro de Cr. En la presente invencion, Ti es un elemento que es importante para suprimir la sensibilizacion de una zona soldada. Ademas, este elemento se concentra en un color de revenido de una zona soldada en combinacion con Si y Al y de ese modo potencia la funcion de proteccion de una capa de oxido. Este efecto se obtiene cuando el contenido de Ti es del 0,05% o mas. Sin embargo, si el contenido de Ti supera el 0,50%, se degrada la trabajabilidad del acero y se aumenta el tamano de un carbonitruro de Ti, lo cual provoca defectos en la superficie. Por tanto, el contenido en Ti se fija a del 0,05% al 0,50%, preferiblemente se fija a del 0,08% al 0,38%, y mas preferiblemente se fija a del 0,25% al 0,35%.

N: del 0,001% al 0,030%

N es un elemento que esta contenido de manera inevitable en acero y tiene un efecto de aumentar la resistencia mecanica del acero debido al refuerzo de una disolucion solida de manera similar a C. Este efecto se obtiene cuando el contenido en N es del 0,001% o mas. Sin embargo, si se produce precipitacion de un nitruro de Cr, se degrada la resistencia a la corrosion. Por tanto, un contenido en N apropiado es del 0,030% o menos. Por tanto, el contenido en N se fija a del 0,001% al 0,030%, preferiblemente se fija a del 0,002% al 0,018%, y mas preferiblemente se fija a del 0,007% al 0,011%.

Nb: menos del 0,05%

Generalmente, se considera que Nb es un elemento que se combina de manera preferible con C y N y de ese modo suprime la degradacion de la resistencia a la corrosion provocada por la precipitacion de un carbonitruro de Cr. El elemento tambien precipita en forma de una pelfcula en una zona de soldadura doble y de ese modo provoca agrietamiento de soldadura en la zona de soldadura doble. Por tanto, el contenido de Nb se fija preferiblemente bajo. Se produce agrietamiento de soldadura significativo si el contenido de Nb es del 0,05% o mas. Por tanto, el contenido en Nb se fija a menos del 0,05% y preferiblemente se fija a menos del 0,02%.

Nb x P: 0,0005 o menos

donde cada sfmbolo de elemento representa el contenido (en % en masa) del elemento.

Nb precipita en forma de una pelfcula en una zona de soldadura doble, lo cual provoca que se produzca agrietamiento de soldadura. La precipitacion de Nb depende principalmente del producto del contenido en Nb y el contenido en P. Tal como se muestra en la figura 1, se produce agrietamiento de soldadura significativo si Nb x P supera 0,0005. Por tanto, Nb x P se fija a 0,0005 o menos.

Anteriormente se describio la composicion qrnmica fundamental segun la presente invencion, y el resto es Fe e impurezas inevitables. Ademas, pueden anadirse Zr, W, REM, Co y B al acero como elementos opcionales con el fin de potenciar la resistencia a la corrosion y la tenacidad del acero.

Zr: el 1,0% o menos

Zr se combina con C y N y de ese modo produce un efecto de suprimir la sensibilizacion. Este efecto se obtiene cuando el contenido de Zr es del 0,01% o mas. Sin embargo, una adicion excesiva de Zr degrada la trabajabilidad del acero y conduce a un aumento del coste porque Zr es un elemento muy caro. Por tanto, cuando se anade Zr al acero, el contenido en Zr preferiblemente se fija al 1,0% o menos y mas preferiblemente se fija al 0,2% o menos.

W: el 1,0% o menos

W tiene un efecto de potenciar la resistencia a la corrosion de manera similar a Mo. Este efecto se obtiene cuando el contenido de W es del 0,01% o mas. Sin embargo, una adicion excesiva de W aumenta la resistencia mecanica del acero, lo cual degrada la facilidad de produccion del acero. Por tanto, cuando se anade W al acero, el contenido en W preferiblemente se fija al 1,0% o menos y mas preferiblemente se fija al 0,5% o menos.

REM: el 0,1% o menos

Un REM (elemento de tierras raras) potencia la resistencia a la oxidacion y de ese modo suprime la formacion de cascarilla de oxidacion. Esto suprime la formacion de una region de agotamiento de Cr inmediatamente por debajo de un color de revenido de una zona soldada. Este efecto se obtiene cuando el contenido de REM es del 0,001% o mas. Sin embargo, una adicion excesiva de REM degrada la facilidad de produccion del acero, tal como facilidad de decapado con acido, y conduce a un aumento del coste. Por tanto, cuando se anade un REM al acero, el contenido en REM preferiblemente se fija al 0,1% o menos.

Co: el 0,3% o menos

Co es un elemento que potencia la tenacidad del acero. Este efecto se obtiene cuando el contenido de Co es del 0,001% o mas. Sin embargo, una adicion excesiva de Co degrada la facilidad de produccion del acero. Por tanto,

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cuando se anade Co al acero, el contenido en Co preferiblemente se fija al 0,3% o menos y mas preferiblemente se fija al 0,1% o menos.

B: el 0,1% o menos

B es un elemento que mejora la resistencia a la fragilidad del mecanizado secundario. El contenido en B del 0,0001% o mas es apropiado con el fin de obtener el efecto. Sin embargo, un contenido en B excesivamente alto provoca la degradacion de la ductilidad debido al refuerzo de disolucion solida. Por tanto, cuando esta contenido B en el acero, el contenido en B preferiblemente se fija al 0,1% o menos y mas preferiblemente se fija al 0,01% o menos.

2. Condiciones de fabricacion

A continuacion, se describe un metodo preferido para fabricar el acero segun la presente invencion. Se produce acero que tiene la composicion descrita anteriormente mediante fusion mediante un metodo conocido usando un horno convertidor, un horno electrico, un horno de fusion a vado, o similar y se conforma para dar una materia prima de acero (desbaste) mediante colada continua o colada-desbastado de lingotes. Posteriormente, se calienta la materia prima de acero hasta de 1100°C a 1300°C y despues se lamina en caliente a una temperatura de acabado de 700°C a 1000°C y una temperatura de enrollado de 500°C a 850°C. Por tanto, se prepara una tira de acero que tiene un grosor de 2,0 a 5,0 mm. Se recuece la tira laminada en caliente asf preparada a de 800°C a 1200°C, se somete a decapado con acido y despues se lamina en fno. Se recuece la lamina laminada en fno a de 700°C a 1000°C. Tras recocerse, se somete la lamina laminada en fno a decapado con acido para eliminar la cascarilla. Opcionalmente, la tira de acero laminada en fno, de la que se ha eliminado la cascarilla, puede someterse a laminacion de ajuste.

Ejemplo 1

A continuacion en el presente documento se describe la presente invencion basandose en ejemplos.

Se prepararon los aceros inoxidables mostrados en la tabla 1 mediante fusion a vado y despues se calentaron hasta 1200°C. Posteriormente, se laminaron en caliente los aceros inoxidables hasta un grosor de 4 mm, se recocieron a de 800°C a 1000°C y despues se sometieron a decapado con acido para eliminar la cascarilla. Se laminaron en fno los aceros inoxidables resultantes hasta un grosor de 0,8 mm, se recocieron a de 800°C a 1000°C y se sometieron a decapado con acido. Por tanto, se prepararon materiales de prueba.

[Tabla 1] Composiciones qrnmicas de materiales de prueba (% en masa)

N.°: C Si Mn P S Cr Ni Mo Al V Nb Ti N Cu Otros elementos NbxP Observaciones

1: 0,005 0,36 0,15 0,027 0,001 22,5 0,11 1,08 0,27 0,10 0,011 0,32 0,009 - 0,00030 Ejemplo de la invencion

2: 0,008 0,38 0,14 0,021 0,001 21,0 0,09 1,08 0,27 0,10 0,001 0,32 0,009 0,01 0,00002 Ejemplo de la invencion

3: 0,006 0,38 0,15 0,012 0,001 21,0 0,10 1,07 0,27 0,10 0,040 0,35 0,010 0,01 0,00048 Ejemplo de la invencion

4: 0,008 0,33 0,14 0,011 0,002 23,6 0,09 1,08 0,26 0,21 0,010 0,28 0,011 - 0,00011 Ejemplo de la invencion

5: 0,008 0,67 0,14 0,018 0,001 23,6 0,10 1,07 0,26 0,19 0,001 0,28 0,010 - 0,00002 Ejemplo de la invencion

6: 0,007 0,34 0,14 0,020 0,001 23,7 0,10 0,79 0,18 0,19 0,002 0,28 0,010 - 0,00004 Ejemplo de la invencion

7: 0,008 0,33 0,15 0,022 0,001 23,8 0,10 0,82 0,77 0,19 0,001 0,29 0,010 - 0,00002 Ejemplo de la invencion

8: 0,006 0,34 0,15 0,022 0,001 23,7 0,11 0,84 0,50 0,05 0,001 0,39 0,011 - 0,00002 Ejemplo de la invencion

9: 0,005 0,34 0,15 0,020 0,001 23,7 0,09 0,84 0,49 0,29 0,018 0,18 0,009 - 0,00036 Ejemplo de la invencion

10: 0,005 0,33 0,16 0,019 0,001 23,7 0,09 0,83 0,50 0,42 0,019 0,18 0,008 - 0,00036 Ejemplo de la invencion

11: 0,005 0,37 0,16 0,020 0,001 21,9 0,08 1,31 0,50 0,12 0,001 0,47 0,009 - 0,00002 Ejemplo de la invencion

12: 0,006 0,37 0,21 0,028 0,001 21,9 0,08 1,32 0,32 0,12 0,012 0,27 0,009 0,02 Zr: 0,04, W: 0,2 0,00034 Ejemplo de la invencion

13: 0,007 0,42 0,21 0,025 0,001 21,8 0,08 1,32 0,32 0,11 0,001 0,27 0,008 - Zr: 0,02, REM: 0,02 0,00003 Ejemplo de la invencion

14: 0,007 0,44 0,21 0,026 0,001 21,9 0,11 1,32 0,17 0,11 0,001 0,32 0,008 0,06 Co: 0,04 0,00003 Ejemplo de la invencion

15: 0,008 0,44 0,20 0,025 0,001 21,8 0,10 1,32 0,17 0,11 0,001 0,31 0,010 0,01 W: 0,1, 0,00003 Ejemplo de la















: REM: 0,001, B: 0,0005 invencion

16: 0,008 0,42 0,15 0,029 0,002 22,1 0,10 1,05 0,18 0,15 0,243 0,23 0,012 - 0,00705 Ejemplo comparativo

18: 0,008 0,35 0,14 0,022 0,001 22,3 0,09 1,04 0,09 0,14 0,001 0,19 0,010 0,6 0,00002 Ejemplo comparativo

19: 0,007 0,35 0,13 0,023 0,001 22,3 0,09 1,05 0,31 0,01 0,001 0,19 0,009 - 0,00002 Ejemplo comparativo

20: 0,007 0,36 0,13 0,063 0,001 22,1 0,09 1,05 0,31 0,15 0,002 0,32 0,009 - 0,00013 Ejemplo comparativo

21: 0,007 0,36 0,13 0,028 0,001 22,1 0,09 1,05 0,31 0,15 0,030 0,29 0,009 - 0,00084 Ejemplo comparativo

22: 0,004 0,09 0,32 0,016 0,001 24,7 0,10 1,01 0,23 0,07 0,008 0,28 0,007 - B: 0,0005 0,00013 Ejemplo de la invencion

23: 0,008 0,18 0,29 0,017 0,001 25,0 0,09 1,01 0,22 0,07 0,010 0,25 0,010 - 0,00017 Ejemplo de la invencion

Las partes subrayadas estan fuera del intervalo de la invencion

Se realizo soldadura cruzada tal como se muestra en la figura 2 con los materiales de prueba preparados mediante soldadura de TIG de cordon sobre chapa a una corriente de soldadura de 90 A y una velocidad de soldadura de 60 cm/min. El gas de proteccion usado fue gas Ar al 100% tanto en el lado delantero (lado de soplete) como en el lado trasero. Se fijo la velocidad de flujo a 15 l/min en el lado delantero y a 10 l/min en el lado trasero. La anchura de 5 un cordon de soldadura en el lado delantero era de aproximadamente 4 mm.

Se examino la presencia o ausencia de grietas de soldadura en zonas de soldadura doble de los cordones de soldadura preparados usando un microscopio optico. La tabla 2 muestra los resultados.

[Tabla 2] Resultados de la evaluacion de propiedades de materiales de prueba

N.°: Presencia o ausencia de grietas de soldadura Potencial de corrosion por picaduras Vc'100 en el cordon de soldadura Presencia o ausencia de corrosion determinada mediante prueba de corrosion dclica de niebla salina neutra Observaciones

mV frente a SCE

1: Ausente 22 Ausente Ejemplo de la invencion

2: Ausente 24 Ausente Ejemplo de la invencion

3: Ausente 27 Ausente Ejemplo de la invencion

4: Ausente 14 Ausente Ejemplo de la invencion

5: Ausente 38 Ausente Ejemplo de la invencion

6: Ausente 12 Ausente Ejemplo de la invencion

7: Ausente 52 Ausente Ejemplo de la invencion

8: Ausente 41 Ausente Ejemplo de la invencion

9: Ausente 28 Ausente Ejemplo de la invencion

10: Ausente 28 Ausente Ejemplo de la invencion

11: Ausente 49 Ausente Ejemplo de la invencion

12: Ausente 23 Ausente Ejemplo de la invencion

13: Ausente 28 Ausente Ejemplo de la invencion

14: Ausente 22 Ausente Ejemplo de la invencion

15: Ausente 21 Ausente Ejemplo de la invencion

16: Presente - Presente Ejemplo comparativo

18: Ausente -197 Presente Ejemplo comparativo

19: Ausente -202 Presente Ejemplo comparativo

20: Presente - Presente Ejemplo comparativo

21: Presente - Presente Ejemplo comparativo

22: Ausente 13 Ausente Ejemplo de la invencion

23: Ausente 32 Ausente Ejemplo de la invencion

No se produjo agrietamiento de soldadura en los materiales de prueba n.os 1 a 15, 22 y 23, que son ejemplos de la 10 invencion. Sin embargo, entre los materiales de prueba n.os 16 y de 18 a 21, que son ejemplos comparativos, estaban presentes grietas de soldadura en el material de prueba n.° 16 en el que el contenido en Nb y Nb x P estaban fuera del intervalo de la invencion, el material de prueba n.° 20 en el que el contenido en P estaba fuera del intervalo de la invencion, y el material de prueba n.° 21 en el que Nb x P estaba fuera del intervalo de la invencion. Se cortaron partes con grietas de soldadura de estos materiales de prueba y se observaron las superficies de sus 15 fracturas con un SEM. Se observo una precipitacion de tipo pelfcula de Nb en cada muestra.

Se tomo una probeta cuadrada de 20 mm que inclma una zona de soldadura doble del cordon de soldadura

5

10

15

20

25

preparado de cada material de prueba, excepto por los materiales de prueba n.os 16, 20 y 21 en los que estaban presentes grietas de soldadura. Se cubrio cada probeta con un material de sellado de modo que un plano cuadrado de 10 mm que iba a medirse no estaba cubierto con el material de sellado. Se midio el potencial de corrosion por picaduras de cada probeta en una disolucion acuosa de NaCl al 3,5% en masa a 30°C sin retirar un color de revenido formado mediante soldadura de la probeta. Las probetas no se sometieron a pulido ni a un tratamiento de pasivacion. Las etapas del metodo de medicion distintas de las descritas anteriormente cumplieron con la norma JIS G 0577 (2005). La tabla 2 muestra los potenciales de corrosion por picaduras medidos V'cioo. En los materiales de prueba n.os 1 a 15, 22 y 23, que son ejemplos de la invencion, V'ci00 era de 0 mV frente a SCE o mas. Por otro lado, en los materiales de prueba n.os 18 y 19, que son ejemplos comparativos, V'c100 era de menos de 0 mV frente a SCE. Por tanto, se confirmo que se logro una alta resistencia a la corrosion en los ejemplos de la invencion.

Se tomo una probeta de 40x40 mm que inclrna una zona de soldadura doble del cordon de soldadura de cada uno de los materiales de prueba n.os 1 a 23 mostrados en la tabla 1. Se realizo una prueba de corrosion dclica de niebla salina neutra segun la norma JIS H 8502 (1999) usando el lado delantero de la probeta como plano que iba a examinarse. Se fijo el numero de ciclos a tres. Tras terminarse la prueba, se examino visualmente la presencia o ausencia de corrosion del cordon de soldadura. La tabla 2 muestra los resultados. En los materiales de prueba n.os 1 a 15, 22 y 23, que son ejemplos de la invencion, la corrosion estaba ausente. Por otro lado, en los materiales de prueba n.os 16 y 18 a 21, que son ejemplos comparativos, la corrosion estaba presente. Por tanto, se confirmo que los cordones de soldadura de los ejemplos de la invencion teman alta resistencia a la corrosion.

Aplicabilidad industrial

El acero inoxidable ferntico segun la presente invencion se usa de manera adecuada en aplicaciones en las que se fabrica una estructura mediante soldadura, por ejemplo, materiales de sistema de escape de automoviles tales como materiales de silenciador, materiales de deposito de almacenamiento de agua caliente para calentadores de agua electricos, o materiales de construccion tales como materiales de cerrajena, materiales de aberturas de ventilacion y materiales de conductos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Acero inoxidable ferntico que consiste en, en % en masa, C: del 0,001% al 0,030%, Si: del 0,03% al 0,80%,

Mn: del 0,05% al 0,50%, P: el 0,03% o menos, S: el 0,01% o menos, Cr: del 19,0% al 28,0%, Ni: del 0,01% a menos del 0,30%, Mo: del 0,2% al 3,0%, Al: de mas del 0,15% al 1,2%, V: del 0,02% al 0,50%, Cu: menos 5 del 0,1%, Ti: del 0,05% al 0,50%, N: del 0,001% al 0,030%, y Nb: menos del 0,05%,

en el que se satisface la expresion (1), opcionalmente ademas uno o mas elementos seleccionados de Zr: el 1,0% o menos, W: el 1,0% o menos, REM: el 0,1% o menos, Co: el 0,3% o menos, y B: el 0,1% o menos, y el resto es Fe e impurezas inevitables,

Nb x P < 0,0005 ... (1)

10 donde cada sfmbolo de elemento representa el contenido (en % en masa) del elemento.