ES3055855T3 - Coated steel sheet and high strength press hardened steel part and method of manufacturing the same - Google Patents

Coated steel sheet and high strength press hardened steel part and method of manufacturing the same

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ES3055855T3
ES3055855T3 ES21819985T ES21819985T ES3055855T3 ES 3055855 T3 ES3055855 T3 ES 3055855T3 ES 21819985 T ES21819985 T ES 21819985T ES 21819985 T ES21819985 T ES 21819985T ES 3055855 T3 ES3055855 T3 ES 3055855T3
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Clément Philippot
Guillard Sandra Le
David Dussaussois
Matthieu Salib
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Original Assignee
ArcelorMittal SA
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Abstract

La invención trata de una chapa de acero revestida y una pieza de acero endurecido a presión que tiene una composición que comprende, en porcentaje en peso: C 0,26-0,40%, Mn 0,5-1,8%, Si 0,1-1,25%, Al 0,01-0,1%, Cr 0,1-1,0%, Ti 0,01-0,1%, B 0,001-0,004%, P <= 0,020%, S <= 0,010%, N <= 0,010% siendo el resto de la composición hierro e impurezas inevitables resultantes de la fundición. La pieza de acero endurecida a presión comprende un volumen que tiene una microestructura que comprende, en fracción de superficie, más del 95% de martensita y menos del 5% de bainita, una capa de revestimiento en la superficie de la pieza de acero, una capa de interdifusión ferrítica entre la capa de revestimiento y el volumen, y una relación entre el ancho de grano ferrítico en la capa de interdifusión GWint sobre el tamaño de grano de austenita anterior en el volumen PAGSbulk, que satisface la siguiente ecuación (GWint/PAGSbulk) -1 >= 30%. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Lámina de acero recubierta y pieza de acero endurecido por presión a alta resistencia y su procedimiento de fabricación
[0003] La presente invención se refiere a láminas de acero recubiertas y a piezas de acero endurecido por presión a alta resistencia que tienen buenas propiedades de capacidad de flexión.
[0004] Las piezas endurecidas por presión a alta resistencia pueden usarse como elementos estructurales en vehículos automotores para funciones de antiintrusión o absorción de energía.
[0005] En dicho tipo de aplicaciones, es deseable producir piezas de acero que combinen alta resistencia mecánica, alta resistencia al impacto y buena resistencia a la corrosión. Por otra parte, uno de los principales desafíos en la industria automotriz es disminuir el peso de los vehículos para mejorar su eficiencia en consumo de combustible en vista de la conservación global del medio ambiente, sin descuidar los requisitos de seguridad.
[0006] Esta reducción de peso se puede lograr en particular gracias al uso de piezas de acero con una microestructura martensítica o bainítica/martensítica.
[0007] La publicación WO2016104881 se refiere a una pieza de conformación por prensado en caliente usada como parte estructural de un vehículo o similares, que requiere características de resistencia al impacto y, más particularmente, que tiene una resistencia a la tracción de 1300 MPa o superior y un procedimiento de fabricación de la misma calentando un material de acero a una temperatura a la que se puede formar una fase única de austenita, y templando y conformando en caliente el mismo usando un molde. Para obtener tales propiedades, la lámina de acero base comprende una capa de ferrita delgada inferior a 50 μm en la superficie, y el tamaño y la densidad de los carburos deben controlarse. Esta capa de ferrita en el sustrato permite inhibir la propagación de las grietas finas formadas en la capa de enchapado a la base, pero da lugar a una baja capacidad de flexión con un ángulo de flexión inferior a 70°.
[0008] La publicación WO2018179839 se refiere a una pieza prensada en caliente obtenida prensando en caliente una lámina de acero que tiene una microestructura que cambia en la dirección del espesor, con una capa blanda hecha de al menos 90 % de ferrita, una capa de transición hecha de ferrita y martensita y una capa dura principalmente martensítica y con una alta resistencia y una alta capacidad de flexión. Para obtener tales propiedades, la lámina de acero laminada en frío se recuece en una atmósfera con una temperatura de punto de rocío que comprendiendo de 50 °C a 90 °C, lo que podría ser perjudicial para el recubrimiento con aleación de aluminio. En los documentos US2017/260599A1 y WO2018/220540A1 se describe la técnica anterior adicional.
[0009] Por lo tanto, el objeto de la invención es resolver el problema mencionado anteriormente y proporcionar una pieza de acero endurecido por presión que tenga una combinación de altas propiedades mecánicas con la resistencia a la tracción TS superior o igual a 1500 MPa y un ángulo de flexión superior a 70°. La pieza de acero endurecido por presión según la invención tiene un límite elástico YS superior o igual a 1250 MPa.
[0010] Otro objeto de la invención es obtener una lámina de acero recubierta que pueda transformarse por conformación en caliente en dicha pieza de acero endurecido por presión.
[0011] El objeto de la presente invención se logra proporcionando una lámina de acero según la reivindicación 1. Otro objeto se logra proporcionando el procedimiento según la reivindicación 2. Otro objeto de la presente invención se logra proporcionando una pieza de acero endurecido por presión según la reivindicación 3. La pieza de acero también puede comprender las características de la reivindicación 4. Otro objeto se logra proporcionando el procedimiento según la reivindicación 5.
[0012] La invención se describirá ahora en detalle y se ilustrará por ejemplos sin introducir limitaciones, con referencia a las figuras adjuntas:
[0013] - la Figura 1a ilustra una sección esquemática de la lámina de acero recubierta del ensayo 4, que no es según la invención
[0014] - la Figura 1b representa una sección esquemática de la pieza de acero endurecido por presión del ensayo 4, que no es según la invención
[0015] - la Figura 2a ilustra una sección esquemática de la lámina de acero recubierta del ensayo 3, que no es según la invención
[0016] - la Figura 2b representa una sección esquemática de la pieza de acero endurecido por presión del ensayo 3, que no es según la invención
[0017] - la Figura 3a ilustra una sección esquemática de la lámina de acero recubierta del ensayo 2, que es según la invención - la Figura 3b representa una sección esquemática de la pieza de acero endurecido por presión del ensayo 2, que es según la invención
[0018] - la Figura 4a ilustra una sección esquemática de la lámina de acero recubierta del ensayo 1, que es según la invención - la Figura 4b representa una sección esquemática de la pieza de acero endurecido por presión del ensayo 1, que es según la invención
[0019] - la Figura 5a ilustra una sección esquemática de la lámina de acero recubierta del ensayo 5, que no es según la invención
[0020] - la Figura 5b representa una sección esquemática de la pieza de acero endurecido por presión del ensayo 5, que no es según la invención
[0021] A continuación, se describirá la composición del acero según la invención, expresándose el contenido en porcentaje en peso.
[0022] Según la invención, el contenido de carbono está comprendido entre 0,26 % y 0,40 % para garantizar una resistencia satisfactoria. Por encima del 0,40 % de carbono, se puede reducir la soldabilidad y la capacidad de flexión de la lámina de acero. Si el contenido de carbono es inferior a 0,26 %, la resistencia a la tracción no alcanzará el valor objetivo.
[0023] El contenido de manganeso está comprendido entre 0,5 % y 1,8 %. Por encima del 1,8 % de adición, el riesgo de segregación central aumenta en detrimento de la capacidad de flexión. Por debajo del 0,5 %, la capacidad de endurecimiento de la lámina de acero se reduce. Preferentemente, el contenido de manganeso está comprendido entre 0,5 % y 1,3 %.
[0024] Según la invención, el contenido de silicio está comprendido entre 0,1 % y 1,25 %. El silicio es un elemento que participa en el endurecimiento en solución sólida. Se añade silicio para limitar la formación de carburos. Por encima del 1,25 % se forman óxidos de silicio en la superficie, lo que perjudica la capacidad de recubrimiento del acero. Por otra parte, la soldabilidad de la lámina de acero puede verse reducida. Preferentemente, el contenido de silicio está comprendido entre 0,2 % y 1,25 %. Más preferentemente, el contenido de silicio es del 0,3 % al 1,25 %. Más preferentemente, el contenido de silicio es del 0,3 % al 1 %.
[0025] El contenido de aluminio está comprendido entre 0,01 % y 0,1 %, dado que es un elemento muy efectivo para desoxidar el acero en la fase líquida durante su elaboración. El aluminio puede proteger el boro si el contenido de titanio no es suficiente. El contenido de aluminio es inferior al 0,1 % para evitar problemas de oxidación y formación de ferrita durante el endurecimiento por presión. Preferentemente, el contenido de aluminio está comprendido entre 0,01 % y 0,05 %.
[0026] Según la invención, el contenido de cromo está comprendido entre 0,1 % y 1,0 %. El cromo es un elemento que participa en el endurecimiento en solución sólida y debe ser superior al 0,1 %. El contenido de cromo es inferior al 1,0 % para limitar los problemas de procesabilidad y el coste.
[0027] El contenido de titanio está comprendido entre 0,01 % y 0,1 % con el fin de proteger el boro de la formación de BN. El contenido de titanio se limita a 0,1 % para evitar la formación de TiN.
[0028] Según la invención, el contenido de boro está comprendido entre 0,001 % y 0,004 %. El boro mejora la capacidad de endurecimiento del acero. El contenido de boro no es superior al 0,004 % para evitar el riesgo de rotura del desbaste plano durante la colada continua.
[0029] Algunos elementos se pueden añadir opcionalmente.
[0030] Se puede añadir níquel hasta un 0,5 % como elemento opcional, ya que puede reducir sustancialmente la sensibilidad a la fractura retardada.
[0031] Se puede añadir opcionalmente un contenido de molibdeno de hasta un 0,40 %. Como el boro, el molibdeno mejora la capacidad de endurecimiento del acero. El molibdeno no es superior al 0,40 % para limitar el coste.
[0032] Según la invención, se puede añadir opcionalmente hasta un 0,08 % de niobio para mejorar la ductilidad del acero. Por encima del 0,08 % de adición, el riesgo de formación de carburos NbC o Nb(C,N) aumenta en detrimento de la capacidad de flexión. Preferentemente, el contenido de niobio es inferior o igual al 0,05 %.
[0033] El calcio también se puede añadir hasta un 0,1 % como un elemento opcional. La adición de Ca en la etapa líquida permite crear óxidos finos que promueven la colabilidad de la colada continua.
[0034] El resto de la composición del acero es hierro e impurezas resultantes de la fundición. A este respecto, P, S y N al menos se consideran elementos residuales que son impurezas inevitables. Su contenido es inferior al 0,010 % para S, inferior al 0,020 % para P e inferior al 0,010 % para N.
[0035] A continuación, se describirá la microestructura de la lámina de acero recubierta según la invención.
[0036] Una sección de una lámina de acero recubierta de la invención se representa esquemáticamente en la Fig.3a y la Fig.4a. La lámina de acero recubierta comprende una masa (2) cubierta por una capa descarburada (3) comprendiendo en la parte superior una capa de ferrita que tiene un espesor de 1 μm a 100 μm (4), y una capa de recubrimiento (1). Preferentemente, el espesor de la capa de ferrita está comprendido entre 20 μm y 100 μm. Más preferentemente, el espesor de la capa de ferrita es de 25 μm a 100 μm. Más preferentemente, el espesor de la capa de ferrita es de 30 μm a 80 μm.
[0037] La masa de la lámina de acero recubierta (2) tiene una microestructura comprendiendo, en una fracción superficial, del 60 % al 90 % de ferrita, siendo el resto islas de martensita-austenita, perlita o bainita.
[0038] Esta ferrita se forma durante el recocido intercrítico de la lámina de acero laminada en frío. El resto de la microestructura es austenita al final de la homogeneización, que se transforma en islas de martensita-austenita, perlita o bainita durante el enfriamiento de la lámina de acero.
[0039] La capa descarburada presente en la parte superior de la masa se obtiene durante el recocido de la lámina de acero laminada en frío gracias al control de la atmósfera en el horno para establecer una temperatura de punto de rocío estrictamente superior a -10 °C e inferior o igual a 20 °C.
[0040] La lámina de acero recubierta según la invención se puede producir por cualquier procedimiento de fabricación adecuado y el experto en la materia puede definir uno. Sin embargo, se prefiere usar el procedimiento según la invención, comprendiendo las etapas siguientes:
[0041] Un semiproducto que puede ser laminado en caliente adicionalmente se proporciona con la composición de acero descrita anteriormente. El semiproducto se recalienta a una temperatura comprendida entre 1150 °C y 1300 °C.
[0042] A continuación, la lámina de acero se lamina en caliente a una temperatura de laminación en caliente de acabado comprendida entre 800 °C y 950 °C.
[0043] A continuación, el acero laminado en caliente se enfría y bobina a una temperatura T<bobina>inferior a 670 °C y, opcionalmente, se decapa para eliminar la oxidación.
[0044] A continuación, la lámina de acero bobinada se lamina en frío para obtener una lámina de acero laminada en frío. La relación de reducción de laminación en frío está comprendida preferentemente entre 20 % y 80 %. Por debajo del 20 %, no se favorece la recristalización durante el tratamiento térmico posterior, lo que puede perjudicar la ductilidad de la lámina de acero. Por encima del 80 %, existe el riesgo de agrietamiento de los bordes durante la laminación en frío.
[0045] La lámina de acero se recuece a continuación en una atmósfera de HNx con de 0 % a 15 % de H2, a una temperatura de recocido T<A>comprendida entre 700 °C y 850 °C y se mantiene a dicha temperatura de recocido T<A>durante un tiempo de mantenimiento t<A>comprendido entre 10 s y 1200 s, con el fin de obtener una lámina de acero recocida. Por debajo de 700 °C, la cinética de formación de la capa descarburada es demasiado lenta para obtener una capa de ferrita en su parte superior. El tiempo de mantenimiento t<A>es superior o igual a10 s para permitir que se forme la capa de ferrita, y por debajo o igual a 1200 s para limitar el espesor de esta capa de ferrita.
[0046] Durante este recocido, la atmósfera en el horno se controla para que tenga una temperatura de punto de rocío T<DP1>estrictamente superior a -10 °C e inferior o igual a 20 °C con el fin de formar una capa descarburada según la invención. Si T<DP1>es inferior o igual a -10 °C, la formación de la capa descarburada se ralentiza y la capa de ferrita no se forma en su parte superior. La capacidad de flexión de la pieza de acero será demasiado baja. Si T<DP1>es superior a 20 °C, la superficie de la lámina de acero puede estar completamente oxidada, lo que perjudica la capacidad de recubrimiento y las propiedades mecánicas de la lámina.
[0047] En una realización de la invención, la lámina de acero recocida se calienta a una temperatura de recocido T2 comprendida entre 700 °C y 850 °C y se mantiene a dicha temperatura T2 durante un tiempo de mantenimiento t2 comprendido entre 10 s y 1200 s, teniendo la atmósfera un punto de rocío T<DP2>estrictamente superior a -10 °C e inferior o igual a 20 °C.
[0048] A continuación, la lámina de acero se recubre con un recubrimiento de aleación de aluminio.
[0049] Ahora se describirá la microestructura de la pieza de acero endurecido por presión según la invención. Una sección de la pieza de acero endurecido por presión se representa esquemáticamente en la Fig.3b y la Fig.4b.
[0050] La pieza de acero comprende sucesivamente desde la masa hasta la superficie de la pieza de acero: - una masa (7) que tiene una microestructura comprendiendo, en fracción superficial, más del 95 % de martensita y menos del 5 % de bainita,
[0051] - una capa de interdifusión ferrítica (6),
[0052] - una capa de recubrimiento (5) a base de aluminio.
[0053] Durante el calentamiento de la pieza en bruto de acero cortada de la lámina de acero según la invención, todos los elementos microestructurales de la masa se transforman en austenita, y la ferrita de la capa descarburada se transforma en austenita con un tamaño de grano más ancho que la austenita de la masa. Después del conformado en caliente, la pieza de acero se templa en troquel. La capa de interdifusión crece a partir de la capa de austenita de tamaño de grano ancho anterior, por lo que tiene un ancho de grano mayor que el tamaño de grano austenítico anterior en la masa. La relación entre el ancho de grano ferrítico en la capa de interdifusión GW<int>con respecto al tamaño de grano de austenita anterior en la masa PAGS<masa>, satisface la siguiente ecuación:
[0056]
[0058] con el fin de mejorar la capacidad de flexión de la lámina de acero, sin deteriorar las propiedades mecánicas.
[0059] El ancho de grano ferrítico es la distancia promedio entre dos límites de grano paralelos, estando los límites de grano orientados en la dirección del espesor de la lámina. La combinación de la temperatura de recocido T<A>, el tiempo de recocido t<A>y la temperatura del punto de rocío T<DP1>según la invención promueve la formación de un gran ancho de grano GW<int>en la capa de interdifusión. Por otra parte, el tratamiento térmico de la pieza en bruto de acero antes de la conformación por prensado regula el crecimiento del grano austenítico y de este modo el PAGS en la masa.
[0060] En una realización, la pieza de acero endurecido por presión puede comprender además una capa de martensita con un gradiente de carbono entre la masa y la capa de interdifusión, como se representa por (8) en la Fig. 4b. Durante el calentamiento de la pieza en bruto de acero, el carbono se difunde desde la masa a la superficie. La parte superior de ferrita de la capa descarburada se transforma a continuación en una capa de austenita con un gradiente de carbono. Durante el temple en troquel, esta capa de austenita con un gradiente de carbono se transforma en una capa de martensita con un gradiente de carbono.
[0061] La pieza de acero endurecido por presión según la invención tiene una resistencia a la tracción TS superior o igual a 1500 MPa y un ángulo de flexión superior a 70°. El ángulo de flexión se ha determinado en piezas endurecidas por prensión según la norma de flexión del procedimiento VDA238-100 (con normalización a un espesor de 1,5 mm).
[0062] Según la invención, el límite elástico YS es superior o igual a 1250 MPa. TS e YS se miden según la norma ISO, ISO 6892-1.
[0063] La pieza de acero endurecido por presión según la invención se puede producir por cualquier procedimiento de fabricación adecuado y el experto en la materia puede definir uno. Sin embargo, se prefiere usar el procedimiento según la invención, comprendiendo las etapas siguientes:
[0064] Una lámina de acero recubierta según la invención se corta a una forma predeterminada para obtener una pieza en bruto de acero. La pieza en bruto de acero se calienta a continuación a una temperatura comprendida entre 880 °C y 950 °C durante 10 s a 900 s para obtener una pieza en bruto de acero calentada.
[0065] A continuación, la pieza en bruto calentada se transfiere a una prensa de conformación antes de conformarse en caliente y templarse en troquel.
[0066] La invención se ilustrará ahora mediante los siguientes ejemplos, que de ninguna manera son limitativos. Ejemplo
[0067] 6 calidades, cuyas composiciones se recogen en la tabla 1, se fundieron en semiproductos y se procesaron hasta obtener láminas de acero, a continuación, piezas de acero, siguiendo los parámetros del proceso recogidos en la tabla 2.
[0068] Tabla 1 - Composiciones
[0069] Las composiciones analizadas se reúnen en la siguiente tabla, donde el contenido del elemento se expresa en porcentaje en peso.
[0071]
[0072]
[0074] Tabla 2 - Parámetros del proceso
[0075] Los semiproductos de acero, tal como se fundieron, se recalentaron a 1200 °C, se laminaron en caliente con una temperatura de laminado en caliente de acabado comprendida entre 800 y 950 °C, se bobinaron a 550 °C y se laminaron en frío con una tasa de reducción del 60 %. A continuación, las láminas de acero se calientan a una temperatura T<A>y se mantienen a dicha temperatura durante un tiempo de mantenimiento t<A>, en una atmósfera de HNx con un 5 % de H<2>, que tiene un punto de rocío controlado. A continuación, las láminas de acero se enfriaron a una temperatura de 560 a 700 °C y, a continuación, se recubrieron por inmersión en caliente con un recubrimiento de aluminio-silicio comprendiendo un 10 % de silicio.
[0076] Las muestras 1, 2, 5 y 6 se sometieron a un segundo recocido a una temperatura T<2>antes del recubrimiento, siendo la lámina de acero mantenida a dicha temperatura T<2>durante un tiempo de mantenimiento t<2>, en una atmósfera de HNx con un 5 % de H<2>y un punto de rocío controlado. Se aplicaron las siguientes condiciones específicas:
[0079]
[0081] Valores subrayados: no corresponden a la invención
[0082] Las láminas de acero recubiertas se analizaron y las propiedades correspondientes de la capa descarburada se recogen en la tabla 3.
[0083] T l - Pr i l r r l l min r r i r
[0086]
[0088] [0052]A continuación, las láminas de acero recubiertas se cortaron para obtener una pieza en bruto de acero, se calentaron a 900 ° C durante 6 minutos y se conformaron en caliente. Las piezas de acero se analizaron y la microestructura correspondiente, el ancho de grano ferrítico en la capa de interdifusión GW<int>y el tamaño de grano de austenita anterior en la masa PAGS<masa>se recogen en la tabla 4. Las propiedades mecánicas se recogen en la Tabla 5.
[0089] T l 4 - Mi r r r l i z r n r i r r i n
[0092]
[0094] Las fracciones superficiales, el ancho del grano ferrítico en la capa de interdifusión y PAGS se determinan mediante el siguiente procedimiento: se corta una muestra de la pieza de acero endurecido por presión, se pule y se graba con un reactivo conocido per se, para revelar la microestructura. Posteriormente, la sección se examina a través de un microscopio óptico o electrónico de barrido, por ejemplo, con un microscopio electrónico de barrido con una pistola de emisión de campo (“Field Emission Gun”, “FEG-SEM”) con un aumento superior a 5000x, que se acopla a un dispositivo de BSE (Back Scattered Electron, BSE).
[0095] T l - Pr i m ni l i z r n r i r r i n
[0098]
[0100] Los ejemplos muestran que las piezas de acero según la invención, a saber, los ejemplos 1-2, son los únicos que muestran todas las propiedades objetivo gracias a sus composiciones y microestructuras específicas.
[0101] La Figura 3a representa una sección esquemática de la lámina de acero recubierta del ensayo 2. La combinación de parámetros de proceso de la invención, temperatura de recocido T<A>, tiempo de recocido t<A>y temperatura de punto de rocío T<DP1>permiten obtener una capa descarburada (3), donde se forma una capa de ferrita en la parte superior (4).
[0102] A continuación, la lámina de acero recubierta se conforma en caliente. La Fig.3b representa una sección esquemática de la pieza de acero endurecido por presión del ensayo 2.
[0103] El ancho de grano de la ferrita formada en la capa de interdifusión (5) es una herencia de la capa de ferrita pura donde tiene lugar la formación de austenita durante el calentamiento, con un tamaño de grano mayor. La capa de interdifusión crece en este grano de austenita de gran tamaño. El ancho de grano de la ferrita en la capa de interdifusión (6) es entonces superior al tamaño de grano de austenita anterior en la masa (7), lo que conduce a una buena capacidad de flexión con un ángulo de flexión superior a 70°.
[0104] La Figura 4a representa una sección esquemática de la lámina de acero recubierta del ensayo 1. La combinación de los parámetros del proceso de la invención, la temperatura de recocido T<A>, el tiempo de recocido t<A>y la temperatura del punto de rocío T<DP1>permiten obtener una capa descarburada (3), donde se forma una capa de ferrita en la parte superior (4), más gruesa que en el ensayo 1 debido al mayor contenido de C.
[0105] A continuación, la lámina de acero recubierta se conforma en caliente. La Fig.4b representa una sección esquemática de la pieza de acero endurecido por presión del ensayo 1.
[0106] El ancho de grano de la ferrita formada en la capa de interdifusión (6) es una herencia de la capa de ferrita pura donde tiene lugar la formación de austenita durante el calentamiento, con un tamaño de grano mayor. La capa de interdifusión crece en este grano de austenita de gran tamaño. El ancho de grano de la ferrita en la capa de interdifusión (6) es entonces superior al tamaño de grano de austenita anterior en la masa (7), lo que conduce a una buena capacidad de flexión con un ángulo de flexión superior a 70°. Por otra parte, debido a la gruesa capa de ferrita (4) en la lámina de acero recubierta, se forma una capa de martensita con un gradiente de carbono entre la masa y la capa de interdifusión en la pieza de acero endurecido por presión, lo que conduce a una resistencia a la tracción superior a 1500 MPa.
[0107] En el ensayo 3, la lámina de acero recubierta tiene una capa descarburada, sin capa de ferrita en su parte superior, como se representa esquemáticamente en la Fig.2a. La ausencia de capa de ferrita se debe a la baja temperatura del punto de rocío T<DP1>de -10° C, que ralentiza la cinética de la descarburación.
[0108] A continuación, la lámina de acero recubierta se conforma en caliente. La Figura 2b representa una sección esquemática de la pieza de acero endurecido por presión del ensayo 3. Debido a la ausencia de la capa de ferrita, el ancho del grano ferrítico en la capa de interdifusión (6) es entonces equivalente al tamaño de grano de austenita anterior en la masa (7), lo que lleva a un ángulo de flexión bajo por debajo de 70°.
[0109] En el ensayo 4, la temperatura de bajo punto de rocío T<DP1>de -40 °C implica ausencia de la capa descarburada y la capa de ferrita en la lámina de acero recubierta.
[0110] La Fig.1a representa una sección esquemática de la lámina de acero recubierta de este ensayo, con la capa de recubrimiento (1) y la masa (2).
[0111] A continuación, la lámina de acero recubierta se conforma en caliente. La Figura 1b representa una sección esquemática de la pieza de acero endurecido por presión del ensayo 4. Debido a la ausencia de la capa de ferrita, el ancho del grano ferrítico en la capa de interdifusión (6) es entonces equivalente al tamaño de grano de austenita anterior en la masa (7), lo que lleva a un ángulo de flexión bajo por debajo de 70°.
[0112] En el ensayo 5, la lámina de acero se mantiene durante 10.800 s a temperatura de homogeneización, lo que forma en la lámina de acero recubierta una capa de ferrita más gruesa en la capa descarburada que los ensayos anteriores. La Fig.5a representa una sección esquemática de la lámina de acero recubierta del ensayo 5, con la capa de recubrimiento (1), la capa descarburada (3), la capa de ferrita más gruesa (4) con un tamaño de grano más grueso y la masa (2).
[0113] A continuación, la lámina de acero recubierta se conforma en caliente y la Fig.5b representa una sección esquemática de la pieza de acero endurecido por presión del ensayo 5. Durante el calentamiento de la pieza de acero, la microestructura de la masa es austenítica, y la capa gruesa de ferrita se transforma en una capa de austenita con gradiente de carbono. Pero debido al espesor de la capa de ferrita superior a 100 µm, una capa de ferrita permanece presente entre la capa de interdifusión y la capa de austenita con gradiente de carbono.
[0114] Durante el templado en troquel de la pieza de acero, la capa de ferrita todavía está presente y la capa de austenita con gradiente de carbono se transforma en una capa de martensita con gradiente de carbono, lo que produce una capa multifásica. Esto desencadena una disminución del límite elástico.
[0115] En el ensayo 6, la lámina de acero tiene un bajo contenido de carbono del 0,21 %. Este bajo contenido de carbono combinado con los parámetros del proceso, produce una capa descarburada en la lámina de acero recubierta con la capa de ferrita. Sin embargo, debido al bajo nivel de carbono, no se alcanza el límite elástico ni la resistencia a la tracción de la pieza de acero endurecido por presión.

Claims (5)

1. REIVINDICACIONES
1. Una lámina de acero recubierta hecha de un acero que tiene una composición comprendiendo, en porcentaje en peso:
y comprendiendo opcionalmente uno o más de los siguientes elementos, en porcentaje en peso:
siendo el resto de la composición hierro e impurezas inevitables resultantes de la fundición, comprendiendo dicha lámina de acero recubierta de la masa a la superficie de la lámina de acero recubierta:
- comprendiendo una masa con una microestructura, en fracción superficial, de 60 % a 90 % de ferrita, siendo el resto islas de martensita-austenita, perlita o bainita,
- estando dicha masa cubierta por una capa descarburada comprendiendo en la parte superior una capa de ferrita que tiene un espesor de 1 μm a 100 μm
- una capa de recubrimiento hecha de aluminio o aleación de aluminio.
2. Un procedimiento de producción de una lámina de acero recubierta según la reivindicación 1, comprendiendo dicho procedimiento las etapas sucesivas siguientes:
- fundir un acero para obtener un desbaste plano, teniendo dicho acero una composición según la reivindicación 1,
- recalentar el desbaste plano a una temperatura T<recalentamiento>comprendida entre 1100°C y 1300 °C,
- laminar en caliente el desbaste plano recalentado a una temperatura de laminación en caliente de acabado comprendida entre 800 °C y 950 °C
- bobinar la lámina de acero laminada en caliente a una temperatura T<bobina>inferior a 670 °C para obtener una lámina de acero bobinada,
- opcionalmente, decapar la lámina de acero bobinada,
- laminar en frío la lámina de acero bobinada para obtener una lámina de acero laminada en frío
- calentar la lámina de acero laminada en frío a una temperatura de recocido T<A>comprendida entre 700 °C y 850 °C y mantener la lámina de acero a dicha temperatura T<A>durante un tiempo de mantenimiento t<A>comprendido entre 10 s y 1200 s, para obtener una lámina de acero recocida, la atmósfera comprendiendo entre 0 % y 15 % de H2 y
teniendo un punto de rocío T<DP1>estrictamente superior a -10 °C e inferior o igual a 20 °C
- enfriar dicha lámina de acero recocida a una temperatura en el intervalo entre 560°C y 700°C,
- recubrir la lámina de acero recocida con aluminio o con un recubrimiento de aleación de aluminio
- enfriar la lámina de acero recubierta a temperatura ambiente para obtener una lámina de acero que tenga una microestructura según la reivindicación 1.
3. Una pieza de acero endurecido por presión, teniendo la pieza de acero una composición comprendiendo, en porcentaje en peso:
y comprendiendo opcionalmente uno o más de los siguientes elementos, en porcentaje en peso:
siendo el resto de la composición hierro e impurezas inevitables resultantes de la fundición, comprendiendo dicha pieza de acero sucesivamente de la masa a la superficie de la pieza de acero:
- una masa que tiene una microestructura comprendiendo, en fracción superficial, más del 95 % de martensita y menos del 5 % de bainita,
- una capa de interdifusión ferrítica,
- una capa de recubrimiento a base de aluminio,
donde la relación entre el ancho de grano ferrítico en dicha capa de interdifusión GW<int>y el tamaño de grano de austenita anterior en la masa PAGS<masa>, satisface la siguiente ecuación:
y que tiene una resistencia a la tracción TS superior o igual a 1500 MPa, un límite elástico YS superior o igual a 1250 MPa y un ángulo de flexión superior a 70°, siendo TS e YS medidos según la norma ISO, ISO 6892-1, y el ángulo de flexión según la norma de flexión del procedimiento VDA238-100 (con normalización a un espesor de 1,5 mm).
4. Una pieza de acero endurecido por presión según la reivindicación 3, donde la pieza de acero
endurecido por presión comprende una capa de martensita con un gradiente de carbono entre dicha masa y dicha capa de interdifusión ferrítica.
5. Un proceso de fabricación de una pieza de acero endurecido por presión según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4, comprendiendo las siguientes etapas sucesivas:
- proporcionar una lámina de acero según la reivindicación 1, o producida por un procedimiento según la reivindicación 2,
- cortar dicha lámina de acero a una forma predeterminada para obtener una pieza en bruto de acero,
- calentar la pieza en bruto de acero a una temperatura comprendida entre 880 °C y 950 °C durante 10 s a 900 s para obtener una pieza en bruto de acero calentada,
-transferir la pieza en bruto calentada a una prensa de conformado,
- conformar en caliente la pieza en bruto calentada en la prensa de conformado para obtener una pieza conformada, - templar en troquel la pieza conformada.
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