Para reducir el peso de los automóviles, existe una creciente demanda por... Acero laminado de alta resistencia y maleable Para automóviles. Por esta razón, la mayor parte de la investigación actual en el campo de las chapales metálicas se centra en el desarrollo de aceros de alta resistencia que posean tanto una alta resistencia a la tracción como una alta capacidad de alargamiento. Dado que los elementos aleantes afectan la microestructura y la resistencia del acero, la selección correcta de estos elementos es extremadamente importante para lograr tales propiedades. Aceros de alta resistenciaSin embargo, grandes cantidades de elementos aleantes pueden causar problemas en el recubrimiento de acero con zinc, ya que se separan y se acumulan en la superficie, formando óxidos.
Los aceros de fase compuesta (Composite Phase – CP) poseen altas resistencias a la tracción máxima, y sus microestructuras contienen ferrita, bainita y martensita, posiblemente con una pequeña cantidad de austenita retentada. Recientemente, Mesplont ha desarrollado un nuevo tipo de acero de fase compuesta que presenta excelentes propiedades mecánicas. Lámina de acero laminada en frío de tipo CPLa resistencia a la tracción de este acero es de aproximadamente 1000 MPa, y su alargamiento es de unos 10%. Los elementos aleantes utilizados son Cr, Mo y Si; Cr y Mo actúan como aditivos que aumentan la dureza del acero, mientras que Si previene la formación de carburos. En la literatura actual se informa sobre el galvanizado de este tipo de acero (con resistencia a la tracción de 1000 MPa), realizado mediante un proceso de inmersión en caliente en laboratorio. Los ensayos se realizaron con dos tipos de aceros de composiciones diferentes. Se analizaron las condiciones de la superficie antes del recubrimiento, así como la calidad y la adhesión de este mismo. También se evaluaron los parámetros de producción, en particular la temperatura de recocido y el punto de rocío de la atmósfera utilizada durante el proceso de recocido.
Producción de acero CP con resistencia a la tensión de 1000 MPa. El ciclo estándar de recocido para producir este tipo de acero es el siguiente: se calienta nuevamente hasta la temperatura de recocido en la zona crítica, luego se enfría y se mantiene a una temperatura isotérmica de alrededor de 400°C, superior a la temperatura de inicio de formación del martensita (Ms). El porcentaje volumétrico de ferrita y su contenido en carbono están controlados por la temperatura de recocido en la zona crítica y el tiempo de recocido. Durante el enfriamiento y el mantenimiento a temperatura isotérmica, parte del austenito de la región crítica se transforma en bainita. El porcentaje volumétrico de austenito que se convierte en bainita depende del tiempo y de la temperatura de transformación isotérmica; además, estos factores determinan el contenido de carbono en el austenito así como la temperatura de inicio de formación de la bainita (Bs). Durante el enfriamiento posterior hasta temperatura ambiente, se forma martensita, pero puede quedar algún austenito no transformado.
Galvanización Se investigaron las superficies de aceros con un contenido de 0,3% y 0,5% de crómio mediante el método XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) antes del recubrimiento por inmersión. También se analizaron los efectos de dos temperaturas de templado y los puntos de rocío de los hornos utilizados para el mismo proceso. Los elementos aleantes Si, Mn y Cr se segregan hacia la superficie, formando óxidos en condiciones de bajos puntos de rocío. La composición superficial es idéntica en ambas temperaturas de templado; la diferencia de temperatura es tan pequeña que no tiene efecto significativo en la cantidad de segregación de estos elementos aleantes. Cuando el contenido de crómio es del 0,3%, la cantidad de crómio en la superficie es reducida, pero esto no afecta a los demás elementos. Según la energía de pico del compuesto Cr2O3, el crómio aparece en la superficie en forma de este mismo óxido.
Se realizó un análisis cuantitativo de estos espectros, y en todos los casos analizados, la relación entre Mn/Si fue igual a 2. Esto indica que el Si y el Mn aparecen en la superficie en forma de óxidos compuestos de tipo 2MnO·SiO鈧?
Cuando el punto de rocío es alto, las cantidades de elementos como Si (silicio), Mn (manganeso) y Cr (cromo) en la superficie del acero son menores; por el contrario, cuando el punto de rocío es bajo, estas cantidades aumentan. Esta situación se puede explicar por el hecho de que, a medida que el punto de rocío aumenta, también lo hace la presión parcial de oxígeno, lo que permite que más oxígeno penetre en el acero. Dado que los elementos aleantes se oxidan antes de separarse y acumularse en la superficie, esto conduce a la formación de óxidos internos. Estos óxidos internos reducen significativamente la presencia de óxidos en la superficie del acero. Se cree que este fenómeno mejora su capacidad de ser mojado (wettability). Ambos especímenes de acero pueden ser galvanizados utilizando un simulador de galvanización por inmersión en caliente en el laboratorio. No se observaron diferencias significativas en la calidad del recubrimiento obtenido con los dos tipos de temperaturas de recocido ni con los dos niveles de punto de rocío. En cuanto a la apariencia visual de la superficie del acero que contiene un 0,3% de Cr, esta es ligeramente mejor en los casos en que el punto de rocío fue más bajo.
Tanto los aceros con 0.5% de Cr como los que contienen 0.3% de Cr pueden ser galvanizados. No obstante, la apariencia del acero con 0.3% de Cr y la adhesión de la capa de zinc son ligeramente mejores. En el horno de recocido a baja temperatura de rocío (–30°C), los elementos Cr, Mn y Si se segregan hacia la superficie, formando compuestos como Mn2SiO4 y Cr2O3. A una alta temperatura de rocío (+10°C), hay menos óxidos en la superficie del acero. Cuando el ciclo de recocido comienza con una alta temperatura de rocío y la superficie está limpia, no hay problemas de capacidad de humedecimiento, incluso a bajas temperaturas de rocío. La temperatura de recocido tampoco afecta el proceso de galvanización continua.