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Aceros Bake Hardening

Presentación

Estos aceros se elaboran y se tratan para obtener un aumento significativo del límite de elasticidad en caso de tratamiento térmico a bajas temperaturas, en particular durante la cocción de la pintura.

De esta forma, los aceros ArcelorMittal Bake Hardening permiten alcanzar unos niveles de resistencia más elevados en piezas manufacturadas, conservando además unas prestaciones de conformado favorables. La ganancia que aporta el tratamiento de cocción denominado "Bake Hardening" (BH) suele ser superior a 40 MPa. Gracias a este efecto BH, estos aceros ArcelorMittal ofrecen dos tipos de ventaja con respecto a una calidad de estampación clásica:

  • Mejora de la resistencia a la indentación en todas las piezas manufacturadas con bajas tasas de deformación (capó, techo, puertas y aletas)
  • Potencial de aligeramiento importante para una resistencia a la abolladura dada (compensación de la disminución de espesor mediante el aumento del límite de elasticidad durante el tratamiento térmico)

Los aceros BH aportan una respuesta apropiada a las expectativas de los fabricantes de automóviles. Con un excelente equilibrio entre estampabilidad y resistencia a la indentación. Contribuyen a mejorar la ligereza y la estética de los vehículos.

Aplicaciones

Los aceros de la gama BH se destinan a piezas de aspecto (puertas, capó, portón, aletas delanteras y techo) y a las piezas de estructura (bastidor inferior, refuerzos, travesaños y paneles interiores).

  • Capó en CR180BH

  • Puerta en CR240BH

  • Larguero delantero en CR270BH

Designación y norma

El cuadro de abajo resume las correspondencias entre la gama ArcelorMittal, las normas Europeas y la norma VDA 239-100.

La calidad CR195BH corresponde a normas japonesas.

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Denominación de ArcelorMittal Nombre genérico Euronorms VDA 239-100 JFS ABNT NBR
CR180BH BH180 HC180B (+ZE) / HX180BD (+Z, +ZF, +ZM) CR180BH (-UNC,-EG,-GI,-GA,-ZM) BH-180 / ZARBH-180
CR195BH BH195
CR210BH BH210 / BH220 HC220B (+ZE) / HX220BD (+Z, +ZF, +ZM) CR210BH (-UNC,-EG,-GI,-GA,-ZM) JSC340H / JAC340H BH-210 / ZARBH-210
CR240BH BH240 / BH260 HC260B (+ZE) / HX260BD (+Z, +ZM) CR240BH (-UNC,-EG,-GI,-ZM) BH-240 / ZARBH-240
CR270BH BH270 / BH300 HC300B (+ZE) / HX300BD (+Z) CR270BH (-UNC,-EG,-GI) BH-270 - BH-300 / ZARBH-270 - ZARBH-300
  • Euronorms

    Sin revestir (EN 10268: 2006 + A1: 2013): Nombre del grado de acero
    Electrogalvanizado (EN 10268: 2006 + A1: 2013 + EN 10152: 2017): Nombre del grado de acero+ZE
    Galvannealed (EN 10346: 2015): Nombre del grado de acero+ZF
    Extragal®/Ultragal® para piezas visibles (EN 10346: 2015): Nombre del grado de acero+Z
    Zagnelis® (EN 10346: 2015): Nombre del grado de acero+ZM

  • VDA 239-100

    Sin revestir: Nombre del grado de acero-UNC
    Electrogalvanizado: Nombre del grado de acero-EG
    Galvannealed: Nombre del grado de acero-GA
    Extragal®/Ultragal® para piezas visibles: Nombre del grado de acero-GI
    Zagnelis®: Nombre del grado de acero-ZM

Estas correspondencias se ofrecen a título indicativo. En general, las calidades BH de ArcelorMittal ofrecen propiedades mecánicas con especificaciones más estrictas (véase el cuadro siguiente).

Propiedades mecánicas

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Denominación de ArcelorMittal Nombre genérico Dirección Límite de elasticidad Rp0.2 (MPa) Resistencia a la tracción Rm (MPa) Tipo 1 Mín. A50mm (%) Tipo 2 Mín. A80mm (%) Tipo 3 Mín. A50mm (%) Mín. r0-20 Mín. rm-20 Mín. BH2 MPa n10-20/Ag
CR180BH BH180 RD 180 - 240 290 - 370 35 34 37 1,1 1,3 20/30 0,17
CR195BH BH195 TD 195 - 270 340 - 400 34 32 35 1,1 1,2 20/30 0,16
CR210BH BH210 / BH220 RD 210 - 270 320 - 400 34 32 35 1,1 1,2 20/30 0,16
CR240BH BH240 / BH260 RD 240 - 300 340 - 440 31 29 31 1 1,1 20/30 0,15
CR270BH BH270 / BH300 RD 270 - 330 360 - 460 29 27 29 20/30 0,13

A80mm %: Porcentaje de elongación tras la fractura usando una muestra con longitud de referencia L0 = 80 mm (ISO 6892-1 tipo 2 [EN20x80])
A50mm %: Porcentaje de elongación tras la fractura usando una muestra con longitud de referencia L0 = 50 mm (ISO 6892-1 tipo 1 [ASTM12,5x50] o tipo 3 [JIS25x50])
A%: Porcentaje de elongación tras la fractura usando una muestra proporcional con L0 = 5,65 (So)1/2
Ag %: Porcentaje de extensión del plástico con la fuerza máxima
BH2: Aumento del límite elástico entre una condición de referencia después de un 2 % de tensión previa del plástico y la condición obtenida tras un tratamiento de calor (170°C-20 minutos)

Microestructura de la calidad CR180BH

Microestructura de la calidad CR180BH

Composición química

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Denominación de ArcelorMittal Nombre genérico Máx. C (%) Máx. Si (%) Máx. Mn (%) Máx. P (%) Máx. S (%) Mín. Al (%) Máx. Cu (%)
CR180BH BH180 0,06 0,5 0,7 0,06 0,025 ≥ 0,015 0,2
CR195BH BH195 0,06 0,5 0,7 0,08 0,025 ≥ 0,015 0,2
CR210BH BH210 / BH220 0,08 0,5 0,7 0,085 0,025 ≥ 0,015 0,2
CR240BH BH240 / BH260 0,1 0,5 1,0 0,1 0,03 ≥ 0,015 0,2
CR270BH BH270 / BH300 0,1 0,5 1,0 0,1 0,03 ≥ 0,015 0,2

Definición del BH2

El "Bake Hardening" es un fenómeno de envejecimiento controlado vinculado a la presencia de carbono y/o de nitrógeno en solución sólida en el acero. El parámetro BH2 permite una buena valoración del aumento de resistencia a la indentación. Viene dado por: BH2 = ReL - Rp2 siendo ReL el límite de elasticidad medido tras el tratamiento térmico y Rp2 el límite elástico medido en el metal tras una deformación del 2%. La medición de BH2 es un método fiable y reproducible para cuantificar la aptitud del metal para endurecerse durante la cataforesis.

El siguiente esquema ilustra el mecanismo de endurecimiento en el horno y muestra el desplazamiento de los átomos de carbono en solución bajo el efecto del tratamiento térmico, típicamente 170°C durante 20 minutos para bloquear las dislocaciones creadas por el conformado. De esta forma se aumenta el límite de elasticidad del metal.

Mecanismo de endurecimiento por efecto BH

Mecanismo de endurecimiento por efecto BH

Disponibilidad global


En desarrollo     Sometido a ensayos por el cliente     Disponible en calidad de pieza no visible     Disponible en calidad de pieza visible y no visible (Z)    

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Denominación de ArcelorMittal Nombre genérico Sin revestir (-UNC) Extragal® (-GI) Ultragal® (-GI) Galvannealed (-GA) Zagnelis® Protect (-ZMP) Zagnelis® Surface (-ZMS) Electrocincado (-EG)
CR180BH BH180
CR195BH BH195
CR210BH BH210 / BH220
CR240BH BH240 / BH260
CR270BH BH270 / BH300
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Denominación de ArcelorMittal Nombre genérico Sin revestir (-UNC) Extragal® (-GI) Ultragal® (-GI) Galvannealed (-GA) Zagnelis® Protect (-ZMP) Zagnelis® Surface (-ZMS) Electrocincado (-EG)
CR180BH BH180
CR195BH BH195
CR210BH BH210 / BH220
CR240BH BH240 / BH260
CR270BH BH270 / BH300
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Denominación de ArcelorMittal Nombre genérico Sin revestir (-UNC) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA) Electrocincado (-EG)
CR180BH BH180
CR195BH BH195
CR210BH BH210 / BH220
CR240BH BH240 / BH260
CR270BH BH270 / BH300
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Denominación de ArcelorMittal Nombre genérico Sin revestir (-UNC) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA)
CR180BH BH180
CR195BH BH195
CR210BH BH210 / BH220
CR240BH BH240 / BH260
CR270BH BH270 / BH300
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Denominación de ArcelorMittal Nombre genérico Galvannealed (-GA)
CR180BH BH180
CR195BH BH195
CR210BH BH210 / BH220
CR240BH BH240 / BH260
CR270BH BH270 / BH300
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Denominación de ArcelorMittal Nombre genérico Sin revestir (-UNC) Extragal® (-GI) Galvannealed (-GA)
CR180BH BH180
CR195BH BH195
CR210BH BH210 / BH220
CR240BH BH240 / BH260
CR270BH BH270 / BH300

Conformación

La familia de aceros Bake Hardening presenta en todas las modalidades de deformación una buena estampabilidad, prácticamente equivalente a la de los aceros IF (Instertitial Free) del mismo nivel de resistencia.

La figura siguiente presenta algunos ejemplos de curvas límites de conformado para la familia de aceros Bake Hardening para un espesor de 1,0 mm.

Curvas límite de conformado para la familia de aceros Bake Hardening (Modelo ArcelorMittal para Europa)

Curvas límite de conformado para la familia de aceros Bake Hardening (Modelo de Keeler para Norteamérica)

ArcelorMittal dispone de un conjunto de datos relativos al conformado de aceros Bake Hardening. Para integrar estos aceros desde la fase de diseño, un equipo de expertos puede realizar estudios específicos de conformado basados en modelizaciones o en pruebas de taller.

Soldabilidad

Los aceros Bake Hardening están poco aleados, por lo que tienen una buena aptitud para la soldadura por cualquier procedimiento.

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