BR102012017451A2

BR102012017451A2 - Chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento e método de produção da mesma

Info

Publication number: BR102012017451A2
Application number: BRBR102012017451-0A
Authority: BR
Inventors: Yoshimasa Funakawa
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2012-07-13
Publication date: 2015-08-25
Also published as: ZA201205232B; MY180777A; RU2012129867A; JP2013104114A; RU2524021C2

Abstract

Chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento e método de produção da mesma. A presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento e apresentando boa capacidade de conformação na conformação por prensagem real. Especificamente, a presente invenção fornece uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento, compreendendo em % em massa: c:0,005 % ou menos; si: 0,1 % ou menos: mn: 0,5 % ou menos; p: 0,03 % ou menos; s: 0,02 % ou menos; n: 0,005 % ou menos; aí: 0,1 % ou menos; ti: 0,020 % a 0,1 % (incluindo 0,020 % e 0,1 %); e fe e as impurezas incidentais como remanescentes, onde o tamanho de tin é não mais que 0,5 mícron, o tamanho de sulfeto de ti e/o de carbossulfeto de ti é não mais que 0,5 mícron, o diâmetro da partícula de ferrita é não mais que 30 mícron, a razão de intensidade aleatória de raio-x de (111)/ind é de pelo menos 3, e a razão de intensidade aleatória de raio-x de (100)/ind é não mais que 1.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO TENDO EXCELENTE CAPACIDADE DE DOBRA-MENTO E MÉTODO DE PRODUÇÃO DA MESMA". ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da invenção A presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento e adequada para material para maquinário de transporte tal como peças de automóveis e um material para membros de estruturas para casas, mobiliário, escrivaninhas e similares. A presente invenção também se refere a um método para produção da chapa de aço laminada a frio.

Deve ser notado que a chapa de aço laminada a frio da presente invenção inclui uma chapa de aço laminada tal como uma chapa de aço galvanizada.

Descrição da Técnica relacionada Chapas de aço, por causa de sua boa capacidade de conformação, são usadas como material de vários corpos estruturais. Em geral, ma chapa de aço que é um objeto bidimensional, é conformado por prensagem em uma estrutura tridimensional e então as estruturas são soldadas para uma estrutura mais complicada.

Chapas de aço de baixo carbono contendo carbono em torno de 0,03% em massa foram convencionalmente usadas como tais chapas de aço descritas acima. A capacidade de conformação de chapa de aço de baixo carbono tem sido geralmente melhorada fazendo o carbono soluto precipitar como cementita bruta. Entretanto, para produzir formas mais complicadas, uma chapa de aço de baixo carbono tendo uma melhor capacidade de conformação que as chapas de aço de baixo carbono convencionais se tornaram necessárias. Quando chapas de aço de baixo carbono são conformadas por prensagem, a cementita normaimente age como ponto de geração de fratura. Portanto, houve tentativas para reduzir a quantidade de cementita ou evitar que a cementita seja gerada na chapa de aço de baixo carbono. A JP-B 2712986 descreve uma técnica para melhorar a capaci- dade de conformação e o revestimento de conversão química de uma chapa de aço de baixo carbono pela diminuição do teor de carbono na chapa de aço para 0,003% em massa ou menos, adicionando-se Ti e Nb, especificando-se o teor de enxofre, e também se especificando a temperatura de acabamento no processo de laminação a quente de acordo com os teores de Mn, S, Nbe C.

Entretanto, essa técnica tem um problema pelo fato de que a superfície da chapa de aço é susceptível a fraturas geradas por dobramento, embora o alongamento e o valor de Lankford da chapa de aço sejam relativamente bons. A JP-B 3807177 descreve uma chapa de aço cuja resistência à fragilização por trabalho secundário é melhorada pela diminuição do teor de carbono para 0,0025% em massa ou menos e reduzindo-se o diâmetro do grão de ferrita para 15 μπι ou menos.

Entretanto, essa técnica tem o mesmo problema de capacidade de dobramento insatisfatório da JP-B 2712986 porque fraturas são geradas pelo dobramento na superfície dobrada da chapa. A JP-B 3428318 descreve um método para obtenção de uma chapa de aço tendo excelente capacidade de estampagem profunda pela diminuição do teor de carbono para 0,0030% em massa ou menos, adição de uma quantidade ótima de Ti de acordo com os teores de C, N e S, começar a laminação a quente após o lingotamento contínuo sem resfriar até a temperatura ambiente, e aumentar a temperatura de uma barra l\aminada em bruto pelo aquecimento antes da laminação de acabamento.

Entretanto, a capacidade de dobramento da chapa de aço alcançada por essa técnica não é satisfatória, embora o valor de Lankford e a resistência à fragilidade de trabalho secundário melhorem um pouco. A JP-B 3241429 descreve uma chapa de aço cuja resistência à corrosão e capacidade de conformação são melhoradas pela diminuição do Teor de carbono para 0,0015% em massa ou menos e adição de alumínio de acordo com o teor de nitrogênio.

Entretanto, embora o alongamento em um teste de tração sim- pies e o valor de Lankford melhorem um pouco por essa técnica, a performance de dobramento incluída em qualquer capacidade de conformação por prensagem atual é insuficiente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Conforme descrito acima, é difícil obter pelas técnicas convencionais, uma chapa de aço laminada a frio laminada a frio que apresente uma performance satisfatória de dobramento incluída em qualquer conformação por prensagem atual. A presente invenção visa resolver vantajosamente tais problemas descritos acima e um dos seus objetivos é fornecer uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento para obter uma boa capacidade de conformação na conformação por prensagem atual, bem como em método para produzir vantajosamente a chapa de aço laminada a frio. O alongamento em um teste de tração tem sido geralmente convencionalmente empregado como um índice da capacidade de conformação de uma chapa de aço laminada a frio. Entretanto, precisamente, tal alongamento medido em um teste de tração é adequado para conformação por prensagem única na qual a distribuição de tensão na direção da espessura da chapa é desprezível. Nesse ponto de vista, na atual conformação por prensagem mesmo chapas de aço tendo bom alongamento algumas vezes fraturam por causa do dobramento no qual o gradiente da distribuição de tensões ocorre para a direção da espessura da chapa.

Em resumo, a verdadeira capacidade de dobramento de uma chapa de aço não pode ser adequadamente avaliada pelo alongamento de um teste de tração. O inventor investigou comportamentos de deformação de uma chapa de aço laminada a frio na conformação por prensagem atual e descobriu que o dobramento na conformação por prensagem é constituído de tensão na superfície do lado externo do dobramento e compressão na superfície do lado interno do dobramento, a geração de fraturas na superfície do lado externo do dobramento resulta na fratura; e fraturas por dobramento tende a ser gerada em torno de inclusões em uma chapa de aço. O inventor, com base nas descobertas mencionadas anteriormente, fez outro estudo apurado sobre vários fatores necessários para se obter boa capacidade de dobramento de uma chapa de aço. Como resultado, os inventores revelaram que satisfazer as condições requeridas (1) a (5) abaixo melhora efetivamente a capacidade de dobramento de ma chapa de aço: (1) controlar a textura de ma chapa de aço para suprimir a mudança na espessura da chapa durante a deformação; (2) suprimir a geração de TiN bruto; (3) suprimir o embrutecimento de sulfeto de Ti (TiS) e de carbos-sulfetos de Ti (TÍ4C2S2) (4) ajustar o diâmetro dos grãos de ferrita para ser não maior que 30 mícron (μηη); e (5) suprimir a geração de carbonitreto de Nb bruto (Nb(C, N)). A presente invenção foi completada com base nessas descobertas e suas principais características são como segue: 1. Uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento compreendendo, em % em massa, C: 0,005 % ou menos; Si: 0,1 % ou menos; Mn: 0,5 % ou menos; P: 0,03 % ou menos; S: 0,02 % ou menos; N: 0,005 % ou menos; Al: 0,1 % ou menos; Ti: 0,020 % a 0,1 % (inclusive 0,020 % e 0,1 %); e Fe e as impurezas incidentais como saldo, onde o tamanho de TiN é de não mais que 0,5 mícron, o tamanho de sulfeto de Ti e/ou carbossulfeto de Ti é de na mais que 0,5 mícron, o diâmetro das partículas de ferrita é de não mais que 30 mícrons, a razão de intensidade aleatória de raio-x (111)//ND é pelo menos 3, e a razão de intensidade aleatória de raio-x de (100)//ND é de não mais que 1. 2. Uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento, compreendendo, em % em massa, C: 0,005 % ou menos; Si: 0,1 % ou menos; Mn: 0,5 % ou menos; P: 0,03 % ou menos; S: 0,02 % ou menos; N: 0,005 % ou menos; Al: 0,1 % ou menos; Nb: 0,001 % a 0.08 % (inclusive 0,001 % e 0,08 %); e Fe e as impurezas incidentais como saldo, onde o tamanho do MnS á de não mais que 0,5 mícron, o tamanho do car-bonitreto de Nb é de não mais que 30 mícrons, a razão de intensidade aleatória de raio-x de (111)//ND é pelo menos 3, e a razão de intensidade aleatória de raio-x de (100)//ND é de na mais que 1. 3. Uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento, compreendendo, em % em massa: C: 0,005 % ou menos; Si: 0,1 % ou menos; Mn: 0,5 % ou menos; P: 0,03 % ou menos; S: 0,02 % ou menos; N: 0,005 % ou menos; Al: 0,1 % ou menos; Ti: 0,020 % a 0,1 % (inclusive 0,020 % e 0,1 %); Nb: 0,001 % a 0,08 % (inclusive 0,001 % e 0,08 %); e Fe e as impurezas incidentais como saldo, onde o tamanho de TiN é de não mais que 0,5 mícron, o tamanho do sulfeto de Ti e/ou de carbossulfe-to de Ti é de não mais que 0,5 mícron, o diâmetro de grão de ferrita é de não mais que 30 mícrons, a razão de intensidade aleatória de raio-x de (111)//ND é pelo menos 3, e a razão de intensidade aleatória de raio-x de (100)//ND é de não mais que 1. 4. A chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento de qualquer uma das características (1) a (3) acima, também compreendendo, em % em massa, B: 0,0030% ou menos. 5. A chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento de qualquer uma das características (1) a (4) acima, também compreendendo, em % em massa, pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo de Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Sb, W, Mo, Pb, Ta, REM, V, Cs, Zr e Hf: 1% ou menos. 6. A chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento de qualquer uma das características (1) a (5) acima, também compreendendo duma camada de revestimento em sua superfície. 7. Um método para produzir uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento, incluindo: preparar o material de aço tendo a composição de componentes de qualquer uma das características (1) a (5) acima; e submeter o material de aço à laminação a quente incluindo laminação de acabamento, bobinamento, decapagem, laminação a frio e recozimento, nessa ordem, para produzir uma chapa de aço laminada a frio; após manter na região de temperatura da fase única austenita, e submeter a chapa de aço laminada a quente assim obtida a uma temperatura de acabamento maior que 890°C e bobinar a uma temperatura na faixa de 550°C a 720°C, remoção da carepa da superfície da chapa de aço, lamina-ção a frio a uma taxa de redução de pelo menos 50%, e recozimento a uma temperatura igual a ou maior que 700°C. 8. O método para produção de uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento da característica (7), também compreendendo submeter a chapa de aço ao processo de revestimento após o recozimento.

De acordo com a presente invenção, é possível obter uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento e também uma excelente capacidade de conformação por prensagem que a chapa de aço laminada a frio convencional, que pode provocar um efeito significativamente bom em termos industriais.

DESCRIÇÃO DE UMA MODALIDADE PREFERIDA

Doravante será descrita em detalhes uma modalidade da presente invenção.

Inicialmente, serão descritas as razões porque a composição dos componentes da chapa de aço laminada a frio deve ser restrita às faixas mencionadas anteriormente. Na presente invenção, "%" significa "% em massa", a menos que indicado de forma diferente. C: 0,005 % ou menos O carbono forma em uma chapa de aço carbossulfetos que são locais de geração de vãos quando a chapa é dobrada, deteriorando, portanto, eventualmente a capacidade de dobramento da chapa de aço. Portanto, é preferível reduzir o teor de carbono tanto quanto possível. O limite superior do teor de carbono é ajustado para ser 0,005% porque um teor de C excedendo 0,005% aumenta uma grande quantidade de carbossulfetos nas bordas dos grãos de ferrita que agem como fonte de geração de vãos quando o aço é dobrado, deteriorando assim a capacidade de conformação do aço. O teor de carbono é preferivelmente 0,003% ou menos ,e mais preferivelmente 0,0020% ou menos.

Si: 0,1 % ou menos O silício não apenas age colmo um elemento de reforço do solu-to mas também facilita a distribuição de elementos durante o processo de produção, sendo assim prejudicial em termos de alcançar uma boa capacidade de dobramento de uma chapa de aço. Em um caso em que o teor de silício excede 0,1 %, em particular, não apenas a microestrutura e as concentrações dos elementos na chapa de aço a ser desuniformes mas também a superfície da chapa de aço é susceptível à geração de fraturas devido à resistência muito alta da ferrita. Consequentemente, o teor de silício na chapa de aço deve ser 0,1% ou menos e preferivelmente 0,05% ou menos.

Mn: 0,5 % ou menos O manganês é um elemento que provoca um efeito similar àquele do silício. Portanto, o teor de manganês precisa ser diminuído na presente invenção. O teor de Mn deve ser 0,5% ou menos em termos de alcançar uma boa capacidade de dobramento. P: 0,03 % ou menos O fósforo é um elemento de reforço do soluto, que suprime o a-longamento para deteriorar a capacidade de dobramento da chapa de aço. Consequentemente, o teor de fósforo precisa ser reduzido na presente invenção. Em particular, em um caso em que o teor de P excede 0,mo03%, ocorre a geração de fraturas na superfície do lado externo do dobramento da chapa de aço quando a chapa de aço é dobrada, O teor de P é ajustado para ser 0,k03% o menos, e preferivelmente 0,02% ou menos. S:0,02 % ou menos O enxofre forma TiS e TÍ4C2S2. Portanto, um teor de enxofre muito alto resulta em excessiva geração de TiS bruto, Ti4C2S2 e seus car-bossulfetos complexos, gerando, assim, possivelmente fraturas quando a chapa de aço é dobrada em um caso em que o teor de enxofre excede 0,02%, em particular TiS bruto, TÍ4C2S2 e seus carbossulfetos complexos que deterioram a capacidade de dobramento, e são passíveis de serem gerados. Consequentemente, o teor de enxofre no aço deve ser 0,02% ou me- nos, e preferivelmente 0,015% ou menos. N: 0,005 % ou menos O nitrogênio que forma TiN bruto, possivelmente provoca fraturas a serem geradas quando uma chapa de aço é dobrada. Portanto o teor de nitrogênio precisa ser diminuído tanto quanto possível. Em um caso em que o teor de N excede 0,005%, em particular, o TiN é significativamente embrutecido. Consequentemente, o teor de N é ajustado para ser 0,005% ou menos.

Al: 0,1 % ou menos O alumínio é um elemento que age como um agente desoxidan-te. O teor de alumínio em uma chapa de aço é ajustado para ser pelo menos 0,001% para garantir esse efeito desoxidante. Entretanto, um teor de Al excedendo 0,1% aumenta a quantidade de inclusão de AI2O3 e deteriora a capacidade de dobramento da chapa de aço. Consequentemente, o teor de Al é ajustado para ser 0,1% ou menos. O titânio e o nióbio são elementos importantes na presente invenção. A inclusão de pelo menos um elemento entre Ti e Nb provoca um efeito vantajoso na performance da chapa de aço.

Ti: 0,0020 % a 0,1 % (inclusive 0,0020 % e 0,1 %) O titânio fixa N, S e C em uma chapa de aço pela formação de precipitados, melhorando assim a capacidade de dobramento da chapa de aço. Entretanto, em um caso em que esses precipitados são muito embrute-cidos, tais precipitados deterioram particularmente a capacidade de dobramento da chapa de aço. Especificamente. Quando o teor de Ti em uma chapa de aço é menor que 0,020%, o efeito de fixar N, S e C é insuficiente e a capacidade de dobramento da chapa de aço falha em ser melhorada. Quando o teor de Ti em uma chapa de aço excede 0,1%, carbossulfetos complexos de TiS bruto e TÍ4C2S2 são precipitados para deteriorar a capacidade de dobramento da chapa de aço conforme descrito acima. Consequentemente, o teor de Ti em uma chapa de aço é ajustado para estar na faixa de 0,020 % a 0,1 % (inclusive 0,0020 % e 0,1 %).

Nb: 0,001 % a 0,08 % (inclusive 0,001 % e 0,08 %) O nióbio, como o titânio, fixa o C e o N em uma chapa de aço pela formação de precipitados de NbC, Nb(C, N) e similares e é preferivelmente adicionado. Em um caso em que Ti não é adicionado e o teor de Nb em uma chapa de aço é menor que 0,001%, o carbono não pode ser completamente fixado como carbonetos, com o que a capacidade de dobramen-to deteriora. Em um caso em que o teor de Nb excede 0,08%, precipitados são embrutecidos para deteriorar a capacidade de dobramento. Consequentemente, o teor de Nb em uma chapa de aço é ajustado para estar na faixa de 0,001% a 0,08% (inclusive 0,001 % e 0,08 %).

Em adição aos componentes básicos descritos acima, a chapa de aço da presente invenção pode também conter quantidades adequadas dos elementos a seguir, conforme a necessidade. B: 0,0030 % ou menos O boro pode ser adicionado para reforçar as bordas dos grãos limpas como resultado da formação de carboneto e nitreto pelo Ti e pelo Nb. Entretanto, em um caso em que o teor de boro em uma chapa de aço excede 0,0030%, a capacidade de dobramento da chapa de aço deteriora devido ao reforço do soluto. Consequentemente, o limite superior do teor de boro, quando o boro é adicionado, é ajustado para ser 0,0030%.

Pelo menos um dos elementos selecionados do grupo consistindo de Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Sb, W, Mo, Pb, Ta, REM, V, Cs, Zr e Hf: 1 % ou menos Cada um entre Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Sb, W, Mo, Pb, Ta, REM, V, Cs, Zr e Hf é um elemento útil em termos de melhorar a resistência à corrosão. Entretanto, em um caso em que o teor total desses elementos excede 1%, a capacidade de dobramento deteriora. Consequentemente, o teor total desses elementos é ajustado para ser 1% ou menos e preferivelmente 0,5% ou menos, qualquer um desses elementos é adicionado sozinho ou os elementos são adicionados em combinação.

Outros componentes na chapa de aço da presente invenção que os descritos acima são o Fe e as impurezas incidentais.

As faixas da composição da chapa de aço da presente invenção foram explicados em detalhes nas descrições precedentes. Entretanto, ajustar simplesmente a composição dentro das faixas mencionadas anteriormente não é suficiente para obter o efeito pretendido da presente invenção e é criticamente importante controlar os tamanhos do nitreto e do sulfeto a ser precipitado, o diâmetro de grão da ferrita e a textura do aço tal como esses tamanhos, diâmetro de grão e textura satisfazem condições predeterminadas.

TiN: Não maior que 0,5 mícron TiN desenvolvido muito brutamente na chapa de aço deteriora a capacidade de dobramento. Consequentemente, o limite superior do tamanho do TiN é ajustado para ser não maior que 0,5 mícron.

Sulfeto de Ti e/ou carbossulfeto de Ti: não maior que 0,5 mícron O Ti forma sulfetos e carbossulfetos exceto TiN. Esses nitreto, sulfeto e carbossulfeto de Ti, seja um deles formado sozinho ou sejam eles formados em combinação, podem deteriorar a capacidade de dobramento quando eles são excessivamente embrutecidos. Consequentemente, o(s) tamanho(s) de sulfeto de Ti e/ou carbossulfeto de Ti é(são) ajustado(s) para ser(em) não maior(es) que 0,5 mícron na presente invenção.

Carbonitreto de Nb: não maior que 0,5 mícron Quando o Ti não é adicionado, o Nb forma carbonitreto (Nb(C, N)) em uma chapa de aço e esse carbonitreto de Nb, em um caso em que ele é desenvolvido muito brutamente, deteriora a capacidade de dobramento da chapa de aço. Consequentemente, o limite superior do tamanho do carbonitreto de Nb é ajustado para ser 0,5 mícron.

MnS: não maior que 0,5 mícron Quando o Ti não é adicionado, o S é precipitado como MnS em uma chapa de aço. Em um caso em que o tamanho do MnS excede 0,5 mícron, a interface entre MnS e ferrita é susceptível à geração de fraturas, deteriorando, assim, eventualmente a capacidade de dobramento da chapa de aço. Consequentemente, em um caso em que MnS é precipitado, o tamanho do MnS é ajustado para ser não maior que 0,5 mícron.

Diâmetro do grão de ferrita: não maior que 30 mícrons Fraturas são possivelmente geradas no lado da superfície externa do dobramento de uma chapa de aço quando a chapa de aço é dobrada. Especificamente, essas fraturas começam a partir da borda do grão de ferri-ta. Os grãos de ferrita desenvolvidos muito brutos provocam deformação ao concentrado em bordas de grãos específicos, para gerar fraturas. UM número razoável de bordas de grãos é necessário para dispersar a tensão. Consequentemente, o diâmetro dos grãos de ferrita do aço é ajustado para ser não maior que 30 mícrons na presente invenção.

Os tamanhos respectivos de vários precipitados e o diâmetro do grão de ferrita podem ser medidos pelos métodos descritos abaixo.

Razão de intensidade aleatória de raio-x de (111)//ND: pelo menos 3 O gradiente de tensão na direção da espessura da chapa é gerado quando a chapa de aço é dobrada. Como resultado, o entorno da superfície da chapa de aço é deformado. Em um caso em que essa chapa de aço é dobrada, o estresse em torno da superfície se torna muito complicado e uma pequena tensão se torna a causa da geração de fraturas. Em vista disso, é necessário ajustar de forma controlada a textura da chapa de aço para diminuir a deformação na direção da espessura da chapa. Como resultado de um estudo apurado, o inventor da presente invenção descobriu que mudanças na tensão na direção da espessura da chapa podem ser reduzidas pelo desenvolvimento da textura (111)//ND que suprime a deformação na direção da espessura quando a chapa de aço é dobrada. Consequentemente, a razão de intensidade aleatória de raio-x (111)//ND é ajustada para ser pelo menos 3, preferivelmente pelo menos 3,2, e mais preferivelmente elo menos 3,5, na presente invenção.

Razão de intensidade aleatória de raio-x de (100)//ND: não maior que 1 Em contraste, (100)//ND é uma textura que aumenta a tensão na direção da espessura da chapa de aço. O desenvolvimento dessa textura não é desejável na presente invenção. Consequentemente, a razão de intensidade aleatória de raio-x de (100)//ND é ajustada para ser não maior que 1, preferivelmente não maior que 0,7 na presente invenção.

Conforme descrito acima, o processo de laminação a quente e o processo de laminação a frio são criticamente importantes para o ajuste controlável da razão de intensidade aleatória de raio-x de (111)//ND ser pelo menos 3 e a razão de intensidade aleatória de raio-x de (100)//ND ser não maior que 1. Especificamente, a textura pretendida de uma chapa de aço pode ser obtida ajustando-se a temperatura de bobinamento na faixa específica de 550°C a 720°C e aumentar a taxa de redução da laminação a frio para pelo menos 50% nos processos relevantes de laminação a quente e de laminação a frio.

Uma razão de intensidade aleatória de raio-x pode ser calculada a partir das intensidades de difração de raio-x obtidas por difração de raio-x. Especificamente, a razão de intensidade aleatória de raio-x é obtida medin-do-se as intensidades de difração das respectivas seis faces do cristal de uma amostra com orientação aleatória para coletar alturas de pico de uma "amostra padrão" como padrão, medindo-se as intensidades de difração de raio-x para cada uma das seis faces de cristal de uma amostra de teste, coletar alturas de pico da amostra de teste; dividir os valores de altura dos seis picos da amostra de teste pelos valores de altura do pico tendo os índices de plano do cristal correspondentes da amostra padrão, respectivamente; somar os seis quocientes assim calculados para obter o valor total; e dividir cada um dos valores de altura de pico da amostra de teste pelo valor total, obtendo assim as razões de intensidade aleatória das respectivas faces de cristal da amostra de teste. A chapa de aço laminada a frio da presente invenção pode ter um revestimento ou uma camada de revestimento em suja superfície. A camada de revestimento formada em uma superfície da chapa de aço laminada a frio melhora a resistência à corrosão. Exemplos do revestimento (película) incluem revestimento galvanizado, revestimento galvanizado e recozi-do, revestimento eletrogalvanizado, revestimento eletrolítico de liga Zn-Ni, e similares. A seguir será descrito um método para produção da chapa de aço laminada a frio da presente invenção.

Na presente invenção, é produzida uma chapa de aço laminada a frio preparando-se um material de aço colmo uma placa obtida, preferivelmente, por lingotamento contínuo, e submetendo-se o material de aço à la-minação a quente, decapagem, laminação a frio e recozimento, nessa ordem.

Na presente invenção, um método para preparar o lingote ou a placa do material de aço não é particularmente restrito e qualquer método conhecido de preparação de lingotes tais como um forno de indução, um conversor, um forno elétrico, e similares podem ser adequadamente empregados. O método de lingotamento também não é particularmente restrito. O lingotamento contínuo pode ser adequadamente usado. Em relação à laminação a quente de uma placa, a mesma pode ser laminada a quente ou a-pós a placa ser reaquecida em um forno de reaquecimento ou após a placa ser reaquecida por um pequeno período de tempo em um forno de aquecimento a 1250°C ou mais com o propósito de compensação de temperatura. O material de aço assim obtido é submetido à laminação a quente. A laminação a quente pode incluir laminação de desbaste e laminação de acabamento ou ser constituída apenas de laminação de acabamento omitindo a laminação de desbaste.

Temperatura de aquecimento da placa: região de temperatura correspondente à fase única austenita Uma placa precisa ser aquecida até uma temperatura correspondente à região da fase única austenita (ponto AC3 ou maior) porque a-quecer a placa à temperatura correspondente à região de fase dupla auste-nita-ferrita e falhar em alcançar a temperatura correspondente à região de fase púnica austenita resultaria em laminação a quente de uma estrutura de grãos mistos e em uma mudança desfavorável da textura do aço na região de ferrita.

Temperatura de acabamento da laminação: 890°C ou maior Uma temperatura de acabamento da laminação inferior a 890°C provoca a geração de grãos de ferrita expandidos na direção da laminação, deteriorando assim a capacidade de dobramento de uma chapa de aço. Consequentemente, a temperatura de acabamento é ajustada para ser 890°C ou maior na presente invenção. O limite superior da temperatura de acabamento da laminação pode ser ajustado em torno de 1000°C.

Temperatura de bobinamento: 550°C a 720°C

Uma temperatura de bobinamento menor que 550°C perturba a precipitação estável de precipitados na chapa laminada a quente, fazendo a precipitação ocorrer mais tarde, mas antes da recristalização, quando a chapa de aço é recozida após a laminação a frio. Tal precipitação combinada com a recristalização suprime o crescimento estável na recristalização, gerando grãos de ferrita expandidos na direção de laminação. Consequentemente, o limite inferior da temperatura de bobinamento é ajustado para ser 550°C na presente invenção. Por outro lado, uma temperatura de bobinamento excedendo 720°C resulta na geração de precipitados brutos para deteriorar a capacidade de dobramento. Consequentemente, o limite superior da temperatura de bobinamento é ajustada para ser 720°C.

Taxa de redução na laminação a frio: pelo menos 50%.

Um taxa de redução na laminação a frio menor que 50% resulta em um estado de grão misto de ferrita, facilitando assim a geração de estrutura bruta. Como resultado, a capacidade de dobramento da chapa de aço deteriora. Consequentemente, a taxa de redução na laminação a frio é ajustada para ser pelo menos 50% na presente invenção. O limite superior da taxa de redução pode ser de cerca de 90°C.

Temperatura de recozimento: 700°C ou maior Uma temperatura de recozimento inferior a 700°C permite que os grãos de ferrita expandidos na direção de laminação permaneçam na chapa de aço, deteriorando assim a capacidade de dobramento da chapa de aço. Consequentemente, a temperatura de recozimento é ajustada para ser 700°C ou maior. O limite superior da temperatura de recozimento pode ser cerca de 900°C.

Na presente invenção, uma camada de revestimento pode ser formada em uma superfície da chapa de aço laminada a frio produzida con- forme descrito acima se submetendo a chapa de aço a um processo de revestimento. Exemplos de processos de revestimento incluem: formação de um revestimento galvanizado na superfície da chapa de aço pela sujeição da chapa de aço a um processo de galvanização por imersão a quente; e formação de um revestimento galvanizado e recozido em uma superfície da chapa de aço pela sujeição da chapa de aço a um processo de galvanização por imersão a quente e então a um processo de recozimento. O processo de galvanização e o processo de recozimento podem ser executados em uma única linha.

Além disso, uma camada de revestimento pode ser formada em uma chapa de aço por eletrodeposição tal colmo revestimento eletrolítico de uma liga Zn-Ni.

Exemplos Exemplo 1 Amostras de aço fundido tendo as respectivas composições de componentes mostradas na Tabela 1 foram submetidas a lingotamento contínuo para se obter placas (materiais de aço) tendo, cada uma. Espessura: 270 mm. Cada uma das placas assim obtidas foi aquecida até a temperatura de aquecimento da placa correspondente à região da fase única austenita igual a ou maior que o ponto AC3 mostrado na Tabela 2,sofreu laminação de acabamento a uma temperatura de laminação de acabamento mostrada na Tabela 2, e então foi submetida ao bobinamento a uma temperatura de bo-binamento mostrada na Tabela 2, enquanto uma chapa de aço laminada a quente tendo espessura de chapa: 2,8 mm foi obtida. A chapa de aço laminada a quente foi submetida à decapagem,. Remoção de carepas nas superfícies da chapa de aço, laminação a frio a uma taxa de redução mostrada na Tabela 2, e recozimento, nessa ordem, com o que foi obtida uma chapa de aço laminada a frio. Algumas das amostras de chapas de aço laminadas a frio assim obtidas foram também processadas em chapas de aço galvanizadas por: imersão de cada uma das chapas de aço em um banho de galvanização (0,1% Al-Zn) a 490°C de forma que a camada de revestimento fosse formada por galvanização em ambas as superfícies da chapa de aço por 50g/m2 por superfície; e então submeter a chapa de aço a um processo de ligação a 530°C.

Um corpo de prova foi coletado de cada uma das chapas de aço laminadas a frio assim obtida. O corpo de prova foi submetido a um teste de tração e a medição dos tamanhos dos precipitados incluindo Ti, Nb (tamanhos de precipitados incluindo Mn em casos em que as amostras não contenham Ti) usando-se um microscópio de transmissão eletrônica. Além disso, as razões de intensidade aleatória de raio-x de (111)//ND e (100)//ND foram determinadas. Além disso, a capacidade de dobramento foi analisada por um teste de dobramento.

Os métodos para testes e medições são como segue: (i) Observação da microestrutura Uma lâmina fina preparada de cada uma das chapas de aço laminadas a frio assim obtidas é observada a uma ampliação de 20000 a 260,000 usando-se um microscópio de transmissão eletrônica (TEM) e são determinados os diâmetros de partícula de precipitados incluindo Ti, Nb. O diâmetro de partícula é determinado por: observação de dez campos a x 260.000; determinação, com base nos resultados da observação, dos diâmetros de partícula dos respectivos precipitados através do processamento de imagem de círculos aproximados; e calcular a média aritmética dos diâmetros das partículas assim determinados, para obter o diâmetro médio de partícula.

Além disso, o raio-x característico emitido como resultado da irradiação de raios de elétrons em um precipitado almejado é analisado es-pectrometricamente por um espectrômetro de energia dispersa de raio-x para determinar os elementos que constituem o precipitado. Por exemplo, é assumido que um precipitado almejado é TiC quando Ti e C são detectados, TiN quando Ti e N são detectados, e TÍ4C2S2 quando Ti, S e C são detectados. (ii) Observação do grão de ferrita A seção transversal na direção da espessura da chapa de aço cortada em paralelo à direção de laminação é polida espelhada e corroída com solução Nital, de forma que os grãos de ferrita sejam expostos. As mi-croestruturas assim expostas são fotografadas a χ 100, dez linhas tendo comprimentos decididos dependendo de cada aplicação são retirados na direção da espessura da chapa e na direção de da chapa laminada, respectivamente, com intervalos de pelo menos 100 mícrons entre as linhas, e o número de pontos de cruzamento das bordas dor grãos e as linhas são contados. O número de pontos de cruzamento é dividido pelos comprimentos totais das linhas. O quociente assim obtido representa um comprimento de linha por grão de ferrita única. O comprimento de linha por grão de ferrita única é multiplicado por 1,13 para determinar o diâmetro de grão da ferrita ASTM. (III) Teste de tração Um corpo de prova da JIS n° 5 (JIS Z 2201), que deve ser esti-rado e, paralelo à direção de laminação da chapa, é coletado de cada uma das chapas de aço laminadas a frio obtidas conforme descrito acima. O espécime de teste de tração é submetido a um teste de tração conforme a prescrição da JIS Z 2241 para medir a resistência à tração e o alongamento do corpo de prova. (iv) Razão de intensidade aleatória de raio-x A superfície de cada uma das amostras de chapas de aço foi submetida à moagem: 0,2mm, polimento químico: 0,1 mm, e difração de raio-x na superfície polida. A área integrada do pico (altura) é determinada para cada uma das seis faces (222), (211), (200), (110), (220) e (310) de Fe da amostra de teste da chapa de aço na difração de raio-x. Além disso, a área integrada de pico (altura) das seis faces correspondentes às seis faces mencionadas anteriormente, de um corpo de prova padrão tendo orientação aleatória (por exemplo, pó de ferro) são também medidas. A razão da área integrada de pico de cada amostra de teste da chapa de aço em relação à á-rea integrada de pico do corpo de prova padrão é calculada para cada uma das seis faces, para obter as respectivas áreas de pico "padronizadas" das seis faces respectivas de cada amostra da chapa de aço. Essas áreas de pico padronizadas são somadas para se obter a área de pico total de cada uma dessas amostras de teste. Então, a área de pico padronizada de cada face de uma amostra de teste é dividida pela sua área de pico total, para determinar a razão de intensidade aleatória de raio-x de cada face da amostra de teste da chapa de aço. Consequentemente, a razão de intensidade de aleatória de raío-x de uma face da amostra de teste da chapa de aço com orientação dispersa aleatoriamente será 1/6, enquanto a razão de intensidade aleatória de raio-x de uma face da amostra de teste da chapa de aço com orientação acumulada será 1/6 ou maior. Em contraste, a razão de intensidade aleatória de raio-x de uma face de uma amostra de teste da chapa de aço sem acumulação de orientação será não maior que 1/6. (v) Teste de dobramento Um teste de dobramento é conduzido por: preparação de gabaritos de teste de dobramento tendo um ângulo vertical: 90° com vários raios de curvatura; coletar uma peça em forma de tira (100 mm na direção longitudinal, 35mm na direção da largura) a partir de cada uma das amostras de chapas de aço laminadas a frio; e dobrar o corpo de prova no centro na sua direção longitudinal de forma que a linha de sulco de dobramento se estenda ortogonalmente à direção de laminação da chapa. Durante o teste de dobramento, o raio de curvatura do ângulo vertical do sulco do teste de dobramento é trocado para determinar o menor raio do sulco do teste de dobramento, no qual a superfície do corpo de prova escapa estreitamente sendo fraturada. O menor raio de curvatura assim determinado é o raio de dobramento crítico. O raio de dobramento crítico não maior que 2 mm representa boa capacidade de dobramento. Um raio de dobramento não maior que 1 mm representa uma capacidade de dobramento muito boa.

Os resultados assim obtidos estão mostrados na Tabela 3.

Tabela 3 É entendido da Tabela 3 que cada uma das chapas de aço dos Exemplos apresenta um raio de dobramento crítico não maior que 2 mm e boa capacidade de dobramento.

Claims

1. Chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento compreendendo, em % em massa: C: 0,005 % ou menos; Si: 0,1 % ou menos; Mn: 0,5 % ou menos; P: 0,03 % ou menos; S: 0,02 % ou menos; N: 0,005 % ou menos; Al: 0,1 % ou menos; Ti: 0,020 % a 0,1 % (inclusive de 0,020 % e 0,1 %); e Fe e impurezas incidentais como remanescentes, em que o tamanho de TiN é não mais que 0,5 mícron, o tamanho do sulfeto de Ti e/ou do carbossulfeto de Ti e não mais que 0,5 mícron, o diâmetro de partícula de ferrita é não mais que 30 mícrons. A razão de intensidade aleatória de raio-x de (111)//ND é pelo menos 3, e a razão de intensidade de raio-x de (100)//ND é não mais que 1.

2. Chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento compreendendo, em % em massa: C: 0,005 % ou menos; Si: 0,1 % ou menos; Mn: 0,5 % ou menos; P: 0,03 % ou menos; S: 0,02 % ou menos; N: 0,005 % ou menos; Al: 0,1 % ou menos; Nb: 0,001 % a 0,08 % (inclusive de 0,001 % e 0,08 %); e Fe e as inevitáveis impurezas como remanescente,. em que o tamanho de MnS é não mais que 0,5 mícron, o tamanho do carbonitreto de Nb é não mais que 0,5 mícron, o diâmetro da partícula de ferrita é não mais que 30 mícrons, a razão de intensidade aleatória de raio-x de (111)//ND é pelo menos 3, e a razão de intensidade aleatória de raio-x de (100)//ND é não mais que 1.

3. Chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento compreendendo, em % em massa: C: 0,005 % ou menos; Si: 0,1 % ou menos; Mn: 0,5 % ou menos; P: 0,03 % ou menos; S: 0,02 % ou menos; N: 0,005 % ou menos; Al: 0,1 % ou menos; Ti: 0,020 % a 0,1 % (inclusive de 0,020 % e 0,1 %); Nb: 0,001 % a 0,08 % (inclusive de 0,001 % e 0,08 %);] e Fe e as impurezas incidentais como remanescentes, em que o tamanho de TiN é não mais que 0,5 mícron, o tamanho do sulfeto de Ti e/ou do carbossulfeto de Ti é não mais que 0,5 mícron, o tamanho do carbonitreto de Nb é não mais que 0,5 mícron, o diâmetro da partícula de ferrita é não mais que 30 mícron, a razão de intensidade aleatória de raio-x de (111)//ND é pelo menos 3, e a razão de intensidade aleatória de raio-x de (100)//ND é não mais que 1.

4. Chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de conformação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, compreendendo também, em % em massa, B: 0,0030% ou menos.

5. Chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de conformação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, também compreendendo, em % em massa, pelo menos um tipo de elemento selecionado do grupo consistindo de Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Sb, W, Mo, Pb, Ta, REM, V, Cs, Zr e Hf: 1% ou menos.

6. Chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de conformação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, também compreendendo uma película de revestimento em sua superfície.

7. Método de produção de uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento, incluindo a preparação de um material de aço tendo uma composição de componentes como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5; e sujeição de material de aço à la-minação a quente incluindo laminação de acabamento, bobinamento, deca-pagem. Laminação a frio e recozimento nessa ordem para produzir uma chapa de aço laminada a frio, compreendendo as etapas de: completar a laminação a quente a uma temperatura de laminação de acabamento igual a ou maior que 890°C após o aquecimento do material de aço até a temperatura correspondente à região de fase única auste-nita; e sujeitar a chapa de aço laminada a quente assim obtida para bobinar a uma temperatura na faixa de 550°C a 720°C, remoção de carepas da superfície da chapa de aço, laminação a frio a uma taxa de redução de pelo menos 50%, e recozer a uma temperatura igual a ou maior que 700°C.

8. Método para produção de uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de dobramento de acordo com a reivindicação 7, também compreendendo sujeitar a chapa de aço a um processo de revestimento após o recozimento.