BR102012019090B1 - Chapa de aço que possui excelente trabalhabilidade e chapa de aço plaqueada, e processos para a fabricação das mesmas - Google Patents

Chapa de aço que possui excelente trabalhabilidade e chapa de aço plaqueada, e processos para a fabricação das mesmas Download PDF

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Abstract

folha de aço e folha de aço revestida que possui excelente capacidade de tomar forma e processo para a farbicação da mesma. a presente invenção refere-se a um objetivo da presente invenção que é fornecer uma folha de aço e uma folha de aço revestida cuja capacidade de tomar forma na prensa é significativamente melhorada em comparação com a folha de aço convencional ou com a folha de aço revestida. especificamente, a presente invenção fornece uma folha de aço que possui excelente capacidade de tomar forma, que possui excelente capacidade de tomar forma, que compreende em % em massa : c: 0,005% ou menor; si: 0,2% ou menor; mn: 0,5% ou menor; p: 0,04% ou menor;s:0,03%oumeno; n:0,01% ou menor; al:0,1% ou menor; pelo menos um tipo de elemento selecionado do grupo que consiste em ti: 0,01 a 0,1% e nb: 0,001 a 0,01% e o restante como fe e impurezas incidentais, em que os carburetos de nb e/ou de ti cujo diâmetro do grão não seja maior do que 6nm são dispersos em uma proporção de volume na faixa de 1 x 10^ -5^ até 5 x 10^ -4^ no aço.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CHAPA DE AÇO QUE POSSUI EXCELENTE TRABALHABILIDADE E CHAPA DE AÇO PLAQUEADA, E PROCESSOS PARA A FABRICAÇÃO DAS MESMAS.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço e a uma chapa de aço revestida que possui excelente trabalhabilidade e é assim adequada para um material de ume elemento estrutural tais como peças de automóveis e um corpo estrutural de uma casa, de um móvel e de uma estante. A presente invenção também se refere a um processo para a fabricação da chapa de aço e da chapa de aço revestida, Na presente invenção, uma chapa de aço representa uma chapa de aço laminada a frio cuja espessura seja de 3 mm ou menor. Descrição da Técnica Relacionada [002] Chapas de aço são usadas como materiais de corpos estruturais de vários tipos devido à boa trabalhabilidade das mesmas. De modo geral uma chapa de aço bidimensional com formato de placa é tornada um corpo estrutural de três dimensões por prensagem e os diversos corpos tridimensionais assim obtidos são soldados entre si para formar um corpo estrutural tridimensional mais complicado.
[003] Uma chapa de aço com baixo teor de carbono que contém C por 0,03% aproximadamente foi usada convencionalmente para tal chapa de aço como descrita acima. A trabalhabilidade de uma chapa de aço com baixo teor de carbono é melhorada de modo geral fazendo-se com que o carbono precipite ali como cementita grossa. No entanto, agora existe demanda de uma chapa de aço que possua uma trabalhabilidade de maneira ainda mais aperfeiçoada quando uma configuração de um corpo estrutural alvo se torna mais complicada. Quando uma chapa de aço com baixo teor de carbono for sujeita a
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2/22 uma moldagem complicada em prensa, a cementita tende a ali provocar rachaduras. Portanto, houve uma tentativa de reduzir a cementita ou de evitar que seja gerada cementita em uma chapa de aço com baixo teor de carbono.
[004] A JP-B 2712986 descreve uma técnica de melhorar a trabalhabilidade e as propriedades de conversão de revestimento pela redução do teor de carbono até não mais alto do que 0,003 % em massa, adicionando-se Ti e Nb, controlando o teor de S e controlando a temperatura de acabamento durante a laminação a quente de acordo com os teores de Mn, de S, de Nb e de C. No entanto, embora esta técnica consiga excelente capacidade de estiramento e um bom valor de Lankford (valor de r) do aço, ela não pode atingir uma capacidade satisfatória de tomar forma do mesmo na prensa em moldagem real.
[005] A JP-B 3807177 descreve uma chapa de aço que possui excelente resistência a fratura secundária com pouca ou nenhuma deformação plástica quando trabalhada, cuja resistência é conseguida por controle do teor de C a não mais do que 0,0025 % em massa e pelo ajuste do diâmetro de cada grão de ferrita até ser de 15 pm ou menor.
[006] No entanto, esta técnica resulta em baixa capacidade de ser estirado do aço e falha para atingir uma capacidade satisfatória de tomar forma na prensa na moldagem real.
[007] A JP-B 3428318 descreve uma técnica de obtenção de uma chapa de aço que possua excelente profunda trabalhabilidade por estiramento por: redução do teor de C até não mais alto do que 0,0030% em massa; adição de uma quantidade adequadas de Ti de acordo com os teores de C, N e S; iniciação da laminação a quente depois da fundição contínua sem resfriamento da chapa de aço até a temperatura ambiente e aquecimento depois da laminação em bruto,
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3/22 da chapa laminada em bruto para elevar a temperatura da mesma. [008] No entanto, embora esta técnica melhore o valor de r e a resistência à fratura quebradiça secundária por processamento, isto resulta em fraca capacidade de ser estirado do aço e falha para atingir capacidade satisfatória de tomar forma na prensa na moldagem real. [009] Além disso, a JP-B 3241429 descreve uma chapa de aço que possui boa resistência à corrosão e boa trabalhabilidade, cuja resistência à corrosão trabalhabilidade são conseguidas por redução do teor de C da chapa de aço até não mais do que 0,0015 % em massa e aumentando positivamente o teor de Al de acordo com o teor de N.
[0010] No entanto, de acordo com esta técnica, embora algumas melhorias do aço sejam reconhecidas em capacidade de estiramento e do valor de r em um simples teste de tração, não pode ser atingida ainda uma capacidade satisfatória de tomar na prensa na moldagem real.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0011] Como descrito acima, é difícil fornecer uma chapa de aço que exiba uma boa trabalhabilidade em moldagem real em prensa pelas técnicas convencionais.
[0012] A presente invenção visa resolver vantajosamente tais problemas convencionais como descrito acima. Um objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço e uma chapa de aço revestida que possua excelente trabalhabilidade e capaz de exibir boa trabalhabilidade na prensa em moldagem real na prensa, assim como processos vantajosos de fabricação da chapa de aço e a chapa de aço revestida.
[0013] A elongação observada em um teste de tração tem sido usada convencionalmente com um índice geral da trabalhabilidade de uma chapa de aço. Tal elongação representa um grande número de
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4/22 deformação plástica de um material quando o material apresentar fratura em um teste de tração. No entanto, esta grandeza da deformação não é particularmente relevante para a moldagem em prensa bem sucedida porque qualquer fratura que ocorra na moldagem real na prensa é considerada como uma falha na moldagem na prensa, que resulta em um produto defeituoso.
[0014] Em vista disso, os inventores da presente invenção estudaram comportamentos de deformação de uma chapa de aço durante moldagem real em prensa. Como um resultado, os inventores descobriram que: a chapa de aço não é realmente moldada em prensa até o último momento da fratura e como a chapa de aço é endurecida como uma operação de moldagem em prensa se processa para atingir a carga máxima em um teste de tração decide a trabalhabilidade da chapa de aço durante a moldagem real na prensa.
[0015] Além disso, os inventores descobriram que é criticamente importante que a chapa de aço devia exibir um expoente de encruamento relativamente alto em um estágio em que uma grande quantidade de deformação da mesma esteja na faixa de 5 a 25%. [0016] Os inventores então estudaram entusiasticamente vários fatores para atingir tal expoente de alto encruamento como descrito antes. Como um resultado, os inventores fizeram as seguintes descobertas:
(a) a formação de carbonetos finos de Nb e/ou de Ti a uma fração volumétrica apropriado em aço acelera os movimentos de pinning e de supressão de deslocamento no aço, melhorando dessa maneira o encruamento do aço com trabalho e (b) a trabalhabilidade também melhora por ajuste das orientações dos carbonetos mencionados acima para coincidir com certa direção a Fe de uma matriz.
[0017] A presente invenção foi completada baseada nas
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5/22 descobertas mencionadas antes. As principais características são como a seguir.
[0018] (1) A chapa de aço que possui excelente trabalhabilidade, tendo uma composição que compreende em % em massa: C: 0,005% ou menor; Si: 0,2% ou menor; Mn: 0,5% ou menor; P: 0,04% ou menor; S: 0,03% ou menor; N: 0,01% ou menor; Al: 0,1% ou menor; Ti: 0,01% a 0,1%; Nb: 0,011% a 0,1% e o restante como Fe e impurezas incidentais, em que os carbonetos de Nb e/ou de Ti carbonetos cujo diâmetro do grão não seja maior do que 6 nm são dispersos em uma fração volumétrica na faixa de 1 x 10_5 até 5 x 10_4 no aço.
[0019] (2) A chapa de aço que possui excelente capacidade de tomar a forma de (1) acima, em que os planos (001) dos carbonetos estão em paralelo com o plano (001) de Fe e <100> direção dos carbonetos estão em paralelo com <110> a direção da matriz de Fe. [0020] (3) A chapa de aço que possui excelente capacidade de tomar a forma de (1) ou de (2) acima, que também compreende em % em massa, B: 0,0030% ou menor.
[0021] (4) A chapa de aço que possui excelente trabalhabilidade de qualquer um de (1) a (3) acima, também compreende pelo menos um tipo de elemento, selecionado do grupo que consiste em Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Sb, W, Mo, Pb, Ta, terras raras, V, Cs, Zr e Hf tal que os teores totais dos mesmos não excedam 1%.
[0022] (5) Uma chapa de aço revestida, que compreende a chapa de aço de qualquer um de (1) a (4) acima e uma camada revestida fornecida sobre uma superfície da chapa de aço.
[0023] (6) Um processo de fabricação de uma chapa de aço que possui excelente trabalhabilidade, que compreende as etapas de: sujeitar o material da chapa de aço que possui uma composição de qualquer um de (1), (3) e (4) acima para laminação a quente; resfriamento do material de chapa de aço após completar a laminação
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6/22 para acabamento a 900°C ou mais alta; sujeitando o material de chapa de aço resfriado à bobinagem a 700°C ou menor e subsequentemente sujeitando o material de chapa de aço resfriador a umdecapagem, laminação a frio e recozimento, para obter uma chapa de aço laminada a frio.
[0024] (7) Um processo para a fabricação de uma chapa de aço revestida, que compreende sujeitar a chapa de aço obtida pelo processo de fabricação de (6) acima a chapeamento, para formar um filme de chapeamento sobre uma superfície da chapa de aço.
[0025] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer uma chapa de aço e uma chapa de aço revestida cuja trabalhabilidade na prensa é melhorada significativamente em comparação com a chapa de aço convencional ou com a chapa de aço revestida. DESCRIÇÃO DE UMA MODALIDADE PREFERIDA [0026] Uma modalidade da presente invenção será descrita aqui a seguir.
[0027] Em primeiro lugar, as razões pelas quais serão explicadas as composições componentes de uma chapa de aço foram restritas às faixas mencionadas antes na presente invenção. Na presente modalidade, % de composições componentes a seguir representa % em massa a não ser se for mencionado de outra maneira.
[0028] C: 0,005% ou menor.
[0029] O carbono é um elemento necessário para aumentar um expoente de encruamento do aço. Na presente invenção, o carbono está ligado a Ti e/ou Nb para formar carbonetos finos, melhorando desse modo um encruamento do aço. Em um caso em que o teor de carbono excede 0,005%, um expoente de aumento da resistência por processamento ao contrário diminui devido à precipitação intensificada no aço. Consequentemente, o teor de carbono é ajustado para não estar mais alto do que 0,005% e de preferência na faixa de 0,0005% a
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0,003% (inclusive de 0,005% e 0,003%).
[0030] Si: 0,2% ou menor [0031] O Si é um elemento que serve para o controle do estado de deslocamento para facilitar o encruamento da ferrita por processamento. Em um caso em que o teor de Si excede 0,2%, o aumento da resistência do soluto de ferrita é tornada conspícua, desse modo diminuindo um encruamento do aço por processamento. Consequentemente, o teor de Si é ajustado para ser de 0,2% ou menor e de preferência de 0,05% ou menor.
[0032] Mn: 0,5% ou menor [0033] O Mn é um elemento de concentração e um elemento de aumento de resistência do soluto e o teor do mesmo é de preferência diminuído na presente invenção. O teor de Mn é ajustado para ser de 0,5% ou menor para atingir uma trabalhabilidade especialmente boa. O teor de Mn é de preferência de 0,35% ou menor.
[0034] P: 0,04% ou menor [0035] O fósforo é um elemento de aumento de resistência do soluto e o teor do mesmo é de preferência diminuído na presente invenção. Especificamente, em um caso em que o teor de P excede 0,04%, aumento de resistência do soluto é tornado conspícuo, desse modo diminuindo um encruamento do aço . Consequentemente, o teor de P é ajustado para ser de 0,04% ou menor e de preferência de 0,02% ou menor.
[0036] S: 0,03% ou menor [0037] O enxofre forma inclusões tal como de MnS. Portanto, em um caso em que o teor de S excede 0,03%, a capacidade de estiramento do aço se deteriora. O teor de S precisa ser de 0,03% ou menor e de preferência de 0,02% ou menor na presente invenção. [0038] N: 0,01% ou menor [0039] Em um caso em que o aço contém elementos tais como Ti,
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Nb, Al que facilmente formam nitretos, o nitrogênio forma nitretos tais como TiN, NbN, AlN. Quando o teor de N excede 0,01%, estes nitretos estão dispersos em grãos de ferrita, sendo que cai um expoente de encruamento e a capacidade de estiramento do aço se deteriora devido à geração de rachaduras em uma interface entre os nitretos e a ferrita. Consequentemente, teor de N precisa ser de 0,01% ou menor. [0040] Al: 0,1% ou menor [0041] O Alumínio é um elemento que serve como um agente desoxidante. O teor de Al no aço é de preferência de pelo menos 0,001% para garantir este efeito desoxidante. Por outro lado, o teor de Al que excede 0,1% aumenta uma quantidade de inclusões, inibindo dessa maneira o movimento de deslocamento e diminuindo um expoente de encruamento. O teor de Al portanto, precisa ser de 0,1% ou menor.
[0042] Alem disso, na presente invenção, a chapa de aço precisa conter pelo menos um tipo de elemento selecionado entre Ti e Nb. [0043] Ti: 0,01% a 0,1% [0044] Ti é um elemento importante na presente invenção. Especificamente, o Ti forma carboneto nos grãos de ferrita, desse modo melhorando um expoente de encruamento do aço. Em um caso em que o teor de Ti for menor do que 0,01%, uma quantidade de carboneto de Ti é pequena demais para causar um efeito de controle no movimento de deslocamento, sendo que o expoente de encruamento não irá aumentar suficientemente. Por outro lado, em um caso em que o teor de Ti exceder 0,1%, os precipitados de TiC se tornam mais grossos e este TiC serve como uma nova fonte de deslocamento para inibir o movimento de deslocamento, sendo que cai o expoente de encruamento. Consequentemente, o teor de Ti precisa estar na faixa de 0,01 até 0,1% (inclusive tanto de 0,01% como de 0,1%).
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9/22 [0045] Nb: 0,011% a 0,1% [0046] Similar ao Ti descrito acima, o Nb e um elemento importante que forma carboneto nos grãos de ferrita para melhorar um expoente de encruamento do aço. Em um caso em que o teor de Nb for menor do que 0,011%, uma quantidade de carboneto de Nb é pequena demais para provocar um efeito de controle no movimento de deslocamento, sendo que o expoente de encruamento não irá aumentar suficientemente. Por outro lado, em um caso em que o teor de Nb exceder 0,1%, ocorre o refinamento do grão e cai um expoente de encruamento. Consequentemente, o teor de Nb precisa estar na faixa de 0,011% até 0,1% (inclusive tanto de 0,011% como de 0,1%). [0047] Os componentes essenciais foram descritos nas descrições anteriores. Além destes componentes essenciais, também podem ser adicionados outros elementos descritos a seguir de uma maneira apropriada de acordo com a necessidade na presente invenção.
[0048] B: 0,0030% ou menor [0049] O boro é um elemento que contribui para o aumento da resistência do limite do grão purificado por formação de carboneto. No entanto, o teor de B que excede 0,0030% deteriora um expoente de encruamento devido ao aumento da resistência do soluto. Consequentemente, em um caso em que o aço contém boro, o limite superior de B precisa ser 0,0030%.
[0050] Pelo menos um tipo de elemento, selecionado do grupo que consiste em Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Sb, W, Mo, Pb, Ta, terras raras, V, Cs, Zr e Hf tal que o conteudo total dos mesmos não exceda 1%.
[0051] Cada um de Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Sb, W, Mo, Pb, Ta, terras raras, V, Cs, Zr e Hf é um elemento útil em termos de melhorar a resistência à corrosão. No entanto, o teor total destes elementos no aço é ajustado para ser 1% ou menor (sem levar em
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10/22 conta que um destes elementos é adicionado isoladamente ou os elementos são adicionados em combinação) porque surge um problema de que um expoente de encruamento cai devido ao aumento do limite de elasticidade causado pela elasticidade da solução quando o teor dos elementos exceder 1%. O teor total destes elementos são de preferência de 0,5% ou menor.
[0052] Outros componentes do que os descritos acima são Fe e impurezas incidentais.
[0053] A composição de componente preferida está na faixa da chapa de aço que foi apresentada nas descrições anteriores. No entanto, o simples ajuste das composições componentes até as faixas mencionadas antes não é suficiente para obter um efeito pretendido na invenção e é essencial para controlar tipos, tamanhos e estados de distribuição de carbonetos que precipitam no aço até faixas predeterminadas.
[0054] Especificamente, na presente invenção, é importante que os carbonetos de Nb e/ou Ti cujo diâmetro não é maior do que 6 nm sejam precipitados e os carbonetos precipitados estão dispersos em uma fração volumétrica na faixa de desde 1 x 10_5 até 5 x 10_4 no aço. [0055] Diâmetro do carboneto: Não é maior do que 6 nm [0056] Na presente invenção, o tamanho do carboneto precipitado no aço é criticamente importante. Os carbonetos cujo diâmetro médio excede 6 nm perturbam o movimento de deslocamento e inibem a formação da célula de deslocamento, diminuindo desse modo um expoente de encruamento. Consequentemente, o diâmetro médio dos carbonetos não é maior do que 6 nm. Embora o limite inferior do diâmetro do carboneto não seja particularmente restrito, diâmetros demasiadamente pequenos limitam a distância média entre os carbonetos, sendo que aumenta a resistência e cai um expoente de encruamento. Portanto, o limite inferior do diâmetro médio de
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11/22 carbonetos está de preferência em torno de 0,5 nm.
[0057] Na presente modalidade, os tamanhos dos carbonetos são medidos por: observação dos carbonetos em dez campos, respectivamente, por um microscópio eletrônico de transmissão (x 26000) para obter imagens de observação dos mesmos e processamento das imagens de observação utilizando círculos aproximados para medir os diâmetros dos respectivos carbonetos. O valor médio dos diâmetros do carboneto assim medidos não precisa exceder 6 nm.
fração volumétrica dos carbonetos: na faixa de 1 x 10-5 a 5 x 10-4 [0058] Quando uma quantidade dos carbonetos falha para satisfazer uma fração volumétrica de pelo menos 1 x 10-5, os carbonetos não podem provocar um efeito de controle sobre o movimento de deslocamento e não pode ser conseguido um expoente de encruamento. Por outro lado, Quando uma quantidade dos carbonetos, expressa por uma fração volumétrica, exceder 5 x 10-4, os carbonetos de preferência inibem movimento de deslocamento por si mesmo e um expoente de encruamento não irá aumentar. Consequentemente, uma quantidade de carbonetos, expressas por uma fração volumétrica, é ajustada para estar na faixa de 1 x 10-5 to 5 x 10-4.
[0059] Na presente invenção, é obtida uma fração volumétrica de carbonetos por: calculando, baseado nas imagens de observação (x 26000) nos dez campos, as frações volumétrica de carbonetos nos respectivos dez campos e calculando o valor médio das respectivas frações volumétrica assim calculado, cujo valor médio precisa ser usado como a fração volumétrica de carbonetos na presente invenção. [0060] Uma fração volumétrica de carbonetos em cada um dos campos (regiões de observação) de uma amostra é calculada por:
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12/22 avaliação dos volumes dos respectivos carbonetos no campo, baseados em uma fotografia dos carbonetos, supondo que cada carboneto possua uma configuração esférica; somando os volumes dos respectivos carbonetos no campo ou na região de observação, para obter o volume total dos carbonetos na região de observação; medindo uma espessura de filme da amostra usando EELS relacionado ao microscópio eletrônico de transmissão; calculando um volume da região de observação da área do campo e da espessura do filme e dividindo o volume total dos carbonetos na região de observação pelo volume da região de observação.
Relação de orientação entre carbonetos e Fe [0061] Na presente invenção, é preferível regular a relação de orientação entre os carbonetos e o Fe em termos de efetuar o bom controle sobre o movimento de deslocamento. Exemplos dos carbonetos na presente invenção incluem TiC, NbC, (Ti, Nb)C, Nb(CN), (Ti, Nb)(CN) e similares, que tem cada um uma estrutura de cristal do tipo NaCl (tipo B2). O ajuste dos planos (001) de destes carbonetos para estar em paralelo com o plano (001) de Fe e também na direção do ajuste <100> dos carbonetos para estar em paralelo com a direção <110> de Fe resulta em expoente de encruamento do aço excelentemente alto.
[0062] A chapa de aço da presente invenção pode possuir uma camada de revestimento sobre uma superfície da mesma. A resistência à corrosão da chapa de aço melhora por formação de tal camada de revestimento como descrito acima em uma superfície do mesmo. Exemplos do revestimento incluem galvanização por imersão a quente, galvanização e recozimento, eletrochapeamento com zinco (por exemplo, eletrochapeamento de liga de Zn-Ni) e similares.
[0063] A seguir, será descrito um processo de fabricação de uma chapa de aço da presente invenção.
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13/22 [0064] Na presente invenção, a chapa de aço é de preferência fabricada sujeitando uma placa como um material de aço obtido por fundição contínua para laminação a quente, resfriamento e bobinagem, e então sujeitando a decapagem, laminação a frio e recozimento continuo.
[0065] Na presente invenção, um processo de fabricação de um lingote de um material de aço não está particularmente restrito e qualquer um dos processos conhecidos de fabricação de lingote, tal como em um conversor de aço, um forno elétrico ou similar, pode usado adequadamente. Um processo de fundição também não é particularmente restrito, porém é preferível um processo de fundição contínuo. Quando uma placa é laminada a quente, a placa pode ser sujeita a uma laminação a quentes depois de ser reaquecida por um forno de aquecimento ou depois de ser aquecida durante um período de tempo relativamente curto em um forno de aquecimento a uma temperatura não inferior a 1250°C para compensação da temperatura. [0066] O material de aço (placa) assim obtido é sujeito a laminação a quente. Esta operação de laminação a quente pode ser constituída de laminação grosseira ou de laminação para acabamento ou somente laminação para acabamento sem laminação grosseira. Em qualquer um dos casos, a temperatura durante a laminação para acabamento é criticamente importante.
[0067] Temperatura durante a laminação para acabamento: não inferior a 900°C.
[0068] Em um caso em que a temperatura durante a laminação para acabamento for inferior a 900°C, os grãos de ferrita crescem de forma prolongada, diminuindo desse modo um expoente de encruamento. Além disso, a precipitação dos carbonetos se torna grosseira. Portanto, a temperatura de um material de aço durante a laminação para acabamento não precisa ser menor do que 900 °C.
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Embora o limite superior da temperatura durante a laminação para acabamento não seja particularmente restrita, o limite superior está de preferência em torno de 1000°C.
[0069] Depois do processo de laminação a quente, o material do aço é sujeito a resfriamento e bobinagem. A temperatura durante este processo de bobinagem também é importante.
[0070] A temperatura durante a bobinagem: não é mais alta do que 700°C [0071] Em um caso em que a temperatura durante a bobinagem de um material de aço excede 700°C, não pode ser obtido um efeito pretendido da presente invenção porque os carbonetos de Nb e/ou de Ti são significativamente grossos. Portanto, a temperatura durante a bobinagem do material de aço não precisa ser mais alta do que 700°C. O limite inferior da temperatura durante a bobinagem está de preferência em torno de 550°C.
[0072] Depois do processo de bobinagem, o material de aço é sujeito a processos de decapagem, de laminação a frio e de recozimento nesta ordem. As condições dos processos de laminação a frio e de recozimento não são particularmente restritas e estes processos podem ser realizados de acordo com métodos convencionais conhecidos.
[0073] Por exemplo, uma velocidade de redução da laminação na laminação a frio está de preferência na faixa de 760 a 880 °C. O processo de recozimento pode ser recozimento contínuo ou recozimento em câmara.
[0074] Na presente invenção, a chapa de aço laminada a frio fabricada desse modo pode estar sujeita a revestimento de modo que seja formada uma camada de revestimento sobre uma superfície da mesma. Por exemplo, uma superfície da chapa de aço laminada a frio pode ser sujeita a um tratamento de galvanização como revestimento
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15/22 de modo que uma camada de revestimento à base de galvanização seja formada sobre a mesma, depois deste tratamento de galvanização, a chapa de aço galvanizada pode ser ainda sujeita a um tratamento de formação de liga de modo que a camada de revestimento à base de galvanização e recozimento seja formada sobre a chapa de aço. O processo de recozimento e o processo de revestimento com zinco pode ser realizado continuamente por uma linha simples. Um filme para chapeamento pode ser formado, alternativamente, por electro plaqueamento tal como electro plaqueamento de liga de Zn-Ni.
Exemplos (Exemplo 1) [0075] Cada um dos aços fundidos que possui composições componentes como apresentado na Tabela 1, respectivamente, foi sujeito a fundição contínua, em que foi obtida uma placa (um material de aço) que possui espessura: 270 mm. A placa assim obtida foi laminada para acabamento na temperatura para laminação para acabamento apresentada na Tabela 2 e então bobinada à temperatura de bobinagem também apresentada na Tabela 2, sendo foi obtida uma chapa de aço laminada a quente que possui espessura da chapa: 2,8 mm. Depois disso, a chapa de aço laminada a quente foi sujeita a decapagem para remoção de incrustações das superfícies da mesma, laminação a frio a uma taxa de redução de laminação: 65% e recozimento contínuo a uma temperatura na faixa de 800 a 860°C. Cada uma das chapas de aço N°s. 17, 18, 19 na Tabela 2 foi imersa em um banho de galvanização (0,1 % Al-Zn) a 480°C imediatamente depois do processo de recozimentos tal que foram formados filmes galvanizados e recozidos tanto sobre as superfícies de topo como de trás dos mesmos a um peso de revestimento: 45g/m2. A chapa de aço galvanizada foi então sujeita a um tratamento de formação de liga a
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16/22
520°C, sendo que foi obtida uma chapa de aço galvanizada e recozida.
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Tabela 1
Tipo de aço Composição química (% em massa) Observação
C Si Mn P S Al N Ti Nb B Outros
A 0,0008 0,01 0,15 0,009 0,012 0,041 0,0021 0,025 0,014 - - Aço adequado
B 0,0012 0,01 0,16 0,009 0,012 0,042 0,0023 0,026 0,015 - - Aço adequado
C 0,0024 0,01 0,15 0,009 0,012 0,042 0,0021 0,026 0,014 - - Aço adequado
D 0,0035 0,01 0,15 0,009 0,013 0,043 0,0019 0,025 0,014 - - Aço adequado
E 0,0180 0,01 0,15 0,009 0,012 0,045 0,0022 0,022 0,015 - - Aço comparativo
F 0,0015 0,05 0,19 0,008 0,004 0,048 0,0035 - 0,012 - - Aço adequado
G 0,0016 0,06 0,25 0,008 0,005 0,045 0,0033 - 0,011 - - Aço adequado
H 0,0017 0,05 0,43 0,008 0,008 0,0044 0,0032 0,044 - - - Aço comparativo
I 0,0018 0,06 0,35 0,008 0,002 0,041 0,0033 0,045 - - - Aço comparativo
J 0,0019 0,12 0,34 0,008 0,008 0,044 0,0032 0,042 - 0,0003 - Aço comparativo
K 0,0025 0,11 0,11 0,008 0,008 0,051 0,0033 0,256 - 0,0002 - Aço comparativo
L 0,0024 0,12 0,35 0,008 0,008 0,055 0,0031 - 0,031 0,0003 - Aço adequado
M 0,0025 0,13 0,22 0,012 0,008 0,034 0,0016 0,045 0,021 0,0002 Cu: 0,01, Ni: 0,02, Sn: 0,0012 Aço adequado
N 0,0024 0,04 0,35 0,007 0,008 0,031 0,0014 0,0001 0,0001 - - Aço comparativo
17/22
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0,0031
0,04
0,22
0,008
0,008
0,0031
0,0015
0,033
0,0029
0,03
0,21
0,007
0,009
0,032
0,0025
0,035
0,0028
0,02
0,33
0,008
0,011
0,067
0,0024
0,034
0,0029
0,03
0,38
0,009
0,011
0,069
0,0025
0,061
0,0021
0,02
0,43
0,013
0,012
0,067
0,0022
0,065 0,021
0,0022
0,02
0,044
0,014
0,012
0,064
0,0021
0,065 0,022
Mo: 0,01, Cr: 0,05
As: 0,0008, Sb: 0,005, Hf: 0,0011
Co: 0,0061, Ca: 0,0021
V: 0,01, Mg: 0,0011, W: 0,0015
Zr: 0,09, terras raras: 0,0021,Cs: 0,0015
Pb: 0,0012, Ta: 0,014
Aço adequado
Aço adequado
Aço comparativo
Aço comparativo
Aço adequado
Aço adequado
18/22
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19/22 [0076] Um corpo de prova foi coletado de cada uma das chapas de aço assim obtida. Foi realizado um teste de tração para o corpo de prova, para medir a resistência à tração e obter o expoente de encruamento (p valor de n) do mesmo.
[0077] Além disso, foram determinados os tipos de carbonetos finos, o diâmetro médio e uma fração volumétrica dos carbonetos, a relação de orientação entre os carbonetos e a matriz de Fe em cada uma das chapas de aço como descrito a seguir pelo uso de um microscópio eletrônico de transmissão. Os resultados do cálculo / da determinação são apresentados na Tabela 2.
(i) Observação da estrutura [0078] Foi observada uma chapa fina preparada como uma amostra pelo uso de cada uma das chapas de aço assim obtida por um microscópio eletrônico de transmissão (TEM) com um aumento de 120.000 a 260.000 vezes, de modo que foram determinados os tipos, o tamanho médio e a fração volumétrica de carbonetos de Nb e/ou de Ti que contêm finos.
[0079] O diâmetro médio dos carbonetos finos que contêm Nb e/ou Ti foi determinado: por observação de 50 carbonetos em dez campos a um aumento de 260.000 vezes para adquirir uma imagem de observação; por avaliação dos diâmetros dos respectivos carbonetos por processamento da imagem de observação por uso de círculos aproximados e pelo cálculo da média aritmética dos diâmetros do grão assim avaliados.
[0080] A seguir, foi calculado um volume de cada um dos respectivos carbonetos partindo do diâmetro dos mesmos e dos volumes dos respectivos carbonetos assim obtidos para determinar o volume total dos carbonetos em cada um dos campos. Por outro lado, a espessura da chapa da amostra foi medida por EELS acoplados com o microscópio eletrônico de transmissão e foi calculado um volume da
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20/22 região de observação partindo da área do campo e da espessura da chapa. Foi obtida uma fração volumétrica dos carbonetos no campo pela divisão do volume total dos carbonetos no campo pelo volume da região de observação.
[0081] Além disso, os tipos de carbonetos finos foram identificados por difração de elétrons pelo uso do microscópio eletrônico de transmissão. Mesmo assim, foi confirmado se os planos (001) de carbonetos de Nb e/ou Ti estão ou não em paralelo com o plano (001) de Fe e a direção <100> destes carbonetos estão em paralelo com a direção <110> de Fe. o representa um caso em que a relação em paralelo do plano (001) e a relação da direção e<100> m paralelo são ambas satisfeitas, ao passo que x representa um caso em que pelo menos uma destas duras reações em paralelo não está satisfeita. Os resultados são apresentados na Tabela 2. No que se refere à chapa de aço N°. 14, não foram detectados precipitados de carboneto devido a um teor muito pequeno de Ti e de Nb.
(ii) Teste de tração [0082] Foi coletado um corpo de prova A JIS No. 5 para teste de tração (JIS Z 2201), que precisava ser estirado em uma direção paralela à direção da laminação, de cada uma das chapas de aço assim obtida. O corpo de prova foi sujeito a um teste de tração de acordo com as prescrições de JIS Z 2241, para medir a resistência à tração do corpo de prova. Além disso, também foi analisado o expoente de encruamento (o valor de n) quando a tensão era de 0,05 a 0,25.
[0083] Em um caso em que este valor de n for de 0,23 ou maior, a amostra é determinada para exibir excelente trabalhabilidade em uma prensa. Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 2.
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Tabela 2
N°. Tipo de aço Condições de laminação a quente Precipitados de carboneto Propriedades mecânicas Nota
Temperatura de laminação para acabamento (°C) Temperatur a de resfriament o (°C) Tamanho médio (nm) fração volumétric a Tipo de carboneto Relação de orientação entre carboneto e Fe TS (MPa) Índice de encruamento (valor de n)
1 A 910 620 3,3 0,00008 (Ti,Nb)C O 301 0,28 P.Ex.
2 B 910 620 3,3 0,00012 (Ti,Nb)C o 297 0,29 P. Ex.
3 C 910 620 4,3 0,00024 (Ti,Nb)C o 300 0,28 P.Ex.
4 D 840 620 5,2 0,00035 (Ti,Nb)C o 332 0,21 C.Ex.
5 E 910 600 8,9 0,00180 TiC, NbC X 352 0,15 C.Ex.
6 F 930 750 4,2 0,00015 NbC o 298 0,21 C. Ex.
7 G 930 600 4,1 0,00016 NbC o 298 0,27 P.Ex.
8 H 930 680 4,2 0,00017 TiC X 290 0,24 C.Ex.
9 I 930 600 4,3 0,00018 TiC o 301 0,26 C.Ex.
10 J 930 600 4,2 0,00019 TiC o 302 0,26 C. Ex.
11 K 910 800 9,2 0,00025 TiC X 345 0,19 C.Ex.
12 L 940 680 4,1 0,00024 NbC X 302 0,24 P.Ex.
13 M 950 630 3,6 0,00025 (Ti,Nb)C o 304 0,27 P.Ex.
14 N 930 740 - - - X 367 0,18 C. Ex.
15 O 930 640 3,2 0,00031 NbC o 299 0,24 P.Ex.
16 P 920 640 3,3 0,00029 NbC o 298 0,25 P.Ex.
17 Q 910 640 3,6 0,00028 TiC o 301 0,24 C.Ex.
18 R 900 620 3,2 0,00029 TiC o 300 0,24 C. Ex.
19 S 900 600 3,5 0,00021 TiC, NbC o 299 0,26 P.Ex.
20 T 900 600 3,1 0,00022 TiC, NbC o 287 0,27 P.Ex.
P.Ex: Exemplo Presente C. Ex: Exemplo Comparativo
21/22
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22/22 [0084] É entendido pela Tabela 2 que as chapas de aço obtidas de acordo com a presente invenção exibem unanimemente bons valores de n (pelo menos 0,23), indicando excelente trabalhabilidade na prensa.
Aplicabilidade Industrial [0085] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer uma chapa de aço e uma chapa de aço plaqueada cuja trabalhabilidade na prensa seja significativamente melhorada, comparada com a chapa de aço convencional ou com a chapa de aço plaqueada e assim causar um efeito superior em termos industriais.

Claims (7)

1/2 reivindicações
1. Chapa de aço que possui excelente trabalhabilidade, tendo uma composição compreendendo em % em massa:
C: 0,005% ou menor;
Si: 0,2% ou menor;
Mn: 0,5% ou menor;
P: 0,04% ou menor;
S: 0,03% ou menor;
N: 0,01% ou menor;
Al: 0,1% ou menor;
Ti: 0,01% a 0,1%;
Nb: 0,011% a 0,1% e o restante como Fe e impurezas incidentais, caracterizada pelo fato de que os carbonetos de Nb e/ou de
Ti cujo diâmetro do grão não é maior do que 6 nm estão dispersos a uma fração volumétrica na faixa de 1 x 10_5 até 5 x 10_4 no aço.
2. Chapa de aço que possui excelente trabalhabilidade de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os planos (001) dos carbonetos estão em paralelo com o plano (001) de Fe e a direção <100> dos carbonetos para estar em paralelo com a direção <110> do Fe.
3. Chapa de aço que possui excelente trabalhabilidade de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a composição também compreende em % em massa,
B: 0,0030% ou menos
4. Chapa de aço que possui excelente trabalhabilidade de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a composição também compreende pelo menos um tipo de elemento, selecionado do grupo que consiste em Cu, Sn, Ni, Ca, Mg, Co, As, Cr, Sb, W, Mo, Pb, Ta, terras raras, V, Cs, Zr e Hf tal que os
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2/2 teores totais dos mesmos não excedam 1%.
5. Chapa de aço plaqueada, caracterizada pelo fato de compreender a chapa de aço como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4 e uma camada de revestimento fornecida sobre uma superfície da chapa de aço.
6. Processo de fabricação de uma chapa de aço que possui excelente trabalhabilidade, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
sujeitar um material da chapa de aço que possui a composição de qualquer uma das reivindicações 1, 3 e 4 a uma laminação a quente;
resfriar o material de chapa de aço após completar a laminação para acabamento a 900°C ou mais alta;
sujeitar o material de chapa de aço resfriado a bobinagem a 700°C ou menor e subsequentemente sujeitar o material de chapa de aço a uma decapagem, laminação a frio e recozimento, para obter uma chapa de aço laminada a frio.
7. Processo para a fabricação de uma chapa de aço plaqueada, caracterizado pelo fato de que compreende sujeitar a chapa de aço obtida pelo processo de fabricação como definido na reivindicação 6 a plaqueamento, para formar uma camada de revestimento sobre uma superfície da chapa de aço.
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