BR102012020445A2 - Folha de aço laminado fria de alta resistência - Google Patents

Abstract

Folha de aço laminado fria de alta resistência <um>problema técnico<mv> a presente invenção refere-se a fornecer uma folha de aço laminado fria de alta resistência sendo excelente igualmente em formabilidade e formabilidade de expansão de furo e um método para vantajosamente fabricar a folha de aço laminado fria de alta resistência. <um>solução de problema<mv> especificamente, a presente invenção fornece um a folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabilidade excelente , compreendendo uma composição incluindo % em massa: c:0,05% a 0,20%; si: 0,10% ou menos: mn:0,2% a 1,7%, p:0,10% ou menos; s: 0,10% ou menos : al: 0,01% a 0,10%; n; 0,010% ou menos; e o equilibrio como fe e impurezas incidentais, em que contanto que [% de m] represente teor (% em massa) de elemento m em aço , [% de mn]/[% de c] <242>2,0, relação de área de ferrita é pelo menos 90%, relação de área de perlita está na faixa de 1 % a 10%, e espaçamento lamelar de perlita não é maior do que 0,5 <109>m

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FOLHA DE AÇO LAMINADO FRIA DE ALTA RESISTÊNCIA".

Campo técnico A presente invenção refere-se a uma folha de aço laminado fria de alta resistência tendo dureza de cozedura e formabilidade excelente que são adequados para um membro de painel de porta de automóvel, capô e similar, bem como os membros a ser acabados por cozimento para máqui- nas automáticas, mesas, aparelhos eletrodomésticos, equipamento de au- tomação de escritório, materiais de construção, e similar. A presente inven- ção da mesma forma refere-se a métodos para fabricar a folha de aço.

Na presente invenção, uma "folha de aço" representa uma folha de aço laminado fria da qual espessura da folha é 2,0 mm ou menos. Técnica Antecedente Nos últimos anos, respondendo a preocupação de público cres- cente sobre questões ambientais globais, houve uma demanda crescente para restringir uso de placas de aço que necessitam de uma quantidade re- lativamente grande de emissões de CO2 durante um processo de produção do mesmo. Além disso, na indústria automóvel e similar, houve uma deman- da crescente por veículos mais leves para melhorar uma taxa de consumo de combustível e reduzir gases de escapamento.

Para efetivamente atender estas demandas, foi considerado aumentar resistência de uma placa de aço e torná-la mais fina, isto é, para produzir uma folha de aço de alta resistência. Entretanto, em um caso de uma tal folha de aço de alta resistência, surge problemas tais como deterio- ração de formabilidade de expansão de furo e geração de rachaduras duran- te formação de prensa do mesmo.

Quanto a uma folha de aço laminado fria tendo boa formabilida- de, Literatura de Patente 1 descreve um método para fabricar uma folha de aço laminado fria tendo classe 390 MPa a 590 MPa de resistência à tração, relação de rendimento relativamente baixa e boa formabilidade, compreen- dendo: preparar aço contendo % em peso, C: 0,02% a 0,20%, Mn: 0,8% a 2,0%, B/C > 0,04, B - 0,7xN: 0,0003% a 0,0050%; laminação quente do aço tal que laminação de acabamento é realizada em temperatura igual a ou maior do que ponto Ar3 para obter uma folha de aço; e submeter a folha de aço desse modo obtida ao resfriar a taxa de resfriamento na faixa de 30°C/segundo a 150°C/segundo, enrolando em temperatura não excedendo 680°C, laminação a frio e recozimento nesta ordem.

De acordo com a técnica de Literatura de Patente 1, entretanto, surge um problema que formabilidade de expansão de furo da folha de aço laminada fria resultante é pobre e rachaduras tendem a ser geradas em uma seção cruzada perfurada e uma seção cruzada tosquiada da mesma durante formação de prensa.

Lista de citação Literatura de patente [PTL 1] JP-B 60-047886 Como descrito, é difícil de fornecer uma folha de aço laminada fria de alta resistência sendo excelente igualmente em formabilidade e for- mabilidade de expansão de furo de acordo com as técnicas convencionais. A presente invenção visa vantajosamente resolver o problema mencionado acima da técnica anterior e um objeto da mesma é fornecer uma folha de aço laminada fria de alta resistência sendo excelente igualmen- te em formabilidade e formabilidade de expansão de furo e fornece um mé- todo para vantajosamente fabricar a folha de aço laminada fria de alta resis- tência.

Solução para Problema Os inventores da presente invenção descobriram, como resulta- do de um profundo estudo resolver o problema mencionado acima, cujo uma folha de aço laminado fria de alta resistência sendo excelente igualmente em formabilidade e formabilidade de expansão de furo pode ser obtida enrolan- do-se uma folha de aço em temperatura igual a ou mais alta do que 500°C e em seguida submeter a folha de aço a decapagem, laminação a frio e reco- zimento nesta ordem e, em particular, realizando o recozimento para incluir: aquecimento da folha de aço a partir de 500°C a temperatura de imersão em uma taxa de aquecimento de pelo menos 0,2°C/segundo na faixa de tempe- ratura; em seguida submeter a folha de aço a imersão em temperatura de imersão na faixa de 700°C a 900°C para uma duração de tempo de imersão na faixa de 10 segundos a 1000 segundos; e resfriar a folha de aço a 500°C em uma taxa de resfriamento de pelo menos 3°C/segundo. O mecanismo em relação a como formabilidade de expansão de furo, em particular, é melhorado pela presente invenção é presumivelmente como segue, embora detalhes do mecanismo especificamente não restrin- gem a presente invenção.

Isto é, é assumido que concentração de cepa em uma interface entre ferrita e cementita quando uma força de cisalhamento é aplicada a uma folha de aço é bem suprimida e geração de vazio aqui é bem prevenida aumentando-se uma relação de teor de Mn a teor de C em aço e diminuindo espaçamento lamelar de perlita gerado durante recozimento e processos de resfriamento, em que geração de rachaduras na folha de aço durante forma- ção de prensa pode ser suprimida. A presente invenção foi inventada na base das descobertas mencionadas acima e características primárias da mesma são como segue. (1) um folha de aço laminado fria de alta resistência tendo for- mabilidade excelente, compreendendo uma composição incluindo % em massa: C: 0,05% a 0,20%; Si: 0,10% ou menos; Mn: 0,2% a 1,7%; P: 0,10% ou menos; S: 0,10% ou menos; Al: 0,01% a 0,10%; N: 0,010% ou menos; e o equilíbrio como Fe e impurezas incidentais, em que contanto que [% M] represente teor (% em massa) de elemento M em aço, [% de Mn] / [% de C] > 2,0, relação de área de ferrita é pelo menos 90%, relação de área de perli- ta está na faixa de 1% a 10%, e espaçamento lamelar de perlita não é maior do que 0,5 μιτν (2) a folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabi- lidade excelente de (1) acima, também compreendendo % em massa pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo em B: 0,0002% a 0,0030%, Cr: 0,002% a 0,10%, Ni: 0,002% a 0,10% e Cu: 0,002% a 0,10%. (3) a folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabi- ade excelente de (1) ou (2) acima, também compreendendo % em massa io menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo em Ti, i, V, Ta, W e Mo cada por um teor na faixa de 0,002% a 0,050%. (4) o folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabi- ade excelente de qualquer de (1) a (3) acima, também compreendendo % í massa Sb: 0,005% a 0,050%. (5) a folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabi- ade excelente de qualquer de (1) a (4) acima, também compreendendo % í massa pelo menos um tipo de elemento selecionado a partir do grupo nsistindo em Ca e REM cada por um teor na faixa de 0,0005% a 0,01%. (6) a folha de aço laminado fria de alta resistência tendo forrnabi- ade excelente de qualquer de (1) a (5) acima, em que a folha de aço tem sistência à tração (TS) de pelo menos 390 MPa, alongamento (EL) de pelo mos 30%, e formabiiidade de expansão de furo de pelo menos 40%. (7) a folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabi- ade excelente de qualquer de (1) a (6) acima, em que para uma superfície folha de aço é fornecida com uma camada de revestimento. (8) um método por fabricar uma folha de aço laminada fria de al- resistência tendo formabiiidade excelente, compreendendo preparar um aterial de aço tendo a composição de qualquer de (1) a (5) acima e subme- ' o material de aço a laminação quente, resfriamento, decapagem, lamina- 0 fria e recozimento nesta ordem para produzir uma folha de aço, caracte- ada pelo fato de que: fixar temperatura de laminação depois da laminação ente ser 500°C ou mais alta; e realizar o recozimento sob condições inclu- fo taxa de aquecer a folha de aço a partir de 500°C a faixa de temperatura ! imersão, de pelo menos 0,2°C/segundo, temperatura de imersão em pro- sso de imersão, na faixa de 700°C a 900°C, tempo de imersão na faixa de 1 segundos a 1000 segundos, e taxa de resfriar a folha de aço a partir da xa de temperatura de imersão a 500°C, de pelo menos 3°C/segundo. (9) o método para fabricar uma folha de aço laminada fria de alta sistência tendo formabiiidade excelente de (8) acima, também compreen- >ndo reter a folha de aço em temperatura na faixa de 200°C a 500°C du- rante pelo menos 30 segundos resfriando-se a folha de aço depois do pro- cesso de imersão. (10) o método para fabricar um folha de aço laminada fria de alta resistência tendo formabilidade excelente de (8) ou (9) acima, compreen- dendo submeter a folha de aço a laminação de têmpera depois do recozi- mento em taxa de redução de espessura de folha na faixa de 0,1 % a 3,0%. (11) o método para fabricar um folha de aço laminada fria de alta resistência tendo formabilidade excelente de qualquer de (8) a (10) acima, também compreendendo submeter a folha de aço a processo de revestimen- to depois de resfriar a 500°C. (12) o método para fabricar um folha de aço laminada fria de alta resistência tendo formabilidade excelente de (11) acima, também compreen- dendo submeter uma camada de revestimento fornecida pelo processo de revestimento a processo de galvanização.

Efeitos vantajosos da Invenção De acordo com a presente invenção, é possível fornecer um fo- lha de aço laminada fria de alta resistência sendo excelente igualmente em formabilidade e formabilidade de expansão de furo, bem como um método de produção vantajoso da mesma.

Breve Descrição dos Desenhos A figura é um gráfico mostrando uma relação entre [% de Mn] / [% de C] e espaçamento lamelar de perlita. A figura 2 é um gráfico mostrando uma relação entre espaça- mento lamelar de perlita e formabilidade de expansão de furo.

Descrição de Modalidades Uma modalidade da presente invenção será descrita em deta- lhes em seguida.

Primeiro, razões por que composições de componente de uma folha de aço laminada fria foram restringidas às faixas mencionadas acima na presente invenção serão explicadas. Na presente modalidade, "%" de composições de componente abaixo representa % em massa a menos que de outra maneira especificado. C: 0,05% a 0,020% Carbono forma perlita para contribuir em resistência crescente de aço. Desta maneira, teor de carbono será pelo menos 0,05%, preferivel- mente pelo menos 0,10%, mais preferivelmente pelo menos 0,12%, e tam- bém mais preferivelmente pelo menos 0,14%.

Entretanto, muito carbono aumenta fração de perlita e facilita ge- ração de bainita e martensita, desse modo significativamente deteriorando formabilidade tal como alongamento e formabílidade de expansão de furo de uma folha de aço. Teor de carbono portanto será 0,20% ou menos, preferi- velmente 0,18% ou menos, e mais preferivelmente 0,16% ou menos.

Si: 0,10% ou menos Muito silicone, adicionado a aço, facilita concentração seletiva de carbono em austenita em região de fase dual de ferrita-austenita, desse mo- do causando fase de bainita e fase de martensita ser gerada em resfriamen- to do aço e desse modo significativamente deteriorando formabilidade tal como alongamento e formabilidade de expansão de furo de uma folha de aço. Além disso, muito silicone em aço faz óxidos de Si ser gerados em pro- cesso de recozimento, para adversamente afetar umectabilidade do aço.

Desta maneira, teor de silicone será 0,10% ou menos, preferivelmente 0,05% ou menos, mais preferivelmente 0,03% ou menos, e também mais preferivelmente 0,01% ou menos.

Mn: 0,2% a 1,7% Manganês não apenas contribui para realçar resistência de uma folha de aço por fortalecimento de soluto porém da mesma forma estreita espaçamento lamelar de perlita reduzindo-se transformação de perlita. Além disso, manganês é ligado a enxofre prejudicial em aço para formar MnS, desse modo tornando enxofre inofensivo. Para alcançar estes efeitos, teor de Mn em aço será pelo menos 0,2%, preferivelmente pelo menos 0,4%, e mais preferivelmente pelo menos 0,6%.

Entretanto, muito manganês em aço não apenas deteriora ducti- lidade do aço devido a endurecimento do mesmo porém da mesma forma resulta em dureza de extinção realçada para gerar fase de bainita e fase de martensita, desse modo significativamente deteriorando formabiiidade tal como alongamento e formabiiidade de expansão de furo. Além disso, muito manganês em aço inibe umectabilidade do aço devido a geração de óxidos de Mn durante o processo de recozímento. Desta maneira, teor de Manga- nês em aço necessita ser 1,7% ou menos. P: 0,10% ou menos Fósforo tende a deteriorar ductilidade e tenacidade à fratura de aço devido a segregação do mesmo em limites de grão. Desta maneira, teor de fósforo será 0,10% ou menos, preferivelmente 0,05% ou menos, mais preferivelmente 0,03% ou menos, e também mais preferivelmente 0,01% ou menos. S: 0,10% ou menos Enxofre significativamente deteriora ductilidade de uma folha de aço em laminação quente, desse modo induzindo rachaduras quentes e ca- racterísticas de superfície significativamente arruinadas da folha de aço. A- lém disso, enxofre como um elemento de impureza forma MnS grosso, para deteriorar ductilidade e formabiiidade de expansão de furo de uma folha de aço. É preferível diminuir teor de enxofre tão melhor quanto possível porque os problemas descritos acima tornam-se notáveis quando teor de enxofre em aço excede 0,10%. Desta maneira, teor de enxofre em aço será 0,10% ou menos, preferivelmente 0,05% ou menos, mais preferivelmente 0,03% ou menos, e também mais preferivelmente 0,01% ou menos.

Al: 0,01% a 0,10% Alumínio fixa nitrogênio como nitretos e desse modo suprime envelhecimento progressivo que de outra maneira seria causado por N solu- to. Teor de Al necessita ser pelo menos 0,01% e preferivelmente pelo menos 0,03% para obter um tal efeito bom do mesmo como descrito acima.

Entretanto, muito Al em aço aumenta teor de óxidos de alumínio no aço deteriorando ductilidade do mesmo. Desta maneira, teor de Al neces- sita ser 0,10% ou menos. N: 0,010% ou menos Em um caso onde aço contém muito nitrogênio, o aço pode so- frer de rachadura de laje em laminação quente e possível ocorrência de fa- lhas de superfície. Desta maneira, teor de nitrogênio em aço será 0,010% ou menos, preferivelmente 0,006% ou menos, mais preferivelmente 0,004% ou menos, e também mais preferivelmente 0,003% ou menos. [% de Mn] / [% de C] > 2,0 Manganês interage com carbono e causa um efeito de suprimir difusão de carbono para eventualmente estreitar espaçamento lamelar de perlita. Desta maneira, relação de teor de Mn para teor de C, isto é [% de Mn]/[% de C], necessita ser pelo menos 2,0, preferivelmente pelo menos 4,0, e mais preferivelmente pelo menos 5,0.

Na presente invenção, "[% de M]" representa teor {% em massa) de elemento "M" em aço. O restante da composição da folha de aço de acordo com a pre- sente invenção é Fe e impurezas incidentais. Isto significa que está dentro do escopo da presente invenção que a folha de aço pode incluir impurezas incidentais e outro elemento de traço a menos que existência das mesmas adversamente afete a operação da presente invenção.

Além disso, outros elementos descritos abaixo podem ser adi- cionados para melhorar resistência, ductilidade, e formabilidade de expan- são de furo da folha de aço da presente invenção.

Pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consis- tindo em B: 0,0002% a 0,0030%, Cr: 0,002% a 0,10%, Ni: 0,002% a 0,10% e Cu: 0,002% a 0,10%.

Boro, cromo, níquel e cobre causam efeitos de impedir geração de perlita para eventualmente estreitar espaçamento lamelar de perlita. Para obter este efeito suficientemente, a folha de aço preferivelmente contém pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo em B, Cr, Ni e Cu e teor de boro em aço é preferivelmente pelo menos 0,0002% e mais preferivelmente pelo menos 0,0005% e teores de Cr, Ni e Cu em aço são preferivelmente pelo menos 0,002% e mais preferivelmente pelo menos 0,005%, respectívamente.

Entretanto, adicionando muito B, Cr, Ni e Cu a aço aumenta du- reza de extinção para gerar fase de bainita e fase de martensita. Desta ma- neira, em um caso onde B, Cr, Ni e Cu são adicionados a aço, teor de boro em aço é preferivelmente 0,0030% ou menos e mais preferivelmente 0,0015% ou menos e teores de Cr, Ni e Cu em aço são preferivelmente 0,10% ou menos e mais preferivelmente 0,05% ou menos, respectivamente.

Pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consis- tindo em Ti, Nb, V, Ta, W e Mo cada qual por um teor na faixa de 0,002% a 0,050%.

Ti, Nb, V, Ta, W e Mo cada qual forma carboneto fino, desse modo contribuindo a resistência crescente de uma folha de aço. Em um caso onde pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo em Ti, Nb, V, Ta, W e Mo é adicionado, teores dos elementos são preferivelmen- te pelo menos 0,002%, respectivamente para garantir o efeito bom do mes- mo descrito acima.

Entretanto, muita adição de Ti, Nb, V, Ta, W e Mo a aço signifi- cativamente deteriora ductilidade do aço. Portanto, em um caso onde um ou mais de Ti, Nb, V, Ta, W e Mo são adicionados a aço, teores dos mesmos são preferivelmente 0,050% ou menos e mais preferivelmente 0,030% ou menos, respectiva mente.

Sb: 0,005% a 0,050% Antimônio é segregado em uma superfície de uma folha de aço quando a folha de aço está em um forno de aquecimento para laminação quente, desse modo prevenindo uma laje de ser submetida a nitretação e desse modo suprimir ocorrência de deterioração de ductilidade causada por N. Teor de Sb é preferivelmente pelo menos 0,005% para garantir um tal efeito bom do mesmo como descrito acima.

Entretanto, muita adição de Sb a aço significativamente aumenta o custo de produção. Portanto, teor de Sb é preferivelmente 0,050% ou me- nos.

Pelo menos um tipo de elemento selecionado a partir do grupo consistindo em Ca e REM (metal terroso raro) cada qual por um teor na faixa de 0,0005% a 0,01%.

Ca e REM controlam morfologia de sulfetos, desse modo melho- rando ductilidade de uma folha de aço. Pelo menos um tipo de elemento se- lecionado a partir do grupo consistindo em Ca e REM é preferivelmente adi- cionado por pelo menos 0,0005%, respectivamente para obter o efeito bom do mesmo descrito acima. Entretanto, muita adição destes elementos signifi- cativamente aumenta o custo de produção. Portanto, teores destes elemen- tos são preferivelmente 0,01% ou menos, respectivamente.

Sn, Mg, Co, As, Pb, Zn, O e similar como impurezas não causa- rão problemas em termos de características da folha de aço da presente in- venção, contanto que o teor total do mesmo seja 0,5% ou menos.

Logo, estruturas e valores de propriedades mecânicas da folha de aço laminado fria de alta resistência da presente invenção será descrita.

Relação de área de ferrita: pelo menos 90%.

Relação de área muito pequena de ferrita resulta em deteriora- ção de ductilidade da folha de aço. Desta maneira, relação de área de ferrita será pelo menos 90%, preferivelmente pelo menos 95%, e mais preferivel- mente pelo menos 98%.

Na presente invenção, "relação de área de ferrita" representa proporção de ferrita em estrutura de aço. Fração de ferrita, isto é relação de área de ferrita, de uma amostra pode ser medida, por exemplo, por: incluin- do um corte transversal em direção de laminação da amostra em resina; submetendo o corte transversal a corrosão por solução nital; e observando uma (300 x 300) área de μίτι2 de estrutura de aço em x 1000 ampliação.

Relação de área de perlita: 1% a 10% Perlita é essencialmente requerida para realçar resistência da fo- lha de aço da presente invenção e relação de área de perlita em aço neces- sita ser pelo menos 1%. Entretanto, relação de área muito grande de perlita resulta em deterioração de ductilidade e formabilidade de expansão de furo da folha de aço. Desta maneira, relação de área de perlita será 10% ou me- nos, preferivelmente 5% ou menos, e mais preferivelmente 2% ou menos.

Na presente invenção, "relação de área de perlita" representa proporção de perlita em estrutura de aço. Fração de perlita, isto é relação de área de perlita, de uma amostra pode ser medida, por exemplo, por: incluir um corte transversal em direção de laminação da amostra em resina; sub- meter o corte transversal a corrosão por solução nital; e observando uma (300 x 300) área de pm2 de estrutura de aço em x 1000 ampliação. A estrutura de aço pode incluir martensita e/ou bainita como es- truturas de cristal diferente de ferrita e perlita. As frações menores de mar- tensita e/ou bainita são as melhores porque martensita e martensita respec- tivamente deterioram ductilidade e formabilidade de expansão de furo da folha de aço.

Espaçamento lamelar de perlita: Não maior do que 0,5 pm Espaçamento lamelar muito grande de perlita deteriora formabi- lidade de expansão de furo. Desta maneira, espaçamento lamelar de perlita será 0,5 pm ou menos, preferivelmente 0,3 pm ou menos, e mais preferivel- mente 0,2 pm ou menos.

Resistência à tração (TS): pelo menos 390 MPa A folha de aço laminada fria de alta resistência da presente in- venção preferivelmente tem resistência à tração (TS) de pelo menos 390 MPa. Fixação TS de uma folha de aço será pelo menos 390 MPa permite a folha de aço diluída ainda quando a folha de aço for para uso em um mem- bro requerendo resistência relativamente alta. Na presente invenção, TS po- de ser medido cortando-se um pedaço de teste de tração JIS No. 5 fora de uma folha de aço de amostra, em uma direção ortogonal à direção de lami- nação, e submeter o pedaço de teste a um teste de tração de acordo com JIS Z 2241.

Alongamento: pelo menos 30% A folha de aço laminada fria de alta resistência da presente in- venção exibe alongamento (EL) de preferivelmente pelo menos 30%, mais preferivelmente pelo menos 35%, e ainda mais preferivelmente pelo menos 40%. Geração de rachaduras formação de prensa pode ser suprimida em uma folha de aço exibindo alongamento de pelo menos 30%. Na presente invenção, EL pode ser medido cortando-se um pedaço de teste de tração JIS No. 5 fora de uma folha de aço de amostra, em uma direção ortogonal à direção de laminação, e submeter o pedaço de teste a um teste de tração de acordo com JIS Z 2241.

Relação de expansão de furo: pelo menos 40% Relação de expansão de furo muito pequena resulta em possível geração de rachaduras em uma porção perfurada e/ou uma porção tosquia- da em formação de prensa. Desta maneira, relação de expansão de furo será pelo menos 40%, preferivelmente pelo menos 50%, e mais preferivel- mente pelo menos 60%. A folha de aço laminada fria de alta resistência da presente in- venção pode ter uma película de revestimento fornecida em uma superfície da mesma. Uma película de revestimento formada em uma superfície de uma folha de aço melhora resistência a corrosão da folha de aço. Exemplos do revestimento (película) incluem galvanização por imersão a quente, gal- vanelamento, revestimento de electro zinco (por exemplo revestimento de liga electro Zn-Ni) e similar.

Logo, um método para fabricar uma folha de aço laminada fria da presente invenção será descrito.

Na presente invenção, folha de aço laminada fria é preferivel- mente fabricada por um método de submeter uma laje como um material de aço produzido por fundição contínua em laminação quente para obter uma folha de aço e submeter a folha de aço desse modo obtida a resfriamento, bobinamento, decapagem, laminação fria, e recozimento nesta ordem.

Especificamente, o método também inclui: fixar temperatura de bobinamento depois da laminação quente para ser 500°C ou mais alto; e realizar o recozimento sob condições que: taxa de aquecimento da folha de aço de 500°C a faixa de temperatura de imersão é pelo menos 0,2°C/segundo; temperatura de imersão em processo de imersão está na faixa de 700°C a 900°C; tempo de3 imersão está na faixa de 10 segundos a 1000 segundos; e taxa de resfriar a folha de aço da faixa de temperatura de imersão a 500°C é pelo menos 3°C/segundo.

Temperatura de imersão depois de laminação quente: 500°C ou mais alta Em um caso onde temperatura de bobinamento depois da lami- nação quente é muito baixa, concentração seletiva de carbono em austenita pode não ocorrer de uma maneira satisfatória durante transformação de fer- rita, pelo que geração de perlita pode possivelmente ser suprimida no pro- cesso de recozimento depois de laminação fria. Além disso, a folha de aço é endurecida devido a geração de fases transformadas de baixas temperatura duras tal como bainita e martensita, que aumentam carga experimentada durante operação de laminação fria depois disso e desse modo torna a ope- ração difícil. Desta maneira, temperatura de laminação será 500°C ou mais alta, preferivelmente 550°C ou mais alta, e mais preferivelmente 600°C ou mais alta. Embora o limite superior de temperatura de bobinamento não seja particularmente especificada, o limite superior de temperatura de bobina- mento é preferivelmente 750°C ou mais baixa, mais preferivelmente 700°C ou mais baixa, e também mais preferivelmente 650°C ou mais baixa porque temperatura de bobinamento muito alta facilita geração de escalas para di- minuir rendimento de produção de folha de aço, da mesma forma gerar fa- lhas de superfície devido a resíduos de escala em processo de decapagem.

Taxa de aquecimento da folha de aço de 500°C a faixa de tem- peratura de imersão em processo de recozimento: pelo menos 0,2°C/segundo Taxa muito baixa de aquecimento da folha de aço no processo de recozimento permite geração de cementita de soluto no meio de aqueci- mento, pelo qual carbono difunde para suprimir concentração seletiva do mesmo e desse modo geração de perlita é suprimida no processo de resfri- amento depois disso. Considerando que geração de cementita de soluto tor- na-se notável em temperatura igual a ou mais alta do que 500°C, a taxa de aquecimento de 500°C para temperatura de imersão será pelo menos 0,2°C/segundo, preferivelmente pelo menos 0,5°C/segundo, mais preferi- velmente pelo menos 1°C/segundo, e também mais preferivelmente pelo menos 3°C/segundo. O limite superior da taxa de aquecimento não é particu- larmente especificado e a folha de aço pode ser aquecida em taxa de aque- cimento de 100°C/s econdor mais alta usando IH (aquecimento por indução) ou similar. A taxa de aquecimento de 30°C/segundo ou mais baixa é geral- mente satisfaz a menos que um dispositivo de aquecimento específico seja empregado.

Temperatura de imersão em processo de recozimento: 700°C a 900°C

Temperatura de imersão muito baixa resulta em não apenas re- cristalização incompleta e deterioração significante de ductilidade da folha de aço porém da mesma forma supressão de concentração seletiva de carbono devido a fracasso de transformação de austenita, cuja supressão em segui- da leva a supressão de geração de perlita no processo de resfriamento. Des- ta maneira, temperatura de imersão será pelo menos 700°C e preferivelmen- te pelo menos 750°C.

Entretanto, temperatura de imersão será 900°C ou mais baixa e preferivelmente 850°C ou mais baixa porque temperatura de imersão muito alta engrossa grãos e diminui resistência de aço.

Tempo de imersão em processo de recozimento: 10 segundos a 1000 segundos Tempo de imersão muito curto resulta em recristalização incom- pleta e deterioração significante de alongamento. Desta maneira, tempo de imersão será pelo menos 10 segundos, preferivelmente pelo menos 30 se- gundos, e mais preferivelmente pelo menos 100 segundos.

Entretanto, tempo de imersão será 1000 segundos ou menos, preferivelmente 500 segundos ou menos, mais preferivelmente 300 segun- dos ou menos, e também mais preferivelmente 200 segundos ou menos porque tempo de imersão muito muito engrossa grãos de ferrita e diminui resistência de aço.

Taxa de resfriamento da folha de aço de faixa de temperatura de imersão a 500°C em processo de recozimento: pelo menos 3°C/segundo Taxa muito baixa de resfriamento da folha de aço da temperatu- ra de imersão não apenas engrossa grãos de ferrita e desse modo diminui resistência de aço porém da mesma forma alarga espaçamento lamelar de perlita. Considerando que tais fenômenos como descrito acima tornam-se notáveis em temperatura igual a ou mais alta do que 500°C, a taxa resfria- menta da temperatura de imersão a 500°C será pelo menos 3°C/segundo, preferivelmente pelo menos 5°C/segundo, e mais preferivelmente pelo me- nos 10°C/segundo. Embora o limite superior da taxa de resfriamento não é particularmente especificado, a taxa de aquecimento de 30°C/segundo ou desse modo é geralmente suficiente porque resfriamento mais rápido pode requerer um aparato especial.

Retenção da folha de aço em temperatura na faixa de 20CTC a 500°C durante pelo menos 30 segundos resfriando-se a folha de aço depois de aquecimento e processos de imersão Resistência a ductilidade e envelhecimento da folha de aço pode ser melhorada precipitando-se cementita e reduz carbono de soluto retendo- se a folha de aço em temperatura relativamente baixa no processo de resfri- amento depois do aquecimento e imersão. Considerando que tal redução de carbono de soluto como descrito acima torna-se notável em temperatura na faixa de 200°C a 500°C, a folha de aço será retida preferivelmente no pro- cesso de resfriamento em temperatura na faixa de 20CTC a 500°C durante preferivelmente pelo menos 30 segundos, mais preferivelmente pelo menos 100 segundos, e também mais preferivelmente pelo menos 150 segundos. O

limite superior do tempo de retenção não é particularmente especificado. O tempo de retenção de 600 segundos ou desse modo é geralmente suficiente.

Taxa de redução de espessura de folha em laminação de têmpe- ra depois do recozimento: 0,1% a 3,0% Laminação de têmpera depois do recozimento diminui rendimen- to de alongamento de ponto de uma folha de aço, suprime geração de vin- cos aqui em formação de prensa, e da mesma forma prosperamente supri- me concentração de cepas em operação de perfuração ou cisalhamento por introdução plana de cepas. Desta maneira, é preferível realizar laminação de têmpera depois do recozimento. Taxa de redução de espessura de folha em tal laminação de têmpera depois do recozimento como descrito acima é pre- ferivelmente pelo menos 0,1% e mais preferivelmente pelo menos 0,5%.

Entretanto, taxa de redução de espessura de folha em lamina- ção de têmpera depois do recozimento é preferivelmente 3,0% ou menos, mais preferivelmente 2,0% ou menos, e também mais preferivelmente 1,5% ou menos porque taxa de redução de espessura de folha muito grande resul- ta em deterioração de ductilidade de uma folha de aço devido a endureci- mento de cepa. Laminação de têmpera pode ser laminação por rolos ou for- mação de tração de aplicar tensão a uma folha de aço, ou combinação de laminação e formação de tração.

Implementando-se a presente invenção, aço pode ser preparado por técnicas de lingote apropriadamente usando-se um convertedor conven- cional, forno elétrico, e similar. O aço fundido desse modo preparado é em seguida submetido a moldagem para obter uma laje e a laje é imediatamente submetida a laminação quente. Alternativamente, a laje em uma condição morna ou fria pode ser reaquecida e submetida a laminação quente. Aque- cimento em laminação quente pode ser conduzido em temperatura na faixa de 1100°C a 1250°C. A laminação quente é preferivelmente completada por laminação acabada em faixa de austenita de laminação áspera.

Uma taxa de resfriamento entre a laminação acabada e bobina- mento não é particularmente restringida e uma taxa de resfriamento não mais baixa do que superfícies de resfriamento a ar natural. É aceitável reali- zar resfriamento rápido a 20°C/segundo ou mais alto ou resfriamento super- rápido a 100°C/segundo ou mais alto.

Em laminação fria depois de decapagem convencional depois disso, laminação pode ser realizada em taxa de laminação fria na faixa de 50% a 80%. Recozimento, embora uma taxa crescente de temperatura em um processo crescente de temperatura até 500°C não é particularmente res- tringido, a taxa crescente de temperatura é preferivelmente pelo menos 3°C/segundo porque de outra maneira a eficiência operacional é adversa- mente afetada. A folha de aço da presente invenção pode opcionalmente ser imersa em um banho de revestimento de zinco em temperatura na faixa de 420°C a 500°C em um estágio do processo de resfriamento depois da imer- são, para ser fornecido com uma película de revestimento com base em gal- vanização.

Além disso, o material de aço que foi imerso em um banho de revestimento pode ser reaquecido em temperatura na faixa de 460°C a 570°C e reteve em um tal estado durante pelo menos 1 segundo, preferivel- mente pelo menos 5 segundos, para que é chamado "tratamento de liga" de ligar zinco com ferro.

Relativo a revestimento, revestimento diferente de revestimento de zinco, por exemplo revestimento de Al, revestimento de composto de Zn- Al e similar, pode ser realizado. Em um caso onde revestimento não é reali- zado recozimento, revestimento de electro zinco, revestimento de Ni ou simi- lar pode ser realizado. Além disso, é aceitável formar uma película em uma folha de aço laminada fria ou uma folha de aço revestida por revestimento de conversão química ou similar.

Exemplos Exemplos da presente invenção serão em seguida descritos.

Tabela 1 mostra composições químicas de amostras de laje res- pectivas e Tabela 2 mostra condições de produção das respectivas amostras de folha de aço. Aços fundidos tendo a química ou composições de compo- nente da Tabela 1 foram submetidos a moldagem contínua para obter as respectivas amostras de laje (material de aço). As amostras de laje desse modo obtidas foram submetidas a laminação quente, resfriamento, bobina- mento, decapagem, laminação fria e recozimento nesta ordem de acordo com as condições de produção da Tabela 2, respectivamente, para produzir as respectivas amostras de folha de aço laminado fria de alta resistência.

Alguns (realmente a maioria) das amostras de aço foram também submeti- das a laminação de têmpera depois do recozimento.

Relativo a revestimento, "GA" representa galvanização quente- profundo, "Gl" representa galvanização quente-profunda, e "EG" representa revestimento de electro zinco na Tabela 2. GA e Gl foram conduzidos em um estágio de um processo de resfriamento de recozimento. EG foi conduzido depois do recozimento.

Estrutura de aço de um corte transversal na direção de lamina- ção de cada uma das respectivas amostras de folha de aço foi observada usando-se um microscópio de elétron de varredura (SEM) a x 1000 amplia- ção, e relações de área das respectivas estruturas de cristal de aço foram determinadas por processamento de imagens de cinco (100 μιτι x 100 μιτι) campos. Espaçamento lamelar de perlita foi determinado: calculando-se o espaçamento lamelar médio para cada uma das respectivas estruturas de perlita desse modo observadas; e calculando a média dos valores médios de espaçamento lamelar desse modo calculado.

Além disso, testes de ruptura de tração para ponto de rendimen- to (VP), resistência à tração (TS) e alongamento (EL) foram realizados para cada uma das amostras de folha de aço cortando-se um pedaço de teste de tração JIS No. 5 fora da amostra na direção ortogonal à direção de lamina- ção, de acordo com JIS Z 2241.

Ainda além disso, relação de expansão de furo de cada uma das amostras de folha de aço foi calculada de acordo com JIS Z 2256.

Tabela 3 mostra os resultados desse modo medidos e calcula- dos. Resistência à tração (TS) de pelo menos 390 MPa, alongamento de pelo menos 30%, e relação de expansão de furo de pelo menos 40% foram avaliados como excelente, respectivamente, em termos de propriedades físi- cas relevantes. É entendido a partir dos resultados mostrados na Tabela 3 que as amostras de folha de aço de Exemplos de acordo com a presente inven- ção (Nos. 1, 3-10, 17-20 e 28) por unanimidade exibem valores satisfatórios para cada uma das propriedades físicas relevantes.

Em contraste, as amostras de folha de aço de Exemplos Compa- rativos (Nos. 2, 11-16 e 21-27) por unanimidade exibem pelo menos um va- lor pobre para as propriedades físicas relevantes, quando comparado com as amostras de folha de aço dos Exemplos.

Figura 1 mostra uma relação entre [% de Mn] / [% de C] e espa- çamento lamelar de perlita para as amostras de folha de aço No. 1, 3-10, 13, 16 e 17-20. É entendido a partir da figura 1 que espaçamento lamelar < 0,5 μηη pode ser facilmente obtido garantindo-se [% de Mn] / [% de C] > 2,0.

Além disso, figura 2 mostra uma relação entre espaçamento la- melar de perlita e relação de expansão de furo para as amostras de folha de aço No. 1, 3-10, 13, 16 e 17-20. É entendido a partir da figura 2 que relação de expansão de furo > 40% pode ser facilmente obtida garantindo-se espa- çamento lamelar < 0,5 pm.

Aplicabilidade industrial De acordo com a presente invenção, é possível fornecer um fo- lha de aço laminada fria de alta resistência sendo excelente igualmente em formabilidade e formabilidade de expansão de furo e um método de produ- ção vantajoso do mesmo, que causa um efeito superior em termos industri- ais.

Claims (12)

1. Folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabili- dade excelente, compreendendo uma composição incluindo % em massa: C: 0,05% a 0,20%; Si: 0,10% ou menos; Mn: 0,2% a 1,7%; P: 0,10% ou menos; S: 0,10% ou menos; Al: 0,01% a 0,10%; N: 0,010% ou menos; e o equilíbrio como Fe e impurezas incidentais, em que contanto que [% de M] represente teor (% em massa) de elemento M em aço, [% de Mn] / [% de C] > 2,0, relação de área de ferrita é pelo menos 90%, relação de área de perlita está na faixa de 1% a 10%, e espaçamento lamelar de perlita não é maior do que 0,5 μιτι.

2. Folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabili- dade excelente, de acordo com a reivindicação 1, também compreenden- do % em massa pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo em B: 0,0002% a 0,0030%, Cr: 0,002% a 0,10%, Ni: 0,002% a 0,10% e Cu: 0,002% a 0,10%,

3. Folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabili- dade excelente, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, também compreen- dendo % em massa pelo menos um elemento selecionado a partir do grupo consistindo em Ti, Nb, V, Ta, W e Mo cada por um teor na faixa de 0,002% a 0,050%.

4. Folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabili- dade excelente, de acordo com quaisquer dentre as reivindicações 1 a 3, também compreendendo % em massa Sb: 0,005% a 0,050%.

5. Folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabili- dade excelente, de acordo com quaisquer dentre as reivindicações 1 a 4, também compreendendo % em massa pelo menos um tipo de elemento se- lecionado a partir do grupo consistindo em Ca e REM cada por um teor na faixa de 0,0005% a 0,01%.

6. Folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabili- dade excelente, de acordo com quaisquer dentre as reivindicações 1 a 5, em que a folha de aço tem resistência à tração (TS) de pelo menos 390 MPa, alongamento (EL) de pelo menos 30%, e formabilidade de expansão de furo de pelo menos 40%.

7. Folha de aço laminado fria de alta resistência tendo formabili- dade excelente, de acordo com quaisquer dentre as reivindicações 1 a 6, em que uma superfície da folha de aço é fornecida uma camada de revestimen- to.

8. Método para fabricar um folha de aço laminada fria de alta re- sistência tendo formabilidade excelente, compreendendo preparar um mate- rial de aço tendo a composição, como definido em quaisquer dentre as rei- vindicações 1 a 5, e submeter o material de aço a laminação quente, resfri- amento, bobinamento, decapagem, laminação fria e recozimento nesta or- dem para produzir uma folha de aço, caracterizado pelo fato de que: fixar temperatura de bobinamento depois da laminação quente ser 500°C ou mais alta; e realizar o recozimento sob condições incluindo taxa de aquecimento da folha de aço de 500°C a faixa de tempe- ratura de imersão, de pelo menos 0,2°C/segundo, temperatura de imersão em processo de imersão, na faixa de 700°C a 900°C, tempo de imersão na faixa de 10 segundos a 1000 segundos, e taxa de resfriamento da folha de aço da faixa de temperatura de imersão a 500°C, de pelo menos 3°C/segundo.

9. Método para fabricar um folha de aço laminada fria de alta re- sistência tendo formabilidade excelente, de acordo com a reivindicação 8, também compreendendo reter a folha de aço em temperatura na faixa de 200°C a 500°C durante pelo menos 30 segundos resfriando-se a folha de aço depois do processo de imersão.

10. Método para fabricar um folha de aço laminada fria de alta resistência tendo formabilidade excelente, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, também compreendendo submeter a folha de aço a laminação de têm- pera depois do recozimento em taxa de redução de espessura de folha na faixa de 0,1% a 3,0%.

11. Método para fabricar um folha de aço laminada fria de alta resistência tendo formabilidade excelente, de acordo com quaisquer dentre as reivindicações 8 a 10, também compreendendo submeter a folha de aço a processo de revestimento depois de resfriar a 500°C.

12. Método para fabricar uma folha de aço laminada fria de alta resistência tendo formabilidade excelente, de acordo com a reivindicação 11, também compreendendo submeter uma camada de revestimento fornecida pelo processo de revestimento a processo de galvanização.