BR102012027286A2 - Chapa de aço laminada a frio de alta resistência e método para produção da mesma - Google Patents

Abstract

CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO DE ALTA RESISÊNCIA E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA MESMA. A presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência que inclui uma composição contendo 0,06% ou maus e 0,12%ou menos de C, 0,4% ou mais e 0,8% ou menos de Si, 1,6% ou mais e 2,0% ou menos de Mn, 0,01% ou mais e 1,0% ou menos de Cr, 0,001% ou mais e 0,1% ou menos de V, 0,05% ou menos de P, 0,01% ou menos de S, 0,01% ou mais e 0,5% ou menos de alumínio solúvel (Al sol.) e 0,005% ou menos de N, como composição de componentes em percentual em massa com o restante sendo composto de ferro e as inevitáveis impurezas, e também inclui uma estrutura metálica na qual a razão de volume de ferrita poligonal é 50% ou mais; a razão de volume de martensita é 5% ou mais e 15% ou menos; a razão de volume de uma fase austenita retida é 1% ou mais e 5% ou menos; o tamanho médio de grão da fase austenita retida é 10 <109>m ou menos, e a razão de aspecto da fase austenita retida é 5 ou menos, e a estrutura remanescente é composta de bainita ou perlita, ou ambas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO DE ALTA RESISTÊNCIA E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA MESMA".

Antecedentes da Invenção 1. Campo da Invenção A presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência e a um método de produção da chapa de aço laminada a frio de alta resistência. 2. Descrição da Técnica Relativa Nos últimos anos, no campo da produção de automóveis, do ponto de vista da conservação do meio ambiente global, a redução do peso do corpo de um veículo automotivo é fortemente desejada, por exemplo, para melhoria do consumo de combustível visando à redução da emissão de C02. Enquanto isso, do ponto de vista de garantir a segurança dos ocupantes, é obviamente desejado que o corpo do veículo automotivo seja mais forte contra o impacto. Para satisfazer tanto a redução do peso quanto o reforço do corpo do veículo automotivo, convencionalmente tem-se tentado reforçar as chapas de aço como materiais para o corpo do veículo e tem-se tentado reduzir a espessura até um ponto em que a rigidez seja mantida.

Em geral, uma chapa de aço de alta resistência é menos dúctil que uma chapa de aço carbono, e assim é difícil de ser conformada por conformação por prensagem ou similar. Por essa razão, está também crescendo a demanda por maior ductilidade de uma chapa de aço, em adição à demanda pelo reforço e pela redução da espessura conforme mencionado a-cima. Para atingir tais demandas, foi proposto o chamado aço TRIP produzido pelo uso de plasticidade induzida por transformação (fenômeno TRIP) no qual a fase gama (fase austenita) é retida de maneira estável à temperatura ambiente, e a fase austenita retida (também denotada como fase gama retida) é transformada em martensita durante a conformação plástica ou similar para apresentar alta ductilidade (veja, por exemplo, a Japanese Patent Application Laid-open n° 1-230715 e a Japanese Patent Application Laid-open n° 1-272720).

Sumário da Invenção Entretanto, no aço TRIP descrito acima, a austenita retida transformada é excessivamente endurecida durante a confirmação, provocando assim a deterioração na stretch-flanqeabilitv. A presente invenção foi feita em vista do acima, e um objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência tendo alta ductilidade e sobressaindo em stretch-flanqeabilitv e Fornecer um método para produção de tal chapa de aço laminada a frio de lata resistência.

Para resolver o problema descrito acima, o inventor da presente invenção fez repetidamente estudos profundos e, como resultado, descobriu que uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência tendo alta ductilidade e excelente stretch-flanqeabilitv é obtida ajustando-se a composição dos componentes do aço e controlando-se as razões de volume das fases ferrita equiaxial, martensita e austenita retida, e também controlando-se a morfologia da austenita retida. Assim, o inventor da presente invenção descobriu os fatos descritos mais tarde. Na presente invenção, o termo "chapa de aço laminada a frio de alta resistência" se refere a uma chapa de aço tendo uma resistência à tração TS de 590 MPa ou mais, e um alongamento total El de 30% ou mais, e uma razão de expansão de furo ? de 60% ou mais.

Para resolver o problema descrito acima, e alcançar o objetivo, uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência conforme a presente invenção inclui, como composição de componentes em percentual em massa, uma composição contendo 0,06% ou mais e 0,12% ou menos de C, 0,4% ou mais e 0,8% ou menos de Si, 1,6% ou mais e 2,0% ou menos de Mn, 0,01% ou mais e 1,0% ou menos de Cr, 0,001% ou mais e 0,1% ou menos de V, 0,05% ou menos de P, 0,01% ou menos de S, 0,01% ou mais e 0,5% ou menos de alumínio solúvel (AL sol.), e 0,005% ou menos de N, com o restante sendo composto de ferro e as inevitáveis impurezas onde, em uma estrutura metálica, a razão de volume de ferrita equiaxial é 50% ou mais, a razão de volume de martensita é 5% ou mais e 15% ou menos, a razão de volume da fase austenita retida é 1% ou mais e 5% ou menos; o tamanho médio de grão da fase austenita retida é 10 pm ou menos; e a razão de aspecto da fase austenita retida é 5 ou menos; e a estrutura remanescente é composta de bainita ou perlita, ou ambos.

Na chapa de aço laminada a frio de alta resistência conforme a presente invenção como apresentada na invenção descrita acima, uma composição de componentes contendo pelo menos um entre 0,001% ou mais e 0,1% ou menos de Ti, 0,001% ou mais e 0,1% ou menos de Nb, e 0,001% ou mais e 0,1% ou menos de Zr, em percentual em massa é também incluída.

Na chapa de aço laminada a frio de alta resistência conforme a presente invenção como apresentada na invenção descrita acima, uma composição de componentes contendo 0,01% ou mais e 0,5% ou menos de Mo, ou 0,0001% ou mais e 0,0020% ou menos de B, ou ambos, em percentual em massa é também incluída.

Um método para produção de uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência conforme a presente invenção inclui: laminar a quente e laminar a frio a matéria prima de aço tendo a composição de componentes como apresentado na invenção descrita acima, aquecer o aço laminado até uma primeira faixa de temperaturas de760°C ou mais a 870°C ou menos; manter o aço aquecido na primeira faixa de temperaturas por 10 segundos ou mais; resfriar o aço até uma faixa de temperatura de 600°C ou mais a 700°C ou menos a uma taxa média de resfriamento de 20°C/s ou menos; resfriar o aço resfriado até uma segunda faixa de temperaturas de 350°C ou mais a 500°C ou menos a uma taxa média de resfriamento de 10°C/s ou mais; manter o aço resfriado na segunda faixa de temperaturas por 10 segundos ou mais; e resfriar o aço até a temperatura ambiente.

De acordo com a presente invenção, é possível fornecer uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência tendo alta ductilidade e excelente em stretch-flanqeability e fornecer um método para produção de uma chapa de aço laminada a freio de alta resistência.

Descrição Detalhada das Configurações Preferidas Uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência e um método de produção da chapa de aço laminada a frio de alta resistência conforme a presente invenção serão descritos abaixo em detalhes em termos de composição de componentes, estrutura metálica, e método de produção da chapa de aço laminada a frio de alta resistência.

Inicialmente serão descritas as composições de componentes. Na descrição dada abaixo, a menos que especificado de forma diferente, o símbolo "%" representando o teor de um elemento constituinte do aço se refere a "percentual em massa".

Teor de C O Carbono (C) tem o efeito de aumentar a resistência de uma chapa de aço pelo endurecimento da fase martensita, e o efeito de gerar o fenômeno TRIP pela estabilização da fase gama à temperatura ambiente. Entretanto, um nível suficiente do efeito não é obtido quando o teor de C é menor que 0,06%. Em contraste, a stretch-flanqeability deteriora quando o teor de C excede 0,12%. Isto é porque um alto teor de C no aço aumenta a dureza da fase martensita e da fase austenita retida após a transformação, e aquelas fases servem como pontos de partida de uma fratura durante a conformação. Consequentemente, o teor de C é ajustado na faixa de 0,06% ou mais a 0,12% ou menos. Para também estabilizar a resistência, o teor de C é preferivelmente ajustado para 0,08% ou mais; Para suprimir as fraturas do lingotamento, o teor de C é preferivelmente ajustado para 0,10% ou menos. Teor de Si O Silício (Si) tem o efeito de suprimir a geração de carboneto de ferro em um processo de recozimento, e assim aumentar a concentração de C na fase gama. Entretanto, um nível suficiente do efeito não é obtido quando o teor de Si é menor que 0,4%. Em contraste, quando o teor de Si excede 0,8%, o efeito descrito acima é saturado, e também a chapa de aço é feita deteriorar em capacidade de tratamento de conversão química. Consequentemente, o teor de Si é ajustado na faixa de 0,4% ou mais a 0,8% ou menos. Para também melhorar o alongamento de maneira estável, o teor de Sí é preferivelmente 0,5% ou mais. Para estabilizar a capacidade de tratamento de conversão química, o teor de Si é preferivelmente ajustado para 0,6% ou menos. A fim de melhorar ainda mais o alongamento de uma forma estável, o teor de Si é preferencialmente 0,5% ou mais. A fim de estabilizar a tratabilidade de conversão química, o teor de Si é preferencialmente ajustado 0,6% ou menos.

Teor de Mn O Manganês (Mn) tem o efeito de ajustar a razão de volume da fase gama e o teor de C na fase gama para valores adequados no processo de recozimento, e assim facilitar o reforço da chapa de aço e a geração do fenômeno TRIP. Entretanto, quando o teor de Mn cai para menos de 1,6%, a fase gama é excessivamente reduzida para reduzir a resistência, e assim a resistência à tração desejada, especificamente uma resistência à tração TS de 590 MPa ou mais, não pode ser alcançada. Em contraste, quando o teor de Mn excede 2,0%, a razão de volume da martensita aumenta, e assim a resistência à tração é aumentada mais do que o necessário, e o alongamento deteriora. Consequentemente, o teor de Mn é ajustado na faixa de 1,6% ou mais a 2,0% ou menos.

Teor de Cr O Cromo (Cr) tem o efeito de reduzir a taxa de geração de uma fase alfa (fase ferrita) a partir da fase gama no processo de recozimento. Em particular, se adicionado como uma adição de composto junto com Vanádio (V), o Cr tem o efeito de estabilizar as quantidades de geração de martensita e de austenita retida independentemente da taxa de resfriamento após o enxágue no processo de recozimento. Entretanto, um nível suficiente do efeito não é obtido quando o teor de Cr é menor que 0,01%. Em contraste, quando o teor de Cr excede 1,0%, a quantidade de geração de martensita é aumentada excessivamente, e assim a geração do fenômeno TRIP é suprimida. Consequentemente, o teor de Cr é ajustado na faixa de 0,01% ou mais a 1,0% ou menos. Para também aumentar o efeito descrito acima, o teor de Cr é preferivelmente 0,5% ou mais. Do ponto de vista da capacidade de tratamento de conversão química, o teor de Cr é preferivelmente 0,7% ou menos.

Teor de V O Vanádio (V) é um elemento para reforço da têmpera, e forma carboneto em um processo de laminação a quente para reforçar o aço. Em particular, se adicionado como adição composta juntamente com o Cr descrito acima, V tem um alto efeito de aumentar a resistência. Entretanto, um nível suficiente do efeito não é obtido quando o teor de V é menor que 0,001%. Em contraste, quando o teor de V excede 0,1%, o carboneto formado é embrutecido, e assim o alongamento deteriora. Consequentemente, o teor de V é ajustado na faixa de 0,001% ou mais a 09,1% ou menos. Para também aumentar o efeito descrito acima, o teor de V é preferivelmente 0,04% ou mais. Para TAM.bem aumentar o alongamento, o teor de V é preferivelmente 0,06% ou menos.

Teor de P

O fósforo (P) é uma impureza misturada da parte de matérias primas, e é a causa da deterioração da resistência da soldagem por pontos. Quando o teor de P excede 0,05%, a deterioração da resistência da soldagem por pontos se torna insignificante. Consequentemente, o teor de P é ajustado na faixa de 0,05% ou menos. Do ponto de vista do custo de refino, o teor de P é preferivelmente 0,005% ou mais. Para melhorar mais efetivamente a capacidade de soldagem por pontos, o teor de P é preferivelmente ajustado para 0,02% ou menos, e mais preferivelmente 0,01% ou menos. Teor de S O enxofre (S) é uma impureza misturada da parte de matérias primas e, similarmente ao P, é a causa da deterioração da resistência da soldagem por pontos. Quando o teor de S excede 0,01%. A deterioração da resistência da soldagem por pontos se torna significativa. Consequentemente, o teor de S é ajustado na faixa de 0,01% ou menos. Do ponto de vista de custo de refino, o teor de S é preferivelmente 0,001% ou mais. Para melhorar mais efetivamente a capacidade de soldagem por pontos, o teor de S é preferivelmente ajustado para melhorar a capacidade de soldagem por pontos, o teor de S é preferivelmente ajustado para 0,005% ou menos.

Teor de Al sol. O Alumínio (Al) é um elemento adicionado com o propósito de desoxidação em um processo de produção de aço. Um efeito suficiente de desoxidação não é obtido quando o teor de alumínio solúvel (Al sol.) é menor que 0,01%. Em contraste, quando o teor de Al sol. excede 0,5%m o efeito acima descrito é saturado, e também o custo de produção é feito aumentar. Consequentemente, o teor de Al sol. é ajustado na faixa de 0,01% ou mais a 0,5% ou menos. Para tornar o N uma impureza inofensiva, o teor de Al sol. é preferivelmente 0,03% ou mais. Quando o teor de Al sol. é 0,1% ou mais, há a preocupação de que a capacidade de lingota-mento contínuo deteriore. Portanto, o teor de Al sol. é preferivelmente menor que 0,1%.

Teor de N O Nitrogênio (N) è uma impureza, e deteriora o alongamento e as características de resistência ao envelhecimento. Quando o teor de N excede 0,005%, a deterioração das características acima mencionadas se torna significativa. Consequentemente, o teor de N é ajustado na faixa de 0,005% ou menos. Do ponto de vista de custo de refino, o teor de N é preferivelmente 0,001% ou mais. Para estabilizar o alongamento, o teor de N é preferivelmente 0,004% ou menos.

Teores de Ti, Nb e Zr O Titânio (Ti), o nióbio (Nb), e o zircônio (Zr) são elementos para reforço da precipitação, e têm um efeito de gerar carboneto no processo de laminação a quente, para aumentar a resistência. Um nível suficiente do e-feito não é obtido quando o teor de cada um entre Ti, Nb e Zr é menor que 0,001%. Em contraste, uma adição excessiva de Ti, Nb ou Zr a um nível de mais de 0,1% causa o embrutecimento do carboneto gerado, resultando na deterioração do alongamento. Consequentemente, se Ti, Nb, ou Zr for adicionado, o seu teor é ajustado na faixa de 0,001% ou mais a 0,1% ou menos. Para também aumentar o efeito de aumentar a resistência, cada teor de Ti, Nb, e Zr é preferivelmente 0,01% ou mais. Para suprimir a redução no alongamento, cada teor de Ti, Nb e Zr é preferivelmente 0,06% ou menos.

Teores de Mo e B O Molibdênio (Mo) e o Boro (B) têm o efeito de reduzir a taxa de geração de fase alfa da fase gama no processo de recozimento, e têm o e-feito de estabilizar as quantidades de geração de martensita e de austenita retida independentemente da taxa de resfriamento após o enxágue no processo de recozimento. Entretanto, níveis suficientes dos efeitos não são obtidos quando o teor de Mo é menor que 0,01%. Por contraste, quando o teor de Mo excede 0,5%, a quantidade de geração da martensita é excessivamente aumentada, e assim a geração do fenômeno TRIP é suprimida. Quando se trata do B, níveis suficientes dos efeitos descritos acima não são obtidos quando o teor de B é menor que 0,0001%. Em contraste, quando o teor de B excede 0,0020%, a quantidade de geração de martensita é aumentada excessivamente, e assim a geração do fenômeno TRIP é suprimida. Consequentemente, o teor de Mo, se adicionado, é ajustado na faixa de 0,01% ou mais a 0,5% ou menos enquanto o teor de B, se adicionado, é a-justado na faixa de 0,0001% ou mais a 0,0020% ou menos. O remanescente diferente dos componentes cujos teores estão descritos acima é composto de ferro (Fe) e as inevitáveis impurezas. A inclusão de componentes diferentes dos descritos acima não está excluída, desde que sua inclusão não prejudique os efeitos da presente invenção.

Subsequentemente, será descrita a estrutura metálica. Na presente invenção, na estrutura metálica, ferrita poligonal, martensita, austenita retida, bainita, e perlita podem também ser chamadas de fase ferrita equia-xial, fase martensita, fase austenita retida, fase bainita e fase perlita, respectivamente..

Razão de Volume da Ferrita Poligonal A ferrita poligonal é altamente dúctil e tem o efeito de melhorar o alongamento por alcançar uma estrutura composta. Entretanto, um nível suficiente do efeito não é obtido quando a razão de volume da ferrita equiaxial é menor que 50%. Consequentemente, a razão de volume da ferrita equiaxial é ajustada para 50% ou mais. A razão de volume da ferrita equiaxial pode ser quantificada por polimento espelhado e então pela causticação da seção transversal da chapa de aço, e posteriormente, pela aplicação do processamento de imagem e análise da imagem observada obtida, por exemplo, com o uso de um microscópio de varredura eletrônica (SEM).

Razão de Volume da Martensita A martensita é uma estrutura importante para aumentar a resistência. Um nível suficiente de resistência não é obtido quando a razão de volume da martensita é menor que 5%. Em contraste, quando a razão de volume da martensita excede 15%, o alongamento e a stretch-flangeability deterioram. Consequentemente, a razão de volume da martensita é ajustada para 5% ou mais e 15% ou menos. Note que o termo "martensita" inclui martensita temperada.

Razão de Volume da Fase Austenita A fase austenita retida é essencial para gerar o fenômeno TRIP. Um efeito suficiente da geração do fenômeno TRIP não é obtido quando a razão de volume da fase austenita retida é menor que 1%. Pelo contraste, quando a razão de volume da fase austenita retida excede 5%, a austenita retida transformada serve como ponto de partida de uma fratura durante a conformação, e assim deteriora a stretch-flangeability Consequentemente, a razão de volume da fase austenita retida é ajustada para 1% ou mais e 5% ou menos. A razão de volume da fase austenita retida pode ser obtida pelo polimento espelhado da seção transversal da chapa de aço, e posteriormente usando-se um método SEM-EBSD.

Tamanho Médio de Grão da Fase Austenita Retida Quando o tamanho do grão de cristal da austenita retida é bruto, a porção transformada de austenita retida de tamanho de grão grande serve como ponto de partida de uma fratura durante a conformação, e assim deteriora a stretch-flangeability. Consequentemente, o tamanho médio de grão da fase austenita retida é ajustado para 10 pm ou menos. O tamanho médio de grão da fase austenita retida pode ser obtido pelo polimento espelhado de uma seção transversal da chapa de aço, e posteriormente usando-se o método SEM-EBSD.

Razão de Aspecto da Fase Austenita Retida Quando a razão de aspecto da fase austenita retida é grande, a concentração do estresse é passível de ocorrer na vizinhança da austenita retida, que é transformada durante a conformação, e pode servir como ponto de partida de uma fratura, deteriorando assim a stretch-flangeabilíty. Consequentemente, a razão de aspecto da fase austenita retida é ajustada para 5 ou menos. A razão de aspecto da fase austenita retida pode ser obtida pelo polimento espelhado de uma seção transversal da chapa de aço, e posteriormente, pelo uso de um método SEM-EBSD. A estrutura remanescente diferente da estrutura metálica apresentada acima é composta de bainita ou perlita ou ambos. A bainita é uma estrutura que inclui ferrita bainítica e carboneto fino. A perlita é uma estrutura em camadas de ferrita e cementita.

Na presente invenção, o aço tendo a composição de componentes descrita acima é controlado para ter a estrutura metálica acima descrita de modo a obter a chapa de aço laminada a frio de alta resistência tendo alta ductilidade e seja excelente em stretch-flangeability. A seguir, será descrita uma configuração do método de produção para obter tal chapa de aço laminada a frio de alta resistência.

No presente método de produção, a placa de aço (matéria prima de aço) feita por lingotamento contínuo ou por lingotamento convencional e tendo a composição de componentes descrita acima é laminada a quente (processo de laminação a quente), e é submetida a um processo de bobi-namento e a um processo de laminação a frio para obter uma tira de aço, que é então tratada termicamente (processo de recozimento). Especificamente, no processo de recozimento, a tira de aço é inicialmente aquecida até uma faixa de temperaturas de 750°C ou mais a 870°C ou menos (processo de aquecimento), mantido naquela faixa de temperaturas por 10 segundos ou mais (processo de enxágue), então resfriada até uma faixa de temperaturas de 600°C ou mais a 700°C ou menos a uma taxa de resfriamento de 20°C/s ou menos (processo de resfriamento primário), subsequentemente resfriada até uma faixa de temperaturas de 350°C ou mais a 500°C ou menos a uma taxa média de resfriamento de 10°C/s ou mais (processo de resfriamento secundário), e mantida naquela faixa de temperaturas por 10 segundos ou mais (processo de retenção após o processo de resfriamento secundário). Após o tratamento térmico descrito acima, a tira de aço é resfriada até a temperatura ambiente. Com o presente método de manutenção, é obtida a chapa de aço laminada a frio de alta resistência tendo alta ductilidade e excelente em stretch-flanqeabilitv.

Processo de Laminação a Quente No processo de laminação a quente, a placa de aço tendo a composição de componentes descrita acima é laminada a quente diretamente, ou laminada a quente após resfriada uma vez e aquecida novamente. A temperatura final de laminação na laminação a quente é preferivelmente o ponto de transformação Ar3 ou mais e 890°C ou menos. Isto é com o propósito de tornar fina a estrutura após a laminação a quente de modo a aumentar a taxa de dissolução de carboneto na etapa de recozimento, e para estabilizar a fase gama.

Processo de Bobinamento No processo de bobinamento subsequente, a chapa laminada a quente assim obtida é resfriada e então bobinada. A temperatura de bobinamento é preferivelmente 610°C ou menos. Isto é com o propósito de tornar fina a estrutura de modo a aumentar a taxa de dissolução de carboneto na etapa de recozimento, e para estabilizar a fase gama.

Processo de Laminação a Frio No processo de laminação a frio subsequente, a laminação a frio é executada para obter a espessura de chapa desejada. A razão de redução da laminação a frio é preferivelmente 40% ou mais. Isto é com o propósito de tornar fina a estrutura de modo a aumentar a taxa de dissolução de carboneto na etapa de recozimento, e estabilizar a fase gama. Para remover a carepa (película de óxido) a partir da superfície da chapa de aço, o tratamento de decapagem (processo de decapagem) pode ser aplicado à chapa de aço no momento após o processo de bobinamento e antes do processo de laminação a frio.

Processo de Aquecimento/enxáque No processo de aquecimento/enxágue, quando a temperatura de aquecimento ou a temperatura de enxágue é menor que 750°C, uma quantidade suficiente de fase gama não é gerada, resultando na redução da resistência. Em contraste, quando a temperatura de aquecimento ou a temperatura de enxágue excede 870°C, a fase gama se torna de fase única, e assim a estrutura é embrutecida, deteriorando assim o alongamento. Consequentemente, a temperatura de aquecimento e a temperatura de enxágue são ajustadas na faixa de temperatura de 750°C ou mais a 870°C ou menos. Do ponto de vista de estabilidade da produção, a faixa de temperaturas é preferivelmente de 800°C ou mais a 830°C ou menos. No processo de enxágue, o tempo de retenção da temperatura na temperatura de enxágue (período de enxágue) é ajustado para 10 segundos ou mais. Isto é porque quando o período de enxágue é menor que 10 segundos, uma quantidade suficiente de fase gama não é gerada, e assim a resistência é reduzida.

Processo de Resfriamento Primário O resfriamento no processo de resfriamento primário facilita a geração da fase alfa e aumenta o teor de C na fase gama para facilitar o efeito TRIP. Durante o resfriamento no processo de resfriamento primário, quando a taxa de resfriamento (taxa de resfriamento primário) excede 20°C/s, um nível suficiente do efeito não é obtido, e assim a ductilidade diminui. Consequentemente, o resfriamento no processo de resfriamento primário é executado até a faixa de temperaturas de 600°C ou mais até 700°C ou menos a uma taxa média de resfriamento de 20°C/s ou menos.

Processo de Resfriamento Secundário O resfriamento no processo de resfriamento secundário suprime a geração da fase perlita. A geração da fase perlita deteriora a resistência e também reduz a quantidade de geração da fase gama, deteriorando assim o alongamento. Consequentemente, o resfriamento no processo de resfriamento secundário é executado até a faixa de temperaturas de 350°C ou mais até 500°C ou menos à taxa média de resfriamento de 10°C/s ou mais.

Processo de Retenção após o Resfriamento Secundário No processo de retenção subsequente após o resfriamento secundário, é gerada a fase bainita, e assim a fase gama retida é estabilizada. Assim, a geração do fenômeno TRIP pode ser facilitada, e assim a ductilida-de da chapa de aço pode ser aumentada. No processo de retenção após o resfriamento secundário, o tempo de retenção da temperatura no processo de resfriamento secundário com uma faixa de temperaturas de 350°C ou mais a 500°C ou menos (período de retenção) é ajustado para 10 segundos ou mais. Isto é porque, quando o período de retenção é menor que 10 segundos, um nível suficiente do efeito descrito acima não é obtido, e assim o alongamento deteriora.

Após o processo de resfriamento ser encerrado após o resfriamento secundário, pé executado o resfriamento até a temperatura ambiente, e então é preferivelmente executada a laminação de encruamento para evitar o alongamento no limite de elasticidade. A laminação de encruamento é preferivelmente executada a uma razão de alongamento na faixa de 0,1% a 1.0%. Eletrogalvanização, galvanização por imersão a quente, lubrificante sólido ou similares podem ser aplicados à superfície da chapa de aço obtida conforme necessário.

Exemplos da presente invenção serão descritos abaixo. A Tabela 1 ilustra as composições de componentes (em % em massa) dos componentes químicos do aço dos exemplos da presente invenção e exemplos comparativos que servem como espécimes nos presentes exemplos. Note que a Tabela 1 indica cada valor fora do escopo da presente invenção com um sublinhado. Note também que a abreviação "tr." na Tabela 1 significa vestígios do elemento.

Exemplo 1 Em um exemplo 1, cada lingote de aço tendo cada uma das composições de componentes ilustradas na Tabela 1, foi fundido e lingotado. O aço assim lingotado foi inicialmente aquecido até 1250°C, e laminado a quente até uma espessura de 2,8 mm. A temperatura do lado de saída do passé final na laminação a quente foi 860°C. Subsequentemente, após ser resfriado a uma taxa media de resfriamento de 20°C/s, a chapa de aço foi simulada ser bobinada a 600°C e, após ser mantida por uma hora, foi resfriada no forno. Subsequentemente, a chapa de aço foi decapada e laminada a frio até uma espessura de 1,2 mm, e então submetida a tratamento térmico que simulou o recozimento contínuo. Nesse tratamento térmico, a chapa de aço foi aquecida até 810°C a uma taxa média de aquecimento de 20°C/s e mantida naquela temperatura por 30 segundos. Nesse tratamento térmico, a chapa de aço foi aquecida até 810°C a uma taxa média de aquecimento de 20°C/s, e mantida àquela temperatura por 300 segundos. Subsequentemente, a chapa de aço foi resfriada até 700°C a uma taxa media de resfriamento de 10°C/s, e então continuou a ser resfriada até 400°C a uma taxa de resfriamento de 15°C/s, e mantido àquela temperatura por 480 segundos. Então a chapa de aço foi resfriada até a temperatura ambiente, e posteriormente sofreu laminação de encruamento a uma razão de alongamento de 0,3%.

Então, cada uma das chapas de aço obtida conforme descrito acima foi usada como espécime para obter a razão de volume da ferrite equiaxial, a razão de volume da martensita, a razão de volume, o tamanho médio de grão, e a razão de aspecto da fase austenita retida, e o tipo de estrutura remanescente, e também para avaliar as propriedades do espécime, isto é, características de tração, a razão de expansão de furo, e a capacidade de tratamento de conversão química. A Tabela 2 ilustra os resultados dos dados obtidos e a avaliação. Note que, nos itens sob "Estrutura Remanescente" da Tabela 2, B significa bainita, e P significa perlita. Note também que, na Tabela 2, valores fora do escopo da presente invenção e valores de propriedades não-excelentes estão, cada uma, indicadas por um sublinhado.

Aqui, a estrutura metálica foi medida como segue. A seção transversal obtida cortando-se o espécime paralelamente à direção de lami-nação foi polida espelhadamente e causticada com uma solução a 3% de natal, e então foi fotografada a uma razão de ampliação de 1000 usando-se um SEM (JSM-S40F) produzido por JEOL Ltd. para obter uma imagem, a partir da qual as razões de volume da ferrita equiaxial e da martensita foram medidas a uma média de três campos de visão (1000 pontos de medição para cada campo de visão) usando=se um método de contagem de pontos (referir-se a Sakuma, Taketo e Nishizawa, Taiji, Quantitative Metallography, The Journal of the Japan Institute of Metals, 10 (1971), 279). Ao mesmo tempo, a bainita e a perlita foram identificadas. A amostra descrita acima foi usada para obter uma imagem fotografada a uma razão de ampliação de 10000 usando-se um SEM (JSM-7001FA) produzido por JEOL Ltd, e um equipamento EBSD (VE1000SIT) produzido porTSL Solutions, e, a partir de 10 campos de visão da imagem obtida, a razão de volume, o tamanho médio de grão, e a razão de aspecto da fase austenita retida foram medidas usando-se o software OIM Versão 5 anexo. A razão de volume da fase austenita retida foi obtida medindo-se a fração de austenite usando-se a função Mapa de Fase do software. O tamanho médio de grão da fase austenite retida foi obtido usando-se a função Diagrama de Grãos do software. Diâmetros grandes e diâmetros pequenos de todos os grãos de cristal de austenite foram medidos a partir da mesma imagem, e a razão de aspecto da fase austenita retida foi obtida como valor médio das razões (diâmetro grande/diâmetro pequeno).

Quanto às características de tração, um teste de tração foi conduzido de acordo com a JIS Z 2241 (1998) usando-se um corpo de prova da JIS No. 5 (JIS Z 2201) amostrado de forma que a direção da tração coincida com a direção perpendicular à direção de laminação da chapa de aço, e o limite de elasticidade YP, a resistência à tração TS, e o alongamento total El foram medidos e avaliados. A razão de expansão de furo ? (%) é um índice de avaliação da stretch-flanqeabilitv, e aqui foi avaliada pela condução de um teste de expansão de furo de acordo com as normas da Japan Iron and Steel Federation JFST1001-1996. Quanto à capacidade de tratamento de conversão química, o espécime foi desengordurado com um líquido desen-gordurante alcalino comercialmente disponível (Fine Cleaner FC-E2001 produzido por Nihon Parkerizing Co., Ltd.), e a seguir imerso em um líquido de condicionamento de superfície (PL-ZTFI produzido por Nihon Parkerizing Co., Ltd.). Então o espécime foi imerso em um agente de revestimento (Pal-bond PB-L3080 produzido por Nihon Parkerizing Co., Ltd.) sob as condições de uma temperatura de banho de 43°C e um período de tratamento de 120 segundos para ser submetido a um tratamento de conversão química e uma imagem de SEM foi tomada por um SEM (JEM-840F) produzido por JEOL Ltd. e observado visualmente. Assim, a densidade dos grãos de cristal da conversão química foi avaliada. Aqui a capacidade de tratamento de conversão química foi avaliada em três níveis como segue. Se a razão de cobertura dos cristais de conversão química não foi 100%, a avaliação foi dada como "RUIM". Se a razão de cobertura foi 100%, e os grãos de cristal da conversão química foram irregulares e excederam 4 pm ou menos no tamanho máximo de grão, a avaliação foi dada como "REGULAR". Se a razão de conversão foi 100% e os grãos de cristal da conversão química foram regulares e tiveram um tamanho máximo de grão de 4 pm ou menos, a avaliação foi dada como "BOA". O nível de "REGULAR" ou "BOA" foi julgado como bom.

Conforme ilustrado na Tabela 2, nos exemplos da presente invenção, uma boa avaliação foi obtida tanto para as características de tração quanto para a razão de expansão de furo. Especificamente, em qualquer um dos exemplos da presente invenção, a resistência à tração TS foi 590 MPa ou mais, o alongamento total El foi 30% ou mais, e a razão de expansão de furo ? foi 60% ou mais, dando assim uma boa avaliação. Uma boa avaliação foi também obtida para a capacidade de tratamento de conversão química.

Em contraste, nos exemplos comparativos, uma boa avaliação não foi obtida para uma ou mais propriedades entre as características de tração, razão de expansão de furo, e capacidade de tratamento de conversão química. Por exemplo, a chapa de aço 1 tem baixa resistência à tração TS, tendo, com isso, baixa resistência. Isto é considerado ser porque o teor de C no aço é baixo, e assim a razão de volume da martensita é baixa. A chapa de aço 5 tem baixo alongamento total El e também tem baixa razão de expansão de furo ?. Isto é considerado ser porque o teor de C no aço é alto, e assim a razão de volume da ferrita equiaxial é baixa enquanto a razão de volume da martensita é alta. A chapa de aço 6 tem um baixo alongamento total El. Isto é considerado ser porque o teor de Si no aço é baixo, e assim a razão de volume da fase austenita retida é baixa. A chapa de aço 9 é baixa na razão de expansão de furo ?, e é inferior na capacidade de tratamento de conversão química. Isto é considerado ser porque o teor de Si no aço é alto, e assim a razão de volume da fase austenita retida é alta. A chapa de aço 10 tem baixa resistência à tração TS. Isto é considerado ser porque s teores de MN e Cr no aço são baixos, e assim a razão de volume da martensita é baixa. A chapa de aço 13 tem baixo alongamento total El. Isto é considerado ser porque o teor de Mn no aço é alto, e assim a razão de volume da ferrita equiaxial é baixa. A chapa de aço 15 tem baixa resistência à tração TS. Isto é considerado ser porque o teor de V no aço é baixo, e assim a razão de volume da martensita é baixa.

Exemplo 2 A Tabela 3 ilustra as condições de produção para as chapas de aço dos exemplos da presente invenção e dos exemplos comparativos em um exemplo 2. Note que a Tabela 3 indica cada valor fora do escopo da presente invenção com um sublinhado.

No Exemplo 2, cada lingote de aço tendo as composições de componentes dos componentes químicos ilustrados na Tabela 1 foi fundido e lingotado. O aço assim lingotado foi inicialmente aquecido até 1250°C, e laminado a quente. A temperatura do lado de saída do passe final da lami-nação a quente foi 870°C (a espessura da chapa laminada a quente foi 2,8 mm). Subsequentemente, após ser resfriada a uma taxa média de resfriamento de 20°C/s, a chapa de aço foi simulada ser bobinada conforme as condições de laminação a quente ilustradas na Tabela 3 e, após ser mantida por uma hora, foi resfriada no forno. Subsequentemente, a chapa de aço foi laminada a frio até uma espessura de 1,2 mm, e então submetida a tratamento térmico que simulou o recozimento contínuo de acordo com as condições de recozimento ilustradas na Tabela 3. Então, a chapa de aço foi resfriada até a temperatura ambiente, e posteriormente sofreu laminação de encruamento a uma razão de alongamento de 0,3%.

Então,m cada uma das chapas obtida conforme descrito acima foi usada como espécime para obter a razão de volume da ferrita equiaxial, a razão de volume da martensita, a razão de volume, o tamanho médio de grão, e a razão de aspecto da fase austenita retida, e o tipo de estrutura remanescente, e também para avaliar, com o mesmo método do Exemplo 1, as propriedades do espécime, isto é, características de tração, a razão de expansão de furo, e a capacidade de tratamento de conversão química. A Tabela 4 ilustra os resultados dos dados obtidos e da avaliação. Note que, nos itens sob "Estrutura Remanescente" da Tabela 4, "B" significa bainita, e "P" significa perlita. Note também que, na Tabela 4, valores fora do escopo da presente invenção e valores que não sejam excelentes nas propriedades, estão, cada um, indicados com um sublinhado.

Conforme ilustrado na Tabela 4, nos exemplos da presente invenção, uma boa avaliação foi obtida tanto para características de tração quanto para razão de expansão de furo. Especificamente, em qualquer um dos exemplos da presente invenção, a resistência à tração TS foi 590 MPa ou mais, o alongamento total El foi 30% ou mais, e a razão de expansão de furo ? foi 60% ou mais, dando assim uma boa avaliação. Uma bola avaliação também foi obtida para a capacidade de tratamento de conversão química.

Em contraste, nos exemplos comparativos, uma boa avaliação não foi obtida para uma ou mais propriedades entre as características de tensão, a razão de expansão de furo, e a capacidade de tratamento de conversão química. Por exemplo, uma chapa de aço "B" é significativamente baixa na resistência à tração TS. Isto é considerado ser porque a temperatura de enxágue no processo de enxágue é muito baixa. A chapa de aço "F" tem baixa razão de expansão de furo ?, e é inferior na capacidade de tratamento de conversão química. Isto é considerado ser porque a temperatura de enxágue no processo de enxágue é muito alta, e assim a fase austenita retida é embrutecida em tamanho de grão e também aumentada em razão de aspecto. A chapa de aço "G" tem baixa razão de volume da martensita, e assim tem baixa resistência à tração TS. Isto é considerado ser porque o período de enxágue no processo de enxágue é muito curto. Uma chapa de aço "H" tem baixa razão de volume da ferrita equiaxial, A chapa de aço "H" tem baixa razão de volume da ferrita equiaxial, alta razão de volume da fase austenita retida, e tem baixo alongamento total El e razão de expansão de furo ?. Isto é considerado ser porque a taxa de resfriamento primário no processo de resfriamento primário é muito alta. A chapa de aço "1" tem baixa razão de volume da martensita e assim teve baixa resistência à tração TS. Isto é considerado ser porque a taxa de resfriamento no processo de resfriamento secundário (taxa de resfriamento secundário) é muito baixa. A chapa de aço "J" tem baixo alongamento total El. Isto é considerado ser porque o limite inferior da temperatura (temperatura de parada do resfriamento secundário) na faixa de temperatura durante o resfriamento no processo de resfriamento secundário é muito baixo, e assim a quantidade de geração de fase austenita retida é pequena. A chapa de aço "K” tem baixo alongamento total El. Isto é considerado ser porque a temperatura de parada do resfriamento secundário no processo de resfriamento secundário é muito alta, e assim a quantidade de geração da fase austenita retida é pequena. A chapa de aço "L" tem baixo alongamento total El. Isto é considerado ser porque o período de retenção no processo de retenção após o resfriamento secundário é muito curto, e assim a quantidade de geração da fase austenita retida é pequena.

Conforme descrito acima, de acordo com a presente invenção, ajustando-se adequadamente a composição de componentes do aço e con-trolando-se a razão de volume da ferrita equiaxial, a razão de volume da martensita, a razão de volume da fase austenita retida, o tamanho médio de grão da fase austenita retida, a razão de aspecto da fase austenita retida, etc., é possível alcançar uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência altamente conformável que tenha excelente stretch-flanqeabilitv e também boa ductilidade. Mais especificamente, é possível obter uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência que tenha uma boa capacidade de tratamento de conversão química enquanto satisfaz a resistência à tração TS > 590 MPa, o alongamento total El > 30%, e a razão de expansão de furo ? > 60%. Também ajustando-se adequadamente as condições de produção, o método de produção da chapa de aço laminada a frio de alta resistência conforme descrita acima pode ser fornecido de maneira estável. Portanto, de acordo com a presente invenção, é possível fornecer uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência tendo alta ductilidade e excelente stretch-flanqeabilitv e fornecer um método para produzir a chapa de aço laminada a frio de alta resistência. A chapa de aço laminada a frio de alta resistência da presente invenção é particularmente adequada para uso como chapas de aço automotivas usadas, por exemplo, para painéis internos e para painéis externos de um corpo de veículo automotivo. Aplicar a chapa de aço laminada a frio de alta resistência da presente invenção pode levar à redução de peso e reforço doe membros estruturais do automóvel e membros de reforço, e de outras peças estruturais da máquina, e pode contribuir para a conservação do meio ambiente global pela melhoria do consumo de combustível e para garantir a segurança dos ocupantes. Entretanto, a aplicação da chapa de aço laminada a frio da presente invenção não é limitada às chapas de aço automotivas. A configuração de presente invenção foi descrita acima. Entretanto, a presente invenção não é limitada pela descrição que constitui uma parte da descrição da presente invenção pela configuração. Isto é, outras configurações, exemplos, técnicas operacionais, etc. feitos com base na presente configuração por peritos na técnica estão todos incluídos na categoria da presente invenção. Por exemplo, nas séries de tratamento térmico (processo de recozimento) no método de produção descrito acima, o equipamento, etc., para aplicação do tratamento térmico à chapa de aço não são particularmente limitados, desde que as condições de tratamento térmico sejam satisfeitas.

Claims (5)

1. Chapa de aço laminada a frio de alta resistência compreendendo, como composição de componentes em percentual em massa: uma composição contendo 0,06% ou mais e 0,12% ou menos de C, 0,4% ou mais e 0,8% ou menos de Si, 1,6% ou mais e 2,0% ou menos de Mn, 0,01% ou mais e 1,0% ou menos de Cr, 0,001% ou mais e 0,1% ou menos de V, 0,05% ou menos de P, 0,01% ou menos de S, 0,01% ou mais e 0,5% ou menos de alumínio solúvel (Al sol.), e 0,005% ou menos de N, com o restante composto de ferro e as inevitáveis impurezas, em que em uma estrutura metálica, a razão de volume de ferrita poligonal é 50% ou mais; a razão de volume de martensita é 5% ou mais e 15% ou menos; a razão de volume da fase austenita retida é 1%ou mais e 5% ou menos; o tamanho médio de grão da fase austenita retida é 10 pm ou menos; e a razão de aspecto da fase austenita retida é 5 ou menos; e a estrutura remanescente é composta de bainita ou perlita ou de ambas.

2. Chapa de aço laminada a frio de alta resistência de acordo com a reivindicação 1, também compreendendo uma composição de componentes contendo pelo menos um entre 0,001% ou mais e 0,1% ou menos de Ti, 0,001% ou mais e 0,1% ou menos de Nb, e 0,001% ou mais e 0,1% ou menos de Zr, em percentual em massa.

3. Chapa de aço laminada a frio de alta resistência de acordo com a reivindicação 1, também compreendendo uma composição de componentes contendo 0,01% ou mais e 0,5% ou menos de Mo, ou 0,0001% ou mais e 0,0020% ou menos de B, ou ambos, em percentual em massa.

4. Chapa de aço laminada a frio de alta resistência de acordo com a reivindicação 2, também compreendendo uma composição de componentes contendo 0,01% ou mais e 0,5% ou menos de Mo, ou 0,0001% ou mais e 0,0020% ou menos de B, ou ambos, em percentual em massa.

5. Método para produção de uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência, o método compreendendo: laminar a quente e laminar a frio a matéria prima de aço tendo a composição de componentes como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4; aquecer o aço laminado até uma primeira faixa de temperaturas de 750°C ou mais a 870°C ou menos; manter o aço aquecido na primeira faixa de temperaturas por 10 segundos ou mais; resfriar o aço retido até uma faixa de temperaturas de 600°C ou mais a 70O°C ou menos a uma taxa média de resfriámento de 20°C/s ou menos; resfriar o aço resfriado até uma segunda faixa de temperaturas de 350°C ou mais a 500°C ou menos a uma taxa média de resfriamento de 10°C ou mais; manter o aço resfriado na segunda faixa de temperaturas por 10 segundos ou mais; e resfriar o aço retido até a temperatura ambiente.