BR112012013042B1

BR112012013042B1 - Chapa de aço de alta resistência com resistência máxima à tração de 900 mpa ou mais e métodos de produção da mesma

Info

Publication number: BR112012013042B1
Application number: BR112012013042-0A
Authority: BR
Inventors: Noriyuki Suzuki; Naoki Maruyama; Akinobu Murasato; Yasuharu Sakuma; Hiroyuki Kawata; Chisato Wakabayashi; Masafumi Azuma
Original assignee: Nippon Steel Corporation
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2022-07-19
Also published as: CA2781815C; US10023947B2; JP4949536B2; EP2508640B1; US20120222781A1; EP2508640A4; JPWO2011065591A1; PL2508640T3; EP2508640A1; CN102639739A; MX360965B; KR20120062933A; KR101445813B1; ES2758553T3; WO2011065591A1; CA2781815A1; BR112012013042A2; CN102639739B; MX2012005953A

Abstract

CHAPA DE AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA COM RESISTÊNCIA MÁXIMA Á TRAÇÃO DE 900 MPA OU MAIS, EXCELENTE EM RESISTÊNCIA Á FRAGILIZAÇÃO PELO HIDROGÊNIO E MÉTODO DE PRODUÇÃO DA MESMA. A invenção refere-se a uma chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima á tração de 900MPa ou mais que seja excelente em resistência á fragilazação pelo hidrogênio caracterizada pelo fato de que, na estrutura de chapa de aço, (a) em fração de volume, a ferrita está presente em 10 a 50%, bainita ferrícita e/ou bainita em 10 a 60%, e martensia temperada em 10 a 50% e (b) carbnetos á base de ferro que contêm Si ou Si e Al em 0,1% ou mais estão presentes em 4x10^ 8^ (partículas/mm^ 3^) ou mais.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que é excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio e a um método de produção da mesma.

TÉCNICA ANTECEDENTE

[002] Em anos recentes, uma resistência cada vez mais alta foi demandada da chapa de aço que é usada para automóveis, construções, etc. Por exemplo, uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais está sendo rapidamente aplicada como para-choques, vigas de impacto, e outros membros de reforço. Entretanto, no momento da aplicação de chapa de aço de alta resistência, é necessário resolver o problema de prevenção de fratura retardada.

[003] "Fratura retardada” é o fenômeno de fratura súbita de um membro de aço (por exemplo, fio de aço PC, parafusos) no qual um alto estresse age sob as condições de uso. É sabido que esse fenômeno está intimamente relacionado ao hidrogênio que penetra o aço a partir do meio ambiente.

[004] Como um fator que afeta grandemente a fratura retardada dos membros de aço, é conhecida a resistência da chapa de aço. A chapa de aço é mais resistente à deformação plástica e à fratura quanto maior for a resistência, então há uma alta possibilidade de uso de um ambiente no qual age o alto estresse.

[005] Note que, se for usado um membro de aço de baixa resistência para um membro no qual age um alto estresse, o membro se deforma plasticamente e fratura, então a fratura retardada não ocorre.

[006] Em um membro de aço que é conformado a partir de uma chapa de aço tal como uma chapa de aço para uso em automóveis, o estresse residual que ocorre após a conformação se torna maior quanto maior for a resistência da chapa de aço, então há uma grande preocupação quanto à ocorrência de fratura retardada. Isto é, em um membro de aço, quanto maior a resistência do aço, maior a preocupação quanto à ocorrência da fratura retardada.

[007] No passado, muito esforço foi feito nos campos de barras de aço ou chapa de aço com bitola grossa para desenvolver materiais de aço levando em consideração a resistência à fratura retardada. Por exemplo, em barras de aço e aço para uso em parafusos. O desenvolvimento focou na formação de martensita revenida. Foi relatado que Cr, Mo, V, e outros elementos que aumentam a resistência ao amolecimento da têmpera são eficazes para a melhoria da resistência à fratura retardada (por exemplo, veja a literatura de não patente NPLT 1).

[008] Esta é a técnica para provocar a precipitação de carbonetos de liga, que agem como locais de captura de hidrogênio, de modo a mudar o modo de fratura retardada da fratura da borda do grão para fratura intragranular.

[009] Entretanto, o aço que é descrito na NPLT 1 contém 0,4% ou mais de C e uma grande quantidade de elementos de liga, de forma que a capacidade de trabalho e capacidade de soldagem, que são necessárias para a chapa de aço, deterioram. Além disso, para provocar a precipitação de carbonetos de liga, várias horas ou mais de tratamento térmico são necessárias, de forma que a técnica da NPLT 1 teve o problema de capacidade de produção do aço.

[0010] A literatura de patente 1 (PLT 1) descreve o uso de óxidos principalmente compreendidos de Ti e Mg para evitar a ocorrência de defeitos de hidrogênio. Entretanto, essa técnica cobre chapas de aço grossas e considera a fratura retardada após uma soldagem com grande entrada de calor, mas tanto a alta capacidade de trabalho quanto a resistência à fratura retardada que são necessárias da chapa de aço, não são consideradas.

[0011] Na chapa de aço, uma vez que a espessura é pequena, mesmo se o hidrogênio a penetrar, ele é liberado em um curto tempo. Além disso, em termos de capacidade de trabalho, a chapa de aço com resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais não foram quase nunca usadas antes, então o problema de fratura retardada foi tratado como pequeno. Entretanto, hoje em dia, o uso de chapa de aço de alta resistência com excelente resistência à fragilização pelo hidrogênio se tornou necessário.

[0012] Até agora, quase todas as técnicas para aumentar a resistência à fragilização pelo hidrogênio se referem a material de aço que é usado no limite de elasticidade ou no limite de escoamento ou menos como parafusos, barras de aço, e outros produtos. Isto é, a técnica anterior não é a técnica que cobre materiais de aço (chapa de aço) tais como para membros de automóveis onde a capacidade de trabalho (capacidade de corte, capacidade de conformação por prensagem, etc.) e, simultaneamente, resistência à fragilização pelo hidrogênio são procuradas.

[0013] Geralmente, um membro obtido pela conformação de uma chapa de aço em um estresse residual que permanece dentro do membro. O estresse residual é local, mas algumas vezes excede o limite de escoamento do material chapa de aço. Por essa razão tem sido buscada uma chapa de aço livre da fragilização pelo hidrogênio, mesmo se um alto estresse residual permanecer no membro.

[0014] Em relação à fratura retardada da chapa de aço, por exemplo, a NPLT 2 relata sobre o agravamento da fratura retardada devido à transformação induzida por trabalho da austenita retida. Isto considera a conformação da chapa de aço. A NPLT 2 descreve uma quantidade de austenita retida que não provoca deterioração da resistência à fratura retardada.

[0015] Isto é, relatório acima se refere a uma chapa de aço de alta resistência que tem uma estrutura específica. Isto não pode ser dito ser uma medida fundamental para melhoria da resistência à fratura retardada.

[0016] A PLT 2 descreve uma chapa de aço para utensílios esmaltados que é excelente em resistência ao defeito de superfície "fishscale” como chapa de aço considerando a capacidade de capturar hidrogênio e capacidade de conformação. Essas capturam o hidrogênio que penetra na chapa de aço no momento da produção como óxidos na chapa de aço e suprime a ocorrência de "fishscales” (defeitos de superfície) que ocorrem após a esmaltagem.

[0017] Entretanto, coma técnica da PLT 2, a chapa de aço contém em si uma grande quantidade de óxidos. Se os óxidos se dispersarem na chapa de aço a uma alta densidade, a capacidade de conformação deteriora, então é difícil aplicar a técnica da PLT 2 à chapa de aço para uso em automóveis para as quais é necessária uma alta capacidade de conformação. Além disso, a técnica da PLT 2 não alcança nem alta resistência nem resistência à fratura retardada.

[0018] Para resolver esses problemas, uma chapa de aço na qual óxidos são precipitados foi proposta (por exemplo, veja a PLT 3). Em tal chapa de aço, os óxidos que são dispersos na chapa de aço agem como locais de captura que capturam o hidrogênio que penetrou no aço, então a dispersão ou a concentração de hidrogênio em locais onde o estresse de concentra e locais onde a fratura retardada é preocupante suprimida.

[0019] Entretanto, para obter tal efeito, a chapa de aço deve ter óxidos nela dispersados a uma alta densidade. É necessário o controle rigoroso das condições de produção.

[0020] Em relação à chapa de aço de ala resistência, por exemplo, há as técnicas das PLTs 4 a 9. Além disso, em relação à chapa de aço galvanizada por imersão a quente, por exemplo, há a técnica da PLT 10, mas, conforme explicado acima, é extremamente difícil desenvolver uma chapa de aço de alta resistência onde tanto a resistência à fratura retardada quanto uma boa capacidade de conformação são alcançadas.

[0021] A PLT 11 descreve uma chapa de aço de resistência ultra alta que tem uma resistência à tração de 980 N/mm2 ou mais e é excelente em durabilidade. Nessa tira de aço de resistência ultra-alta a resistência à fratura retardada pelo hidrogênio é considerada, mas basicamente a martensita é usada para lidar com a resistência à fratura retardada (método convencional), então a capacidade de conformação é insuficiente.

[0022] A PLT 12 descreve uma tira de aço de alta resistência que tem uma resistência à tração de 980 MPa ou mais e é excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio. A PLT 13 descreve uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência que é excelente em capacidade de trabalho e em resistência à fragilização pelo hidrogênio.

[0023] Entretanto, em todas essas chapas de aço, a quantidade de partículas que se precipitam dentro dos grãos é grande. A resistência à fragilização pelo hidrogênio não alcança o nível que é atualmente buscado. Portanto, o desenvolvimento de chapa de aço de alta resistência que alcance tanto resistência à fratura retardada quanto boa capacidade de conformação foi fortemente buscada.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTE

[0024] PLT 1: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 11 -293383

[0025] PLT 2: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 11-100638

[0026] PLT 3: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 2007-211279

[0027] PLT 4: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 11-279691

[0028] PLT 5: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 09-013147

[0029] PLT 6: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 2002-363695

[0030] PLT 7: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 2003-105514

[0031] PLT 8: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 2003-213369

[0032] PLT 9: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 2003-213370

[0033] PLT 10: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 2002-097560

[0034] PLT 11: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 10-060574

[0035] PLT 12: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 2005-068548

[0036] PLT 13: Publicação de Patente Japonesa(A) n° 2006-283131

LITERATURA DE NÃO PATENTE

[0037] NPLT 1: "New Developments in Elucidation of Hydrogen Embrittlement" (The Iron and Steel Institute of Japan, Janeiro de 1997)

[0038] NPLT 2: CAMP-ISIJ, Vol. 5, n° 6, páginas 1839 a 1842, Yamazaki et al., Outubro de 1992, publicado pelo The Iron and Steel Institute of Japan

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO

[0039] Na técnica anterior, uma chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais e que tenha a resistência à fragilização pelo hidrogênio que é buscada não foi obtida.

[0040] A presente invenção tem como seu objetivo o fornecimento de uma chapa de aço de alta resistência que tenha uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais e que tenha uma excelente resistência à fragilização pelo hidrogênio, em consideração ao fato de que o desenvolvimento de uma chapa de aço de alta resistência que alcance tanto resistência à fratura retardada quanto excelente capacidade de conformação está sendo fortemente buscada, e um método de produção da mesma.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0041] 1) Os inventores estudaram as técnicas para resolver os problemas acima em detalhes. Como resultado, eles descobriram que se precipitar (A) carbonetos à base de ferro que contenham "Si” ou "Si e Al” em uma quantidade de 0,1% ou mais na estrutura da chapa de aço, é possível alcançar tanto a resistência à fratura retardada quanto uma capacidade de conformação (detalhes explicados mais tarde).

[0042] A presente invenção (chapa de aço de alta resistência) foi feita com base nas descobertas acima e tem como sua essência o que segue. (1) Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio caracterizada pelo fato de que, na estrutura da chapa de aço, (a) em fração de volume, a ferrita está presente em 10 a 50%, ferrita bainítica e/ou bainita em 10 a 60%, e martensita revenida em 10 a 50%, e (b) carbonetos à base de ferro que contêm Si ou Si e Al em 0,1% ou mais estão presentes em 4x108 (partículas/mm3) ou mais. (2) Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 90 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentada no item (1) caracterizada pelo fato de que, na estrutura da chapa de aço, em fração de volume, a martensita livre está presente em 10% ou menos. (3) Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentada no item (1) ou (2) caracterizada pelo fato de que, na estrutura da chapa de aço, em fração de volume, a austenita retida está presente em 2 a 25%. (4) Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentada em qualquer um dos itens (1) a (3) caracterizada pelo fato de que carbonetos à base de ferro estão presentes na bainita e/ou na martensita revenida. (5) Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentada em qualquer um dos itens (1) a (4) caracterizada pelo fato de que a chapa de aço contém, em % em massa, C: 0,07% a 0,25%, Si: 0,45 a 2,50%, Mn: 1,5 a 3,20%, P: 0,001 a 0,03%, S: 0,0001 a 0,01%, Al: 0,005 a 2,5%, N: 0,0001 a 0,0100%, e O: 0,0001 a 0,0080% tem o saldo de ferro e as inevitáveis impurezas. (6) Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resisência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentada no item (5) caracterizada pelo fato de que a chapa de aço também contém, em % em massa, um ou ambos entre Ti: 0,005 a 0,09% e Nb: 0,005 a 0,09%. (7) Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentada nos itens (5) ou (6) caracterizada plo fato de que a chapa de aço também contém, em % em massa, um ou mais elementos entre B: 0,0001 a 0,01%, Cr: 0,01 a 2,0%, Ni: 0,01 a 2,0%, Cu: 0,01 a 0,05%, e Mo: 0,01 a 0,8%. (8) Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentada em qualquer um dos itens (5) a (7) caracterizada pelo fato de que a chapa de aço também contém, em % em massa, V: 0,005 a 0,09%. (9) Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MMPa ou mais que seja excelente em fragilização pelo hidrogênio conforme apresentada em qualquer um dos itens (5) a (8) caracterizada pelo fato de que a chapa de aço também contém, em % em massa, um ou mais elementos entre Ca, Ce, Mg, e REM em um total de 0,0001 a 0,5%. (10) Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentada em qualquer um dos itens (1) a (9) caracterizada pelo fato de que a chapa de aço tem uma camada galvanizada em sua superfície.

[0043] 2) Os inventores estudaram também um método de provocarem a precipitação de carbonetos que contêm "Si” ou "Si e Al” em 0,1% ou mais na estrutura de uma chapa de aço.

[0044] Como resultado, foi descoberto que (B) deformando-se a chapa de aço que tenha sido resfriada até 250oC ou menos por dobramento-desdobramento, é possível introduzir locais de nucleação nos quais os carbonetos à base de ferro que contêm "Si” ou "Si e Al” se precipiam, então (C) se a chapa de aço for tratada termicamente até 150 a 400°C, é possível fazer os carbonetos de ferro que contêm "Si” ou "Si e Al” se precipitarem em grandes quantidades na estrutura da chapa de aço em um período de tempo extremamente curto (detalhes explicados mais tarde).

[0045] A presente invenção (método de produção) foi feita com base na descoberta acima e tem como sua essência o que segue. (11) Um método de produção para produzir chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentado em qualquer um dos itens (1) a (9),

[0046] o método de produção para produzir chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio caracterizado por (x) lingotar uma placa que tenha a composição química conforme apresentada em qualquer um dos itens (5) a (9), diretamente, ou após resfriar uma vez, aquecer até uma temperatura de 1050°C ou mais e laminar a quente, terminar a laminação a quente a uma temperatura do ponto de transformação Ar3 ou maior, bobinar na região de temperatura de 400 a 670°C, decapar, e então laminar a frio com uma redução de 40 a 70%, a seguir (y) usar uma linha de recozimento contínuo para recozer a uma temperatura máxima de aquecimento de 760 a 900°C, então resfriar a uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s até 250°C ou menos, a seguir (z) deformar o aço com cilindros de 800 mm de raio ou menos por dobramento-desdobramento, então executar o tratamento térmico na região de temperaturas de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais. (12) Um método de produção para produzir chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 Mpa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentado em qualquer um dos itens (1) a (9).

[0047] O método de produção para produzir chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio, caracterizado por (x) lingotar uma placa que tenha a composição química conforme apresentada em qualquer um dos itens (5) a (9), diretamente, ou após um resfriamento, aquecer até uma temperatura de 1050°C ou mais e laminar a quente, terminar a laminação a quente a uma temperatura do ponto de transformação Ar3 ou mais, bobinar na região de temperaturas de 400 a 670°C, decapar, e então laminar a frio com uma redução de 40 a 70%, e a seguir (y) usar uma linha de recozimento contínuo para recozer a uma temperatura máxima de aquecimento de 760oC a 900oC, então resfriar por uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s até o ponto Ms ao ponto Ms - 100°C, a seguir (z) deformar aço com cilindros com um raio de 800 mm ou menos por dobramento-desdobramento e então executar o tratamento térmico a região de temperaturas de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais. (13) Um método de produção para produzir chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentado no item (10),

[0048] o método de produção para produzir chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio caracterizado pela galvanização da superfície da chapa de aço após o tratamento térmico de (z). (14) Um método de produção para produzir chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentado no item (13) caracterizado pelo fato de que a galvanização é eletrogalvanização. (15) Um método para produção de chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentado no item (10),

[0049] o método de produção para produzir uma chapa de aço com alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio caracterizado por (x) lingotar uma placa que tenha uma composição química conforme apresentada em qualquer um dos itens (5) a (9), diretamente, ou após um resfriamento, aquecer até uma temperatura de 1050°C ou mais, e laminar a quente, terminar a laminação a quente a uma temperatura do ponto de transformação Ar3 ou mais, bobinar em uma região de temperaturas de 400 a 670°C, decapar, e então laminar a frio com uma redução de 40 a 70°C, a seguir, (y) usar uma linha de galvanização contínua por imersão a quente para recozer a uma temperatura máxima de aquecimento de 760 a 900oC, e então resfriar com uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s, e então mergulhando em um banho de galvanização e resfriando a uma taxa média de resfriamento de 1°C/s ou mais até 250°C ou menos, a seguir, (z) deformar o aço com cilindros de 800 mm de raio ou menos por dobramento-desdobramento, então executar tratamento térmico na região de temperatura de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais. (16) Um método de produção para produzir chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentada no item (10),

[0050] o método de produção para produzir chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio caracterizado por (x) lingotar uma placa que tenha composição química conforme apresentada em qualquer um dos itens (5) a (9), diretamente, ou após resfriar uma vez, aquecer até uma temperatura de 1050°C ou mais e laminar a quente, terminar a laminação a quente a uma temperatura do ponto Ar3 ou maior, bobinar na região de temperaturas de 400 a 670°C, decapar e então laminar a frio com uma redução de 40 a 70%, a seguir (y) usar uma linha de galvanização contínua por imersão a quente a uma temperatura máxima de aquecimento de 760 a 900°C, então resfriar a uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s, e então mergulhar em um banho de galvanização e resfriar a uma taxa média de resfriamento de 1°C/s ou mais até o ponto Ms ao ponto Ms - 100°C, a seguir, (z) deformar o aço com cilindros de 800 mm de raio ou menos por dobramento-desdobramento, e então executar o tratamento térmico na região de temperaturas de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais. (17) Um método de produção para produzir chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio conforme apresentado no item (15) ou (16) caracterizado por executar tratamento térmico para formar liga de Zn/Fe (ou tratamento de liga - alloying treatment) a uma temperatura de 460 a 600oC após mergulhar no banho de galvanização, e então resfriar a uma taxa média de resfriamento de 1°C/s ou mais até 250oC/s ou menos.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0051] De acordo com a presente invenção, é possível alcançar tanto resistência à fratura retardada quanto boa capacidade de conformação para fornecer chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0052] A chapa de aço de alta resistência da presente invenção (doravante algumas vezes referida como "a chapa de aço da presente invenção”) é caracterizada pelo fato de que, na estrutura da chapa de aço, (a) em fração de volume, a ferrita está presente em 10 a 50%, ferrita bainítica e/ou bainita em 10 a 60%, e martensita revenida em 10 a 50%, e (b) carbonetos à base de ferro que contêm Si ou Si e Al em 0,1% ou mais estão presentes em 4x108 (partículas/mm3) ou mais.

[0053] Inicialmente serão explicadas as características da chapa de aço da presente invenção.

[0054] A estrutura da chapa de aço da presente invenção, para garantir uma boa ductilidade, tem ferrita como fase principal e contém adicionalmente, como estruturas duras, martensita, bainita, ou austenita retida sozinha ou em combinação. Note que, para aumentar a capacidade de expansão do orifício, a estrutura da chapa de aço pode também ser feita uma fase martensita única ou uma estrutura de fase composta de martensita e bainita.

[0055] A estrutura da chapa de aço da presente invenção contém, em fração de volume, ferrita: 10 a 50%, ferrita bainítica e/ou bainita: 10 a 60% e martensita revenida: 10 to 50%. Em adição, austenita retida: 2 a 25% e martensita inicial: 10% ou menos podem estar contidas. A chapa de aço da presente invenção que inclui a estrutura da chapa de aço acima tem uma resistência muito mais alta e uma excelente ductilidade e capacidade de conformação do flange estirado (Capacidade de expansão do orifício).

[0056] Inicialmente serão explicadas as razões para definição da fração de volume da estrutura da chapa de aço.

[0057] Ferrita: 10 a 50%

[0058] Ferrita é uma estrutura que é eficaz para melhoria da ductilidade. A fração de volume da ferrita é feita 10 a 50%. Se a fração de volume for menor que 10%, é difícil garantir a ductilidade suficiente, então o limite inferior é feito 10%. A fração de volume é preferivelmente 15% ou mais, mais preferivelmente 20% ou mais, do ponto de vista de garantir ductilidade suficiente.

[0059] Por outro lado, a ferrita é uma estrutura macia, então se a fração de volume exceder 50%, o limite de escoamento cai. Por essa razão o limite superior é feito 50%. A fração de volume é preferivelmente 45% ou menos, mais preferivelmente 40% ou menos, do ponto de vista de aumentar suficientemente o limite de escoamento da chapa de aço de alta resistência.

[0060] Note que a ferrita pode ser qualquer ferrita recristalizada não contendo quase nenhuma discordância, ferrita com precipitação reforçada, ferrita não recristalizada conforme trabalhada, e ferrita com parte das discordâncias revertidas.

[0061] Ferrita bainítica e/ou bainita: 10 to 60%

[0062] Ferrita bainítica e/ou bainita é uma estrutura que tem uma dureza entre a ferrita macia e a martensita revenida dura e/ou martensita inicial. Para melhorar a capacidade de conformação do flange estirado da chapa de aço da presente invenção, a estrutura da chapa de aço contém esta, em fração de volume, em 10 a 60%.

[0063] Se a fração de volume for menor que 10%, uma capacidade de conformação do flange estirado suficiente não pode ser obtida, então o limite inferior é feito 10%. A fração de volume é preferivelmente 15% ou mais, mais preferivelmente 20% ou mais, do ponto de vista de manter uma boa capacidade de conformação do flange estirado.

[0064] Por outro lado, se a fração de volume exceder 60%, torna-se difícil formar tanto ferrita quanto martensita revenida em quantidades adequadas e o equilíbrio entre ductilidade e limite de escoamento deteriora, então o limite superior é feito 60%. A fração de volume é preferivelmente 55% ou menos, mais preferivelmente 50% ou menos, a partir do ponto de vista de manter um bom equilíbrio de ductilidade e limite de escoamento.

[0065] Martensita revenida: 10 a 50%

[0066] Martensita revenida é uma estrutura que melhora grandemente o limite de escoamento, então a fração de volume é feita 10 a 50%. Se a fração de volume for menor que 10%, um limite de escoamento suficiente não é obtido, então o limite inferior é feito 10%. A fração de volume é preferivelmente 15% ou mais, mais preferivelmente 20% ou mais do ponto de vista de garantir o limite de escoamento.

[0067] Por outro lado, se a fração de volume exceder 50%, é difícil garantir a ferrita e a austenita retida que são necessárias para melhoria da ductilidade, então o limite superior é feito 50%. A fração de volume é preferivelmente 45% ou menos, mais preferivelmente 40% ou menos, a partir do ponto de vista de melhorar suficientemente a ductilidade.

[0068] Note que, a martensita revenida que está contida na estrutura da chapa de aço da presente invenção é preferivelmente martensita revenida a baixa temperatura. A martensita revenida a baixa temperatura tem uma densidade de discordância, observada usando-se um microscópio eletrônico do tipo de transmissão, de 1014/m2 ou mais e é, por exemplo, obtida por tratamento térmico a baixa temperatura de 150 a 400oC.

[0069] Por exemplo, a martensita revenida a alta temperatura que é obtida por tratamento térmico a alta temperatura de 650°C ou maior tem discordâncias concentradas, então a densidade de discordância observada usando-se um microscópio eletrônico do tipo de transmissão é menor que 1014/m2.

[0070] Se a densidade de discordância da martensita revenida for 1014/m2 ou mais, é possível obter chapa de aço que tem uma resistência muito melhor. Portanto, na chapa de aço da presente invenção, se a martensita revenida da estrutura da chapa de aço for martensita revenida a baixa temperatura, é possível obter uma resistência muito melhor.

[0071] Austenita retida: 2 a 25%

[0072] A austenita retida é uma estrutura que é eficaz para melhoria da ductilidade. Se a fração de volume for menor que 2%, uma ductilidade suficiente não pode ser obtida, então o limite inferior é feito 2%. A fração de volume é preferivelmente 5% ou mais, mais preferivelmente 8% ou mais, do ponto de vista de garantir com segurança a ductilidade.

[0073] Por outro lado, para fazer a fração de volume maior que 25%, é necessário adicionar uma grande quantidade de elementos estabilizadores da austenita tais como C e Mn. Como resultado, a capacidade de soldagem deteriora notavelmente, então o limite superior é feito 25%. A fração de volume é preferivelmente 21% ou menos, mais preferivelmente 17% do ponto de vista de garantir a capacidade de soldagem.

[0074] Note que, ter a estrutura da chapa de aço da presente invenção, contendo austenita retida é eficaz do ponto de vista de melhoria da ductilidade, mas quando uma ductilidade suficiente é mantida, a austenita retida não precisa estar presente.

[0075] Martensita inicial: 10% ou menos

[0076] A martensita inicial reduz o limite de escoamento e a capacidade de conformação do flange estirado, então é feito 10% ou menos por fração de volume. Do ponto de vista de aumento do limite de escoamento, a fração de volume é preferivelmente feita 5% ou menos, mais preferivelmente 2% ou menos.

[0077] Outras estruturas metálicas

[0078] A estrutura da chapa de aço da presente invenção pode também conter perlita e/ou cementita bruta ou outras estruturas. Entretanto, se a perlita e/ou cementita bruta se tornar maior, a ductilidade particularmente deteriora, então a fração de volume no total é preferivelmente 10% ou menos, mais preferivelmente 5% ou menos.

[0079] A ferrita, perlita, martensita, bainita, austenita, e outras estruturas metálicas que formam a estrutura da chapa metálica podem ser identificadas, as posições de presença podem ser confirmadas, e a taxa de área pode ser medida usando-se um reagente Nital e o reagente descrito na Publicação de Patente Japonesa (A) n° 59-219473 para corroer a seção transversal na direção de laminação da chapa de aço ou a seção transversal na direção perpendicular à direção de laminação e observar a estrutura por um microscópio ótico 1000X e um microscópio eletrônico do tipo de transmissão ou do tipo de varredura 100000X.

[0080] Além disso, as estruturas podem ser julgadas a partir de análise da orientação do cristal pelo método EBSP usando-se FE-SEM ou medidas de durezas em microrregiões tais como medição das microdurezas Vicker’s.

[0081] A fração de volume das estruturas que estão contidas na estrutura da chapa de aço da presente invenção pode, por exemplo, ser obtida pelo método que é mostrado abaixo.

[0082] A fração de volume da austenita retida é descoberta pela análise de raio-x usando-se a superfície paralela até e a 1/4 da espessura a partir da superfície da chapa de aço como a superfície observada, cálculo da porcentagem da área de austenita retida, e uso disso como fração de volume.

[0083] As frações de volume de ferrita, ferrita bainítica, bainita, martensita revenida e martensita inicial foram descobertas pela obtenção de uma amostra usando como superfície observada a seção transversal da espessura paralela à direção de laminação da chapa de aço, polindo-se a superfície observada, causticando-se com Nital, observando-se a faixa de 1/8 a 3/8 da espessura a partir de 1/4 da espessura da chapa por um microscópio eletrônico de varredura de emissão de campo (FE-SEM) para medir as porcentagens de área, e usando-se essas como frações de volume.

[0084] Note que, na observação por um FE-SEM, por exemplo, é possível classificar estruturas em uma superfície observada de um quadrado com 30 μm de lado como segue:

[0085] A ferrita é compreendida de grupos de grãos de cristal dentro dos quais carbonetos à base de ferro com longos eixos de 100 nm ou mais não estão contidos. Note que a fração de volume de ferrita é a soma das frações de volume da ferrita que permanecem na temperatura máxima de aquecimento e a ferrita que é recém-formada na região de temperatura de transformação da ferrita.

[0086] Medição direta da fração de volume de ferrita durante a produção é difícil, então, na chapa de aço da presente invenção, uma pequena peça da chapa de aço, antes de ser passada através de uma linha de recozimento contínuo ou de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente, é cortada, a peça de aço é recozida pela mesma história térmica de quando passou pela linha de recozimento contínuo ou pela linha de galvanização contínua por imersão a quente, a mudança no volume da ferrita na pequena peça é medida, e o valor calculado, usando-se os resultados, é usado como fração de volume da ferrita.

[0087] Ferrita bainítica é uma coleção de grãos de cristal em forma de lâminas dentro dos quais estão contidos carbonetos à base de ferro com longos eixos de 20 nm ou mais.

[0088] Bainita é uma coleção de grãos de cristal em forma de lâminas dentro dos quais estão contidos carbonetos à base de ferro com longos eixos de 20 nm ou mais.

[0089] Além disso, os carbonetos caem sob uma única variante, isto é, o grupo de carbonetos à base de ferro é estirado na mesma direção. Aqui "o grupo de carbonetos à base de ferro estirado na mesma direção” significa carbonetos com uma diferença na direção de estiramento do grupo de carbonetos à base de ferro de cerca de 5°.

[0090] Martensita revenida é uma coleção de grãos de cristal em forma de lâminas dentro dos quais estão contidos carbonetos à base de ferro com longos eixos de 20 nm ou mais. Além disso, os carbonetos caem sob várias variantes, isto é, uma pluralidade de grupos de carbonetos à base de ferro estirados em diferentes direções.

[0091] Note que, usando-se FE-SEM para observar os carbonetos à base de ferro em forma de lâminas dentro dos grãos de cristal e investigando-se a direção de estiramento, é possível diferenciar facilmente bainita e martensita revenida.

[0092] A martensita inicial e a austenita retida não são suficientemente corroídas pela causticação com Nital, então na observação pelo FE-SEM, é possível diferenciar claramente as estruturas acima (ferrita, ferrita bainítica, bainita, e martensita revenida). Por essa razão, a fração de volume da martensita inicial pode ser descoberta como a diferença entre a porcentagem de área das regiões não corroídas que são obtidas pelo FE-SEM e a porcentagem de área da austenita retida que é medida por raio-x.

[0093] A chapa de aço da presente invenção é caracterizada por conter 4x108 (partículas/mm3) ou mais de carbonetos à base de ferro que contêm Si ou Si e Al em 0,1% ou mais.

[0094] Na chapa de aço da presente invenção, pelo fato de os carbonetos à base de ferro terem incluídos Si ou Si e Al, a capacidade de capturar hidrogênio dos carbonetos à base de ferro é melhorada e a excelente resistência à fragilização pelo hidrogênio (resistência à fratura retardada) é obtida.

[0095] Inicialmente serão explicadas as razões porque os inventores notaram os carbonetos à base de ferro.

[0096] Para provocar a precipitação dos carbonetos de liga à base de V, à base de Ti, à base de Nb, e à base de Mo, são necessários tratamentos térmicos de longo prazo, então quando se produzem chapas de aço nas linhas de produção de chapas de aço tais como linha de recozimento contínuo ou linha de galvanização contínua por imersão a quente, não é possível provocar suficientemente a precipitação dos carbonetos de liga na chapa de aço. Para fazer os carbonetos de liga se precipitarem suficientemente, é necessário um tratamento térmico adicional.

[0097] Para provocar a precipitação de carbonetos de liga à base de V, à base de Ti, à base de Nb, e à base de Mo, a chapa de aço que passou através de uma linha de recozimento contínuo ou de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente tem que ser tratada por um longo período de tratamento térmico adicional a uma alta temperatura de 600°C ou similar, à qual a difusão dos elementos de liga é fácil. Como resultado, uma queda na resistência da chapa de aço não pode ser evitada.

[0098] Com base nisso, os inventores tomaram nota de carbonetos à base de ferro que se precipitam a uma baixa temperatura em um curto tempo. A chapa de aço contém uma quantidade suficientemente grande de Fe, então não é necessário fazer os átomos de Fe se difundirem sobre longas distâncias para fazer a cementita ou outros carbonetos à base de ferro se precipitarem. Por essa razão, os carbonetos à base de ferro podem precipitar em um curto período de tempo mesmo a uma baixa temperatura de cerca de 300°C.

[0099] Entretanto, carbonetos à base de ferro tais como cementita têm uma pequena capacidade de capturar hidrogênio, e não contribuem muito para a melhoria da resistência à fragilização pelo hidrogênio (resistência à fratura retardada). A razão é que isto está intimamente relacionado com o mecanismo de captura de hidrogênio. Isto é, o hidrogênio é capturado na interface entre os precipitados e a fase base, mas carbonetos à base de ferro são compatíveis com a fase base e são duros de precipitar, então acredita-se que a capacidade de captura do hidrogênio seja pequena.

[00100] Portanto, os inventores estudaram aumentar a compatibilidade dos carbonetos à base de ferro e da fase base e transmitir a capacidade de capturar hidrogênio para os carbonetos à base de ferro. Como resultado, embora o mecanismo detalhado não seja claro, descobriu-se que incluindo-se "Si” ou "Si e Al” nos carbonetos à base de ferro, a resistência à fragilização pelo hidrogênio (resistência à fratura retardada) é grandemente melhorada.

[00101] Fazendo-se os carbonetos à base de ferro conterem Si ou Al, a compatibilidade dos carbonetos à base de ferro e da fase base aumenta e a capacidade de capturar hidrogênio é melhorada.

[00102] Entretanto, Si e Al não formam soluções sólidas na cementita e atrasam grandemente a precipitação de cementita, então é difícil provocar a precipitação dos carbonetos à base de ferro que contêm "Si” ou "Si e Al”.

[00103] Os inventores se engajaram em estudos intensivos e descobriram que se (a) deformar a chapa de aço que foi resfriada até 250°C ou menos por dobramento-desdobramento para introduzir discordâncias que formam locais de nucleação de carbonetos à base de ferro, (b) realinhar as discordâncias que aparecem na microestrutura da chapa de aço para formar locais onde as discordâncias estão presentes em uma alta densidade e introduzir locais de nucleação onde os carbonetos à base de ferro que contenham "Si” ou "Si e Al” se precipitam, então (c) tratar termicamente a chapa de aço a 150 a 400oC, é possível fazer com que carbonetos à base de ferro que contenham "Si” ou "Si e Al” se precipitem em um tempo extremamente curto em grandes quantidades. Esse ponto é a descoberta que forma a base da presente invenção.

[00104] Os inventores se engajaram em outro desenvolvimento e obtiveram as descobertas a seguir.

[00105] Resfriando-se o aço até a temperatura de início da transformação da martensita (ponto Ms) ou menos e transformando-se parte da austenita para a fase martensita, as discordâncias que formam os locais de nucleação de carbonetos à base de ferro são feitas se formarem em grandes quantidades na fase martensita e sua vizinhança. Mesmo se se deformar tal chapa de aço por dobramento- desdobramento e então tratá-la termicamente a 150 a 400°C, é possível fazer carbonetos à base de ferro que contenham "Si” ou "Si e Al” se precipitarem em grandes quantidades em um tempo extremamente curto. Esse ponto é também uma descoberta que forma a base da presente invenção.

[00106] Si é um elemento que atrasa a precipitação de cementita e outros carbonetos à base de ferro e não está muito contido na cementita, então o efeito de melhoria da resistência à fratura retardada pelos carbonetos à base de ferro que contenham Si não foi descoberta antes.

[00107] Dessa forma, os inventores estabeleceram a técnica de fazer carbonetos à base de "Si” ou "Si e Al” se precipitarem em grandes quantidades em um tempo extremamente curto com boa compatibilidade com a fase base na estrutura da chapa de aço.

[00108] Se o "Si” ou "Si e Al” que estiverem contidos nos carbonetos à base de ferro for menor que 0,1%, a capacidade de capturar hidrogênio se torna insuficiente, então a quantidade de ”Si” ou "Si e Al” que está contida nos carbonetos à base de ferro se torna 0,1% ou mais. A quantidade é preferivelmente 0,15% ou mais, mais preferivelmente 0,20% ou mais.

[00109] Na chapa de aço da presente invenção, para se obter uma suficiente resistência à fragilização pelo hidrogênio, é necessário incluir 4x108 (partículas/mm3) ou mais de carbonetos à base de ferro, Se o número de carbonetos à base de ferro for menor que 4x108 (partículas/mm3), a resistência à fragilização pelo hidrogênio (resistência à fratura retardada) se torna insuficiente, então o número de carbonetos à base de ferro é feito 4x108 (partículas/mm3) ou mais. O número é preferivelmente 1,0x109 (partículas/mm3) ou mais, mais preferivelmente 2,0x109 (partículas/mm3).

[00110] A densidade e a composição dos carbonetos à base de ferro que estão contidos na chapa de aço da presente invenção podem ser medidas por um microscópio eletrônico do tipo de transmissão (TEM) que é fornecido com um espectrômetro de raio-x do tipo de energia de dispersão (EDX) ou por um microscópio iônico de sonda de átomo 3D (AP-FIM).

[00111] Note que os carbonetos à base de ferro que contêm Si ou Si e Al que estão contidos na chapa de aço da presente invenção são de vários nm a várias dezenas de nm em tamanho ou consideravelmente pequenos. Por essa razão, ao analisar a composição por um TEM usando uma película fina, algumas vezes não apenas carbonetos à base de ferro, mas também Si e Al na fase base podem ser medidos simultaneamente.

[00112] Nesse caso, é preferível usar um AP-FIM para analisar a composição de carbonetos à base de ferro. AP-FIM pode medir cada átomo que forma um carboneto à base de ferro, então tem precisão extremamente alta. Por essa razão, é possível usar AP-FIM para medir com precisão a composição dos microprecipitados, isto é, dos carbonetos à base de ferro, e a densidade de carbonetos à base de ferro.

[00113] A seguir, sera explicada a composição química da chapa de aço da presente invenção. Note que abaixo "%” significa "% em massa”.

[00114] C: 0,7 a 0,25%

[00115] C é um elemento que aumenta a resistência da chapa de aço, Se C for menor que 0,07%, é possível garantir uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou maior, enquanto se for acima de 0,25%, a capacidade de soldagem se torna insuficiente, então o teor é feito 0,07 a 0,25%. C é preferivelmente 0,08 a 0,24%, mais preferivelmente 0,09 a 0,23%.

[00116] Si: 0,45 a 2,50%

[00117] Al: 0,005 a 2,5%

[00118] Si e Al são elementos que são extremamente importantes para formar soluções sólidas em carbonetos à base de ferro e melhorar a resistência à fragilização pelo hidrogênio (resistência à fratura retardada). A resistência à fragilização pelo hidrogênio é notavelmente melhorada pelos carbonetos à base de ferro contendo Si ou Si e Al em 0,1% ou mais.

[00119] Se o teor de Si for menor que 0,45%, a quantidade de Si nos carbonetos à base de ferro é reduzida, o Si ou Si e Al não pode ser incluído em 0,1% ou mais, e o efeito de melhoria da resistência à fratura retardada se torna insuficiente.

[00120] Note que, se incluir Al, um efeito similar é obtido como no caso de incluir Si, mas se o efeito acima pode ser suficientemente obtido incluindo-se apenas Si, Al não precisa ser incluído. Entretanto, Al age como um material desoxidante, 0,005% ou mais são adicionados.

[00121] Por outro lado, se o teor de Si exceder 2,50% ou o Al exceder 2,5%, a capacidade de soldagem ou a capacidade de trabalho da chapa de aço se torna insuficiente, então o limite superior de Si é feito 2,50% e o limite superior de Al é feito 2,5%.

[00122] O Si é preferivelmente 0,40 a 2,20%, mais preferivelmente 0,50 a 2,00%. Al é preferivelmente 0,005% a 2,0%, mais preferivelmente 0,01 a 1,6%.

[00123] Mn: 1,5 a 3,20%

[00124] O Mn é um elemento que age para aumentar a resistência da chapa de aço. Se o teor de Mn for menor que 1,5%, uma grande quantidade de estruturas macias se formam no resfriamento após o recozimento e uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais se torna difícil de garantir, então o limite inferior é feito 1,5%.

[00125] Do ponto de vista de garantir com segurança uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais, o limite inferior de Mn é preferivelmente 1,6%, mais preferivelmente 1,7%.

[00126] Por outro lado, se o teor de Mn for maior que 3,20%, a fragilização ocorre devido à segregação de Mn, a placa lingotada se fratura, e outros problemas ocorrem facilmente e, além disso, a capacidade de soldagem deteriora, então o limite superior é feito 3,20%.

[00127] A partir do ponto de vista de evitar a fratura da placa, o limite superior de Mn é preferivelmente 3,00%, mais preferivelmente 2,80% ou menos, ainda mais preferivelmente 2,60% ou menos.

[00128] P: 0,001 a 0,03%

[00129] P é um elemento que segrega na parte central da espessura da chapa de aço e, além disso, causa fragilização da zona de soldagem. Se o teor de P exceder 0,03%, a fragilização da zona de soldagem se torna notável, então o limite superior é feito 0,03%. Para evitar com segurança a fragilização da zona de soldagem, o teor é preferivelmente feito 0,02% ou menos.

[00130] Reduzir o teor de P para menos de 0,001% é economicamente desvantajoso, então o limite inferior é feito 0,001%.

[00131] S: 0,0001 a 0,01%

[00132] S é um elemento que tem um efeito prejudicial na capacidade de soldagem e na capacidade de produção no momento do lingotamento e no momento da laminação a quente. Por essa razão, o limite superior foi feito 0,01%. Reduzir o teor de S para menos de 0,0001% é economicamente desvantajoso, então o limite inferior foi feito 0,0001%.

[00133] Note que o S se liga ao Mn para formar MnS bruto e diminui a capacidade de dobramento, então tem que ser reduzido tanto quanto possível. N: 0,0001 a 0,0100%

[00134] N é um elemento que forma nitretos brutos e degrada a capacidade de dobramento e a capacidade de expansão do orifício. Se o teor de N exceder 0,0100%, a capacidade de dobramento e a capacidade de expansão do furo deterioram, então o limite superior foi feito 0,0100%.

[00135] Note que N se torna a causa de bolhas de gás no momento da soldagem, então seu teor é preferivelmente baixo.

[00136] O limite inferior de N não tem que ser particularmente ajustado, mas se reduzido a menos de 0,0001%, o custo de produção aumenta grandemente, então 0,0001% é o limite inferior substantivo. N é preferivelmente 0,0005% ou mais do ponto de vista dos custos de produção.

[00137] O: 0,0001 a 0,0080%

[00138] O é um elemento que forma óxidos e provoca a deterioração da capacidade de dobramento e da capacidade de expansão do orifício. Em particular, óxidos frequentemente estão presentes como inclusões. Se presente nas faces perfuradas ou nas faces cortadas, defeitos em forma de fendas ou covas brutas são formados nas faces extremas.

[00139] Os defeitos ou covas se tornam pontos de concentração de estresse e pontos de partida de fratura no momento do dobramento ou de trabalho forte, então provoca grande deterioração da capacidade de expansão ou da capacidade de dobramento.

[00140] Se o teor de O exceder 0,0080%, a tendência acima se torna notável, então o limite superior foi feito 0,0080%. O limite superior preferível é 0,0070%.

[00141] Por outro lado, a redução do teor de O para menos de 0,0001% provoca custos excessivamente altos e não é economicamente preferível, então o limite inferior foi feito 0,0001%. O limite inferior de O é preferivelmente 0,0005%.

[00142] Entretanto, mesmo reduzindo-se o teor de O para menos de 0,0001%, é possível garantir uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais e uma excelente resistência à fratura retardada.

[00143] Na chapa de aço da presente invenção, os elementos a seguir estão contidos de acordo com a necessidade.

[00144] Ti: 0,005 a 0,09%

[00145] Ti é um elemento que contribui para o aumento da resistência da chapa de aço pelo reforço da precipitação, reforço pela redução do tamanho de grão pela supressão do crescimento dos grãos de cristal de ferrita, e reforço da discordância através da supressão da recristalização. Além disso, o Ti é um elemento que suprime a formação de nitretos pelo B.

[00146] B é um elemento que contribui para controle estrutural no momento da laminação a quente e controle estrutural e maior resistência no equipamento de recozimento contínuo ou no equipamento de galvanização contínua por imersão a quente, mas se B formar um nitreto, esse efeito não pode ser obtido, então Ti é adicionado para suprimir a formação de nitretos pelo B.

[00147] Entretanto, se o teor de Ti exceder 0,09%, a precipitação de carbonitretos se torna maior e a capacidade de conformação se torna inferior, então o limite superior é feito 0,09%. Por outro lado, se o teor de Ti for menor que 0,005%, o efeito de adição de Ti não é mais suficientemente obtido, então o limite inferior foi feito 0,005%.

[00148] O Ti é preferivelmente 0,010 a 0,08%, mais particularmente 0,015 a 0,07%.

[00149] Nb: 0,005 a 0,09%

[00150] Nb, como o Ti, é um elemento que contribui para aumentar a resistência da chapa de aço pelo reforço da precipitação, reforço pela redução do tamanho do grão pela supressão do crescimento do grão de ferrita, e reforço da discordância através da supressão da recristalização.

[00151] Entretanto, se o teor de Nb exceder 0,09%, a precipitação de carbonitretos se torna maior e a capacidade de conformação se torna inferior, então o limite superior é feito 0,09%. Por outro lado, se o teor de Nb for menor que 0,005%, o efeito de adição de Nb não é suficientemente obtido, então o limite inferior foi feito 0,005%.

[00152] O teor de Nb é preferivelmente 0,010 a 0,08%, mais preferivelmente 0,015 a 0,07.

[00153] A chapa de aço da presente invenção pode conter um ou mais entre B: 0,0001 a 0,01%, Ni: 0,01 a 2,0%, Cu: 0,01 a 2,0%, e Mo: 0,01 a 0,8%.

[00154] B: 0,0001 a 0,01%

[00155] B é um elemento que atrasa a transformação de austenita para ferrita para contribuir para uma resistência aumentada da chapa de aço. Além disso, B é um elemento que atrasa a transformação de austenita para ferrita no momento da laminação a quente de modo a fazer a estrutura da chapa laminada a quente uma estrutura de fase única de bainita e aumentar a uniformidade da chapa laminada a quente e contribuir para melhoria da capacidade de dobramento.

[00156] Se o teor de B for menor que 0,0001%, o efeito da adição de B não é suficientemente obtido, então o limite inferior é feito 0,0001%. Por outro lado, se o teor de B exceder 0,01%, não apenas o efeito de adição se torna saturado, como a capacidade de produção no momento da laminação cai, então o limite superior é feito 0,01%.

[00157] O teor de B é preferivelmente 0,0003 a 0,007%, mais preferivelmente 0,0005 a 0,0050%.

[00158] Cr: 0,01 a 2,0%

[00159] Ni: 0,01 a 2,0%

[00160] Cu: 0,01 a 2,0%

[00161] Mo: 0,01 a 0,8%

[00162] Cr, Ni, Cu, e Mo são elementos que contribuem para a melhoria da resistência da chapa de aço e podem ser usados m lugar de parte do Mn. Na chapa de aço da presente invenção, é preferível adicionar um ou mais elementos entre Cr, Ni, Cu, e Mo em quantidades respectivas de 0,01% ou mais.

[00163] Se as quantidades dos elementos excederem os limites superiores dos elementos, a capacidade de decapagem, a capacidade de soldagem, a capacidade de trabalho a quente, etc. deterioram, então o limite superior de Cr, Ni e Cu é feito 2,0% e o limite superior de Mo é feito 0,8%.

[00164] V: 0,005 a 0,09%

[00165] O V, como o Ti e o Nb, é um elemento que contribui para aumentar a resistência da chapa de aço pelo reforço da precipitação, reforço pela redução do tamanho do grão pela supressão do crescimento do grão de cristal de ferrita, e reforço da discordância através da supressão da recristalização. Além disso, V é um elemento que também contribui para a melhoria das características de fratura retardada.

[00166] Por essa razão, quando se produzem chapas de aço com uma resistência máxima à tração mais de 900 MPa, é preferível adicionar V.

[00167] Entretanto, se o teor de V exceder 0,09%, uma quantidade maior de carbonitretos se precipita e a capacidade de conformação se deteriora. Além disso, se o teor de V for grande, quando se passa a chapa de aço através de uma linha de recozimento contínuo ou de um equipamento de galvanização contínua por imersão a quente, a recristalização da ferrita é grandemente retardada. Após o recozimento, a ferrita não recristalizada permanece e provoca uma grande queda na ductilidade. Por essa razão, o limite superior do teor de V é feito 0,09%.

[00168] Por outro lado, se o teor de V for menor que 0,005%, o efeito da adição de V se torna insuficiente, então o limite inferior é feito 0,005%. O teor de V é preferivelmente 0,010 a 0,08%, mais preferivelmente 0,015 a 0,07%.

[00169] A chapa de aço da presente invenção pode também conter um ou mais elementos entre Ca, Ce, Mg, e REM em um total de 0,0001 a 0,5%.

[00170] Ca, Ce, Mg, e REM são elementos que contribuem para a melhoria da resistência ou para a melhoria da qualidade. Se o teor total de um ou mais entre Ca, Ce, Mg, e REM for menor que 0,0001%, um efeito suficiente de adição não pode ser obtido, então o limite inferior do total é feito 0,0001%.

[00171] Se o total de um ou mais elementos entre Ca, Ce, Mg, e REM estiver acima de 0,5%, a ductilidade é prejudicada e a capacidade de conformação se torna pobre, então o limite superior é feito 0,5%.Note que, "REM" é uma abreviação para "metais terras raras”, e indica um elemento que pertença aos lantanídios.

[00172] Na chapa de aço da presente invenção, REM ou Ce é frequentemente adicionado por um metal misch. Além disso, elementos dos lantanídios diferentes de La e Ce são algumas vezes incluídos em combinações.

[00173] Mesmo se a chapa da presente invenção contiver elementos dos lantanídios diferentes de La ou Ce como impurezas, o efeito vantajoso da presente invenção é obtido. Além disso, mesmo se contiver La ou Ce metálico, o efeito vantajoso da presente invenção é obtido.

[00174] A chapa de aço da presente invenção inclui a chapa de aço que tenha uma camada galvanizada ou uma camada galvannealed em sua superfície. Conformando-se uma camada galvanizada nas superfícies da chapa de aço, uma excelente resistência à corrosão pode ser garantida.

[00175] Além disso, pela conformação de uma camada galvannealed na superfície da chapa de aço, uma excelente resistência à corrosão e uma excelente adesão de tinta podem ser garantidas.

[00176] A seguir, será explicado o método de produção da chapa de aço da presente invenção (doravante algumas vezes referido como "método de produção da presente invenção”).

[00177] Para produzir a chapa de aço da presente invenção, inicialmente uma placa que tenha a composição química acima mencionada é lingotada. Como placa para ser usada para laminação a quente, pode ser usada uma placa lingotada continuamente ou uma placa que é produzida por um lingotador de placas finas, etc. O método de produção da chapa de aço da presente invenção é compatível com um processo tal como lingotamento contínuo-laminação direta (CC-DR) onde o aço é lingotado, e então imediatamente laminado a quente.

[00178] A temperatura de aquecimento da placa é feita 1050°C ou mais. Se a temperatura de aquecimento da placa for excessivamente baixa, a temperatura final de laminação cai abaixo do ponto Ar3 e resulta uma laminação de fase dupla de ferrita e austenita. A estrutura da chapa laminada a quente se torna uma estrutura irregular de grãos mistos.

[00179] Se a estrutura da chapa de aço laminada a quente for uma estrutura de ganho misto irregular, a estrutura irregular não é eliminada mesmo após a laminação a frio e recozimento e a chapa de aço se torna inferior em ductilidade e capacidade de dobramento.

[00180] A chapa de aço da presente invenção tem uma grande quantidade de elementos de liga adicionados a ela de modo a garantir uma resistência à tração máxima de 900 MPa ou mais após o recozimento, então a resistência no momento da laminação final também tende a se tornar maior.

[00181] A redução da temperatura de aquecimento da placa provoca uma queda na temperatura final de laminação, provoca também um aumento na carga de laminação, e é difícil de laminar ou provoca defeitos de forma da chapa de aço após a laminação, então a temperatura de aquecimento da placa é feita 1050°C ou mais.

[00182] O limite superior da temperatura de aquecimento da placa não tem que ser particularmente ajustado, mas aumentar excessivamente a temperatura de aquecimento da placa não é economicamente preferível, então o limite superior da temperatura de aquecimento da placa é preferivelmente feito menos de 1300°C.

[00183] Note que a temperatura Ar3 é calculada pela seguinte fórmula: Ar3=901-325xC+33xSi-92x(Mn+Ni/2+Cr/2+Cu/2+Mo/2)

[00184] Na fórmula acima, C, Si, Mn, Ni, Cr, Cu, e Mo são os teores (% em massa) dos respectivos elementos.

[00185] O limite superior da temperatura final de laminação não tem que ser particularmente ajustado, mas fazendo-se a temperatura final de laminação excessivamente alta, a temperatura de aquecimento da placa tem que ser feita excessivamente alta de modo a garantir essa temperatura, então o limite superior da temperatura final de laminação é preferivelmente 1000°C.

[00186] A temperatura de bobinamento é 400 a 670°C. Se a temperatura de bobinamento estiver acima de 670°C, a estrutura da chapa laminada a quente é formada com ferrita bruta ou perlita, a irregularidade da estrutura recozida se torna maior, e o produto final deteriora em capacidade de dobramento, então o limite superior é feito 670°C.

[00187] Resfriar a uma temperatura que exceda 670°C faz aumentar excessivamente a espessura dos óxidos que são formados na superfície da chapa de aço e degrada a capacidade de decapagem, então isto não é preferido. A temperatura de bobinamento é preferivelmente 630°C ou menos do ponto de vista de tornar a estrutura mais fina após o recozimento, aumentar o equilíbrio resistência-ductilidade, e, também, melhorar a capacidade de dobramento pela dispersão regular da fase secundária.

[00188] Se a temperatura de bobinamento for menor que 400 °C , a resistência da chapa laminada a quente aumenta nitidamente e a fratura da chapa ou os defeitos da chapa no momento da laminação a frio são facilmente induzidos, então o limite inferior da temperatura de bobinamento é feito 400°C.

[00189] Note que é também possível unir chapas laminadas brutas no momento da laminação a quente para a laminação contínua final. Além disso, a chapa laminada bruta pode também ser bobinada uma vez.

[00190] A chapa de aço laminada a quente assim produzida é decapada. A decapagem remove os óxidos da superfície da chapa de aço, então é importante para a capacidade de conversão química da chapa de aço de alta resistência laminada a frio do produto final ou melhoria da capacidade de revestimento por imersão a quente da chapa de aço laminada a frio para chapa de aço galvanizada por imersão a quente ou chapa de aço galvannealed por imersão a quente. A decapagem pode ser executada de uma vez ou pode ser executada em vários tratamentos.

[00191] A chapa de aço laminada a quente decapada é laminada a frio com uma redução de 40 a 70%, então fornecida a uma linha de recozimento contínuo ou a uma linha de galvanização contínua por imersão a quente. Se a redução for menor que 40%, torna-se difícil manter plana a forma da chapa de aço e, além disso, a ductilidade do produto final deteriora, então o limite inferior da redução é feito 40%.

[00192] Se a redução exceder 70%, a carga de laminação se torna muito grande e a laminação a frio se torna difícil, então o limite inferior da redução é feito 70%. A redução é preferivelmente 45 a 65%. Note que, mesmo se não forem particularmente prescritos o número de passes de laminação e a redução para cada passe, o efeito vantajoso da presente invenção é obtido, então o número de passes de laminação e a redução para cada passe não têm que ser prescritos.

[00193] Após isto, a chapa de aço laminada a frio é passada através de uma linha de recozimento contínuo para produzir uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência. Nesse momento, isto é executado pela primeira condição que está mostrada abaixo.

PRIMEIRAS CONDIÇÕES

[00194] Quando se passa uma chapa de aço laminada a frio através de uma linha de recozimento contínuo, a chapa de aço laminada a frio é recozida a uma temperatura máxima de aquecimento de 760 a 900°C, então é resfriada por uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s até 250°C ou menos, então é deformada por cilindros de um raio de 800 mm ou menos por dobramento-desdobramento, então é tratada termicamente na região de temperaturas de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais.

[00195] No método de produção da presente invenção, a chapa de aço laminada a frio de alta resistência que é obtida pela passagem do aço através de uma linha de recozimento contínuo sob as primeiras condições pode ser eletrogalvanizada e feita uma chapa de aço galvanizada de alta resistência.

[00196] Além disso, no método de produção da presente invenção, a chapa de aço laminada a frio acima pode ser passada através da linha de galvanização contínua por imersão a quente para produzir chapa de aço galvanizada de alta resistência. Nesse caso, o método de produção da presente invenção é executado sob as segundas condições ou terceiras condições que estão mostradas abaixo.

SEGUNDAS CONDIÇÕES

[00197] Quando se passa uma chapa de aço laminada a frio através de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente, a chapa de aço laminada a frio é recozida a uma emperature máxima de aquecimento de 760 a 900°C, e então resfriada a uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000oC/s, e então mergulhada em um banho de galvanização, resfriada a uma taxa média de resfriamento de 1°C/s ou mais até 250°C ou menos, e então tratada termicamente em uma região de temperaturas de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais.

[00198] Com esse método de produção, é possível obter chapa de aço galvanizada de alta resistência que é formada com uma camada galvanizada na superfície da chapa de aço e que é excelente em resistência à fratura retardada.

TERCEIRAS CONDIÇÕES

[00199] Quando se passa uma chapa de aço laminada a frio através de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente, da mesma forma que nas segundas condições, a chapa é mergulhada em um banho de galvanização, e então ligado em uma região de temperaturas de 460 a 600°C, então resfriada a uma taxa média de resfriamento de 1°C/s ou mais até 250°C ou menos.

[00200] Executando-se tal tratamento térmico para formar liga de Zn/Fe, é possível obter chapa de aço galvanizada de alta resistência que é formada com uma liga de Zn-Fe com a qual a camada galvanizada é ligada na superfície da chapa de aço e portanto tem uma camada ligada ou galvanizada.

[00201] No método de produção da presente invenção, a razão para fazer a temperatura máxima de aquecimento 760 a 900°C quando se lamina chapa de aço laminada a frio através de uma linha de recozimento contínuo ou de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente é fazer a cementita que se precipita durante o aquecimento na linha de recozimento contínuo ou na linha de galvanização contínua por imersão a quente fundir e garantir uma fração de volume de austenita suficiente.

[00202] Se a temperatura máxima de aquecimento for menor que 760°C, é necessário um longo tempo para fundir a cementita e a produtividade cai, a cementita permanece não fundida, a fração de volume de martensita após o resfriamento cai, e a resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais não pode mais ser garantida

[00203] Note que, mesmo se a temperatura máxima de aquecimento exceder 900°C, não há qualquer problema na qualidade, mas a economia é pobre, então isso não é preferido.

[00204] O tempo de residência no momento do recozimento e do aquecimento pode ser adequadamente determinado de acordo com a temperatura máxima de aquecimento, então não tem que ser particularmente limitado, mas 40 a 540 segundos são preferidos.

[00205] No método de produção da presente invenção, quando se passa a chapa de aço laminada a frio através de uma linha de recozimento contínuo, após o recozimento a chapa tem que ser resfriada a uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s até 250°C ou menos.

[00206] Se a taxa média de resfriamento for menor que 1°C/s, não é possível suprimir a formação de uma estrutura perlita excessiva por um processo de resfriamento e nem é possível garantir uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais.

[00207] Mesmo aumentando-se excessivamente a taxa média de resfriamento, não ocorre nenhum problema na qualidade, mas um excessivo investimento de capital se torna necessário, então a taxa média de resfriamento é preferivelmente 1000°C/s ou menos.

[00208] A razão para fazer a temperatura final de resfriamento a uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s ser 250°C/s ou menos é promover a precipitação de carbonetos à base de ferro.

[00209] Se a temperatura final de recozimento exceder 250°C, mesmo se deformando a chapa com cilindros por dobramento- desdobramento após o final do resfriamento, as discordâncias que foram introduzidas pela deformação por dobramento-desdobramento acabam sendo revertidas e portanto a precipitação dos carbonetos à base de ferro se torna difícil de ser promovida.

[00210] Mesmo se não se ajustar particularmente o limite inferior da temperatura do fim do resfriamento, o efeito vantajoso da presente invenção é obtido, mas é difícil fazer a temperatura de término do resfriamento ser a temperatura ambiente ou menos, então a temperatura ambiente é o limite inferior substantivo.

[00211] No método de produção da presente invenção, a chapa de aço que é resfriada a uma taxa média de resfriamento de 1°C/s a 1000°C/s até 250°C ou menos é deformada por cilindros de 800 mm de raio por dobramento-desdobramento. Isto é para introduzir discordâncias na chapa de aço e promover a precipitação de carbonetos à base de ferro que contenham Si ou Al.

[00212] Se o raio dois cilindros estiver acima de 800 mm, é difícil introduzir eficientemente discordâncias na estrutura da chapa de aço por deformação de dobramento-desdobramento, então o raio dos cilindros é feito 800 mm ou menos.

[00213] Deformando-se a chapa de aço por dobramento- desdobramento , a precipitação de carbonetos à base de ferro é promovida uma vez que a preocupação sobre a redução de espessura é pequena.

[00214] Quando se usam cilindros de 800 mm de raio para deformar chapas de aço laminadas a frio por dobramento-desdobramento, se executar isso a 250°C ou menos, é possível introduzir discordâncias eficientemente.

[00215] Note que, no método de produção da presente invenção, a chapa de aço com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais é produzida, então a deformação plástica pela deformação por tração é difícil. Além disso, com a deformação por tração, há a preocupação que a chapa frature devido à estricção, etc., então a deformação por dobramento-desdobramento é preferível.

[00216] No método de produção da presente invenção, a chapa de aço laminada a frio é deformada pelos cilindros de 800 mm de raio ou menos por dobramento-desdobramento, então é tratada termicamente em uma região de temperatura de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais. Isso faz os carbonetos à base de ferro que contêm Si ou Si e Al para precipitar em grandes quantidades.

[00217] No método de produção da presente invenção, quando se passa a chapa de aço laminada a frio através de um equipamento de galvanização por imersão a quente, da mesma forma que passa através de uma linha de recozimento contínuo, a chapa de aço laminada a frio é recozida a uma temperatura máxima de aquecimento de 760 a 900°C, e então é resfriada a uma taxa média de resfriamento de 1°C/s ou mais até 250°C ou menos.

[00218] Devido a esse método, é possível obter chapa de aço revestida por imersão a quente. Note que a temperatura do banho de galvanização é preferivelmente 440 a 480°C.

[00219] No método de produção a presente invenção, quando se passa uma chapa de aço laminada a frio através de um equipamento de galvanização contínua por imersão a quente, a chapa pode ser imersa em um banho de galvanização, então ligada em uma região de temperaturas de 460 a 600°C, então resfriada por uma taxa média de resfriamento de 1°C/s ou mais até 250°C ou menos.

[00220] Por esse método é possível obter chapa de aço galvanizada que tenha uma camada galvanizada ligada com a superfície da chapa de aço. Fazendo-se a chapa de aço uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente ou uma chapa de aço galvannealed, é possível aumentar a capacidade de ser à prova de ferrugem da chapa de aço.

[00221] Na configuração da presente invenção, conforme explicado acima, a atmosfera do forno de recozimento da linha de recozimento contínuo ou da linha de galvanização contínua por imersão a quente no momento da produção de chapa de aço laminada a frio de alta resistência ou a chapa de aço galvanizada de alta resistência é feita uma atmosfera que contenha H2 em 1 a 60% em volume e tem um saldo de N2, H2O, O2, e as inevitáveis impurezas.

[00222] Além disso, o logaritmo log(PH2O/PH2) da pressão parcial da água e da pressão parcial do hidrogênio na atmosfera é preferivelmente feito

[00223] Se a atmosfera no forno de recozimento for feita a temperatura acima, antes do Si, Mn, e Al que estão contidos na chapa de aço serem difundidos na superfície da chapa de aço, o O que se difunde dentro da chapa de aço e o Si, Mn e Al dentro da chapa de aço reagem, com o que são formados óxidos dentro da chapa de aço e esses óxidos são evitados de serem formados na superfície da chapa de aço.

[00224] Portanto, fazendo-se a atmosfera no forno de recozimento a atmosfera acima, é possível suprimir a ocorrência de não revestimento devido à formação de óxidos na superfície da chapa de aço, possível promover uma reação de liga, e possível evitar a deterioração da capacidade de conversão química devido à formação de óxidos.

[00225] Note que a razão da pressão parcial da água e da pressão parcial do hidrogênio na atmosfera no formo de recozimento pode ser ajustada pelo método de soprar vapor no forno de recozimento. Dessa forma, o método de ajustar a razão da pressão parcial da água e da pressão parcial do hidrogênio na atmosfera no forno de recozimento é simples e preferível.

[00226] Na atmosfera no formo de recozimento, se a concentração de H2 exceder 60% em volume, maiores custos são provocados, então isso não é preferido. Se a concentração de H2 se tornar menor que 1% em volume, o Fe que está contido na chapa de aço oxida e a capacidade de umidificação ou de adesão do revestimento da chapa de aço é passível de se tornar insuficiente.

[00227] Fazendo-se o logaritmo log(PH2O/PH2) da pressão parcial da água e da pressão parcial do hidrogênio na atmosfera do forno de recozimento

[00228] uma capacidade de revestimento suficiente pode ser garantida, mesmo com um aço que contenha uma grande quantidade de Si.

[00229] A razão para fazer o limite inferior do logaritmo log(PH2O/PH2) da pressão parcial da água e da pressão parcial do hidrogênio -3 é que, se for menor que -3, a razão de formação de Si oxida (ou óxidos de Si ou óxidos de Al) na superfície da chapa de aço se torna maior e a capacidade de umidificação ou de adesão de revestimento cai.

[00230] A razão para fazer o limite superior do logaritmo log(PH2O/PH2) da pressão parcial da água e da pressão parcial do hidrogênio -0,5 é que mesmo se PH2O/PH2 for prescrita como estando acima de -0,5, o efeito se torna saturado.

[00231] Em oposição a isso, por exemplo, não se fazendo a atmosfera dentro do forno de recozimento ser a atmosfera acima e passando-se a chapa de aço laminada a frio através de uma linha de recozimento contínuo ou de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente, ocorre o problema que está mostrado abaixo.

[00232] No método de produção da presente invenção, para aumentar a taxa de volume de ferrita e garantir a ductilidade, é usada uma placa que contém Si (ou Si e Al) e inclui Mn que aumenta a resistência da placa.

[00233] Si, Mn, e Al são elementos que oxidam com extrema facilidade comparado com o Fe, então mesmo em uma atmosfera redutora de Fe, a superfície da chapa de aço que contém Si (ou Si e Al) e Mn é formada com óxidos de Si (ou óxidos de Si e óxidos de Al) e óxidos de Mn.

[00234] Óxidos que contêm Si, Mn ou Al sozinhos e/ou óxidos que contêm Si, Mn, e Al compostamente que estão presentes ma superfície da chapa de aço se torna a causa de deterioração da capacidade de conversão química da chapa de aço.

[00235] Além disso, esses óxidos são pobres em capacidade de umidificação com zinco e outros metais fundidos, então se tornam a causa de não revestimento que ocorre na superfície da chapa de aço que contém Si (ou Si e Al).

[00236] Além disso, Si e Al algumas vezes causam problemas tais como atraso de ligação quando se produzem chapas galvanizadas que tenham sido ligadas.

[00237] Em oposição a isso, fazendo-se da atmosfera no forno de recozimento a atmosfera acima, embora uma atmosfera redutora, Si, Mn e Al são facilmente oxidados, como explicado acima, óxidos de Si, Mn e Al são formados dentro da chapa de aço e a formação de óxidos na superfície da chapa de aço é suprimida.

[00238] No método de produção da presente invenção, uma placa tendo uma composição química predeterminada é lingotada, a chapa de aço laminada a frio é recozida a uma temperatura predeterminada e resfriada a uma taxa média de resfriamento predeterminada até 250°C ou menos, então a chapa é deformada por cilindros de 800 mm de raio ou menos por dobramento-desdobramento e então tratada termicamente em uma região de temperatura de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais, não é possível fazer 4x108 (partículas/mm3) ou mais carbonetos à base de ferro que contêm precipitados de "Si” ou "Si e Al” em 0,1% ou mais. Como resultado, é possível produzir uma chapa de aço de alta resistência que tenha uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais e tenha uma excelente capacidade de conformação e resistência à fragilização pelo hidrogênio.

[00239] No método de produção da presente invenção, quando se produz chapa de aço laminada a frio de alta resistência ou chapa de aço galvanizada de alta resistência, a pressão parcial da água e a pressão parcial do hidrogênio são ajustadas para controlar a atmosfera dentro do forno de recozimento, mas o método de controlar as pressões parciais de dióxido de carbono e de monóxido de carbono ou o método de soprar diretamente oxigênio no forno pode ser usado para controlar a atmosfera dentro do forno de recozimento.

[00240] Também nesse caso, da mesma forma que se controla a pressão parcial da água e a pressão parcial do hidrogênio para controlar a atmosfera no forno de recozimento, é possível provocar a precipitação de óxidos que contenham Si, Mn e Al compostamente dentro a chapa de aço próximo da camada de superfície e é possível se obter efeitos similares aos efeitos explicados acima.

[00241] No método de produção da presente invenção, quando se produz chapa de aço galvanizada de alta resistência, para melhorar a adesão do revestimento, é também possível revestir a chapa de aço antes de recozer com um ou mais elementos selecionados entre Ni, Cu, Co, e Fe.

[00242] Além disso, no método de produção da presente invenção, quando se produz chapa de aço galvanizada de alta resistência, como método de recozimento até a imersão em um banho de galvanização, pode ser empregado qualquer um dos métodos a seguir. (a) O método Sendimir de "desengorduramento, decapagem, e então aquecimento em uma atmosfera não oxidante, recozimento em uma atmosfera que contenha H2 e N2, então resfriamento até próximo da temperatura do banho de galvanização e imersão em um banho de galvanização” (b) O método do forno de redução total de "ajustar a atmosfera no momento do recozimento para fazer a superfície da chapa de aço inicialmente oxidar, então usar a redução para limpar a superfície da chapa de aço antes do revestimento, e então imergir em um banho de galvanização (c) O método de fluxo de "desengordurar e decapar a chapa de aço. Usando então cloreto de amônio, etc., para tratamento de fluxo, e então mergulhar em um banho de galvanização”

[00243] No método de produção da presente invenção, quando se passa a chapa de aço laminada a frio através de uma linha de recozimento contínuo (ou linha de galvanização contínua por imersão a quente) para produzir chapa de aço laminada a frio de alta resistência (ou chapa de aço galvanizada de alta resistência), é possível fazer a temperatura final do resfriamento a uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s ser o ponto Ms até o ponto Ms - 100°C.

[00244] Por esse método é possível produzir chapa de aço de alta resistência que tenha carbonetos à base de ferro que contenham Si, ou Si e Al em 0,1% ou mais que tenha uma estrutura de chapa de aço tendo, em fração de volume, ferrita: 10 a 50%, ferrita bainítica e/ou bainita: 10 a 60%, martensita revenida: 10 a 50%, martensita inicial: 10% ou menos, e preferivelmente austenita retida: 2 a 25%.

[00245] Note que o ponto Ms é calculado pela fórmula a seguir:

[00246] Na fórmula acima, VF indica a fração de volume de ferrita, enquanto C, Mn, Cr, Ni, Si, e Al são as quantidades de adição desses elementos [% em massa].

[00247] Note que, durante a produção de chapa de aço, é difícil medir diretamente a fração de volume de ferrita, então quando se determina o ponto Ms, uma pequena peça de chapa de aço laminada a frio é cortada antes de ser passada através da linha de recozimento contínuo, a pequena peça é recozida pela mesma história de temperatura que no caso de passar a pequena peça através da linha de recozimento contínuo, o volume de ferrita da peça pequena é medida, e o resultado é usado para calcular o valor que é então feito a fração de volume VF da ferrita.

[00248] No método de produção acima, a chapa de aço laminada a frio obtida é recozida a uma temperatura máxima de aquecimento de 760 a 900°C. Devido a esse recozimento, uma fração de volume de austenita suficiente pode ser garantida.

[00249] Se a temperatura de aquecimento máximo for menor que 760°C, a quantidade de austenita se torna insuficiente e é possível garantir uma quantidade suficiente de estruturas duras pela transformação de fase durante o resfriamento após isto. Nesse ponto, a temperatura máxima de aquecimento é feita 760oC ou mais.

[00250] Se a temperatura máxima de aquecimento exceder 900°C, o tamanho de partícula da austenita se torna bruto e a transformação se torna mais dura durante o resfriamento. Em particular, é difícil obter suficientemente uma estrutura ferrita macia.

[00251] A chapa de aço laminada a frio é recozida à temperatura máxima de aquecimento, então resfriada a uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s até o ponto Ms ao ponto Ms - 100°C (temperatura de término do resfriamento) (quando se passa a chapa através de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente, a chapa é resfriada a uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s, então mergulhada em um banho de galvanização e resfriada a uma taxa média de resfriamento de 1°C/s ou mais até o ponto Ms ao ponto Ms - 100°C).

[00252] Se a taxa média de resfriamento for menor que 1°C/s, a transformação de ferrita prossegue excessivamente, a austenita não transformada é reduzida, e estruturas duras suficientes não podem ser obtidas. Se a taxa média de resfriamento exceder 1000°C/s, não é possível gerar suficientemente as estruturas ferrita macias.

[00253] Se a temperatura final de resfriamento for o ponto Ms até o ponto Ms - 100°C, é possível acelerar a transformação em martensita da austenita não transformada. Se a temperatura de término do resfriamento estiver acima do ponto Ms, a martensita não é formada.

[00254] Se a temperatura final for menor que o ponto Ms - 100°C, a maioria da austenita não transformada se torna martensita e uma quantidade suficiente de bainita não pode ser obtida. Para deixar para trás uma quantidade suficiente de austenita não transformada, a temperatura final do resfriamento é preferivelmente o ponto Ms - 80°C ou mais, mais preferivelmente o ponto Ms - 60°C ou mais.

[00255] A chapa de aço é resfriada até o ponto Ms ao ponto Ms - 100°C, a chapa é deformada por dobramento-desdobramento, então o tratamento térmico é executado na região de temperaturas de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais. Devido a esse tratamento térmico, é possível obter uma estrutura de chapa de aço que contenha carbonetos à base de ferro que contenham Si ou Si e Al em um total de 0,1% ou mais e martensita a baixa temperatura com uma densidade de discordância de 1014/m2 ou mais.

EXEMPLOS

[00256] A seguir serão explicados exemplos da presente invenção, mas as condições sob os exemplos são uma ilustração de condições empregadas para confirmar a capacidade de trabalho e os efeitos da presente invenção. A presente invenção não é limitada por esta ilustração de condições. A presente invenção pode empregar várias condições desde que alcancem o objetivo da presente invenção sem sair da essência da presente invenção.

(Exemplo 1)

[00257] Placas de composições químicas de A a Y que estão mostradas na Tabela 1 e na Tabela 2 foram lingotadas, então, imediatamente após o lingotamento, foram laminadas a quente sob as condições que estão mostradas na Tabela 3 e na Tabela 4 (temperatura de aquecimento da placa e temperatura de término da laminação a quente). A seguir, as chapas de aço laminadas a quente foram bobinadas às temperaturas de bobinamento que estão mostradas na Tabela 3 e na Tabela 4. Após isto, as chapas de aço laminadas a quente foram decapadas e foram laminadas a frio pelas reduções que estão mostradas na Tabela 3 e na Tabela 4 de modo a se obter chapas de aço laminadas a frio com espessura de 1,6 mm (na Tabela 3 e na Tabela 4, veja Exemplos Experimentais 1 a 56). TABELA 1

[00258] Valores sublinhados representam fora do escopo da presente invenção TABELA 2

[00259] Valores sublinhados representam fora do escopo da presente invenção TABELA 3

[00260] Valores sublinhados representam fora do escopo da presente invenção *1 CR: chapa de aço laminada a frio, EG: chapa de aço eletrogalvanizada, GI: chapa de aço galvanizada por imersão a quente, chapa de aço galvannealed por imersão a quente. TABELA 4

[00261] Valores sublinhados representam fora do escopo da presente invenção *1 CR: chapa de aço laminada a frio, EG: chapa de aço eletrogalvanizada, GI: chapa de aço galvanizada por imersão a quente, chapa de aço galvannealed por imersão a quente

[00262] As chapas de aço laminadas a frio dos Exemplos Experimentais 1 a 56 que estão mostrados na Tabela 3 e na Tabela 4 foram passadas através de uma linha de recozimento contínuo ou de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente para produzir as chapas dos Exemplos Experimentais 1 a 56 que estão mostrados nas Tabela 3 a Tabela 8 (chapas de aço laminadas a frio (CR), chapas de aço eletrogalvanizadas (EG), chapas de aço galvanizadas por imersão a quente (GI) e chapas de aço galvannealed por imersão a quente (GA)).

[00263] Quando se passaram as chapas de aço laminadas a frio através de uma linha de recozimento contínuo, elas foram recozidas pelas temperaturas máximas de aquecimento que estão mostradas na Tabela 5 e na Tabela 6, então resfriadas pelas taxas médias de resfriamento que estão mostradas na Tabela 5 e na Tabela 6 até as temperaturas de término do resfriamento que estão mostradas na Tabela 5 e na Tabela 6, então deformadas por cilindros com raios que estão mostrados na Tabela 5 e na Tabela 6 por dobramento- desdobramento, e então tratadas termicamente pelas temperaturas e tempos de tratamento térmico que estão mostrados na Tabela 5 e na Tabela 6. TABELA 5

TABELA 5 – CONTINUAÇÃO

[00264] Valores sublinhados representam fora do escopo da presente invenção *1 CR: chapa de aço laminada a frio, EG: chapa de aço eletrogalvanizada, GI: chapa de aço galvanizada por imersão a quente, chapa de aço galvannealed por imersão a quente *2 Etapas não executadas TABELA 6

TABELA 6 – CONTINUAÇÃO

[00265] Valores sublinhados representam fora do escopo da presente invenção *1 CR: chapa de aço laminada a frio, EG: chapa de aço eletrogalvanizada, GI: chapa de aço galvanizada por imersão a quente, chapa de aço galvannealed por imersão a quente *2 Etapas não executadas 5 TABELA 7

[00266] Valores sublinhados representam fora do escopo da presente invenção *1 CR: chapa de aço laminada a frio, EG: chapa de aço eletrogalvanizada, GI: chapa de aço galvanizada por imersão a quente, chapa de aço galvannealed por imersão a quente *3 Estruturas respectivas não presentes, então não mensuráveis. 5 TABELA 8

[00267] Valores sublinhados representam fora do escopo da presente invenção *1 CR: chapa de aço laminada a frio, EG: chapa de aço eletrogalvanizada, GI: chapa de aço galvanizada por imersão a quente, chapa de aço galvannealed por imersão a quente *3 Estruturas respectivas não presentes, então não mensuráveis.

[00268] Após o tratamento térmico, parte dos exemplos experimentais que foram passados através da linha de recozimento contínuo foi eletrogalvanizada para produzir chapas de aço eletrogalvanizadas (EG) pelos métodos a seguir.

[00269] As chapas de aço que foram passadas através da linha de recozimento contínuo foram pré-tratadas para revestimento por desengorduramento alcalino, lavadas, decapadas, e lavadas, nessa ordem. A seguir sistemas de eletrogalvanização do tipo de circulação de solução usando banhos de revestimento compreendidos de sulfato de zinco, sulfato de sódio, e ácido sulfúrico foram usados para galvanizar as chapas de aço pré-tratadas por uma densidade de corrente de 100 A/dm2.

[00270] Quando se passam chapas de aço através de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente, as chapas foram recozidas pelas temperaturas máximas de recozimento que estão mostradas na Tabela 5 e na Tabela 6 e os tempos de residência que estão mostrados na Tabela 5 e na Tabela 6, foram resfriadas pelas taxas médias de resfriamento que estão mostradas na Tabela 5 e na Tabela, então foram mergulhadas em banhos de galvanização a temperaturas que estão mostradas na Tabela 5 e na Tabela 6, foram resfriadas pelas taxas médias de resfriamento que estão mostradas na Tabela 5 e na Tabela 6 até as temperaturas de resfriamento mostradas na Tabela 5 e na Tabela 6, então foram deformadas por cilindros com os raios que estão mostrados na Tabela 5 e na Tabela 6 por dobramento- desdobramento, e então foram tratadas termicamente às temperaturas de tratamento térmico e aos tempos de tratamento térmico que estão mostrados na Tabela 5 e na Tabela 6.

[00271] Parte dos exemplos experimentais que foram passados através da linha de galvanização por imersão a quente foi galvanizada, então ligada às temperaturas que estão mostradas na Tabela 5 e na Tabela 6, a seguir foi resfriada às taxas médias de resfriamento que estão mostradas na Tabela 5 e na Tabela 6 até as temperaturas de término do resfriamento que estão mostradas na tabela 5 e na Tabela 6.

[00272] Note que, quando se passam as chapas através de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente, as taxas médias de resfriamento foram feitas as mesmas antes e depois da imersão nos banhos de galvanização.

[00273] As chapas de aço assim obtidas dos Exemplos Experimentais 1 a 56 ((CR), (EG), (GI) e (GA) que estão mostrados nas Tabela 3 a Tabela 8) foram investigadas quanto à estrutura de chapa de aço dos interiores das chapas de aço pelo método EBSP usando-se um FE-SEM. As taxas de volume das estruturas dos interiores das chapas de aço foram descobertas pela descoberta das porcentagens de área das estruturas por análise de imagem. Os resultados estão mostrados na Tabela 7 e na tabela 8.

[00274] As chapas do exemplo Experimental 1 ao Exemplo Experimental 56 ((CR), (EG), (GI), e (GA) que estão mostrados na Tabela 3 até a Tabela 8) foram investigadas usando-se um microscópio iônico de sonda de átomo 3D (AP-FIM) para descobrir o teor de Si ou de Si e Al que está contido nos carbonetos à base de ferro e o número de carbonetos à base de ferro por unidade de volume (densidade). Os resultados estão mostrados na Tabela 7 e na Tabela 8.

[00275] Conforme mostrado na Tabela 7 e na Tabela 8, nos Exemplos Experimentais 1, 8, 9, 15, 16, 20 a 22, 29, 34, 35, e 39 a 48 dos exemplos da invenção da presente invenção, houve 4 x108 (partículas/mm3) ou mais carbonetos à base de ferro que contêm "Si” ou "Si Al” em 0,1% ou mais.

[00276] Nos Exemplos Experimentais 3, 7, 10, 14, 19, 23, 25 a 28, 32, 33, 38, e 51 dos exemplos comparativos, as quantidades de Al ou Si e Al que estavam contidas nos carbonetos à base de ferro foram insuficientes. Além disso, nos exemplos Experimentais 2 a 7, 10 a 14, 17 a 19, 23 a 28, 30 a 33, 36 a 38, 49, 52, e 53 dos exemplos comparativos, os números de carbonetos à base de ferro por unidade de volume foram insuficientes.

[00277] As chapas de aço dos exemplos Experimentais 1 a 56 foram investigadas quanto à resistência à fragilização pelo hidrogênio pelos métodos que estão mostrados abaixo.

[00278] As chapas de aço obtidas foram cortadas para produzir corpos de prova de 1,2 mm x 30 mm x 100 mm de forma que a direção vertical da direção de laminação se tornou a direção longa e usinada das faces extremas.

[00279] As faces extremas foram usinadas para permitir uma avaliação adequada do efeito de melhoria da resistência à fratura retardada pela camada amolecida da superfície da chapa de aço pela prevenção da fratura retardada que ocorre a partir dos defeitos que foram introduzidos no momento do corte.

[00280] Após isto, cada corpo de prova foi dobrado pelo método de empurramento para preparar um corpo de prova de dobramento com raio 5R. A quantidade de abertura do corpo de prova de dobramento após a remoção do estresse foi feito 40 mm.

[00281] Um medidor de tensão foi ligado à superfície de cada corpo de prova de dobramento, foi apertado por parafusos para provocar deformação elástica, do corpo de prova de dobramento, e a quantidade de tensão foi lida para calcular o estresse de carga.

[00282] Após isto, cada corpo de prova de dobramento foi mergulhado em uma solução aquosa de tiocianato de amônio e carregado eletroliticamente a uma densidade de corrente de 1,0 mA/cm2 para fazer o hidrogênio penetrar na chapa de aço para um teste de aceleração da fratura retardada.

[00283] Corpos de prova nos quais a fratura ocorreu mesmo se o tempo de carga eletrolítica alcançasse 100 horas foram avaliados como chapas de aço que têm "boa” resistência à fratura retardada, enquanto aqueles nas quais a fratura ocorreu foram avaliados como "pobres”.

[00284] Os resultados estão mostrados na Tabela 7 e na Tabela 8. Conforme mostrado na Tabela 7 e na Tabela 8, nos exemplos da invenção da presente invenção, a avaliação foi "boa” e a resistência à fragilização pelo hidrogênio foi excelente.

[00285] Nos Exemplos Experimentais 2, 4 a 6, 11 a 13, 17, 18, 23 a 25, 30, 31, 36, 37, 51, 52, 54, e 56 dos exemplos comparativos, a avaliação foi "pobre”e a resistência à fragilização pelo hidrogênio foi insuficiente.

[00286] Corpos de prova de tração com base na JIS 2201 foram tirados das chapas de aço dos Exemplos experimentais 1 a 56, testes de tração foram executados com base na JIS Z 2241 e foram medidas as resistências máximas à tração (TS).

[00287] Os resultados estão mostrados na Tabela 7 e na Tabela 8. Como mostrado na Tabela 7 e na Tabela 8, nos exemplos da presente invenção, as resistências máximas à tração foram 900 MPa ou mais.

[00288] Nos Exemplos Experimentais 3, 7, 10, 14, 19, 26 to 28, 32, 33, 38, 49, 53, e 55 dos exemplos comparativos, as resistências máximas à tração foram insuficientes.

(Exemplo 2)

[00289] Placas que têm as composições de Z a AL que estão mostradas na Tabela 9 e na Tabela 10 foram lingotadas, e então imediatamente após o lingotamento foram laminadas a quente sob as condições que estão mostradas na Tabela 11 (temperatura de aquecimento da placa, temperatura final da laminação a quente). A seguir, as chapas de aço laminadas a quente foram bobinadas às temperaturas de bobinamento que estão mostradas na Tabela 11 e decapadas.

[00290] Após a decapagem, as chapas foram laminadas a frio até as reduções que estão mostradas na Tabela 11 para obter chapas de aço laminadas a frio com espessura de 1,6 mm (chapas de aço laminadas a frio dos Exemplos Experimentais 57 a 93 mostrados na Tabela 11). TABELA 9

TABELA 10

TABELA 11

[00291] As chapas de aço laminadas a frio dos Exemplos Experimentais 57 a 93 foram passadas através da linha de recozimento contínuo ou de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente para produzir a chapa de aço (capa de aço laminada a frio (CR), chapa de aço eletrogalvanizada (EG), chapa de aço galvanizada por imersão a quente (GI), e chapa de aço galvannealed por imersão a quente (GA) do Exemplo Experimental 57 ao Exemplo Experimental 93 que estão mostrados na Tabela 11 até a Tabela 13).

[00292] Quando se passaram as chapas de aço através de uma linha de recozimento contínuo, elas foram recozidas às temperaturas máximas de aquecimento que estão mostradas na Tabela 12, então resfriadas às taxas médias de resfriamento que estão mostradas na Tabela 12 até as temperaturas de término do resfriamento que estão mostradas na Tabela 12, e então deformadas por cilindros com raios que estão mostrados na Tabela 12 por dobramento-desdobramento, então tratadas termicamente pelas temperaturas e tempos de tratamento térmico que estão mostrados na Tabela 12. TABELA 12

TABELA 12 – CONTINUAÇÃO

[00293] Parte dos exemplos experimentais que foram passados através da linha de recozimento contínuo foi eletrogalvanizada para produzir chapas de aço eletrogalvanizadas (EG) da mesma forma que no Exemplo Experimental 20.

[00294] Quando se passam chapas de aço através de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente, as chapas foram recozidas pelas temperaturas máximas de aquecimento que estão mostradas na Tabela 12, então foram resfriadas às taxas médias de resfriamento que estão mostradas na Tabela 12, e então foram mergulhadas em banhos de galvanização das temperaturas que estão mostradas na Tabela 12, foram resfriadas pelas taxas médias de resfriamento que estão mostradas na Tabela 12 até as temperaturas finais de resfriamento que estão mostradas na Tabela 12, a seguir foram deformadas por cilindros cujos raios estão mostrados na tabela 12 por dobramento- desdobramento, então foram tratadas termicamente pelas temperaturas e tempos de tratamento térmico que estão mostrados na tabela 12.

[00295] Parte dos exemplos experimentais que foram passados através da linha de galvanização contínua por imersão a quente foi mergulhada em um banho de galvanização, e então ligada às temperaturas que estão mostradas na Tabela 12, então foi resfriada às taxas médias de resfriamento que estão mostradas na Tabela 12 até as temperaturas de término de resfriamento que estão mostradas na tabela 12.

[00296] Note que, quando se passam chapas de aço através de uma linha de galvanização contínua por imersão a quente, as taxas médias de resfriamento foram feitas as mesmas antes e depois serem mergulhadas em um banho de galvanização.

[00297] As chapas de aço dos Exemplos Experimentais 57 a 93 ((CR), (EG), (GI), e (GA) indicadas na Tabela 11 a Tabela 13) foram investigadas da mesma maneira que o Exemplo Experimental 1 para as quantidades de Si ou Si e Al que estavam contidas nos carbonetos à base de ferro e o número de carbonetos à base de ferro por unidade de volume (densidade). Os resultados estão mostrados na Tabela 13. TABELA 13

TABELA 13 – CONTINUAÇÃO

[00298] Conforme mostrado na Tabela 13, nos Exemplos Experimentais 57, 58, 60 a 79, 81 a 85, 87, 88, e 90 a 93 dos exemplos da presente invenção, haviam 4x108 (partículas/mm3) ou mais carbonetos à base de ferro que continham Si ou Si e Al em 0,1% ou mais.

[00299] Em oposição a isso, nos Exemplos Experimentais 59, 80, 86, e 89 dos exemplos comparativos, as quantidades de Si ou Si e Al que estão contidos nos carbonetos à base de ferro foram insuficientes e os números de carbonetos à base de ferro por unidade de volume foram insuficientes.

[00300] Note que o Exemplo Experimental 59 é um exemplo onde o tratamento térmico pode ser executado após o final do resfriamento. O Exemplo Experimental 80 é um exemplo experimental onde a temperatura final de resfriamento está fora da faixa da presente invenção. Os Exemplos Experimentais 86 e 89 são exemplos experimentais onde a temperatura do tratamento térmico está fora da faixa da presente invenção.

[00301] As chapas de aço dos Exemplos Experimentais 57 a 93 foram investigadas quanto à resistência à fragilização pelo hidrogênio da mesma forma que no Exemplo Experimental 1 e avaliadas da mesma forma que no exemplo experimental 1. Os resultados estão mostrados na tabela 13.

[00302] Conforme mostrado na Tabela 13, nos exemplos da invenção da presente invenção, a avaliação foi "boa” e a resistência à fragilização pelo hidrogênio foi excelente. Em oposição a isso, nos exemplos comparativos, a avaliação foi "pobre” e a resistência à fragilização pelo hidrogênio foi insuficiente.

[00303] As chapas de aço dos Exemplos Experimentais 57 a 93 ((CR), (EG), (GI), e (GA) mostrados a Tabela 11 até a Tabela 13) foram observadas quanto à estrutura interna da chapa de aço e medida por fração de volume da estrutura pelo método a seguir.

[00304] A fração de volume da austenita retida foi descoberta por análise de raio-x usando a superfície paralela a e a 1/4 da espessura a partir da superfície da chapa como superfície observada, cálculo da porcentagem de área da austenita retida, e conversão desta para a fração de volume.

[00305] As frações de volume de ferrita, ferrita bainítica, bainita, martensita revenida, e martensita inicial foram descobertas obtendo-se amostras usando-se como superfícies observadas as seções transversais na espessura paralela à direção de laminação na chapa de aço, polindo-se as superfícies observadas, causticando-se as mesmas com Nital, observando-se as faixas de 1/8 da espessura até 3/8 da espessura centrada em 1/4 da espessura por um microscópio de varredura eletrônica do tipo de emissão de campo (FE-SEM) para medir as porcentagens de área, e converter essas para frações de volume.

[00306] Note que as superfícies que foram observadas pelo FE-SEM foram feitas quadrados de 30 μm de lado. As estruturas nas superfícies observadas puderam ser diferenciadas conforme explicado abaixo.

[00307] A ferrita é compreendida de grupos de grãos de cristal dentro dos quais não há carbonetos à base de ferro com longos eixos de 100 nm ou mais. A ferrita bainítica é uma coleção de grãos de cristal em forma de lâmina dentro dos quais nenhum carboneto à base de ferro com longos eixos de 20 nm ou mais não estão contidos.

[00308] Bainita é uma coleção de grãos de cristal em forma de lâminas dentro dos quais há vários carbonetos à base de ferro com longos eixos de 20nm ou mais. Além disso, esses carbonetos caem em várias variantes, isto é, vários grupos de carbonetos à base de ferro estirados nas mesmas direções.

[00309] Martensita revenida é uma coleção de grãos de cristal em forma de lâminas dentro dos quais há vários carbonetos à base de ferro com longos eixos de 20 nm ou mais. Além disso, esses carbonetos caem em várias variantes, isto é, vários grupos de carbonetos à base de ferro estirados em direções diferentes.

[00310] A fração de volume de martensita inicial foi descoberta como a diferença entre a porcentagem de área das regiões que não foram corroídas observadas por FE-SEM e a porcentagem de área de austenita retida que foi medida por raio-x.

[00311] Os resultados quando se descobre a fração de deposição da estrutura estão mostrados na Tabela 13. Note que na Tabela 13 F indica ferrita, B indica bainita, BF indica ferrita bainítica, TM indica martensita revenida, M indica martensita inicial e A indica austenita retida.

[00312] Como mostrado na Tabela 13, nos Exemplos Experimentais 57, 58, 60 a 79, 81 a 85, 87, 88, e 90 a 93 dos exemplos da invenção da presente invenção, a estrutura da chapa de aço teve, em fração de volume, ferrita: 10 a 50%, ferrita bainítica e/ou bainita: 10 a 60%, martensita revenida: 10 a 50%, e martensita inicial: 10% ou menos. Quando há austenita presente, ela está presente em 2 a 25%.

[00313] As chapas de aço dos Exemplos Experimentais 57 a 93 foram observadas usando-se um microscópio eletrônico do tipo de transmissão para investigar a densidade de discordância. Os Exemplos Experimentais 57 a 93 foram medidos quanto à resistência máxima à tração (TS) da mesma forma

[00314] Conforme mostrado na Tabela 13, nos exemplos da invenção da presente invenção, a densidade de discordância da martensita revenida se tornou 1014/m2 ou mais e a resistência máxima à tração foi 900 MPa ou mais.

[00315] Em oposição a isso, nos Exemplos Experimentais 86 e 89 dos exemplos comparativos, a temperatura do tratamento térmico foi alta, então a densidade de discordância da martensita revenida foi menor que 1014/m2 e a resistência máxima à tração foi insuficiente.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[00316] Conforme explicado acima, de acordo com a presente invenção, é possível alcançar tanto resistência à fratura retardada quanto excelente capacidade de conformação e fornecer chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais que seja excelente em resistência à fragilização pelo hidrogênio. Devido a isso, a presente invenção tem alta aplicabilidade em indústrias que produzam chapas de aço e em indústrias que utilizem chapas de aço.

Claims

1. Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais, caracterizada pelo fato de que, a mencionada chapa de aço contém, em % em massa, C: 0,07% a 0,25%, Si: 0,45 a 2,50%, Mn: 1,5 a 3,20%, P: 0,001 a 0,03%, S: 0,0001 a 0,01%, Al: 0,005 a 2,5%, N: 0,0001 a 0,0100%, e O: 0,0001 a 0,0080% e tem um saldo de ferro e as inevitáveis impurezas, na estrutura da chapa de aço, (a) em fração de volume, a ferrita está presente em 10 a 50%, ferrita bainítica e/ou bainita em 10 a 60%, e martensita revenida em 10 a 50%, e (b) carbonetos à base de ferro que contenham Si ou Si e Al em 0,1% ou mais estão presentes em 4x108 (partículas/mm3) ou mais.

2. Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, na mencionada estrutura da chapa de aço, em fração de volume, a martensita inicial está presente em 10% ou menos.

3. Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que, na mencionada estrutura da chapa de aço, em fração de volume, a austenita retida está presente em 2 a 25%.

4. Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que os mencionados carbonetos à base de ferro estão presentes na bainita e/ou na martensita revenida.

5. Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a mencionada chapa de aço também contém, em % em massa, um ou ambos entre Ti: 0,005 a 0,09% e Nb: 0,005 a 0,09%.

6. Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a mencionada chapa de aço também contém, em % em massa, um ou mais de B: 0,0001 a 0,01%, Cr: 0,01 a 2,0%, Ni: 0,01 a 2,0%, Cu: 0,01 a 0,05%, e Mo: 0,01 a 0,8%.

7. Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que a chapa de aço também contém, em % em massa, V: 0,005 a 0,09%.

8. Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a chapa de aço também contém, em % em massa, um ou mais de Ca, Ce, Mg, e REM em um total de 0,0001 a 0,5%.

9. Chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a mencionada chapa de aço tem uma camada galvanizada em sua superfície.

10. Método de produção de uma chapa de aço com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, o mencionado método de produção de uma chapa de aço com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais caracterizado por (x) lingotar uma placa que tenha uma composição química conforme apresentada em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, diretamente, ou após resfriar uma vez, aquecer até uma temperatura de 1050°C ou mais e laminar a quente, terminar a laminação a quente a uma temperatura do ponto de transformação Ar3 ou mais, bobinar em uma região de temperaturas de 400 a 670oC, decapar, e então laminar a frio a uma redução de 40 a 70%, a seguir, (y) usar a linha de recozimento contínuo para recozer a uma temperatura máxima de aquecimento de 760 a 900°C, então resfriar a uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s até o ponto Ms ao ponto Ms - 100°C, a seguir (z) deformar o aço por cilindros de um raio de 800 mm ou menos por dobramento-desdobramento, e então executar o tratamento térmico na região de temperaturas de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais, onde o ponto Ms é calculado pela seguinte fórmula: Ponto Ms [°C]=561-474C/(1-VF)-33Mn-17Cr-17Ni-5Si+19Al na fórmula acima, VF indica a fração de volume de ferrita, enquanto C, Mn, Cr, Ni, Si, e Al são as quantidades de adição desses elementos [% em massa].

11. Método de produção de uma chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com a reivindicação 10, o mencionado método de produção de uma chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais caracterizado pela galvanização da superfície da chapa de aço após o tratamento térmico de (z).

12. Método de produção de uma chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a mencionada galvanização é eletrogalvanização.

13. Método de produção de uma chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais como definida na reivindicação 9, o mencionado método de produção de uma chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais caracterizado por (x) lingotar uma placa que tenha uma composição química conforme apresentada em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, diretamente, ou após resfriar uma vez, aquecer até a temperatura de 1050°C ou mais e laminar a quente, terminar a laminação a quente a uma temperatura do ponto de transformação Ar3 ou mais, bobinar a uma região de temperaturas de 400 a 670°C, decapar, então laminar a frio a uma redução de 40 a 70%, a seguir, (y) usar uma linha de galvanização por imersão a quente para recozer à temperatura máxima de aquecimento de 760 a 900°C, então resfriar a uma taxa média de resfriamento de 1 a 1000°C/s, então mergulhar em um banho de galvanização e resfriar a uma taxa média de resfriamento de 1°C/s ou mais até o ponto Ms ao ponto Ms -100°C, a seguir, (z) deformar o aço por cilindros de 800 mm de raio ou menos por dobramento-desdobramento, então executar tratamento térmico na região de temperaturas de 150 a 400°C por 5 segundos ou mais, onde o ponto Ms é calculado pela seguinte fórmula: Ponto Ms [°C]=561-474C/(1-VF)-33Mn-17Cr-17Ni-5Si+19Al na fórmula acima, VF indica a fração de volume de ferrita, enquanto C, Mn, Cr, Ni, Si, e Al são as quantidades de adição desses elementos [% em massa].

14. Método de produção de uma chapa de aço de alta resistência com uma resistência máxima à tração de 900 MPa ou mais de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por executar tratamento térmico para formar liga de Zn/Fe a uma temperatura de 460 a 600 °C após mergulhar no mencionado banho de galvanização, então resfriar a uma taxa média de resfriamento de 1°C/s ou mais até o ponto Ms ao ponto Ms - 100°C.