BR112013004195B1 - Chapa de aço laminada a frio e processo para produção da mesma - Google Patents

Abstract

chapa de aço laminada a frio e processo para sua produção. uma chapa de aço laminada a frio tendo uma estrutura refinada na qual o crescimento do grão durante o recozimento é suprimido, tem uma composição química contendo, em % em massa, c: 0,01 - 0,3%, si: 0,01 - 2,0%, mn: 0,5 - 3,5%, nb: 0 - 0,03%, ti 0 - 0,06%, v:0 - 0,03%, al sol.> 0 - 2,0%, cr: 0 - 1,0%, mo: 0 - 0,3%, b: 0,003%, ca: 0 - 0,003%, rem: o - 0,003%, e uma microestrutura que contém pelo menos 50% em área de ferrita como fase principal e tem uma segunda fase contendo pelo menos 10% em área de uma fase de transformação a baixa temperatura e 0 - 3% em área de austenita retida e que satisfaça as equações (1) e (3) a seguir, em adição à textura particular. d ~3~ < 2,7 + 10000 / (5 + 300 x c + 50 x mn + 4000 x nb + 2000 x ti + 400 x v) ^2^ ...(1), d ~m~ < 4,0 ... (2) e d ~s~ <243> 1,5...(3), onde d ~m~ é o diâmetro médio de grão (<109>m) de ferrita definido por uma borda de grão de alto ângulo tendo um ângulo de inclinação de pelo menos 15<198>, e d ~s~ é o diâmetro médio de grão (<109>m) da segunda fase.

Description

(54) Título: CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO E PROCESSO PARA PRODUÇÃO DA MESMA (51) Int.CI.: C21D 9/46; C22C 38/00; C22C 38/60 (30) Prioridade Unionista: 23/08/2010 JP 2010-186146 (73) Titular(es): NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION (72) Inventor(es): KENGO HATA; TOSHIRO TOMIDA; NORIO IMAI

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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO E PROCESSO PARA PRODUÇÃO DA MESMA.

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a frio e a um processo para produção da mesma. Mais particularmente, a presente invenção se refere a uma chapa de aço laminada a frio tendo excelente capacidade de trabalho em adição a uma alta resistência e a um processo para produção de uma chapa de aço laminada a frio com excelente estabilidade das propriedades do material. [002] Antecedentes da Técnica [003] No passado houve muitos estudos de métodos de refino da estrutura de uma chapa de aço laminada a frio para melhorar as propriedades mecânicas da chapa de aço.

[004] Esses métodos podem ser geralmente divididos nas seguintes categorias (1) a (3).

(1) Um primeiro método é um método no qual uma grande quantidade de elementos que suprime o crescimento do grão tais como Ti, Nb e Mo são adicionados para refinar grãos de austenita que são formados no momento do recozimento após a laminação a frio, refinando assim grãos de ferrita que são formados pela transformação da austenita no resfriamento subsequente.

(2) Um segundo método é um método no qual o aquecimento em uma região de fase única austenítica no recozimento acima descrito, é executado pelo aquecimento rápido seguido de retenção por um período de tempo extremamente curto para evitar o embrutecimento da estrutura.

(3) Um terceiro método é um método no qual a laminação a frio e o recozimento são executados em uma chapa de aço laminada a quente produzida por resfriamento rápido imediatamente após a lamiPetição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 5/66

2/54 nação a quente. Abaixo, esse método de produção de chapa de aço laminada a quente será referido como método de resfriamento imediato.

[005] Em relação ao primeiro método descrito acima, o Documento de Patente 1, por exemplo, descreve uma chapa de aço laminada a frio tendo uma estrutura de aço compreendendo principalmente ferrita com um diâmetro médio do grão de no máximo 3,5 mm. O Documento de Patente 2 descreve uma chapa de aço laminada a frio tendo uma estrutura compreendendo ferrita, e uma fase de transformação a baixa temperatura constituída por uma ou mais selecionadas entre martensita, bainita e γ retida (austenita retida). O diâmetro médio do grão da fase de transformação a baixa temperatura é de no máximo 2 mm e sua fração de volume é 10 a 50%.

[006] Em relação ao segundo método, o Documento de Patente 3, por exemplo, descreve um método no qual uma chapa de aço laminada a quente que foi resfriada até 500 °C ou acima é laminada a frio e então recozida por aquecimento rápido a uma razão de pelo menos 30 °C por segundo na faixa de temperaturas desde a temperatura ambiente até 750 °C e limitando o tempo de retenção à temperatura de recozimento na faixa de 750 - 900 °C, provocando assim transformação de ferrita não recristalizada para austenita fina, da qual é formada ferrita fina no momento do resfriamento. O Documento de Patente 4 descreve um método de produção de uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência que pode ser endurecida no cozimento compreendendo laminar a frio uma chapa de aço laminada a quente obtida pela laminação a quente usual, e então submeter a chapa de aço ao recozimento contínuo pelo aquecimento até uma faixa de temperaturas de 730 a 830 °C a uma taxa de 300 a 2000 °C por seg undo em uma região de temperatura de pelo menos 500 °C seguido por retenção na faixa de temperaturas por no máximo 2 segundos.

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3/54 [007] Em relação ao terceiro método, o Documento de Patente 5 descreve um método no qual a laminação a frio é executada em uma chapa de aço laminada a quente produzida pelo método de resfriamento rápido imediato no qual o resfriamento é iniciado pouco tempo após a laminação a quente. Por exemplo, uma chapa de aço laminada a quente tendo uma estrutura fina e compreendendo predominantemente ferrita com um pequeno diâmetro médio de grão é produzida pelo resfriamento até uma temperatura de 720 °C ou menos a uma taxa de resfriamento de pelo menos 400 °C por segun do em até 0,4 segundo após o término da laminação a quente e é usado como material de partida para laminação a frio, e a laminação a frio e o recozimento são executados de uma maneira usual.

[008] No Documento de Patente 5, uma região que é circundada por uma contorno de grão de alto ângulo para a qual a desorientação (também referida como ângulo de inclinação) é pelo menos 15 °é definido como grau único (cristal). Consequentemente, uma chapa de aço laminada a quente tendo a estrutura fina descrita pelo Documento de Patente 5 é caracterizada por ter um grande número de contornos de grãos com alto ângulo.

DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTOS DE PATENTE [009] Documento de Patente 1: JP 2004-250774 A [0010] Documento de Patente 2: JP 2008-231480 A [0011] Documento de Patente 3: JP 2007-92131 A [0012] Documento de Patente 4: JP 7-34136 A [0013] Documento de Patente 5: WO 2007/015541

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0014] Conforme declarado acima, na técnica anterior houve muitos estudos de métodos para refino da estrutura de uma chapa de aço laminada a frio com o objetivo de melhorar as propriedades mecânicas

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4/54 da chapa de aço. Entretanto, conforme declarado abaixo, nenhum dos métodos convencionais foi completamente satisfatório.

[0015] No método descrito no Documento de Patente 1 e no Documento de Patente 2, devido à adição de Ti, Nb, ou elemento similar, que é essencial, permanecem problemas do ponto de vista de conservação de recursos.

[0016] No método no Documento de Patente 3, conforme mostrado pelos exemplos, para obter uma estrutura tendo grãos finos tal como uma estrutura contendo grãos de ferrita com um diâmetro médio de grão de menos de 3,5 mm, é necessário tornar o tempo de retenção no momento do recozimento um tempo curto de no máximo em torno de 10 segundos. Exemplos nos quais o tempo de retenção no momento do recozimento é 30 segundos ou 200 segundos são mostrados ali, mas o diâmetro médio de grão após o recozimento se torna 3,8 mm ou

4,4 mm, indicando que ocorre um crescimento abrupto de grão. Para aumentar a estabilidade de produção de uma chapa de aço, foi normalmente considerado necessário que o tempo de retenção em uma etapa de recozimento seja pelo menos várias dezenas de segundos. Portanto, com o método descrito no Documento de Patente 3, é difícil obter tanto estabilidade de produção quanto uma estrutura extremamente fina de menos de 1,5 mm.

[0017] Similarmente, o método descrito no Documento de Patente 4 limita o tempo de retenção durante o recozimento em no máximo 2 segundos. Assim, torna-se necessário executar o recozimento em um tempo extremamente curto e tem os mesmos problemas do método descrito no Documento de Patente 3.

[0018] Um método empregando resfriamento intermediário rápido descrito no Documento de Patente 5 é excelente como meio para refinar a microestrutura de uma chapa de aço laminada a frio. Entretanto, o diâmetro do grão de ferrita de uma chapa de aço laminada a frio é

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5/54 aproximadamente o mesmo ou maior em 1 - 3 mm que o diâmetro de grão de ferrita de uma chapa de aço laminada a quente que é o material de partida. Portanto, há um limite para refinar a microestrutura de uma chapa de aço laminada a frio.

[0019] O objetivo da presente invenção é resolver os problemas da técnica anterior descritos acima em relação à chapa de aço laminada a frio que tenha uma estrutura refinada. Mais especificamente, o objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço laminada a frio que tenha uma estrutura fina mesmo se Ti, Nb ou elemento similar não for adicionado e mesmo se o tempo de retenção para recozimento é feito suficientemente longo para obter um material estável e que tem um diâmetro de grão de ferrita que é igual a ou menor que o diâmetro de grão de ferrita de uma chapa de aço laminada a quente e um processo para produzir tal chapa de aço laminada a frio.

[0020] Os presentes inventores executaram investigações detalhadas com o objetivo de resolver os problemas descritos acima.

[0021] Inicialmente eles investigaram a causa porque o diâmetro do grão de ferrita da chapa de aço laminada a frio descrita no Documento de Patente 5, que é excelente como meio para refinar a microestrutura de uma chapa de aço laminada a frio, é aproximadamente o mesmo que ou 1 a 3 mm maior que o diâmetro de grão de ferrita de uma chapa de aço laminada a quente, e lês obtiveram as seguintes descobertas (a) a (c):

(a) O método descrito no Documento de Patente 5 é baseado no conceito técnico que quando a laminação a frio e o recozimento são executados e=m uma chapa de aço laminada a quente que é obtida pelo método de resfriamento rápido imediato e que tem uma estrutura de grão fino termicamente estável tendo um grande número de contornos de grão de alto ângulo, um grande número de núcleos de recristalização se forma nos contornos de grãos da chapa de aço laPetição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 9/66

6/54 minada a quente, refinando assim a estrutura após a laminação a frio e o recozimento.

(b) Entretanto, a velocidade de crescimento dos grãos recristalizados que crescem a partir dos núcleos de recristalização que são formados nos contornos de grãos de uma chapa de aço laminada a quente no momento do recozimento aumenta notavelmente à medida que a estrutura da chapa de aço laminada a frio é refinada.

(c) O efeito do refino da estrutura de uma chapa de aço laminada a frio pelo método descrito no Documento de Patente 5 é diminuído pelo crescimento ativo de grão descrito acima dos grãos recristalizados, e o diâmetro dos grãos de ferrita de uma chapa de aço laminada a frio acaba sendo aproximadamente o mesmo ou 1 a 3 mm maior que o diâmetro do grão de ferrita de uma chapa de aço laminada a quente.

[0022] Consequentemente, os presentes inventores investigaram como suprimir o crescimento de grão ativo acima descrito de grãos recristalizados e adquiriram os seguintes conhecimentos (d) a (i) (d) Quando se executa a laminação a frio seguida de recozimento em uma chapa de aço laminada a quente tendo uma estrutura fina, pela execução do recozimento pelo aquecimento rápido de modo a alcançar uma temperatura na qual ferrita e austenita coexistem antes da recristalização de ferrita (que tem uma textura deformada devido à laminação a frio) é completada, uma estrutura fina tendo um diâmetro de grão de ferrita que é o mesmo que ou menor que o diâmetro do grão de ferrita da chapa de aço laminada a quente é obtida.

(e) Isto é porque o recozimento pelo aquecimento rápido provoca um grande número de grãos de austenita refinados para formar a partir de locais que eram de contornos de grãos de alto ângulo da chapa de aço laminada a quente (contornos de grão anteriores) em um estado em que a ferrita não recristalizada permanece. Devido à

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7/54 presença de um grande número de grãos de austenita refinados, o crescimento dos grãos de ferrita recristalizados além dos contornos de grãos anteriores da chapa de aço laminada a quente é suprimida.

(f) Refinando-se a estrutura de uma chapa de aço laminada a quente é possível refinar a estrutura no momento do recozimento após a laminação a frio. Entretanto, quanto maior a estrutura de uma chapa de aço laminada a quente é refinada, mais a taxa do grau de crescimento de grãos recristalizados aumenta. Portanto, para obter uma estrutura refinada após o recozimento, é necessário para executar recozimento por aquecimento rápido a outra taxa aumentada de aumento de temperatura.

(g) Usando-se esse mecanismo de supressão do crescimento do grão, mesmo se o tempo de retenção durante o recozimento for estendido até, por exemplo, de 30 segundos a várias centenas de segundos, o crescimento de grão é suprimido, e a estrutura fina é mantida. Como resultado, variações nas propriedades do material causadas por variações nas condições de produção tais como velocidade de passagem da tira podem ser suprimidas, e uma chapa de aço laminada a frio tendo propriedades de material estáveis pode ser obtida.

(h) Uma chapa de aço laminada a frio que é produzida por tal processo de produção tem uma textura que é caracterizada pelo fato de que a intensidade média de raio-x para as orientações {111}<145>, {111}<123> e {554}<225> a uma profundidade de 1/2 da espessura da chapa é pelo menos 4,0 vezes a intensidade média de raio-x de uma estrutura aleatória que não tem uma textura. Uma chapa de aço laminada a frio tendo tal textura tem uma boa capacidade de flangeamento por estiramento (capacidade de conformação de expansão de furo).

(i) É suficiente para uma chapa de aço laminada a quente

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8/54 que seja submetida à laminação a frio para ter uma estrutura fina, mas é preferível que ela tenha uma excelente estabilidade térmica.

[0023] A presente invenção que é baseada nessas novas descobertas é como segue.

(1) Uma chapa de aço laminada a frio caracterizada por ter: [0024] Uma composição química compreendendo, em % em massa, C: 0,01 - 0,3, Si: 0,01 - 2,0%, Mn: 0,5 - 3,5%, P: no máximo 0,1%, S: no máximo 0,05%, Nb: 0 - 0,03%, Ti: 0 - 0,06%, V: 0 - 0,3%, Al sol.: 0 - 2,0%, Cr: 0 - 1,0%, Mo: 0 - 0,3%, B: 0 - 0,003%, Ca: 0 0,003%, REM: 0 - 0,003%, e o restante sendo Fe e impurezas;

[0025] uma microestrutura tendo uma fase principal de ferrita que compreende pelo menos 50% em área e uma segunda fase que contém um total de pelo menos 10% em área de uma fase de transformação a baixa temperatura incluindo uma ou mais fases entre martensita, bainita, perlita e cementita e 0 - 3% em área de austenita retida, e que satisfaçam as equações (1) - (3) a seguir, e [0026] uma textura na qual a intensidade média de raio-x para as orientações {111}<145>, {111}<123> e {554}<225> a uma profundidade de 1/2 da espessura da chapa é pelo menos 4,0 vezes a intensidade média de raio-x de uma estrutura aleatória que não tem a textura:

d_m < 2,7 + 10000 / (5 + 300xC + 50xMn + 4000xNb + 2000xTi +

400xV)2	...(1)
dm < 4,0	(2)
ds < 1,5	(3)

[0027] onde [0028] C, Mn, Nb, Ti e V indicam os teores (% em massa) dos respectivos elementos, [0029] d_m é o diâmetro médio de grão de ferrita (mm) definido por uma contorno de grão de alto ângulo tendo um ângulo de inclinação (a diferença na orientação do cristal) de pelo menos 15°, e

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9/54 [0030] d_s é o diâmetro médio de grão da segunda fase (mm).

[0031] (2) Uma chapa de aço laminada a frio conforme apresentada acima no item (1) onde a composição química contém, em percentual em massa, um ou mais elementos selecionados entre Nb: pelo menos 0,003%, Ti: pelo menos 0,005%, e V: pelo menos 0-,01%, e a microestrutura satisfaz a Equação (4) a seguir:

dm < 3,5 (4) [0032] onde dm é conforme definido acima.

[0033] (3) Uma chapa de aço laminada a frio conforme apresentada acima no item (1) ou (2) onde a composição química contém, em percentual em massa, Al sol.: pelo menos 0,1%.

[0034] (4) Uma chapa de aço laminada a frio conforme apresentada acima em qualquer um dos itens (1) a (3) onde a composição química contém, em percentual em massa, um ou mais elementos selecionados entre Cr: pelo menos 0,03%, Mo: pelo menos 0,01%, e B: pelo menos 0,0005%.

[0035] (5) Uma chapa de aço laminada a frio conforme apresentada acima em qualquer um dois itens (1) a (4) onde a composição química contém, em percentual em massa, um ou dois elementos selecionados entre Ca: pelo menos 0,0005%, e REM: pelo menos 0,0005%. [0036] (6) Uma chapa de aço laminada a frio conforme apresentada acima em qualquer um dos itens (1) a (5) tendo uma camada de revestimento na superfície da chapa de aço.

[0037] (7) Um processo para produção de chapa de aço laminada a frio caracterizado por compreender as etapas (A) e (B) a seguir: [0038] (A) uma etapa de laminação a frio na qual a chapa de aço laminada a quente tendo uma composição química conforme apresentada acima em qualquer um dos itens (1) a (5) e tendo uma microestrutura que satisfaz as Equações (5) e (6) a seguir é submetida à laminação a frio para obter uma chapa de aço laminada a frio, e

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10/54 [0039] (B) uma etapa de recozimento na qual a chapa de aço laminada a frio obtida na etapa (A) é submetida a recozimento pelo aumento da temperatura da chapa de aço até uma faixa de temperaturas de pelo menos (ponto Ae₁ + 10°C) até no máximo (0,95 x ponto Ae₃ + 0,05 x ponto Ae₁) sob condições tais que a proporção de ferrita não recristalizada seja pelo menos 30% em área quando a temperatura (ponto Ae₁ + 10°C) é alcançada e então manter a chapa de aço n essa faixa de temperaturas por pelo menos 30 segundos.

d < 2,5 + 6000 / (5 + 350xC + 40xMn)² (5) d < 3,5 (6) [0040] onde [0041] C e Mn são os teores dos respectivos elementos (percentual em massa); e [0042] d é o diâmetro médio de grão (mm) de ferrita definido por uma contorno de grão de alto ângulo tendo um ângulo de inclinação de pelo menos 15°.

[0043] (8) Um processo para produção de chapa de aço laminada a frio conforme apresentado acima no item (7) onde a chapa de aço laminada a quente é obtida por uma etapa de laminação a quente compreendendo executar laminação a quente com uma temperatura no término da laminação de pelo menos o ponto Ar3 em uma placa que tenha a composição química acima descrita e então executar o resfriamento até uma faixa de temperaturas de 750°C ou me nos a uma taxa média de resfriamento de pelo menos 400°C por segun do em até 0,4 segundos após o término da laminação.

[0044] (9) Um processo para produção de uma chapa de aço laminada a frio conforme apresentada acima nos itens (7) e (8) também incluindo uma etapa de aplicação de revestimento à chapa de aço laminada a frio após a etapa (B).

[0045] Nessa descrição, a fase principal significa a fase ou estrutuPetição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 14/66

11/54 ra que tenha a maior porcentagem em volume (na presente invenção, a porcentagem de volume é realmente avaliada pela porcentagem de área em uma seção transversal), e uma segunda fase significa uma fase ou outra estrutura diferente da fase principal.

[0046] A ferrita inclui ferrita poligonal e ferrita bainítica. Uma fase de transformação a baixa temperatura (uma fase formada pela transformação a baixa temperatura) inclui martensita, bainita, perlita e cementita. A martensita inclui martensita temperada, e a bainita inclui bainita temperada.

[0047] Uma chapa de aço laminada a frio conforme a presente invenção tem uma estrutura que é refinada ao mesmo nível ou mais comparado à chapa de aço laminada a quente usada como material de partida. Portanto, ela tem excelente capacidade de trabalho enquanto tem uma alta resistência e é adequada como chapa de aço para automóveis. Em adição, ela não requer a adição de uma grande quantidade de metais raros tais como Nb ou Ti, o que é vantajoso do ponto de vista de conservação de recursos. Uma vez que essa chapa de aço laminada a frio é produzida por um processo conforme a presente invenção, que não faz do tempo de recozimento um período de tempo curto, ela tem propriedades estáveis de material.

BREVE EXPLICAÇÃO DOS DESENHOS [0048] A Figura 1 é um gráfico mostrando a relação entre o diâmetro médio de grão de uma chapa de aço laminada a frio e a taxa de aumento da temperatura para chapas de aço laminadas a frio feitas dos aços tipo A, B e C que foram usados nos exemplos e que foram recozidos aquecendo-se até 750 °C a várias taxas de aumento de temperatura e então mantendo-se por 60 segundos àquela temperatura.

[0049] A Figura 2 é um gráfico mostrando a relação entre a resistência à tração de uma chapa de aço laminada a frio e a taxa de

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12/54 amento de temperatura para a chapa de aço laminada a frio feita dos tipos de aço B e C que foram usados nos exemplos e que foram recozidos aquecendo-se até 750 °C a várias taxas de aum ento de temperatura e se mantendo por 60 segundos àquela temperatura, com a ordenada mostrando o aumento percentual da resistência à tração comparado com quando a taxa de aumento da temperatura foi 10 °C por segundo.

[0050] A Figura 3 é um gráfico mostrando a relação entre o valor de TS x El (resistência à tração multiplicada pelo alongamento total) e o tempo de retenção durante o recozimento para o aço B que foi usado nos exemplos e que foi recozido pelo aquecimento até 750 °C a 500 °C por segundo e então o enxágue (retenção da temperatura) por de 15 a 300 segundos seguido por resfriamento até a temperatura ambiente a 50 °C por segundo.

[0051] Modos para Execução da Invenção [0052] Abaixo, serão descritos uma chapa de aço laminada a frio conforme a presente invenção e um processo para produção da mesma. Na explicação a seguir, o percentual em relação à composição química significa percentual em massa.

- Chapa de aço laminada a frio

1.1 - Composição química [0053] C: 0,01 - 0,3% [0054] C tem o efeito de aumentar a resistência do aço. Em adição, ele tem o efeito de refinar a microestrutura durante uma etapa de laminação a quente e uma etapa de recozimento. Isto é, C tem o efeito de diminuir o ponto de transformação. Portanto, durante a etapa de laminação a quente, ele torna possível completar a laminação a quente em uma faixa de temperaturas menor, tornando assim possível refinar a microestrutura de uma chapa de aço laminada a quente. Na etapa de recozimento, devido ao efeito do C pelo qual a recristalização da

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13/54 ferrita é suprimida durante o aumento de temperatura, é facilitado alcançar uma faixa de temperaturas de pelo menos (ponto Ae₁ + 10°C) pelo aquecimento rápido enquanto se mantém um estado com uma alta porcentagem de ferrita não recristalizada. Como resultado, tornase possível refinar a microestrutura de uma chapa de aço laminada a frio. Se o teor de C for menor que 0,01%, é difícil obter os efeitos descritos acima. Consequentemente o teor de C é feito pelo menos 0,01%. Ele é preferivelmente 0,03% e mais, preferivelmente pelo menos 0,05%. Se o teor de C exceder 0,3%, há uma diminuição notável na capacidade de trabalho e na capacidade de soldagem. Consequentemente, o teor de C é feito no máximo 0,3%. Preferivelmente ele é no máximo 0,2%, e mais preferivelmente no máximo 0,15%.

[0055] Si: 0,01 - 2.0% [0056] Si tem o efeito de aumentar a ductilidade de e a resistência do aço. Em adição, quando ele é adicionado junto com Mn, ele promove a formação de uma segunda fase dura tal como martensita (uma fase que é mais dura que a ferrita que forma a fase principal), e ele tem o efeito de aumentar a resistência do aço. Se o teor de Si for menor que 0,01%, é difícil obter os efeitos descritos acima. Consequentemente, o teor de Si é feito pelo menos 0,01%. Preferivelmente, ele é pelo menos 0,03% e mais preferivelmente pelo menos 0,05%. Por outro lado, se o teor de Si exceder 2,0%, óxidos são formados na superfície do aço durante a laminação a quente ou durante o recozimento, e a condição de superfície é, algumas vezes, piorada. Consequentemente o teor de Si é feito no máximo 2,0%. Preferivelmente ele é feito no máximo 1,5% e mais preferivelmente no máximo 0,5%.

[0057] M n: 0,5 - 3,5% [0058] Mn tem o efeito de aumentar a resistência do aço. Em adição, ele tem o efeito de diminuir a temperatura de transformação. Como resultado, durante uma etapa de recozimento, é facilitado que ele

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14/54 alcance uma faixa de temperaturas de pelo menos (ponto Ae₁ + 10°C) pelo aquecimento rápido enquanto mantém um estado com uma alta porcentagem de ferrita não recristalizada, e torna-se possível refinar a microestrutura de uma chapa de aço laminada a frio. Se o teor de Mn for menor que 0,5%, torna-se difícil obter os efeitos descritos acima. Consequentemente o teor de Mn é feito pelo menos 0,5%. Preferivelmente ele é pelo menos 0,7% e mais preferivelmente pelo menos 1%. Entretanto, se o teor de Mn exceder 3,5%, a transformação da ferrita é excessivamente retardada, e pode não ser possível garantir a porcentagem de área de ferrita desejada. Consequentemente, o teor de Mn é feito no máximo 3,5%. Preferivelmente ele é no máximo 3,0% e mais preferivelmente no máximo 2,8%.

[0059] P: no máximo 0,1% [0060] P, que está contido como uma impureza, tem a ação de fragilizar o material pela segregação nos contornos de grãos. Se o teor de P excede 0,1%, a fragilização devido à ação acima se torna notável. Consequentemente, o teor de P é feito no máximo 0,1%. Preferivelmente ele é no máximo 0,06%. O teor de P é preferivelmente tão baixo quanto possível, então não é necessário ajustar um limite inferior para o mesmo. Do ponto de vista de custos, ele é preferivelmente pelo menos 0,001%.

[0061] S: no máximo 0,05% [0062] S, que está contido como uma impureza, tem a ação de diminuir a ductilidade do aço pela formação de inclusões do tipo sulfeto no aço. Se o teor de S exceder 0,05%, pode haver uma diminuição notável na ductilidade devido à ação descrita acima. Consequentemente o teor de S é feito no máximo 0,05%. Ele é preferivelmente no máximo 0,008% e mais preferivelmente no máximo 0,003%. O teor de S é preferivelmente tão baixo quanto possível, então não é necessário ajustar-se um limite inferior. Do ponto de vista de custos, ele é preferiPetição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 18/66

15/54 velmente pelo menos 0,001%.

[0063] Nb: 0 - 0,03%, Ti: 0 - 0,06%, V: 0 - 0,03% [0064] Nb, Ti e V precipitam no aço como carbonetos ou nitretos, e durante o resfriamento em uma etapa de recozimento, eles suprimem a transformação de austenita para ferrita, e portanto têm o efeito de aumentar o percentual em área de uma segunda fase dura e aumentar a resistência do aço. Consequentemente, um ou mais desses elementos pode estar contido na composição química do aço. Entretanto, se os teores desses elementos excederem os limites superiores descritos acima, há algumas vezes uma diminuição notável na ductilidade. Consequentemente, o teor de cada elemento é conforme dado acima. O teor de Ti é preferivelmente no máximo 0,03%. O teor total de Nb e Ti é preferivelmente no máximo 0,06% e mais preferivelmente no máximo 0,03%. Os teores de Nb, Ti e V satisfazem preferivelmente a Equação (7) a seguir. Para obter os efeitos descritos acima com maior certeza, os teores preferivelmente satisfazem qualquer um entre Nb: pelo menos 0,003%, Ti: pelo menos 0,005% e V: pelo menos 0,01%.

(Nb + 0,5xTi + 0,01xV) < 0,02 (7) [0065] onde Nb, Ti e V são os teores (percentual em massa) dos respectivos elementos.

[0066] Al sol.: 0 - 2,0% [0067] Al tem o efeito de aumentar a ductilidade. Consequentemente, Al pode estar contido na composição do aço. Entretanto, Al tem a ação de aumentar o ponto de transformação. Se o teor de Al sol. exceder 2,0%, torna-se necessário completar a laminação a quente em uma faixa de temperaturas mais altas. Como resultado, torna-se difícil refinar a estrutura de uma chapa de aço laminada a quente e torna-se portanto difícil refinar a estrutura de uma chapa de aço laminada a frio. Em adição, o recozimento contínuo se torna algumas vezes difícil. Consequentemente, o teor de Al sol. é feito no máximo 2,0%. Para obPetição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 19/66

16/54 ter o efeito do Al descrito acima com maior certeza, o teor de Al sol. é preferivelmente pelo menos 0,1%.

[0068] Cr: 0 - 1,0%, Mo: 0 - 0,3%, B: 0 - 0,003% [0069] Cr, Mo e B têm o efeito de aumentar a resistência do aço pelo aumento da capacidade de endurecimento do aço e promoção da formação de uma fase de transformação a baixa temperatura. Consequentemente, um ou mais desses elementos pode estar contido na composição do aço., Entretanto, se os teores desses elementos excederem os limites superiores descritos acima, há casos em que a transformação da ferrita é excessivamente suprimida e não é possível garantir a desejada área percentual de ferrita. Consequentemente, os teores desses elementos são como apresentados acima. O teor de Mn é preferivelmente no máximo 0,2%. Para obter os efeitos descritos acima, com maior certeza, os teores preferivelmente satisfazem qualquer um entre Cr: pelo menos 0,03%, Mo: pelo menos 0,01% e B: pelo menos 0,0005%.

[0070] Ca: 0 - 0,003%, REM: 0 - 0,003% [0071] Ca e REM têm o efeito de refinar óxidos e nitretos que se precipitam durante a solidificação de aço fundido aumentando assim a solidez de uma placa. Consequentemente, um ou mais desses elementos pode estar contido. Entretanto, cada um desses elementos é caro, então o teor de cada elemento deve ser no máximo 0,003%. O teor total desses elementos é preferivelmente no máximo 0,005%. Para obter os efeitos descritos acima com maior certeza, o teor de cada elemento é preferivelmente pelo menos 0,0005%. REM indica o total de 17 elementos incluindo SC, Y e lantanídios. Lantanídios são adicionados industrialmente na forma de um metal misch. O teor de REM BA presente invenção significa o teor total desses elementos.

1.2 - Microestrutura e textura [0072] Fase Principal: ferrita que está presente em uma proporção

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17/54 de pelo menos 50% em área e que satisfaz as Equações (1) e (2) acima.

[0073] Fazendo-se da ferrita a fase principal, que é macia, é possível aumentar a ductilidade de uma chapa de aço laminada a frio. Em adição, fazendo-se a fase principal de ferrita fina de modo que o diâmetro médio de grão d_m de ferrita que é definido por um contorno de alto ângulo com um ângulo de inclinação de pelo menos 15° satisfaz as Equações (1) e (2), a formação e o desenvolvimento de fraturas finas no momento do trabalho de uma chapa de aço são suprimidos, e a capacidade de flangeamento no estiramento da chapa de aço laminada a frio é aumentada. Em adição, a resistência do aço é aumentada pelo reforço do refino do grão. A Equação (1) descrita acima é um índice que representa a extensão do refino da ferrita levando em consideração os efeitos de C, Mn, Nb, Ti, e V no refino da estrutura.

[0074] Se o percentual em área de ferrita for menor que 50%, torna-se difícil garantir excelente ductilidade. Consequentemente, o percentual em área de ferrita é feito pelo menos 50%. O percentual em área de ferrita é preferivelmente pelo menos 60% e mais preferivelmente pelo menos 70%.

[0075] Se o diâmetro médio de grão dm da ferrita não satisfizer pelo menos uma das Equações (1) e (2) acima, a fase principal não é suficientemente fina. Como resultado, torna-se difícil garantir uma excelente capacidade de flangeamento no estiramento, e o efeito de aumentar a resistência pelo reforço do refino do grão não é suficientemente obtido. Consequentemente, o diâmetro médio de grão dm da ferrita é feito satisfazer as Equações (1) e (2) acima.

[0076] O diâmetro médio de grão da ferrita que é circundada por um contorno de alto (grande) ângulo (inclinação) tendo um ângulo de inclinação de pelo menos 15°é usado como um índice porque um contorno com ângulo pequeno com um ângulo de inclinação de menos de

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15°tem uma pequena diferença a orientação entre grãos adjacentes, e o efeito de acumular deslocamentos é pequeno, levando a uma pequena contribuição para aumentar a resistência. Abaixo, o diâmetro médio de grão de ferrita definido por uma contorno de grão de alto ângulo com um ângulo de inclinação de pelo menos 15° é referido simplesmente como diâmetro médio de grão de ferrita.

[0077] Quando o aço tem uma composição química contendo um ou mais elementos selecionados entre Nb: pelo menos 0,003%, Ti: pelo menos 0,005%, e V: pelo menos 0,01%, o diâmetro médio de grão d_m de ferrita satisfaz preferivelmente a Equação (4) descrita acima. [0078] Segunda Fase: Contendo pelo menos 10% em área de uma fase de transformação a baixa temperatura incluindo martensita, bainita, perlita e cementita e 0 - 3% em área de austenita retida, e satisfazendo a Equação (3) acima.

[0079] Quando a segunda fase contém uma fase dura, ou uma estrutura que é formada por uma transformação a baixa temperatura tal como, martensita, bainita, perlita, e cementita, torna-se possível aumentar a resistência do aço. Em adição, a austenita retida tem a ação de diminuir a capacidade de flangeamento no estiramento de uma chapa de aço. Portanto, é possível garantir uma excelente capacidade de flangeamento no estiramento pela limitação do percentual de área da austenita retida. Além disso, refinando-se a segunda fase de modo a satisfazer a Equação (3) acima, a formação e o desenvolvimento de fraturas finas durante o trabalho de uma chapa de aço são suprimidos e a capacidade de flangeamento no estiramento da chapa de aço é aumentada. A resistência do aço é também aumentada pelo reforço do refino do grão.

[0080] Se o percentual total em área de uma fase de transformação a baixa temperatura incluindo martensita, bainita, perlita e cementita, é menor que 10%, é difícil garantir uma alta resistência. ConsePetição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 22/66

19/54 quentemente, o percentual total de área de uma fase de transformação a baixa temperatura é feito pelo menos 10%. Não é necessário para a fase de transformação a baixa temperatura conter todas entre martensita, bainita, perlita e cementita, e é suficiente conter pelo menos uma dessas fases.

[0081] Se o percentual em área da austenita retida exceder 3%, é difícil garantir excelente capacidade de flangeamento no estiramento. Consequentemente, o percentual em área de austenita retida é feito 0 - 3%. Preferivelmente ele é no máximo 2%.

[0082] Se o diâmetro médio de grão d_s da segunda fase não satisfizer a Equação (3) acima, a segunda fase não é suficientemente fina, e torna-se difícil garantir excelente capacidade de flangeamento no estiramento. Em adição, o efeito de aumentar a resistência do aço pelo reforço do refino do grão não é suficientemente obtido. Consequentemente, o diâmetro médio de grão d_s da segunda fase é feito para satisfazer a Equação (3) acima.

[0083] Conforme explicado em maiores detalhes nos exemplos, o diâmetro médio de grão da ferrita que é a fase principal é determinado usando-se um SEM-EBSD para aqueles grãos de ferrita que são circundados por uma contorno de grão de alto ângulo tendo um ângulo de inclinação de pelo menos 15°. SEM-EBSD é um método de executar a medição da orientação de uma região mínima por electron backscatter diffraction (EBSD) em um microscópio de varredura eletrônica (SEM). É possível medir o diâmetro de grão a partir do mapa de orientações resultante.

[0084] O diâmetro médio de grão da segunda fase pode ser determinado pela contagem do número de partículas N da segunda fase pela observação de uma seção transversal de uma chapa de aço com um SEM e calculando-se pela equação: r = (Ά/Νπ)^1/2 usando-se o percentual em área Ά da segunda fase.

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20/54 [0085] O percentual em área da fase principal e o da segunda fase podem ser medidos pela observação de uma seção transversal com um SEM. O percentual em área da austenita retida é o mesmo que o percentual em volume determinado pela difração de raio-x. Subtraindose o percentual em área de austenita retida que é determinado dessa maneira do percentual em área da segunda fase, é possível descobrir o percentual total em ares da fase de transformação a baixa temperatura na segunda fase.

[0086] Na presente invenção, os diâmetro médio de grão e percentual em área acima descritos são os valores medidos a uma profundidade de 1/4 da espessura da chapa de aço.

[0087] Textura: A uma profundidade de 1/2 da espessura da chapa, a média da intensidade de raio-x nas orientações {111}<145>, {111}<123> e {554}<225> é pelo menos 4,0 vezes a intensidade média de raio-x de uma estrutura aleatória que não tem uma textura.

[0088] Aumentando-se o grau de integração das orientações {111}<145>, {111}<123> e {554}<225> a uma profundidade de 1/2 da espessura da chapa da maneira acima, a capacidade de flangeamento no estiramento da capa de aço é aumentada .Se a média de intensidade de raio-x n as orientações {111}<145>, {111}<123> e {554}<225> for menor que 4,0 vezes a intensidade média de raio-x de uma estrutura aleatória que não tenha uma textura, é difícil garantir uma excelente capacidade de flangeamento no estiramento. Consequentemente, a capa de aço laminada a frio é feita ter a textura descrita acima.

[0089] A intensidade de raio-x para uma orientação particular é determinada por uma função de distribuição de orientação (ODF), que é obtida pelo polimento químico de uma chapa de aço com ácido fluorídrico até uma profundidade de 1/2 da espessura da chapa, medindose uma figura de contrasta para cada um dos planos {200}, {111} e {211} da fase ferrita na superfície da chapa, e analisando-se os valores

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21/54 medidos da figura de contraste usando-se o método de expansão em série.

[0090] A intensidade de raio-x de uma estrutura aleatória não tendo uma textura é determinada pela medição como a descrita acima usando uma amostra do aço pulverizada.

[0091] Satisfazendo-se a microestrutura e a textura acima descritas, um alto grau de capacidade de trabalho que satisfaz a Equação (8) a seguir é obtido para uma chapa de aço que tenha uma resistência à tração (TS) de menos de 800 MPa. Com uma chapa de aço que tenha uma resistência à tração (TS) de pelo menos 800 MPa, um alto grau de capacidade de trabalho que satisfaz a Equação (9) a seguir é obtido.

3xTSxEl + TSxÀ > 105000 (8)

3xTSxEl + TSxÀ > 85000 (9) [0092] Nas equações acima, TS é a resistência à tração (MPa), El é o alongamento total (alongamento na ruptura em %), e λ é o percentual de expansão de furo (%) definido na JFS T 1001-1996 da Japan Iron and Steel Federation Standards.

1.3 - Camada de revestimento [0093] Com o objetivo de melhorar a resistência à corrosão e similares, uma camada de revestimento pode ser fornecida na superfície da chapa de aço laminada a frio descrita acima para obter uma chapa de aço com superfície tratada. A camada de revestimento pode ser uma camada eletrodepositada ou uma camada de revestimento por imersão a quente. Exemplos de uma eletrodeposição são eletrogalvanização e eletrodeposição de liga Zn-Ni. Exemplos de revestimento por imersão a quente são galvanização po imersão a quente, galvannealing, revestimento de alumínio por imersão a quente, revestimento de liga Zn-Al por imersão a quente, revestimento de liga Zn-Al-Mg por imersão a quente, e revestimento de liga Zn-Al-Mg-Si por imersão a

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22/54 quente. O peso do revestimento não é limitado, e pode ser um valor usual. É também possível formar um revestimento de tratamento de conversão química adequando na superfície do revestimento (tal como aquele formado pela aplicação de uma solução de conversão química livre de cromo e à base de silicato seguido de secagem) para também melhorar a resistência à corrosão. É também possível cobrir o revestimento com um revestimento de resina orgânica.

2. Processo para produção da chapa de aço laminada a frio

2.1 - Composição química [0094] A composição química é conforme apresentada acima em

1.1.

2.2 - Etapa de laminação a frio [0095] Submetendo-se uma chapa de aço laminada a quente tendo uma estrutura fina na qual há um grande número de contornos de grãos com ângulo alto de modo a satisfazer as Equações (5) e (6) acima para recozimento de aquecimento rápido após a laminação a frio, uma grande quantidade de austenita fina é formada a partir dos locais que eram contornos de grão de alto ângulo da chapa de aço laminada a quente em um estado no qual a ferrita não recristalizada permanece. Como o grande número de grãos de austenita fina que são formados impedem os grãos de ferrita recristalizada de crescerem com a passagem das contornos de grão anteriores da chapa de aço laminada a quente, é possível obter uma chapa de aço laminada a frio que tenha uma estrutura fina.

[0096] Quando o diâmetro médio de grão d de ferrita definido pela contorno de grão de ângulo alto em uma chapa de aço laminada a quente que é submetida à laminação a frio não satisfaz as Equações (5) e (6) acima, mesmo se o recozimento após a laminação a frio for executada por recozimento de aquecimento rápido, o número de locais de formação de núcleos é pequeno, e um pequeno número de grãos

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23/54 de austenita bruta contribuem com quase nada para suprimir o crescimento dos grãos de ferrita recristalizada, e a estrutura da chapa de aço laminada a frio se torna bruta.

[0097] Consequentemente a estrutura de uma chapa de aço laminada a quente que deve ser submetida à laminação a frio é feita satisfazer as Equações (5) e (6) acima.

[0098] Na Equação (5), o diâmetro médio de grão d de ferrita é limitado pelos teores de C e Mn porque à medida que os teores de C e Mn aumentam, a ductilidade da chapa de aço laminada a frio diminui. Portanto, fazendo-se da estrutura de uma chapa de aço laminada a quente que é submetida a uma laminação a frio uma estrutura mais fina, a estrutura da chapa de aço laminada a frio se torna mais fina, e uma excelente ductilidade é garantida.

[0099] O diâmetro médio de grão d de ferrita na chapa de aço laminada a quente é preferivelmente tão pequeno quanto possível, e portanto não há necessidade particular para especificar um limite inferior, mas normalmente é pelo menos 1.0 mm. Similarmente, em relação à chapa de aço laminada a frio, o diâmetro médio de grão dm de ferrita é pelo menos 1,0 mm.

[00100] A laminação a frio pode ser executada de uma maneira convencional. Não há limite particular na redução na laminação a frio (redução de laminação a frio), mas do ponto de vista de promoção da recristalização durante o recozimento e melhoria da capacidade de trabalho de uma chapa de aço laminada a frio, é preferivelmente pelo menos 30%. Do ponto de vista de diminuir a carga no equipamento de laminação a frio, ela é preferivelmente no máximo 85%.

[00101] Do ponto de vista de suprimir a acumulação de tensões excessivas na superfície devido à fricção e evitar o crescimento anormal do grão na superfície no momento do recozimento, a laminação a frio pode ser executada usando-se óleo lubrificante.

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2.3 - Etapa de recozimento [00102] Uma chapa de aço laminada a frio que é obtida pela etapa de laminação a frio descrita acima é submetida a recozimento por aquecimento até uma faixa de temperaturas de pelo menos (Ae1 + 10°C) até no máximo (0,95xponto Ae₃ + 0,05xponto Ae₁) sob as condições de que o percentual em área de ferrita que permanece não recristalizada quando a temperatura alcançada (ponto Ae₁ + 10°C) é pelo menos 30% em área, e então reter na faixa de temperatura por pelo menos 30 segundos.

[00103] Se a temperatura de recozimento for menor que (ponto Ae1 + 10°C), uma grande quantidade de grãos de austenita para suprimir o crescimento dos grãos cristalizados não é formada, e é difícil obter uma chapa de aço laminada a frio tendo uma estrutura fina, que é o objetivo da presente invenção. Consequentemente, a temperatura de recozimento é feita pelo menos (ponto Ae₁ + 10°C). Preferivelmente ela é pelo menos (ponto Ae1 + 30°C).

[00104] Por outro lado, se a temperatura de recozimento for maior que (0,95xponto Ae₃ + 0,05xponto Ae₁), um crescimento súbito de grãos de austenita pode ocorrer, embrutecendo assim a estrutura final. Em particular, uma vez que o recozimento é executado por pelo menos 30 segundos para garantir a estabilidade da produção, o embrutecimento da estrutura progride facilmente. Consequentemente, a temperatura de recozimento é feita no máximo (0,95xpontoAe₃ + 0,05xponto Ae₁). Preferivelmente ela é no máximo (0,8xponto Ae₃ + 0,2xponto Ae₁).

[00105] O aquecimento até a temperatura de recozimento é executado pelo aquecimento rápido. As condições de aquecimento nesse momento são baseadas nas novas descobertas descritas acima. Uma vez que essas descobertas são obtidas dos resultados do Exemplo 2 descrito abaixo, esse próximo ponto será descrito em detalhes.

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25/54 [00106] A Figura 1 mostra o diâmetro médio de grão d_m de ferrita de uma chapa de aço laminada a frio em função da taxa de amento de temperatura no momento do recozimento para algumas das chapas de aço laminadas a frio dos aços tipo A a C mostrados na Tabela 5. Como mostrado na Figura 1, à medida que a taxa de aumento da temperatura se torna maior, o diâmetro médio de grão de ferrita de uma chapa de aço laminada a frio diminui. Conforme relatado acima, à medida que o diâmetro médio de grão de ferrita de uma chapa de aço laminada a frio diminui, a resistência à tração da chapa de aço aumenta. [00107] Nessa conexão, a Figura 2 mostra a relação entre o aumento percentual na resistência à tração em relação à resistência à tração quando a taxa de aumento da temperatura foi 10°C por segundo e à taxa de amento da temperatura no momento do recozimento. Conforme mostrado na Figura 2, se a taxa de aumento da temperatura for pelo menos 50°C por segundo, um aumento na resi stência à tração de pelo menos 2% é estavelmente alcançado. Isto é, se a taxa de aumento da temperatura for 50 °C por segundo, o efeito atribuído a um aumento na taxa de aumento da temperatura pode ser estavelmente alcançado.

[00108] Quanto maior a taxa de amento da temperatura no momento do recozimento de uma chapa de aço laminada a frio, maior a proporção de ferrita que permanece não recristalizada (porcentagem de ferrita não recristalizada) quando a temperatura de recozimento é alcançada. Como resultado e de uma investigação em relação à relação entre a taxa de aumento da temperatura e a porcentagem de ferrita não recristalizada a uma temperatura de (ponto Ae1 + 10°C), foi descoberto que a porcentagem de ferrita não recristalizada foi de pelo menos 30% em área quando a taxa de aumento da temperatura foi de pelo menos 50°C por segundo. Em outras palavras, elevando-se a temperatura para a faixa de temperaturas de recozimento descrita

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26/54 acima sob tal condição que o percentual de ferrita não recristalizada a uma temperatura de (ponto Ae₁ + 10°C) é pelo menos 30% em área, o efeito de refinar a estrutura formada pela execução da laminação a frio e o subsequente recozimento por aquecimento rápido em uma chapa de aço laminada a quente tendo uma estrutura fina pode ser obtido estavelmente.

[00109] Consequentemente, uma chapa de aço laminada a frio obtida pela etapa de laminação a frio descrita acima é aquecida até uma faixa de temperaturas para recozimento que é pelo menos (ponto Ae₁ + 10°C) por aquecimento rápido que satisfaz as cond ições de que a porcentagem de ferrita não recristalizado a uma temperatura de (ponto Ae₁ + 10°C) é pelo menos 30% em área. Não há limite sup erior particular na porcentagem de ferrita não recristalizada nesse momento. Se o percentual de ferrita não recristalizada quando alcança a temperatura de (ponto Ae₁ + 10 °C) é menor que 30%, é difícil obter estavelmente o efeito de refinar a estrutura quando a laminação a frio e o recozimento com aquecimento rápido são executados em uma chapa de aço laminada a quente tendo uma estrutura fina. É suficiente executar o recozimento com aquecimento rápido até que a temperatura alcance (ponto Ae₁ + 10°C) no qual a ferrita e a austenita começam a coexistir, e após esta temperatura o aquecimento deve ser aquecimento lento ou manutenção de temperatura isotérmica.

[00110] Uma vez que a taxa de aumento da temperatura é um meio de ajustar o percentual de ferrita não recristalizada na temperatura de (ponto Ae1 + 10°C), não é necessário restringir a taxa de aum ento de temperatura, mas ela é preferivelmente pelo menos 50°C por segundo, e deve ser preferivelmente pelo menos 300 °C por se gundo. Não há limite superior particular da taxa de aumento de temperatura, mas do ponto de vista de controlar a temperatura de recozimento, ela é preferivelmente no máximo 1500 °C por segundo.

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27/54 [00111] O aquecimento rápido descrito acima pode começar desde uma temperatura antes de alcançar a temperatura de início da recristalização. Especificamente, se a temperatura para o início do amolecimento que é medida a uma taxa de amento de temperatura de 10 °C por segundo for Ts, é suficiente iniciar o aquecimento rápido a partir de (Ts - 30 °C). Atualmente, é suficiente iniciar o aquecimento rápido a partir de 600 °C, e a taxa de aumento da temperatura antes de alcançar essa temperatura pode ser qualquer valor desejado. Mesmo se o aquecimento rápido for iniciado a partir da temperatura ambiente, ele não tem um efeito adverso na chapa de aço laminada a frio após o recozimento.

[00112] Não há limite particular no método de aquecimento desde que a taxa necessária de aumento de temperatura posas ser alcançada. É preferível usar aquecimento por resistência ou aquecimento por indução, mas desde que as condições de aumento de temperatura acima descritas sejam satisfeitas, é também possível usar aquecimento por tubo radiante. Usando-se tal equipamento de aquecimento, o tempo para aquecer uma chapa de aço é grandemente diminuído, e é possível tornar o equipamento de aquecimento mais compacto, com o que efeitos tais como diminuição do investimento em equipamentos podem ser esperados. É também possível adicionar um equipamento de aquecimento a uma linha de recozimento contínuo existente ou uma linha de revestimento por imersão a quente.

[00113] Quando a temperatura de recozimento está na faixa de temperatura de pelo menos (ponto Ae₁ + 10 °C) até no máximo (0,95xponto Ae₃ + 0,05xponto Ae₁), se o tempo de recozimento for menor que 30 segundos, a recristalização não é completada, e a maioria dos contornos de grãos na estrutura é constituída por contornos de grão de ângulo pequeno com um ângulo de inclinação de no máximo 15°ou ocorre um estado no qual os deslocamentos que são introduziPetição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 31/66

28/54 dos pela laminação a frio permanecem. Nesse caso, a capacidade de trabalho de uma chapa de aço laminada a frio diminui notavelmente. Consequentemente, para promover suficientemente a recristalização, o tempo de recozimento é feito pelo menos 30 segundos. Preferivelmente ele é de pelo menos 45 segundos e mais preferivelmente pelo menos 60 segundos.

[00114] Não é necessário restringir um limite superior para o tempo de recozimento, mas do ponto de vista de suprimir o embrutecimento dos grãos de ferrita recristalizada com maior certeza, ele é preferivelmente feito menos de 10 minutos.

[00115] A Figura 3 mostra a mudança no valor de TsxEl em função do tempo de retenção para o recozimento quando uma chapa de aço laminada a frio feita do aço do tipo B do exemplo 2 mostrado na Tabela 5 foi recozida pelo aquecimento até 750°C a uma taxa de aumento de temperatura de 500°C por segundo e então mantend o por 15 a 300 segundos. Desse resultado, pode ser visto que mesmo se uma chapa de aço laminada a frio conforme a presente invenção tiver um longo tempo de recozimento de cerca de 300 segundos, o crescimento do grão é suprimido e propriedades de material estáveis podem ser obtidas. Por outro lado, se o tempo de recozimento for menor que 30 segundos, a estrutura da chapa de aço não completa a recristalização, e o aumento no diâmetro do grão prosseguirá, ou a transformação de fase não alcança um estado de equilíbrio com a transformação na estrutura permanecendo em um estado intermediário. Como resultado, a capacidade de trabalho (alongamento) é pobre, e na operação atual, torna-se difícil obter estavelmente uma estrutura uniforme.

[00116] O resfriamento após o recozimento pode ser executado a uma taxa de resfriamento desejada, e pelo controle da taxa de resfriamento é possível precipitar uma segunda fase tal como perlita, bainita ou martensita no aço. O método de resfriamento pode ser qualquer

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29/54 método desejado. Por exemplo, é possível resfriamento com um gás, uma névoa ou água. Após o resfriamento desde a temperatura de recozimento até uma temperatura adequada, o tratamento térmico de super-envelhecimento pode ser executado por um reaquecimento suplementar, se necessário, e mantendo a uma temperatura de pelo menos 200 °C e no máximo 600 °C. Alternativamente, ap ós resfriar a chapa de aço recozida até uma temperatura adequada, ela pode ser submetida a tratamento de superfície tal como revestimento. Especificamente, uma chapa de aço que tenha sofrido recozimento pode ser submetida à galvanização por imersão a quente, galvannealing (galvanização por imersão a quente seguida de ligação) ou eletrogalvanização para obter uma chapa de aço galvanizada (revestida de zinco).

2.3 - Etapa de laminação a quente [00117] Uma chapa de aço laminada a quente que é submetida à laminação a frio tem uma microestrutura que satisfaz declarada na seção na laminação a frio, isto é, ela tem a composição química descrita acima e uma microestrutura que satisfaz as Equações (5) e (6) acima. Não há limitações particulares quanto ao método de produção da chapa de aço laminada a quente que é usada, mas preferivelmente ela tem excelente estabilidade térmica. Uma chapa de aço laminada a quente preferida pode ser produzida por uma etapa de laminação a quente na qual uma placa tendo a composição química descrita acima sofre laminação a quente com a laminação sendo completada no ponto Ar₃ ou acima, e então em até 0,4 segundos do término da laminação ela é resfriada até uma faixa de temperaturas de no máximo 750 °C a uma taxa média de resfriamento de pelo menos 400 °C por segundo, [00118] Empregando-se tal etapa de laminação a quente, as tensões que foram introduzidas na austenita durante a laminação podem ser evitadas de serem consumidas pela recuperação e pela recristalização tanto quanto possível. Como resultado, a energia de tensões

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30/54 acumulada no aço pode ser usada até a extensão máxima como força motriz para a transformação da austenita para ferrita, resultando na formação de uma quantidade aumentada de núcleos para transformação de austenita para ferrita, refinando assim a estrutura da chapa de aço laminada a quente e transmitindo excelente estabilidade térmica à estrutura.

[00119] Submetendo-se a chapa de aço laminada a quente que é produzida dessa maneira à laminação a frio e então ao recozimento descrito acima, o refino da chapa de aço laminada a frio pode ser efetivamente alcançado.

[00120] Do ponto de vista de produtividade, uma placa que é submetida à laminação a quente é preferivelmente produzida por lingotamento contínuo. A placa pode ser usada em um estado de alta temperatura após o lingotamento contínuo, ou pode primeiramente ser resfriada até a temperatura ambiente e então reaquecida. Do ponto de vista de reduzir a carga no equipamento de laminação e garantir facilmente a temperatura no término da laminação, a temperatura da placa que é submetida à laminação a quente é preferivelmente pelo menos 1000 °C. Do ponto de vista de suprimir a diminuição no rendimento devido à perda de carepa, a temperatura de uma placa que é submetida à laminação a quente é preferivelmente no máximo 1400 °C.

[00121] A laminação a quente é preferivelmente executada usandose um laminador reversível ou um laminador em linha. Do ponto de vista de produtividade industrial, é preferível usar-se um laminador em linha para pelo menos o número final de cadeiras.

[00122] Durante a laminação, porque é necessário manter a chapa de aço em uma faixa de temperatura da austenita, a temperatura no término da laminação é feita pelo menos o ponto Ar3. Para suprimir tanto quanto possível a recuperação térmica das tensões de trabalho que são introduzidas na austenita, a temperatura no término da lamiPetição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 34/66

31/54 nação está preferivelmente logo acima do ponto Ar₃ e especificamente no máximo (ponto Ar₃ + 50 °C).

[00123] A redução de laminação na laminação a quente é preferivelmente tal que a redução percentual na espessura da chapa quando a temperatura da placa está na faixa de temperaturas desde o ponto Ar₃ até (ponto Ar₃ + 100 °C) é pelo menos 40%. A redução percentual na espessura nessa faixa de temperaturas é mais preferivelmente pelo menos 60%.

[00124] Não é necessário executar laminação em um passo, e a laminação pode ser executada por uma pluralidade de passes seqüenciais. É preferível aumentar a redução de laminação porque ela pode introduzir uma maior quantidade de energia de tensão na austenita, aumentando assim a força motriz para transformação em ferrita e refinado mais a ferrita. Entretanto, fazer isto aumenta a carga no equipamento de laminação, de modo que o limite superior da redução de laminação por passe é preferivelmente 60%.

[00125] Conforme declarado acima, o resfriamento após o término da laminação é preferivelmente executado pelo resfriamento até uma faixa de temperaturas de 750°C ou abaixo a uma taxa média de resfriamento de pelo menos 400°C por segundo em até 0,4 segundos do término da laminação.

[00126] É também mais preferível encurtar o tempo necessário para resfriar desde o término da laminação até 750 °C ou menos, para também aumentar a taxa de resfriamento, e para resfriar até uma temperatura menor uma vez que ela pode refinar mais a estrutura da chapa de aço laminada a quente. Especificamente, o tempo para resfriamento desde o término da laminação até a faixa de temperaturas de 750 °C ou menos é preferivelmente feita no máximo 0,2 segundos. A taxa média de resfriamento no momento do resfriamento em até 0,4 segundos após o término da laminação a uma faixa de temperaturas de 750

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32/54 °C ou menos é preferivelmente feita pelo menos 600 °C por segundo e é particularmente preferivelmente pelo menos 800 °C por segundo. O resfriamento em até 0,4 segundos após o término da laminação até uma faixa de temperaturas de 720 °C ou menos a uma taxa média de resfriamento de pelo menos 400 °C é ainda mais preferível. A faixa de temperaturas para resfriamento é preferivelmente pelo menos o ponto M_s. O método de resfriamento é preferivelmente resfriamento a água. [00127] Após executar o resfriamento descrito acima, a chapa de aço pode ser mantida a uma temperatura de 600 a 720 °C por um período de tempo desejado para permitir o progresso da transformação em ferrita e controlar o percentual em área de ferrita na estrutura. Para formar suficientemente grãos equiaxiais de ferrita na chapa de aço laminada a quente, é preferível manter a chapa de aço por pelo menos 3 segundos a uma temperatura de 600 a 720 °C.

[00128] Então, até a chapa de aço ser bobinada, o resfriamento pode ser executado a uma taxa de resfriamento desejada por resfriamento a água, resfriamento por névoa, ou resfriamento a gás. A chapa de aço pode ser bobinada a uma temperatura desejada.

[00129] A estrutura da chapa de aço laminada a quente que é submetida à laminação a frio preferivelmente tem ferrita como fase principal, e pode conter pelo menos uma fase dura selecionada entre perlita, bainita e martensita como segunda fase.

2.5 - Revestimento [00130] Com o objetivo de melhorar a resistência à corrosão e similares, uma camada de revestimento como a descrita acima pode ser formada na superfície da chapa de aço laminada a frio que é obtida pelo processo de produção descrito acima para formar uma chapa de aço com superfície tratada. O revestimento pode ser executado de maneira convencional. Após o revestimento, um tratamento de conversão química adequado pode ser executado.

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EXEMPLO 1 [00131] O exemplo ilustra chapas de aço laminadas a frio conforme a presente invenção.

[00132] Lingotes de aços dos tipos AA a AN tendo as composições químicas mostradas na Tabela 1 foram preparados por fusão em um forno de indução a vácuo. A Tabela 1 mostra o ponto Ae₁ e o ponto Ae3 de cada tipo de aço. Essas temperaturas de transformação foram determinadas a partir de um mapa de expansão térmica medida quando a chapa de aço foi laminada a frio sob as condições de produção descritas abaixo foi aquecida até 1000°C a uma taxa de aumento de temperatura de 5°C por segundo. A tabela 1 também m ostra os valores de (ponto Ae₁ + 10°C) e (0,05xAe ₁ + 0,95xAe₃) e os valores calculados dos lados direitos das Equações (1) e (5) descritas acima.

[00133] O lado direito da Equação (1) = 2,7 + 10000/(5 + 300xC + 50xMn + 4000xNb + 2000xTi + 400xV)² [00134] O lado direito da Equação (5) = 2,5 + 6000/(5 + 350xC + 40xMn)²

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TABELA 1

Aço tipo	Componentes químicos(% em massa)	Lado direito da equação	Ae1(°C)	Ae3 (°C)	Ae1 + 10 (°C)	0,95 = -Ae3 + 0,05 Ae1 (°C)
C	Si	Mn	P	S	Ti	Nb	Al. Sol	outros	(1)	(5)
AA	0,108	0,05	1,48	0,005	0,001	-	-	-	-	3,506	3,077	703	838	713	831,25
AB	0,102	0,05	1,27	0,005	0,001	-	-	-	0,3 Cr	3,718	3,217	698	841	708	833,85
AC	0,148	0,05	0,78	0,015	0,002	-	-	-	-	3,980	3,275	707	845	717	838,1
AD	0,059	0,51	2,51	0,010	0,001	-	0,010	-	-	2,982	2,878	701	821	711	815
AE	0,038	0,51	2,49	0,010	0,001	-	-	-	0,0022 Ca	3,204	2,932	695	835	705	828
AF	0,059	0,50	1,98	0,013	0,002	-	0,010	-	0,2 Mo	3,082	3,046	703	827	713	820,8
AG	0,068	0,04	0,37	0,017	0,002	-	-	-	-	7,889	5,856	715	872	725	864,15
AH	0,062	1,47	3,15	0,004	0,001	0,030	-	-	-	2,872	2,757	712	872	722	864
AI	0,073	0,51	2,76	0,004	1,001	-	0,003	-	0,1V	2,913	2,802	701	845	711	837,8
AJ	0,077	0,50	2,78	0,004	2,001	-	-	-	0,1 V	2,933	2,793	695	839	705	831,8
AK	0,059	0,50	3,34	0,004	3,001	-	0,009	0,492	-	2,896	2,737	702	862	712	873
AL	0,078	0,51	2,95	0,002	4,001	-	0,052	-	-	2,768	2,766	712	880	722	871,6
AM	0,081	0,49	2,88	0,002	5,001	-	0,010	-	0,0019 REM	2,920	2,772	704	872	714	863,6
AN	0,121	0,51	1,92	0,006	0,001	0,015	-	-	0,0009B	3,057	2,889	702	852	712	844,5

[00135] Sublinhado indica valores fora da faixa da presente invenção

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35/54 [00136] Os lingotes resultantes sofreram forjamento a quente, e então foram cortados em forma de placas para submetê-las à laminação a quente, Essas placas foram aquecidas por aproximadamente uma hora até uma temperatura de pelo menos 1000 °C, e então a laminação a quente e o resfriamento foram executadas usando-se um pequeno laminador de teste com a temperatura no término da laminação, o tempo de resfriamento desde o término da laminação até 750 °C , a taxa de resfriamento (resfriamento a água), e a temperatura de bobinamento mostradas na Tabela 2 para produzir chapas de aço laminadas a quente tendo uma espessura de 1,5 a 3,0 mm.

[00137] O diâmetro médio de grão de ferrita d em cada chapa de aço laminada a quente está mostrado na Tabela 2. O diâmetro de grão de ferrita em uma chapa de aço laminada a quente foi medido em uma seção transversal na direção da largura a uma profundidade de 1/4 da espessura da chapa de aço usando-se um equipamento SEM-EBSD (modelo JSM-7001F produzido por JEOL Ltd,) e determinado analisando-se os grãos definidos pelos contornos de grãos de alto ângulo tendo um ângulo de inclinação de pelo menos 15°.

[00138] As chapas de aço laminadas a quente resultantes foram decapadas com solução de ácido clorídrico e submetidas à laminação a frio com a redução de laminação a frio mostrada na Tabela 2 (cada uma pelo menos 30%) para reduzir a espessura das chapas de aço para 0,6 - 1,0 mm, e então o recozimento foi executado com a taxa de aquecimento (taxa de aumento de temperatura), temperatura de recozimento (temperatura de enxágue), e tempo de retenção para recozimento (tempo de enxágue) mostrados na Tabela 2 usando um equipamento de recozimento em escala de laboratório para obter chapas de aço laminadas a frio. O resfriamento após o enxágue foi executado com gás hélio.

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TABELA 2

Chapa de aço n°	Tipo de aço	Condições de laminação a quente	d (mm)	Condições de laminação/ recozimento a frio
Temp. de término (°C)	Tempo de Resfriamento (1) (s)	taxa de resfriamento a água (°C/s)	Temp. De bobinamento (°C)	redução da laminação a frio (%)	Taxa de aquecimento (°C/s)	Temp. de de recozimento (°C)	Tempo de retenção para recozimento (s)
A1	AA	840	0,070	1300	RT	2,0	60	10	800	30
A2	AA	840	0,070	1300	RT	2,0	60	300	800	30
A3	AA	840	0,070	1300	RT	2,0	60	300	740	30
A4	AB	840	0,070	1300	RT	1,9	60	10	800	30
A5	AB	840	0,070	1300	RT	1,9	60	100	800	30
A6	AC	850	0,123	885	RT	2,1	50	10	800	60
A7	AC	850	0,123	885	RT	2,1	50	100	800	60
A8	AC	860	8,000	130	RT	64	50	10	800	60
A9	AC	860	8,000	130	RT	64	50	500	800	60
A10	AD	810	0,065	930	RT	2,3	55	500	800	30
A11	AE	810	0,065	930	550	1,9	55	10	800	30
A12	AE	810	0,065	930	550	1,9	55	500	800	30
A13	AF	810	0,065	930	RT	2,5	55	10	800	60
A14	AF	810	0,065	930	RT	2,5	55	500	800	60
A15	AG	850	0,123	885	RT	3,2	50	19	800	60
A16	AG	850	0,123	885	RT	3,2	50	100	800	60
A17	AH	820	0,076	920	RT	1,8	55	10	820	30
A18	AH	820	0,076	920	RT	1,8	55	100	820	30
A19	AI	810	0,072	840	RT	2,1	55	10	800	30
A20	AI	810	0,072	840	RT	2,1	55	500	800	30
A21	AJ	810	0,072	840	RT	2,3	55	10	800	30
A22	AJ	810	0,072	840	RT	2,3	55	500	800	30

k9/9C

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Chapa de aço n°	Tipo de aço	Condições de laminação a quente	d (mm)	Condições de laminação/ recozimento a frio
Temp. de término (°C)	Tempo de Resfriamento (1) (s)	taxa de resfriamento a água (Cs)	Temp. De bobinamento (°C)	redução da laminação a frio (%)	Taxa de aquecimento (°C/s)	Temp. de de recozimento (°C)	Tempo de retenção para recozimento (s)
A23	AK	810	0,072	840	RT	2,0	55	10	800	30
A24	AK	810	0,072	840	RT	2,0	55	500	800	30
A25	AK	810	0,072	840	550	2,0	55	10	800	30
A26	AK	810	0,072	840	550	2,0	55	500	800	30
A27	AL	810	0,072	840	550	2,2	55	10	760	30
A28	AL	810	0,072	840	550	2,2	55	500	760	30
A29	AM	810	0,072	840	RT	2,2	55	10	800	30
A30	AM	810	0,072	840	RT	2,2	55	500	800	30
A31	AN	820	0,084	840	RT	2,1	55	10	780	30
A32	AN	820	0,084	840	RT	2,1	55	500	780	30

Sublinhado indica valores fora da faixa da presente invenção RT = temperatura ambiente ⁽¹⁾ Tempo de resfriamento desde o término da laminação até 750 °C

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38/54 [00139] A microestrutura e as propriedades mecânicas das chapas de aço laminadas a frio que foram produzidas dessa forma foram investigadas como segue.

[00140] O diâmetro médio de grão d_m da ferrita das chapas de aço laminadas a frio foi determinado da mesma maneira conforme descrito em relação às chapas de aço laminadas a quente pela análise da estrutura de uma seção transversal na direção da largura a uma profundidade de 1/4 da espessura de uma chapa de aço usando-se um equipamento SEM-EBSD. O diâmetro médio de grão d_s da segunda fase foi determinado calculando-se a equação r = (A/Np)^1/2 a partir do número de grãos N da segunda fase e a área A da segunda fase medida na estrutura de uma seção transversal na direção da largura a uma profundidade de 1/4 da espessura da chapa de aço.

[00141] O percentual em área de ferrita e o percentual em área da segunda fase que foi uma fase diferente de ferrita foram determinados pelo método de contagem de pontos em uma fotografia de SEM tomada na direção da largura de uma seção transversal a uma profundidade de 1/4 da espessura da chapa de aço. O percentual em volume da fase austenita foi determinado por difratometria de raio-x, e esse valor foi tomado como o percentual em área da austenita retida (γ retida). Subtraindo-se esse percentual em área do percentual em área acima descrito da segunda fase, o percentual em área da fase de transformação que era a segunda fase dura foi determinado. Essa fase de transformação de baixa temperatura continha pelo menos uma fase entre martensita, bainita, perlita e cementita.

[00142] A medição da textura das chapas de aço laminadas a frio foi executada por difratometria de raio-x em um plano a uma profundidade de 1/2 da espessura da chapa de aço. A média das intensidades de raio-x nas três orientações, isto é, nas orientações {111}<143>, {111}<123> e {554}<225> foi determinada usando-se ODF (função de

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39/54 distribuição de orientação) que foi obtido pela análise dos resultados medidos de figuras de contraste de{200}, {110} e {211} de ferrita. Separadamente, a intensidade média de raio-x de uma estrutura aleatória que não tenha uma textura foi determinada por difração de raio-x de um aço pulverizado. A razão de intensidades médias de raio-x nas três orientações acima descritas para a intensidade média de raio-x da estrutura aleatória foi calculada, e essa razão foi feita a intensidade média de raio-x. O equipamento que foi usado foi um RINT-2500HL/PC produzido por Rigaku Corporation.

[00143] As propriedades mecânicas da chapa de aço laminada a frio após o recozimento foram investigadas por um teste de tração e um teste de expansão de furo. O teste de tração foi executado usandose um corpo de prova de tração ASTM de tamanho médio, e o limite de elasticidade, a resistência à tração (TS) e o alongamento na ruptura (alongamento total El) foram determinados. O teste de expansão de furo foi executado expandindo-se um furo com, um diâmetro perfurado d0 de 10 mm usando-se um perfurador cônico tendo um ângulo de pico de 60°e o percentual de expansão de furo λ (%) foi determinada a partir do diâmetro do furo d₁ no momento em que uma fratura formada na superfície do contorno do furo perfurado alcançou ambas as superfícies da chapa como λ = (d₁ - d₀)/d₀ x 100.

[00144] A Tabela 3 mostra os resultados da investigação da estrutura e das propriedades mecânicas das chapas de aço laminadas a frio. A conformidade com as Equações (1) a (4) é mostrada pela marca ο (conformidade com todas as equações) ou x (falta de conformidade com pelo menos uma equação).

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TABELA 3

Chapa Chapa de aço n°	Estrutura da chapa de aço laminada a frio	Propriedades mecânicas da chapa de aço laminada a frio (**)	Conformidade com as Equações (1) a (4)	Categoria
% em área de ferrita	% em área de fase de transformação a baixa temperatura	% em volume de g retida	DM (mm)	Ds (mm)	Intensidade média de raio-x (*)	YS (MPa)	TS (MPa)	El (%)	λ (%)	TS x El (MPa x %)	TS x λ (MPa x %)
A1	83	17	0	3,8	17	39	446,0	541,5	24,6	105,2	13321	56966	x	Comparativo
A2	83	17	0	2,9	0,7	4,3	474,0	558.5	25,8	114,4	14409	63892	O	Invenção
A3	83	17	0	2,1	0,4	4,6	550,5	595,0	22,8	109,2	13586	64974	O	Invenção
A4	87	13	0	3,8	21	3,6	452,0	553,0	23,1	106,6	12774	58950	x	Comparativo
A5	87	13	0	2,9	0,6	4,5	488,0	573,0	24,0	112,3	13752	64348	O	Invenção
A6	86	14	0	4.8	16	35	372,0	458,5	37,0	114,0	16985	52266	x	Comparativo
A7	87	13	0	3,4	0,9	4,3	404,5	480,0	37,2	123,7	17858	59376	O	Invenção
A8	85	15	0	7,3	2,3	25	374,5	459,5	36,0	112,5	16542	51694	x	Comparativo
A9	86	14	0	6,9	21	26	392,0	468,5	34,8	110,1	16234	51352	x	Comparativo
A10	81	19	0	2,5	0,9	4,6	474,0	715,0	27,6	92,7	19734	68581	O	Invenção
A11	87	13	0	33	17	3,5	423,0	810,0	26,5	88,2	16165	53802	x	Comparativo
A12	87	13	0	2,6	0,8	4,7	438,0	628,0	26,6	95,3	16705	53848	O	Invenção
A13	78	22	0	3,5	21	3,0	449,0	633,0	26,3	73,4	16648	46452	x	Comparativo
A14	80	20	0	2,5	1,1	4,3	462,0	659,0	26,9	81,2	17727	53511	O	Invenção
A15	93	7	0	7,4	24	29	333,0	412,5	39,8	112,0	16418	46200	x	Comparativo
A16	92	8	0	6,4	23	4,4	337,5	422,0	39,8	113,2	16796	47770	x	Comparativo
A17	53	46	1	3,6	18	32	580,0	949,0	14,8	38,0	14045	36052	x	Comparativo
A18	54	45	1	1,5	0,9	4,9	587,0	981,0	17,1	44,1	18775	43262	O	Invenção
A19	68	30	2	33	16	34	741,0	888,0	15,4	48,0	13675	42624	x	Comparativo
A20	71	27	2	2,4	0,7	5,0	738,5	891,5	17,5	55,1	15566	49122	O	Invenção

40/54

Petição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 44/66

Chapa Chapa de aço n°	Estrutura da chapa de aço laminada a frio	Propriedades mecânicas da chapa de aço laminada a frio (**)	Conformidade com as Equações (1) a (4)	Categoria
% em área de ferrita	% em área de fase de transformação a baixa temperatura	% em volume de g retida	DM (mm)	Ds (mm)	Intensidade média de raio-x (*)	YS (MPa)	TS (MPa)	El (%)	λ (%)	TS x El (MPa x %)	TS x λ (MPa x %)
A21	71	27	2	3,5	12	3,6	758,5	895,0	14,8	49,5	13246	44303	x	Comparativo
A22	73	25	2	2,4	0,9	4,9	758,5	905,5	15,6	58,0	14126	52519	O	Invenção
A23	52	37	1	3,1	12	3,2	735,5	851,0	15,8	40,3	13446	34295	x	Comparativo
A24	68	33	1	2,2	1,0	4,9	724,5	874,0	17,3	47,2	15120	41253	O	Invenção
A25	53	45	2	3,0	18	24	701,0	890,0	15,4	45,3	13706	40317	x	Comparativo
A26	53	45	2	2,2	1,1	5,3	673,5	887,0	15,2	51,0	14369	45237	O	Invenção
A27	43	56	1	2,7	18	3,5	666,5	1008,0	13,2	25,0	13279	25150	x	Comparativo
A28	47	52	1	2,4	1,1	4,7	584,5	1027,5	12,0	22,8	12330	23427	O	Comparativo
A29	78	22	2	3,6	19	3,2	808,5	893,5	15,4	47,0	13780	41995	x	Comparativo
A30	81	17	2	2,4	0,8	4,8	708,5	815,0	16,4	52,3	15006	47855	O	Invenção
A31	88	31	1	3,6	18	3,1	543,0	812,5	19,8	33,1	16088	26894	x	Comparativo
A32	85	34	1	2,8	1,1	5,4	568,2	823,1	21,5	41,3	17697	33994	O	Invenção

41/54 (*) Intensidade média de raio-x nas orientações {111}<143>, {111}<123> e {554}<225>

(**) ys = limite de elasticidade, TS = resistência à tração, El = alongamento total, λ = % de expansão de furo

Petição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 45/66

42/54 [00145] Das chapas de aço n^os A1 a A3 produzidas do aço tipo AA, com A2 e A3 nas quais uma chapa de aço laminada a quente com um diâmetro de grão de menos de 3,5 mm foi usada como material de partida e a taxa de aquecimento no momento do recozimento foi de pelo menos 50°C por segundo, foram obtidas chapas de açã o laminadas a frio tendo uma microestrutura conforme a presente invenção. Por outro lado, com A1, devido à taxa de aquecimento no momento do recozimento que foi baixa, o diâmetro do grão de ferrita e o da segunda fase na chapa de aço laminada a frio foram brutos, e a intensidade média de raio-x nas orientações acima, que é um indicador da textura, foi menor que 4. Como resultado, com A2 e A3 que foram exemplos da presente invenção, foi obtido um alto grau de capacidade de trabalho que satisfez a Equação (8) acima.

[00146] Resultados similares foram obtidos para outros tipos de aço. Com base em se a resistência à tração (TS) foi menor que 800 MPa ou pelo menos 800 MPa, foi obtido um alto grau de capacidade de trabalho que satisfez a Equação (8) ou a Equação (9). Com A10, A13, A14, A17 a A20, A23 a A26 e A29 a A32 para as quais um ou mais elementos entre Nb, Ti e V foi adicionado, quando a taxa de aquecimento foi de pelo menos 50 °C por segundo, o diâmetro do grão de ferrita satisfez a Equação (4) (menos de 3,5 mm) e foi obtida uma chapa de aço laminada a frio tendo uma microestrutura preferida. [00147] Em contraste, com A8 e A9, devido às chapas de aço laminadas a quente usadas como material de partida que tem grãos brutos com um diâmetro de grão de 6,4 mm, apesar de executar recozimento por aquecimento rápido, a microestrutura da chapa de aço laminada a frio embruteceu, e o diâmetro médio de grão de ferrita e o diâmetro médio de grão da segunda fase excederam os limites superiores definidos pela presente invenção. Em adição, a intensidade de raio-x da textura caiu abaixo de 4,0. Como resultado, as propriedades mecâniPetição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 46/66

43/54 cas foram insuficientes.

[00148] A15 e A16 tiveram um teor de Mn de 0,37% e a chapa de aço laminada a frio teve grãos brutos devido à supressão do crescimento do grão durante o recozimento não ter funcionado suficientemente. Como resultado, não foram obtidas boas propriedades mecânicas. A27 e A28 tiveram um teor de Nb de 0,052%, e devido à supressão da formação de núcleos de recristalização durante o recozimento, um a textura de deformação permaneceu na chapa de aço laminada a frio. A extensão na qual tal textura de deformação permaneceu se tornou mais notável à medida que a taxa de aquecimento no momento do recozimento aumentou. Como resultado, as propriedades mecânicas da chapa de aço laminada a frio foram pobres, independentemente da taxa de aquecimento.

EXEMPLO 2 [00149] Esse exemplo ilustra um processo para produção de uma chapa de aço laminada a frio conforme a presente invenção.

[00150] Lingotes dos tipos A a K tendo as composições químicas mostradas na Tabela 4 foram preparados fundindo-se meu forno de indução a vácuo. Os lingotes resultantes foram forjados a quente e então cortados em placas para serem submetidas à laminação a quente. As placas foram aquecidas por aproximadamente 1 hora a uma temperatura de pelo menos 1000 °C, e então elas sofreram laminação a quente usando-se um pequeno laminador de teste com a temperatura no término da laminação, o tempo de resfriamento desde o término da laminação até 750 °C a taxa de resfriamento (resfri amento a água), o tempo de retenção e a temperatura no término do resfriamento rápido mostrados na Tabela 5, e então elas foram resfriadas até a temperatura ambiente para produzir chapas de aço laminadas a quente tendo uma espessura de 1,5 a 3,0 mm.

[00151] A Tabela 4 mostra o ponto Ae1 e o ponto Ae3 para cada tipo

Petição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 47/66

44/54 de aço que foi determinado pelo método descrito no Exemplo 1, o valor de (ponto Ae₁ + 10°C), o valor de (0,05Ae ₁ + 0,95Ae₃), e os valores calculados dos lados direitos da Equação (1) e da Equação (5).

Petição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 48/66

TABELA 4

Tipo de aço	Composição química (% em massa)	Ae1 (°C)	Ae3 (°C)	Ae1 + 10 (°C)	0,95Ae3 + 0,05Ae1 (°C)	Lado direito da equação
C	Si	Mn	P	S	Ti	Nb	Al. Sol.	outros	(1)	(5)
A	0,038	0,51	2,49	0,010	0,001	-	-	0,031	-	659	812	669	804	3.2	2,9
B	0,096	0,04	1,02	0,017	0,002	-	-	0,016	-	708	849	718	842	4,1	3,5
C	0,097	0,05	1,95	0,015	0,002	-	-	-	-	685	833	695	826	3,3	2,9
D	0,149	0,05	1,01	0,015	0,002	-	-	0,015	-	698	827	708	821	3,7	3,1
E	0,201	0,06	1,00	0,015	0,002	-	-	0,017	Mo: 0,15	689	816	699	810	3,5	3,0
F	0,059	0,51	2,49	0,010	0,002	-	0,03	0,034	Ca:0,0021 REM:0,0020	687	825	697	818	2,8	2,9
G	0,059	0,50	2,78	0,016	0,002	-	0,009	0,033	V: 0,20	692	829	702	822	2,8	2,8
H	0,118	0,51	2,51	0,010	0,002	-	0,01	0,035	B: 0,0016	685	835	695	828	2,9	2,8
I	0,021	0,49	2,50	0,010	0,001	0,02	-	0.,036	-	704	841	714	834	3,0	3,0
J	0,175	0,51	1,98	0,018	0,001	-	-	1,480	-	711	859	721	852	3,1	2,8
K	0,002	0,05	0,09	0,020	0,001	0,05	0,01	0,030	-	887	912	897	811	3,1	71,9

[00152] Sublinhado indica valores fora da faixa da presente invenção

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Petição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 49/66

46/54 [00153] O diâmetro médiod e grão de ferrita d definido pelas contornos de grão de alto ângulo tendo um ângulo de inclinação de pelo menos 15°de cada chapa de aço laminada a quente, q ue foi determinado da mesma maneira descrita no Exemplo 1, está mostrado na Tabela 5.

[00154] Após as chapas de aço laminadas a quente serem decapadas com solução de ácido clorídrico, elas sofreram laminação a frio com uma redução de laminação de pelo menos 30% (mostrado na Tabela 5) para reduzir a espessura das chapas de aço para 0,6 a 1,4 e então o recozimento usando um equipamento de recozimento em escala de laboratório com a taxa de aquecimento (taxa de amento da temperatura), temperatura de recozimento, e tempo de recozimento mostrados na Tabela 5 para obter chapas de aço laminadas a frio. O resfriamento após o enxágue (recozimento) foi executado da mesma maneira que no Exemplo 1.

[00155] A Tabela 5 mostra o percentual de ferrita não recristalizada a uma temperatura de ponto Ae1 + 10°C (referido abaixo simplesmente como percentual de ferrita não recristalizada). Esse valor foi determinado pelo método a seguir. Uma chapa de aço que sofreu processamento até a laminação a frio de acordo com as condições de produção para cada número de aço foi aquecida até uma temperatura de cerca de ponto Ae₁ + 10°C (erro de ± 15°C) à taxa de aquecimento mostrada para cada número de aço, e foi imediatamente resfriada por resfriamento a água. A estrutura foi micro-fotografada com um SEM, e medindo-se as frações de ferrita recristalizada e de ferrita deformada na microfotografia resultante da estrutura, a porcentagem de ferrita não recristalizada foi determinada como sendo igual à fração de ferrita deformada. Como pode ser visto da Tabela 5, a porcentagem de ferrita não recristalizada se correlaciona com a taxa de aquecimento durante o recozimento, e quando a taxa de aquecimento é de pelo menos 50°C

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47/54 por segundo, a porcentagem de ferrita não recristalizada não foi medida, mas é certo que apresenta a mesma tendência que no Exemplo 2. [00156] O limite de elasticidade, a resistência à tração, e o alongamento na ruptura (alongamento total) das chapas de aço laminadas a frio que foram produzidas dessa forma foram determinados submetendo-se um corpo de prova de tração ASTM de tamanho médio preparado a partir de cada chapa de aço a um teste de tração. O alongamento total avaliado como aceitável se for de pelo menos 20%. Uma vez que a resistência de uma chapa de aço é altamente dependente da composição química, a resistência das chapas de aço que foram produzidas a partir dos mesmos tipos de aço mas por diferentes processos de produção foram comparados, e os processos de produção foram avaliados com base nesses resultados. O diâmetro médio de grão d_m da ferrita definido pelas contornos de grão de alto ângulo com um ângulo de inclinação de pelo menos 15° nas chapas de aço laminadas a frio após o recozimento foi determinado da mesma maneira conforme descrita no Exemplo 1. Os resultados da medição estão mostrados na Tabela 5.

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TABELA 5-1

Cha- pa de aço n°	Tipo de aço	Condições de laminação a quente	diâmetro médio do grão de ferrita da chapa de aço laminada a quente (mm)	Condições de laminação a frio/recozimento	Propriedades da chapa de aço laminada a frio (3)	Categoria
Temp. de acabamento (°C)	Tempo de resfriamento (1) (s)	Taxa de resfriamento (°C/s)	Tempo de retenção (2) (s)	Temp. no final do resfriamento rápido (°C)	% de redução na laminação a frio	Taxa de aquecimento (°C/s)	% de ferrita não recristalizada em Ae1 + 10°C	Recozi mento	YS (MP a)	TS (M Pa)	El (%)	dm
Tem- pera- tura (°C)	Tem po (s)
1	A	810	0,.07	1030	9,4	650	2,5	60	30	23	750	60	422	559	27,0	3,2	Comparativo
2	A	810	0,.07	1030	9,4	650	2,5	60	300	87	750	60	524	697	23,4	2,0	Invenção
3	A	810	0,.07	1030	9,4	650	2,5	60	1000	97	750	60	506	703	22,3	1,7	Invenção
4	A	810	0,.07	1030	9,4	650	2,5	60	1000	97	720	60	416	710	21,8	1,6	Invenção
5	A	810	0,.07	1030	9,4	680	2,5	60	10	8	850	60	430	610	27,4	3,5	Comparativo
6	A	810	0,.07	1030	9,4	680	2,5	60	100	97	850	60	454	607	23,0	3,3	Comparativo
7	A	810	0,.07	1030	9,4	680	2,5	60	300	97	850	60	474	626	21,6	3,5	Comparativo
8	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	10	8	750	60	428	487	32,8	3,7	Comparativo
9	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	30	19	750	60	454	497	32,2	3.6	Comparativo
10	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	50	48	750	60	460	502	30,7	3,1	Invenção
11	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	100	72	750	60	486	499	29,6	2,7	Invenção
12	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	500	96	750	60	482	516	28,1	2,4	Invenção
13	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	1000	97	750	60	496	528	29,3	2,3	Invenção
14	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	500	96	750	15*	530	553	22,3	1,8	Comparativo
15	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	500	96	750	200	475	508	29,3	2,5	Invenção
16	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	500	96	750	300	468	505	29,8	2,6	Invenção
17	B	840	0,11	920	9,2	680	2,1	60	1000		850	60	426	482	30,0	4J	Comparativo

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Petição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 52/66

Cha- pa de aço n°	Tipo de aço	Condições de laminação a quente	diâmetro médio do grão de ferrita da chapa de aço laminada a quente (mm)	Condições de laminação a frio/recozimento	Propriedades da chapa de aço laminada a frio (3)	Categoria
Temp. de acabamento (°C)	Tempo de resfriamento (1) (s)	Taxa de resfriamento (Cs)	Tempo de retenção (2) (s)	Temp. no final do resfriamento rápido (°C)	% de redução na laminação a frio	Taxa de aquecimento (°C/s)	% de ferrita não recristalizada em Ae1 + 10°C	Recozi mento	YS (MP a)	TS (M Pa)	El (%)	dm
Tem- pera- tura (°C)	Tem po (s)
18	B	840	0,11	920	9,2	680	2,1	60	10	8	850	60	404	482	31,5	4,7	Comparativo
19	B	840	0,11	920	9,2	680	2,1	60	1000	97	850	60	389	481	31,5	45	Comparativo
20	B	840	2,0	250	9,5	650	45	60	10	12	750	60	429	490	32,7	5,2	Comparativo
21	B	840	2,0	250	9,5	680	4,5	50	500	97	750	60	435	491	30,0	4x5	Comparativo
22	B	880	3,1	200	12	720	6,1	60	100	81	750	60	418	471	30,2	49	Comparativo
23	B	880	3,1	200	12	720	6,1	60	1000	95	750	60	409	468	35,0	48	Comparativo
24	C	800	0,06	920	9,4	630	2,0	60	10	21	800	60	534	819	25,9	3,8	Comparativo

[00157] Sublinhado indica valores fora da faixa da presente invenção. * indica que o tempo de retenção para reco49/54 zimento foi muito curto e a produção foi instável. (1) Tempo de resfriamento desde o término da laminação até 750 °C. (2) Tempo de retenção na faixa de 720 °C a 500 °C. (3) YS = limite de elasticidade TS = resistência à tração El = alongamento total

Petição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 53/66

TABELA 5-2

Cha pa de aço n°	Ti- po de aç o	Condições de laminação a quente	diâmetro médio do grão de ferrita da chapa de aço laminada a quente (mm)	Condições de laminação a frio/recozimento	Propriedades da ch de aço laminada a	apa frio	Categoria
Temp. de acabamento (°C)	Tempo de resfriamento 1 (s)	Taxa de resfriamento (°C/s)	Tempo de retenção 2 (s)	Temp. no final do resfriamento rápido (°C)	% de redução na laminação a frio	Taxa de aquecimento (°C/s)	% de ferrita não recristalizada em Ae1 + 10°C	Recozi mento	YS (MP a)	TS (MPa)	El (%)	dm
Temperatura (°C	Tem po (s)
1	A	810	0,.07	1030	9,4	650	2,5	60	30	23	750	60	422	559	27,0	3,2	Comparativo
2	A	810	0,.07	1030	9,4	650	2,5	60	300	87	750	60	524	697	23,4	2,0	Invenção
3	A	810	0,.07	1030	9,4	650	2,5	60	1000	97	750	60	506	703	22,3	1,7	Invenção
4	A	810	0,.07	1030	9,4	650	2,5	60	1000	97	720	60	416	710	21,8	1,6	Invenção
5	A	810	0,.07	1030	9,4	680	2,5	60	10	8	850	60	430	610	27,4	3,5	Comparativo
6	A	810	0,.07	1030	9,4	680	2,5	60	100	97	850	60	454	607	23,0	3,3	Comparativo
7	A	810	0,.07	1030	9,4	680	2,5	60	300	97	850	60	474	626	21,6	3,5	Comparativo
8	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	10	8	750	60	428	487	32,8	3,7	Comparativo
9	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	30	19	750	60	454	497	32,2	3.6	Comparativo
10	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	50	48	750	60	460	502	30,7	3,1	Invenção
11	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	100	72	750	60	486	499	29,6	2,7	Invenção
12	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	500	96	750	60	482	516	28,1	2,4	Invenção
13	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	1000	97	750	60	496	528	29,3	2,3	Invenção
14	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	500	96	750	15*	530	553	22,3	1,8	Comparativo

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Petição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 54/66

Cha pa de aço n°	Ti- po de aç o	Condições de laminação a quente	diâmetro médio do grão de ferrita da chapa de aço laminada a quente (mm)	Condições de laminação a frio/recozimento	Propriedades da ch de aço laminada a	apa frio	Categoria
Temp. de acabamento (°C)	Tempo de resfriamento 1 (s)	Taxa de resfriamento (°C/s)	Tempo de retenção 2 (s)	Temp. no final do resfriamento rápido (°C)	% de redução na laminação a frio	Taxa de aquecimento (°C/s)	% de ferrita não recristalizada em Ae1 + 10°C	Recozi mento	YS (MP a)	TS (MPa)	El (%)	dm
Temperatura (°C	Tem po (s)
15	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	500	96	750	200	475	508	29,3	2,5	Invenção
16	B	840	0,11	920	9,2	680	2,0	60	500	96	750	300	468	505	29,8	2,6	Invenção
17	B	840	0,11	920	9,2	680	2,1	60	1000		850	60	426	482	30,0	41	Comparativo
18	B	840	0,11	920	9,2	680	2,1	60	10	8	850	60	404	482	31,5	4,7	Comparativo
19	B	840	0,11	920	9,2	680	2,1	60	1000	97	850	60	389	481	31,5	45	Comparativo
20	B	840	2,0	250	9,5	650	45	60	10	12	750	60	429	490	32,7	5,2	Comparativo
21	B	840	2,0	250	9,5	680	4,5	50	500	97	750	60	435	491	30,0	45	Comparativo
22	B	880	3,1	200	12	720	61	60	100	81	750	60	418	471	30,2	4,9	Comparativo
23	B	880	3,1	200	12	720	61	60	1000	95	750	60	409	468	35,0	48	Comparativo
24	C	800	0,06	920	9,4	630	2,0	60	10	21	800	60	534	819	25,9	3,8	Comparativo
25	C	800	0,08	920	9,4	630	2,0	60	300	92	800	60	563	681	21,4	1,8	Invenção
26	C	800	0,08	920	9,4	630	2,0	60	1000	98	800	60	571	692	21,1	1,7	Invenção
27	C	850	5,2	100	10,2	700	5,1	60	500	87	800	60	473	611	25,9	3,9	Comparativo

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Cha- pa de aço n°	Ti- po de aç o	Condições de laminação a quente	diâmetro médio do grão de ferrita da chapa de aço laminada a quente (mm)	Condições de laminação a frio/recozimento	Propriedades aço laminad	da chapa de a a frio (3)	Categoria
Temp. de acaba- ba- mento (°C)	Tempo de resfriamento (1) (s)	Taxa de resfri- amen- to (Cs)	Tempo de retenção (2) (s)	Temp. no final do resfriamento rápido (°C)	% de redução na laminação a frio	Taxa de aquecimento (°C/s)	% de ferrita não recristalizada em Ae1 + 10°C	Recozi mento	YS (MP a)	TS (MPa)	El (%)	dm
Tempe- ratura (°C	Te mp o (s)
28	D	810	0,07	1130	9,8	640	2,3	60	300	84	750	60	511	652	26,5	2,6	Invenção
29	D	810	0,07	1130	9,8	640	2,3	60	1000	95	750	60	527	565	26.1	2,3	Invenção
30	D	810	0,07	1130	9,8	640	2,3	60	300	78	850	60	434	539	26.4	52	Comparativo
31	E	810	0,07	1130	9,8	640	2,2	60	10	18	750	60	542	528	21,5	3,7	Comparativo
32	E	810	0,07	1130	9,8	640	2,2	60	1000	96	750	60	802	657	20,8	1,9	Invenção
33	F	810	0,07	1130	9,8	640	2,3	55	10	18	750	60	574	699	19.9	2,5	Comparativo
34	F	810	0,07	1130	9,8	640	2,3	55	500	97	800	60	503	732	23,8	1,7	Invenção
35	G	820	0,100	800	9,20	650	2,2	50	10	24	800	60	511	821	21,5	3,3	Comparativo
36	G	820	0,100	800	9,20	650	2,2	50	300	87	800	60	532	855	21,2	1,8	Invenção
37	H	810	0,075	850	10,00	650	2,1	55	10	23	800	60	582	865	22,1	3,4	Comparativo
38	H	810	0,075	850	10,00	650	2,1	55	500	97	800	60	541	895	20,8	1,7	Invenção
39	I	820	0,09	880	9,5	650	2,9	55	10	22	750	60	332	517	24,4	3,5	Comparativo
40	I	820	0,09	880	9,5	650	2,9	55	100	68	750	60	360	636	25,8	2,6	Invenção
41	I	820	0,09	880	9,5	650	2,9	55	10	22	840	60	421	593	31,6	3,5	Comparativo
42	I	820	0,09	880	9,5	650	2,9	55	500	97	840	60	470	605	29,4	3,5	Comparativo
43	J	910	0,22	740	10,2	680	1,7	53	10	43	800	60	624	848	28.8	3,2	Comparativo
44	J	910	0,22	740	10,2	680	1,7	53	100	59	800	60	582	875	25,8	1,5	Invenção
45	K	910	0,21	780	15	680	11,4	60	10	0	750	30	148	333	45,6	10,6	Comparativo
46	K	910	0,21	780	15	650	11,4	60	500	0	750	30	152	334,5	44,6	8,9	Comparativo
47	K	910	0,21	780	15	650	11,4	60	500	0	940	30	163	282	48	49,7	Comparativo

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53/54 [00158] Sublinhado significa valores fora da faixa da presente invenção. * indica que o tempo de retenção para recozimento foi muito curto e a produção foi instável. (1) Tempo de resfriamento desde o término da laminação até 750°C. (2) Tempo de retenção na faixa de 720°C a 500°C. (3) YS = limite de elasticidade TS = resistência à tração El = alongamento total [00159] Das chapas de aço laminadas a frio n^os 1 a 7 que foram produzidas usando-se aço tipo AQ, a resistência à tração teve um valor alto de 697 a 710 MPa para os n^os 2 a 4 que foram produzidos de acordo com a presente invenção. Em adição, o alongamento total excedeu 20% para cada chapa de aço. Por outro lado, para o aço da chapa de aço n° 1, a taxa de resfriamento no momento do recozimento após a laminação a frio foi lenta, e a porcentagem de ferrita não recristalizada foi de menos de 30%. Por essa razão, o diâmetro do grão de ferrita foi grande, e a resistência à tração diminuiu. Para chapas de aço n^os 5 a 7, devido à temperatura de recozimento que foi muito alta, o diâmetro de grão de ferrita não caiu na faixa definida pela presente invenção, e a resistência à tração foi em torno de 100 MPa menor que para as chapas 2 a 4.

[00160] A mesma tendência foi observada com chapas de aço laminadas a frio produzidas usando-se o aço tipo B. Em adição, para o aço n° 14 do aço B, devido ao tempo de recozimento que foi muito curto, o alongamento total foi menor que para outras chapas de aço laminadas a frio usando o mesmo aço tipo B e mesmo quando chapas de aço foram produzidas uma pluralidade de vezes sob as mesmas condições do n° 14, uma produção estável não foi possível com propriedades variando de um local parta outro dentro da mesma chapa de aço. Para a chapa de aço n° 17 do aço tipo B devido à temperatura de recozimento após a laminação a frio que foi um valor baixo, de 650°C, uma quantidade suficiente de austenita não foi formada, o diâmetro do

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54/54 grão de ferrita se tornou grande, e a resistência à tração diminuiu. Para os aços 20 a 23 do aço tipo B, uma vez que o resfriamento rápido após a laminação a quente foi insuficiente, a chapa de aço laminada a quente que foi submetida à laminação a frio teve um diâmetro de grão de ferrita grande. Como resultado, o diâmetro de grão de ferrita após a laminação a frio se tornou grande, e a resistência à tração diminuiu. [00161] A tendência descrita acima que foi observada com chapas de aço laminadas a frio dos aços tipo A e B foi similarmente observada para chapas de aço laminadas a frio que foram produzidas usando-se os aços tipo C a J remanescentes tendo uma composição química na faixa da presente invenção.

[00162] Para as chapas de aço n^os 45 a 47 que foram produzidas usando-se o aço tipo K, uma vez que elas não têm uma composição química definida pela presente invenção, mesmo se a laminação a quente foi executada pelo resfriamento rápido imediato, o diâmetro de grão da ferrita nas chapas de aço laminadas a quente se tornou grande. Como resultado, o diâmetro de grão de ferrita na chapa de aço laminada a frio não pode ser refinado pela variação da temperatura do recozimento, e a resistência à tração se tornou extremamente baixa.

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Claims (9)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Chapa de aço laminada a frio tendo uma composição química consistindo em % em massa de C: 0,01 - 0,3%, Si: 0,01 2,0%, Mn: 0,5 - 3,5%, P: no máximo 0,1, S: no máximo 0,05%, Nb: 0 0,03%, Ti: 0 - 0,06%, V: 0 - 0,03%, Al sol.: 0 - 2,0%, Cr: 0 - 1,0%, Mo: 0 - 0,3%, B: 0 - 0,003%, Ca: 0 - 0,003%, REM: 0 - 0.,003%, e o restante sendo Fe e impurezas; caracterizada pelo fato de que possui:

   uma microestrutura tendo uma fase principal de ferrita que compreende pelo menos 50% em área e uma segunda fase contendo um total de pelo menos 10% em área de uma fase de transformação a baixa temperatura incluindo uma ou mais entre martensita, bainita, perlita e cementita, e 0 - 3% em área de austenita retida que satisfaça as Equações (1) - (3) a seguir, e uma textura na qual a intensidade média de raio-x para as orientações {111}<145>, {111}<123> e {554}<225> a uma profundidade de 1/2 da espessura da chapa é pelo menos 4 vezes a intensidade média de raio-x de uma estrutura aleatória:

   d_m < 2,7 + 10000 / (5 + 300 x C + 50 x Mn + 4000 x Nb +

   2000 x Ti + 400 x V)² (1) dm < 4,0 (2) onde d_s < 1,5 (3) C, Mn, Nb, Ti, respectivos elementos, e V indicam os teores (% em massa) dos

   d_m é o diâmetro médio de grão (mm) de ferrita definido por um ângulo alto de contorno de grão tendo um ângulo de inclinação de pelo menos 15°, e d_s é o diâmetro médio de grão (mm) da segunda fase.
2. 2. Chapa de aço laminada a frio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição química contém,

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   2/3 em % em massa, um ou mais elementos selecionados entre Nb: pelo menos 0,003%, Ti: pelo menos 0,005%, e V: pelo menos 0,01%, e a microestrutura satisfaça a Equação (4) a seguir.

   dm < 3,5 (4) em que d_m está definido na reivindicação 1.
3. 3. Chapa de aço laminada a frio de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a composição química contém, em % em massa, Al sol: pelo menos 0,1%.
4. 4. Chapa de aço laminada a frio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a composição química contém, em % em massa, um ou mais elementos selecionados entre Cr: pelo menos 0,03%, Mo: pelo menos 0,01%, e B: pelo menos 0,0005%.
5. 5. Chapa de aço laminada a frio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a composição química contém, em % em massa, um ou dois elementos selecionados entre Ca: pelo menos 0,0005% e REM: pelo menos 0,0005%.
6. 6. Chapa de aço laminada a de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que tem uma camada de revestimento na superfície da chapa de aço.
7. 7. Processo para produção de uma chapa de aço laminada a frio caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas (A) e (B):

   (A) uma etapa de laminação a frio na qual uma chapa de aço laminada a quente tendo a composição química como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5 e tendo uma microestrutura que satisfaça as Equações (5) e (6) a seguir é submetida à laminação a frio para obter uma chapa de aço laminada a frio, e (B) uma etapa de recozimento na qual a chapa de aço laPetição 870180019323, de 09/03/2018, pág. 60/66

   3/3 minada a frio obtida na etapa (A) é submetida ao recozimento pelo aumento da temperatura da chapa de aço até uma faixa de temperaturas de pelo menos (ponto Ac₁ + 10°C) até, no máximo, (0,95 x ponto Ac₃ + 0,05 x ponto Ac₁) sob condições tais que a proporção de ferrita não recristalizada é de pelo menos 30% em área quando a temperatura (ponto Ac₁ + 10°C) é alcançada, e então mantendo a chapa de aço nessa faixa de temperaturas por 30 segundos ou mais:

   d < 2,5 + 6000 / (5 + 350 x C + 40 x Mn)² (5) d < 3,5 (6) em que,

   C e Mn são os teores dos respectivos elementos (percentual em massa); e d é o diâmetro médio de grão (mm) de ferrita definido por um contorno de grão de alto ângulo tendo um ângulo de inclinação de pelo menos 15°.
8. 8. Processo para produção de uma chapa de aço laminada a frio de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que e a chapa de aço laminada a quente é passível de ser obtida por uma etapa de laminação a quente compreendendo executar a laminação a quente com uma temperatura no término da laminação de pelo menos o ponto Ar₃ em uma placa tendo a composição química descrita acima e então se executando o resfriamento até uma faixa de temperaturas de 750 °C ou menos a uma taxa média de resfriamento de pelo menos 400 °C por segundo por até 0,4 segundos após o térm ino da laminação.
9. 9. Processo para produção de uma chapa de aço laminada a frio de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que possui ainda a etapa de executar revestimento na chapa de aço laminada a frio após a etapa (B).

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   1/2 ro 2½ Ω- ω nr tf) t CL =3 (Λ θ Π ICO ϋσ>3Τ

   Ο ·<Ό (0 013 ω

   Ε <03

   Ο

   2/2

   16000

   15000

   X

   14000 g

   13000 x

   f/Ί

   H 120CJQ

   11000

   0 60 100 150 200 250 300 350 400

   Tempo de recozimento (s)