BR112013004922B1 - Chapa de aço de alta resistência e método para produzir aço fundido para a chapa de aço de alta resistência - Google Patents

Chapa de aço de alta resistência e método para produzir aço fundido para a chapa de aço de alta resistência Download PDF

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Abstract

chapa de aço de alta resistência que exibe excelente formalidade de extensão-achamento e funcionalidade de dobra, e método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência. a presente invenção refere-se a uma chapa de aço de alta resistência que inclui: c: 0,03 a 0,25 % de massa, si: 0,1 a 2,0 % de massa, mn: 0,5 a 3,0 % de massa, p: não maior do que 0,5 % de massa, t.o: não maior do que 0,0050 % de massa, s: 0,0001 a 0,01 % de massa, n: 0,0005 a 0,01 % de massa, al solúvel em ácido: maior do que 0,01 % de massa, ca: 0,0005 a 0,0050 % de massa, e um total de pelo menos um elemento de ce, la, nd, e pr: 0,001 a 0,01 % de massa, com um saldo que inclui ferro e impurezas inevitáveis, em que a chapa de aço contém um componente químico em uma base em massa que satisfaz 0,7 < 100 x ([ce]) + [la] + [nd] + [pr]) / [al solúvel em ácido] <243>70 e 0,2 <243> ([ce] + [la] + [nd] + [pr]) / [s] <243> 10, a chapa de aço contém inclusão de composto que inclui uma primeira fase de inclusão que contém pelo menos um elemento de ce, la, nd, e pr, que contém ca, e que contém pelo menos um elemento de o e s, e uma segunda fase de inclusão que tem um componente diferente daquele da primeira fase de inclusão e que contém pelo menos um elemento de mn, si, e al, a inclusão de composto forma uma inclusão esférica de composto que tem um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 µm a 5 µm, e um relação da quantidade da inclusão esférica de composto relativa à quantidade de todas as inclusões que tem o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 µm a 5 µm é de 30% ou mais.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CHAPA DE AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA E MÉTODO PARA PRODUZIR AÇO FUNDIDO PARA A CHAPA DE AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA. CAMPO DA TÉCNICA [001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço de alta resistência adequada para uso, por exemplo, em componentes do corpo inferior de dispositivos de transporte, e um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência. Em particular, a presente invenção refere-se a uma chapa de aço de alta resistência que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento, e um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência.
[002] O presente pedido reivindica prioridade baseado no Pedido de Patente Japonês de No. 2011-038956 depositado no Japão em 24 de fevereiro de 2011, Pedido de Patente Japonês de No. 2011-053458 depositado no Japão em 10 de março de 2011, Pedido de Patente Japonês de No. 2012-007784 depositado no Japão em 18 de janeiro de 2012, e Pedido de Patente Japonês de No. 2012-007785 depositado no Japão em 18 de janeiro de 2012, cujas revelações são incorporadas integralmente neste documento por referência.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA [003] Nos últimos anos, existem demandas crescentes para chapas de aço laminadas a quente para automóveis que tem resistência melhorada e peso reduzido do ponto de vista de melhoria na segurança de automóveis e redução no consumo de combustível, o que leva a proteção do meio ambiente. Entre as peças de automóveis, peças relacionadas ao chassi e peças relacionadas à suspensão, as quais são chamadas de um sistema do corpo inferior, ocupam uma grande parte do peso inteiro do veículo. Portanto, o peso inteiro do veículo pode ser reduzido melhorando a resistência de materiais usados para estas
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2/147 peças, e reduzindo a espessura destas peças. Adicionalmente, prensagem é usada amplamente para dar forma a materiais do sistema do corpo inferior. Portanto, a fim de impedir que estes materiais rachem durante a prensagem, é exigido que estes materiais tenham uma alta capacidade de dobramento. Por esta razão, chapas de aço de alta resistência são usadas amplamente. Em particular, chapas de aço laminadas a quente são principalmente usadas devido a suas vantagens de preço. Ainda adicionalmente, para membros de reforço ou membros sob o piso, em particular, para trilhos de correr para assentos ou outros membros pequenos sujeitos a o trabalho de flexão, chapas de aço laminadas a frio ou chapas de aço zincadas são principalmente usadas para reduzir a espessura das mesmas e reduzir o peso das mesmas através do uso das chapas de aço de alta resistência.
[004] Dos aços descritos acima, são conhecidas uma chapa de aço DP (fase dupla) de baixa razão elástica que contém uma fase de ferrita e uma fase de martensita, e uma chapa de aço TRIP (plasticidade induzida por transformação) que contém uma fase de ferrita e uma (retida) fase austenita, como uma chapa de aço de alta resistência que tem resistência aumentada, trabalhabilidade melhorada e plasticidade melhorada. Entretanto, embora exibindo resistência aumentada e excelente trabalhabilidade e ductilidade, estas chapas de aço não têm excelente expansibilidade de orifício, em outras palavras, plasticidade de estiramento de flange ou capacidade de dobramento. Portanto, em geral, embora a ductilidade seja levemente inferior, chapas de aço baseadas em bainita são usadas para peças estruturais tais como componentes do corpo inferior dos quais é requerido que tenham a plasticidade de estiramento de flange.
[005] Uma das razões pela qual uma chapa de aço de estrutura composta que inclui a fase de ferrita e a fase de martensita (daqui em diante, também referenciada como “chapa de aço DP ”) tem menor
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3/147 plasticidade de estiramento de flange é considerada ser que, uma vez que esta chapa de aço é um composto formado pela macia fase de ferrita e a dura fase de martensita, as tensões se concentram em uma parte de fronteira entre ambas as fases durante o trabalho de expansão de orifício, e a chapa de aço não consegue seguir sua deformação, de modo que esta parte de fronteira é suscetível a se tornar um ponto de início de quebra.
[006] Para resolver os problemas descritos acima, diversas chapas de aço são propostas com base na chapa de aço DP com o objetivo de obter tanto a propriedade de resistência mecânica como a capacidade de dobramento ou expansibilidade de orifício (trabalhabilidade). Por exemplo, como uma técnica para relaxamento de tensão usando partículas finas dispersas, O Documento de Patente 1 revela uma chapa de aço de estrutura composta que inclui uma fase de ferrita e uma fase de martensita (chapa de aço DP ) em que precipitado de CU fino ou soluções sólidas são dispersas. Nesta técnica revelada no Documento de Patente 1, verifica-se que a capacidade de dobramento pode ser melhorada efetivamente de forma significativa sem deteriorar a trabalhabilidade, usando precipitado de CU que tem um tamanho de partícula de 2 nm ou menos e formado por Cu em solução sólida ou exclusivamente Cu, e com base nas descobertas, é definida uma relação da composição de componentes contidos.
[007] Como uma técnica para relaxamento de tensão reduzindo a diferença na resistência em fases do composto, por exemplo, o Documento de Patente 2 revela uma técnica relacionada a um aço bainita, em que a diferença em dureza entre a ferrita e bainita é reduzida minimizando C tanto quanto possível para fazer a estrutura da bainita se tornar a fase primária, e ajustando a estrutura ferrita, as quais foram sujeitas a fortalecimento da solução sólida ou endurecimento do precipitado, de modo a ter uma relação de volume apropriada, e
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4/147 adicionalmente, é eliminada a geração de carbonetos engrossados. [008] O Documento de Patente 3 revela uma técnica de obtenção de uma chapa de aço de alta resistência que exibe excelente capacidade de dobramento, definindo o tamanho e a quantidade de inclusões baseadas em óxido na presunção de que as inclusões baseadas em óxido provocam trinca durante o trabalho de flexão.
[009] Adicionalmente, os Documentos de Patente 4 e 5 revelam uma técnica de obtenção de uma chapa de aço de alta resistência que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e características de fadiga, reduzindo o tamanho de inclusões alongadas baseadas em MnS existentes no aço e deterioração das características de fadiga e da plasticidade de estiramento de flange (expansibilidade de orifício), para serem inclusões esféricas finas, as quais são menos suscetíveis a ser um ponto de início da ocorrência de trinca, e dispersando as inclusões esféricas finas no aço.
DOCUMENTOS RELACIONADOS DA TÉCNICA [0010] Documentos de Patente [0011] Documento de Patente 1: Pedido de Patente Japonês Não Examinado, Primeira Publicação No. H11-199973 [0012] Documento de Patente 2: Pedido de Patente Japonês Não Examinado, Primeira Publicação No. 2001-200331 [0013] Documento de Patente 3: Pedido de Patente Japonês Não Examinado, Primeira Publicação No. 2002-363694 [0014] Documento de Patente 4: Pedido de Patente Japonês Não Examinado, Primeira Publicação No. 2008-274336 [0015] Documento de Patente 5: Pedido de Patente Japonês Não Examinado, Primeira Publicação No. 2009-299136
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
Problemas a Serem Resolvidos Pela Invenção [0016] Eventualmente, embora a chapa de aço que tem precipitado
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5/147 de CU fino ou soluções sólidas dispersas na chapa de aço DP como revelado no Documento de Patente 1 tenha resistência à fadiga melhorada, não é confirmado se este chapa de aço melhora significativamente a plasticidade de estiramento de flange. Adicionalmente, a chapa de aço de alta resistência laminada a quente que tem a estrutura da chapa de aço formada principalmente por uma fase bainita e que tem uma quantidade reduzida de carbonetos engrossados como revelado no Documento de Patente 2 exibe excelente plasticidade de estiramento de flange. Entretanto, não pode ser dito que a capacidade de dobramento desta chapa de aço é excelente quando comparada com a chapa de aço DP que contém Cu. Adicionalmente, a ocorrência de trinca no caso de trabalho severo de expansão de orifício não pode ser impedida apenas suprimindo a geração dos carbonetos engrossados.
[0017] Ainda adicionalmente, embora a chapa de aço de alta resistência laminada a frio que tem uma quantidade reduzida de inclusões engrossadas baseadas em óxido como revelado no Documento de Patente 3 exibe excelente capacidade de dobramento, não é confirmado se as características de fadiga são melhoradas e se a plasticidade de estiramento de flange é melhorada significativamente. Adicionalmente, este aço contém uma quantidade predeterminada de Mn e S. De acordo com as descobertas dos presentes inventores obtidas a partir de experimentos, é considerado que conter estes elementos leva a geração de inclusões baseadas em MnS engrossadas. Portanto, como descrito posteriormente, apenas a redução na quantidade de inclusões engrossadas baseadas em óxido gerado não é suficiente para impedir a ocorrência de trinca no caso do trabalho severo de expansão de orifício.
[0018] Ainda adicionalmente, a chapa de aço de alta resistência que tem as inclusões baseadas em MnS dispersas na chapa de aço como
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6/147 inclusões esféricas finas como revelado no Documento de Patente 4 exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e características de fadiga. Entretanto, Al não é substancialmente usado em fundição e produção de um aço, e um processo de dessulfuração é realizado sob a condição de que existe relativamente muito óxido livre, o que faz com que seja difícil reduzir enxofre para a concentração de enxofre extremamente baixa. Além disso, processo de dessulfuração é realizado com Ce, La, ou outros elementos enquanto Al não é usado substancialmente, o que requer que seja adicionada uma quantidade maior de aditivos. Adicionalmente, a eficiência da adição de Ce, La ou outros elementos é baixa, e consequentemente, a grande quantidade de aditivos precisa ser adicionada.
[0019] Ainda adicionalmente, a chapa de aço de alta resistência que tem inclusões baseadas em MnS dispersas na chapa de aço como inclusões esféricas finas como revelado no Documento de Patente 5 é sujeita a desoxidação com Al durante um estágio de fundição e produção na produção do aço, e adicionalmente sujeita a desoxidação com Ce, La, ou algo semelhante. Portanto, com esta chapa de aço, a eficiência da adição de Ce, La ou outros elementos é alta, o enxofre pode ser reduzido para a concentração de enxofre extremamente baixa, e podem ser obtidas excelente plasticidade de estiramento de flange e características de fadiga mesmo com uma concentração relativamente alta de S. Entretanto, é gerada a grande quantidade de óxido baseado em Al2O3-Ce2O3. Isto provoca o entupimento de um bocal da colher de fundição ou bocal de imersão durante processos de fundição contínuos em um estágio de produção de aço, e para a produção de aços, o que leva a um problema de que produtos não podem ser produzidos continuamente. No caso onde Ca é adicionado para eliminar o problema descrito acima, são gerados óxidos baseados em CaO-AbO3 que tem um baixo ponto de fusão como ilustrado na FIG. 2A e FIG. 6, ou
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7/147 inclusões baseadas em CaS engrossado que tem Fe, Mn ou O dissolvido na solução sólida ou que tem CaO-AbO3 combinado nas mesmas como ilustrado na FIG. 2B e FIG. 7. oS óxidos ou inclusões são alongados como com Inclusões baseadas em MnS, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange. Adicionalmente, múltiplas inclusões precipitadas baseadas em MnS também engrossam, e consequentemente, são suscetíveis a serem alongadas, o que leva a um problema de que a plasticidade de estiramento de flange é mais suscetível a deteriorar. Adicionalmente, no Documento de Patente 5, Ti sendo adicionado, e consequentemente, inclusões engrossadas precipitam como TiS. CaS ou TiS são nucleados heterogeneamente no óxido complexo que inclui óxidos baseados em CaO-AbO3 que tem baixo ponto de fusão ou óxido de Ti. Isto leva a geração de óxido de Ti engrossado com CaO-AbO3 ou oxissulfureto composto de CaSTiS. O óxido ou oxissulfureto forma agrupamentos, e engrossa adicionalmente, o que afeta muito a expansibilidade de orifício. Adicionalmente, o óxido ou oxissulfureto expande ou quebra durante a laminação, provocando uma deterioração no material.
[0020] De acordo com o estudo feito pelos presentes inventores, os problemas que os Documentos de Patente 1,2, 3, 4, e 5 têm, resultaram principalmente da existência de inclusões baseadas em sulfureto alongado formado principalmente por MnS na chapa de aço como ilustrado na FIG. 1B e FIG. 4, inclusões baseadas em CaO-AbO3 tem um baixo ponto de fusão como ilustrado na FIG. 2A e FIG. 6, e inclusões baseadas em CaS que tem Fe, Mn e O engrossados e alongados dissolvidos na solução sólida ou CaO-Al2O3 combinado nas mesmas como ilustrado na FIG. 2B e FIG. 7, embora a formação de inclusões de alumina que têm um efeito na plasticidade de estiramento de flange como ilustrado na FIG. 1A e FIG. 5 seja suprimida. Em outras palavras, se a chapa de aço recebe deformação repetitiva, os defeitos internos
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8/147 ocorrem na vizinhança das inclusões baseadas em MnS alongadas e engrossadas existentes na camada de superfície ou próximo à camada de superfície, e expande como uma trinca. Esta trinca leva à deterioração nas características de fadiga, e é suscetível a servir como o ponto de início da trinca durante trabalho de expansão de orifício ou trabalho de dobra, provocando a deterioração na plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento.
[0021] A seguir, será feita uma descrição detalhada da existência das inclusões baseadas em sulfureto formadas principalmente por MnS como descrito nos Documentos de Patente 1,2, 3, 4, e 5. Como com C e Si, Mn é um elemento que fortalece efetivamente o material. Portanto, em geral, a concentração de Mn na chapa de aço de alta resistência é estabelecida mais alta para assegurar a resistência do aço. Adicionalmente, através de processos normais de produção de aço, o aço contém S no intervalo de 5 ppm a 50 ppm. Portanto, aços fundidos usualmente contém MnS.
[0022] Ao mesmo tempo, com o aumento de Ti solúvel, o Ti solúvel combina parcialmente com TiS ou MnS engrossados, e precipitações de (Mn, Ti)S. Quando o aço fundido é sujeito à laminação a quente ou laminação a frio, as inclusões baseadas em MnS e TiS deformam durante a laminação, e se tornam inclusões alongadas, provocando a deterioração nas características de fadiga e na plasticidade de estiramento de flange (expansibilidade de orifício).
[0023] Para lidar com isto, a invenção descrita no Documento de Patente 4 dispersa as inclusões baseadas em MnS como inclusões esféricas finas na chapa de aço para obter características favoráveis de plasticidade de estiramento de flange (expansibilidade de orifício) e de fadiga. Entretanto, esta invenção não realiza substancialmente desoxidação de Al, e a chapa de aço tem alto potencial de oxigênio, o que torna uma reação de dessulfuração menos provável de ocorrer.
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Portanto, valores extremos de componentes ou a formação das inclusões são obtidos para melhorar as propriedades do material em um estado onde a chapa de aço tem uma concentração relativamente alta de S. Isto faz com que seja impossível remover o enxofre para a concentração de enxofre extremamente baixa.
[0024] A seguir, será feita uma descrição detalhada do potencial de oxigênio, do potencial de enxofre, e componentes ou da formação das inclusões para melhorar as propriedades do aço. Em geral, o Al solúvel em ácido é mais suscetível a engrossar devido ao agrupamento de óxido no Al solúvel em ácido, o que deteriora a plasticidade de estiramento de flange, a capacidade de dobramento, e as características de fadiga. Portanto, é desejável reduzir o Al solúvel em ácido tanto quanto possível. Por esta razão, um processo de dessulfuração é realizado em um estado onde o potencial de oxigênio é relativamente alto, e a concentração de Al solúvel em ácido não excede 0,01%.
[0025] A reação de dessulfuração é uma reação de redução, e prossegue facilmente sob as circunstâncias de baixo potencial de oxigênio. Entretanto, o potencial de enxofre é alto nas circunstâncias de alto potencial de oxigênio, e, portanto, é extremamente difícil reduzir o enxofre para estado de enxofre extremamente baixo. Para lidar com isto, Ce e La são adicionados excessivamente para reduzir o potencial de oxigênio tanto quanto possível. Entretanto, isto não reduz suficientemente o potencial de oxigênio, e requer alto custo. Em outras palavras, com base no conceito de que o efeito de S é removido na concentração relativamente alta de S, a plasticidade de estiramento de flange e as características de fadiga são melhoradas adicionando excessivamente Ce e La para controlar o componente ou a formação para as inclusões.
[0026] Entretanto, quando o componente ou a formação das
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10/147 inclusões é controlada adicionando excessivamente Ce e La a fim de remover o efeito de S no estado onde a concentração de S é relativamente alta, o grau de remoção do efeito de S é limitado devido à concentração relativamente alta de S. Por estas razões, existe uma demanda para chapas de aço de alta resistência que tem plasticidade de estiramento de flange (expansibilidade de orifício) e características de fadiga mais favoráveis.
[0027] Entretanto, não existe nenhuma proposta de uma chapa de aço de alta resistência que exiba excelente plasticidade de estiramento de flange, capacidade de dobramento, e características de fadiga, e um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência, do ponto de vista de controlar sistematicamente a operabilidade durante um processo de produção de aço, o potencial de oxigênio, o potencial de enxofre, e os componentes e a formação das inclusões.
[0028] Como com C e Si, Mn é um elemento que contribui para melhorar efetivamente a resistência do material, e consequentemente, a concentração de Mn é geralmente estabelecida mais alta para obter a resistência da chapa de aço de alta resistência. Adicionalmente, a chapa de aço contém S de aproximadamente 50 ppm através de processos normais de produção de aço. Por esta razão, uma placa fundida usualmente contém MnS. Quando a placa fundida é sujeita a laminação a quente e laminação a frio, estas Inclusões baseadas em MnS alongam, uma vez que estas inclusões baseadas em MnS são suscetíveis a deformar. Isto provoca a deterioração na capacidade de dobramento e na plasticidade de estiramento de flange (expansibilidade de orifício). Entretanto, convencionalmente, não existe nenhuma proposta de uma chapa de aço de alta resistência que exiba excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento, e um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta
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11/147 resistência do ponto de vista de controlar precipitação e deformação das inclusões baseadas em MnS descritas acima.
[0029] No caso onde, no Documento de Patente 5, com o objetivo de melhorar a operabilidade, é realizada desoxidação de Al para melhorar o potencial de oxigênio, o potencial de enxofre, e as propriedades do material, precisa ser adicionado Ca. Isto leva à geração de óxido que tem um baixo ponto de fusão, deteriorando as propriedades do material. No aço fundido, existe Ca na forma de líquido ou vapores, e consequentemente, primeiro forma óxido que tem o baixo ponto de fusão. Se este óxido na forma de líquido é gerado primeiro no aço fundido, estas inclusões na forma de líquido agregam para formar óxidos engrossados baseados em CaO-A LO3 que têm o baixo ponto de fusão, ou CaS que contém Fe, Mn ou O em solução sólida ou que tem CaO-A bO3 combinado com os mesmos. Portanto, mesmo se for feita uma tentativa para controlar a formação de inclusões adicionando Ce, La ou algo semelhante depois disso, este controle não pode ser obtido. [0030] Os óxidos baseados em CaO-AbO3 tem um baixo ponto de fusão, a inclusão baseada em CaS que contém Fe, Mn ou O em solução sólida ou que tem CaO-AbO3 combinado com a mesma, e a inclusão baseada em MnS formada inevitavelmente devido à adição de Mn são suscetíveis a deformar quando o lingote é sujeito à laminação a quente e à laminação a frio, e se torna óxido alongado baseado em CaO-AbO3, ou inclusão engrossada baseada em CaS ou inclusão baseada em MnS, provocando a deterioração na capacidade de dobramento e na plasticidade de estiramento de flange (expansibilidade de orifício). Entretanto, convencionalmente, não existe nenhuma proposta de uma chapa de aço de alta resistência que exiba excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento, e um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência, do ponto de vista de controlar a precipitação ou deformação do óxido
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12/147 baseado em CaO-A I2O3, a inclusão engrossada baseada em CaS que contém Fe, Mn ou O engrossado em solução sólida ou que tem CaO-A l2O3 combinado com a mesma, ou a inclusão baseada em MnS descrita acima.
[0031] Adicionalmente, Ti forma TiN ou TiC fino quando precipita, e consequentemente, tem um efeito de melhorar a resistência do material. Entretanto, Ti também tem um problema que Ti é suscetível a formar TiS engrossado que deforma durante a laminação como descrito acima. [0032] A presente invenção foi feito em vista dos problemas descritos acima, e um primeiro objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço de alta resistência que exiba excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento e um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência, aplicando desoxidação múltipla para aço fundido em um estágio de produção de aço para impedir a geração de óxido baseado em CaO-A l2O3 e engrossado CaS em um lingote, para fazer Inclusões finas de múltiplos MnS precitados na formação de óxido ou oxissulfureto, e para fazer MnS disperso na chapa de aço como uma inclusão esférica fina, a qual não deforma durante laminação e é menos suscetível a ser um ponto de início da ocorrência de trinca, para deste modo melhorar a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento.
[0033] Adicionalmente, a presente invenção foi feita em vista dos problemas descrito acima, e um segundo objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço de alta resistência que exiba excelente plasticidade de estiramento de flange, capacidade de dobramento, e características de fadiga e um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência, aplicando múltipla desoxidação para aço fundido em um estágio de produção de aço para impedir a geração de óxido baseado em CaO-A LO3, e CaS contendo Fe, Mn ou O engrossado dissolvido na solução sólida ou contendo CaO-A LO3
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13/147 combinado no mesmo no lingote, ao mesmo tempo em que controla a geração de engrossado TiS que tem um efeito adverso na expansibilidade de orifício, para deste modo melhorar a plasticidade de estiramento de flange, a capacidade de dobramento, e as características de fadiga ao mesmo tempo em que obtendo alta operabilidade sem aumentar o custo.
Meios para Solucionar os Problemas [0034] Os pontos principais da presente invenção são como segue: [0035] Um primeiro aspecto da presente invenção fornece uma chapa de aço que inclui C: 0,03 a 0,25 % de massa, Si: 0,1 a 2,0 % de massa, Mn: 0,5 a 3,0 % de massa, P: não maior do que 0,05 % de massa, T.O: não maior do que 0,0050 % de massa, S: 0,0001 a 0,01 % de massa, N: 0,0005 a 0,01 % de massa, Al solúvel em ácido: maior do que 0,01 % de massa, Ca: 0,0005 a 0,0050 % de massa, e um total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr: 0,001 a 0,01 % de massa, com um saldo que inclui ferro e impurezas inevitáveis, em que a chapa de aço contém um componente químico em uma base em massa que satisfaz 0,7 < 100 x ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [Al solúvel em ácido] < 70 e 0,2 < ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [S] < 10, onde [Ce] é uma quantidade de Ce contida, [La] é uma quantidade de La contida, [Nd] é uma quantidade de Nd contida, [Pr] é uma quantidade de Pr contida, [Al solúvel em ácido] é uma quantidade de Al solúvel em ácido contida, e [S] é uma quantidade de S contida. A chapa de aço tem uma inclusão de composto que inclui uma primeira fase de inclusão que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, que contém Ca, e que contém pelo menos um elemento de O e S, e uma segunda fase de inclusão que tem um componente diferente daquele da primeira fase de inclusão e que contém pelo menos um elemento de Mn, Si, e Al, a inclusão de composto forma uma inclusão esférica de composto que tem um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm, e uma
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14/147 relação da quantidade da inclusão esférica de composto relativa à quantidade de todas as inclusões que tem o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm é de 30% ou mais.
[0036] Na chapa de aço de alta resistência de acordo com (1) acima, a inclusão esférica pode ser uma inclusão que tem um diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais, e a relação da quantidade de inclusões alongadas que tem um eixo maior / eixo menor de 3 ou menos relativa à quantidade de todas as inclusões que tem o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais pode ser 50% ou mais.
[0037] Na chapa de aço de alta resistência de acordo com (1) ou (2) acima, a inclusão esférica pode conter pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, um total do qual fica no intervalo de 0,5 % de massa a 95 % de massa em uma composição média.
[0038] Na chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (1) a (3) acima, um diâmetro médio de grão de um cristal em uma estrutura da chapa de aço pode ser 10 pm ou menos.
[0039] A chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (1) a (4) acima pode adicionalmente conter pelo menos um elemento de Nb: 0,01 a 0,10 % de massa, e V: 0,01 a 0,10 % de massa. [0040] A chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (1) a (5) acima pode adicionalmente conter pelo menos um elemento de: Cu: 0,1 a 2 % de massa, Ni: 0,05 a 1 % de massa, Cr: 0,01 a 1 % de massa, Mo: 0,01 a 0,4 % de massa, e B: 0,0003 a 0,005 % de massa.
[0041] A chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (1) a (6) acima pode adicionalmente conter Zr: 0,001 a 0,01 % de massa.
[0042] A chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (1) a (4) acima pode adicionalmente conter pelo menos um elemento de Nb: 0,01 a 0,10 % de massa, V: 0,01 a 0,10 % de massa,
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Cu: 0,1 a 2 % de massa, Ni: 0,05 a 1 % de massa, Cr: 0,01 a 1 % de massa, Mo: 0,01 a 0,4 % de massa, B: 0,0003 a 0,005 % de massa, e Zr: 0,001 a 0,01 % de massa.
[0043] Um segundo aspecto da presente invenção fornece um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (1) a (4) acima, que tem um processo de refinamento para produzir um aço, em que o processo de refinamento inclui: um primeiro processo de obtenção de um primeiro aço fundido que inclui aplicar processamento de modo a obter P não maior do que 0,05 % de massa e S não menor do que 0,0001 % de massa, e realizar adição ou ajuste de modo que C seja não menor do que 0,03 % de massa e não maior do que 0,25 % de massa, Si seja não menor do que 0,1 % de massa e não maior do que 2,0 % de massa, Mn seja não menor do que 0,5 % de massa e não maior do que 3,0 % de massa, e N seja não menor do que 0,0005 % de massa e não maior do que 0,01 % de massa; um segundo processo de obtenção de um segundo aço fundido que inclui realizar adição ao primeiro aço fundido de modo que Al seja maior do que 0,01 % de massa em Al solúvel em ácido, e T.O seja não maior do que 0,0050 % de massa; um terceiro processo de obtenção de um terceiro aço fundido que inclui adicionar pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ao segundo aço fundido de modo a satisfazer em uma base em massa 0,7 < 100 x ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [Al solúvel em ácido] < 70, 0,2 < ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [S] < 10, e 0,001 < [Ce] + [La] + [Nd] + [Pr] < 0,01, onde [Ce] é uma quantidade de Ce contida, [La] é uma quantidade de La contida, [Nd] é uma quantidade de Nd contida, [Pr] é uma quantidade de Pr contida, [Al solúvel em ácido] é uma quantidade de Al solúvel em ácido contida, e [S] é uma quantidade de S contida; e um quarto processo de obtenção de um quarto aço fundido que inclui adicionar Ca ou realizar ajuste para o terceiro aço fundido de modo que Ca seja não menor do que 0,0005
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16/147 % de massa e não maior do que 0,0050 % de massa.
[0044] No método para a produção de aço fundido para uma chapa de aço de alta resistência de acordo com (9) acima, o terceiro processo pode incluir, antes do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ser adicionado ao segundo aço fundido, adicionar pelo menos um elemento de Nb e V ao segundo aço fundido de modo que o segundo aço fundido contenha adicionalmente pelo menos um elemento de Nb não menor do que 0,01 % de massa e não maior do que 0,10 % de massa e V não menor do que 0,01 % de massa e não maior do que 0,10 % de massa. [0045] No método para a produção de aço fundido para uma chapa de aço de alta resistência de acordo com (9) ou (10) acima, o terceiro processo pode incluir, antes do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ser adicionado ao segundo aço fundido, adicionar pelo menos um elemento de Cu, Ni, Cr, Mo, e B ao segundo aço fundido de modo que o segundo aço fundido contenha adicionalmente pelo menos um elemento de Cu não menor do que 0,1 % de massa e não maior do que 2 % de massa, Ni não menor do que 0,05 % de massa e não maior do que 1 % de massa, Cr não menor do que 0,01 % de massa e não maior do que 1 % de massa, Mo não menor do que 0,01 % de massa e não maior do que 0,4 % de massa, e B não menor do que 0,0003 % de massa e não maior do que 0,005 % de massa.
[0046] O método para a produção de aço fundido para uma chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (9) a (11) acima, o terceiro processo pode incluir, antes do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ser adicionado ao segundo aço fundido, adicionar Zr ao segundo aço fundido de modo que o segundo aço fundido contenha adicionalmente Zr não menor do que 0,001 % de massa para 0,01 % de massa.
[0047] Um terceiro aspecto da presente invenção fornece uma chapa de aço de alta resistência que inclui: C: 0,03 a 0,25 % de massa,
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Si: 0,03 a 2,0 % de massa, Mn: 0,5 a 3,0 % de massa, P: não maior do que 0,05 % de massa, T.O: não maior do que 0,0050 % de massa, S: 0,0001 a 0,01 % de massa, Ti solúvel em ácido: 0,008 a 0,20 % de massa, N: 0,0005 a 0,01 % de massa, Al solúvel em ácido: maior do que 0,01 % de massa, Ca: 0,0005 a 0,005 % de massa, e um total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr: 0,001 a 0,01 % de massa, com um saldo que inclui ferro e impurezas inevitáveis, em que a chapa de aço contém um componente químico em uma base em massa que satisfaz 0,7 < 100 x ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [Al solúvel em ácido] < 70, e 0,2 < ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [S] < 10, onde [Ce] é uma quantidade de Ce contida, [La] é uma quantidade de La contida, [Nd] é uma quantidade de Nd contida, [Pr] é uma quantidade de Pr contida, [Al solúvel em ácido] é uma quantidade de Al solúvel em ácido contida, e [S] é uma quantidade de S contida. A chapa de aço tem uma inclusão de composto que inclui uma primeira fase de inclusão que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, que contém Ca, e que contém pelo menos um elemento de O e S, e uma segunda fase de inclusão que tem um componente diferente daquele da primeira fase de inclusão e que contém pelo menos um elemento de Mn, Si, Ti, e Al, a inclusão de composto forma uma inclusão esférica de composto que tem um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm, uma relação da quantidade da inclusão esférica de composto relativa à quantidade de todas as inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm é de 50% ou mais, e a densidade numérica de uma inclusão com maior do que 5 pm é menor do que 10 peças / mm2.
[0048] Na chapa de aço de alta resistência de acordo com (13) acima, a inclusão esférica pode ser uma inclusão que tem um diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais, e a relação da quantidade de inclusões alongadas que tem um eixo maior / eixo menor de 3 ou menos
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18/147 relativa à quantidade de todas as inclusões que tem o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais é de 50% ou mais.
[0049] Na chapa de aço de alta resistência de acordo com (13) ou (14) acima, a inclusão esférica pode conter pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, um total do qual fica no intervalo de 0,5 % de massa a 95 % de massa em uma composição média.
[0050] Na chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (13) a (15) acima, um diâmetro médio de grão de um cristal em uma estrutura da chapa de aço pode ser de 10 pm ou menos.
[0051] A chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (13) a (16) acima pode adicionalmente conter pelo menos um elemento de Nb: 0,005 a 0,10 % de massa, e V: 0,01 a 0,10 % de massa. [0052] A chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (13) a (17) acima pode adicionalmente conter pelo menos um elemento de: Cu: 0,1 a 2 % de massa, Ni: 0,05 a 1 % de massa, Cr: 0,01 a 1,0 % de massa, Mo: 0,01 a 0,4 % de massa, e B: 0,0003 a 0,005 % de massa.
[0053] A chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (13) a (18) acima pode adicionalmente conter Zr: 0,001 a 0,01 % de massa.
[0054] A chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (13) a (16) acima pode adicionalmente conter pelo menos um elemento de Nb: 0,005 a 0,10 % de massa, V: 0,01 a 0,10 % de massa, Cu: 0,1 a 2 % de massa, Ni: 0,05 a 1 % de massa, Cr: 0,01 a 1,0 % de massa, Mo: 0,01 a 0,4 % de massa, B: 0,0003 a 0,005 % de massa, e Zr: 0,001 a 0,01 % de massa.
[0055] Um quarto aspecto da presente invenção fornece um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (13) a (16) acima, que tem um processo de refinamento para produzir um aço, em que o processo de
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19/147 refinamento inclui: um primeiro processo de obtenção de um primeiro aço fundido que inclui: aplicar processamento de modo a obter P não maior do que 0,05 % de massa e S não menor do que 0,0001 % de massa e não maior do que 0,01 % de massa, e realizar adição ou ajuste de modo que C seja não menor do que 0,03 % de massa e não maior do que 0,25 % de massa, Si seja não menor do que 0,03 % de massa e não maior do que 2,0 % de massa, Mn seja não menor do que 0,5 % de massa e não maior do que 3,0 % de massa, e N seja não menor do que 0,0005 % de massa e não maior do que 0,01 % de massa; um segundo processo de obtenção de um segundo aço fundido que inclui realizar adição ao primeiro aço fundido de modo que Al seja maior do que 0,01 % de massa em Al solúvel em ácido, e T.O seja não maior do que 0,0050 % de massa; um terceiro processo de obtenção de um terceiro aço fundido que inclui adicionar Ti não menor do que 0,008 % de massa e não maior do que 0,20 % de massa em Ti solúvel em ácido ao segundo aço fundido; um quarto processo de obtenção de um quarto aço fundido que inclui adicionar pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ao terceiro aço fundido de modo a satisfazer em uma base em massa 0,7 < 100 x ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [Al solúvel em ácido] < 70, 0,2 < ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [S] < 10, e 0,001 < [Ce] + [La] + [Nd] + [Pr] < 0,01, onde [Ce] é uma quantidade de Ce contida, [La] é uma quantidade de La contida, [Nd] é uma quantidade de Nd contida, [Pr] é uma quantidade de Pr contida, [Al solúvel em ácido] é uma quantidade de Al solúvel em ácido contida, e [S] é uma quantidade de S contida; e um quinto processo de obtenção de um quinto aço fundido que inclui adicionar Ca ou realizar ajuste ao quarto aço fundido de modo que Ca seja não menor do que 0,0005 % de massa e não maior do que 0,0050 % de massa.
[0056] No método para a produção de aço fundido para uma chapa de aço de alta resistência de acordo com (21) acima, o terceiro processo pode incluir, antes do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ser
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20/147 adicionado ao segundo aço fundido, adicionar pelo menos um elemento de Nb e V ao segundo aço fundido de modo que o segundo aço fundido contenha adicionalmente pelo menos um elemento de Nb não menor do que 0,005 % de massa e não maior do que 0,10 % de massa, e V não menor do que 0,01 e não maior do que 0,10 % de massa.
[0057] No método para a produção de aço fundido para uma chapa de aço de alta resistência de acordo com (21) ou (22) acima, o terceiro processo pode incluir, antes do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ser adicionado ao segundo aço fundido, adicionar pelo menos um elemento de Cu, Ni, Cr, Mo, e B ao segundo aço fundido de modo que o segundo aço fundido contenha adicionalmente pelo menos um elemento de Cu não menor do que 0,1 % de massa e não maior do que 2 % de massa, Ni não menor do que 0,05 % de massa e não maior do que 1 % de massa, Cr não menor do que 0,01 % de massa e não maior do que 1 % de massa, Mo não menor do que 0,01 % de massa e não maior do que 0,4 % de massa, e B não menor do que 0,0003 % de massa e não maior do que 0,005 % de massa.
[0058] No método para a produção de aço fundido para uma chapa de aço de alta resistência de acordo com qualquer um de (21) a (23) acima, o terceiro processo pode incluir, antes do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ser adicionado ao segundo aço fundido, adicionar Zr ao segundo aço fundido de modo que o segundo aço fundido contenha adicionalmente Zr não menor do que 0,001 % de massa e não maior do que 0,01 % de massa.
Efeitos da Invenção [0059] De acordo com a chapa de aço de alta resistência que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento do primeiro aspecto da presente invenção, é possível melhorar a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento, ajustando de forma estável componentes no aço fundido
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21/147 através de desoxidação de Al, suprimindo a geração de inclusões de alumina engrossada, e precipitando inclusões finas precipitadas múltiplas vezes no lingote na formação de óxido ou oxissulfureto para dispersar as inclusões na chapa de aço como inclusões esféricas finas que não deformam durante a laminação e são menos suscetíveis a ser um ponto de início da ocorrência de trinca, ao mesmo tempo em que tornam fino o diâmetro do grão de cristal na estrutura.
[0060] De acordo com o método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento do segundo aspecto da presente invenção, é possível obter a chapa de aço de alta resistência laminada a quente que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento, ajustando de forma estável componentes no aço fundido através de desoxidação de Al, suprimindo a geração de inclusões de alumina engrossada, e precipitando inclusões finas de compostos formados por óxido ou oxissulfureto precipitadas múltiplas vezes no lingote para dispersar as inclusões na chapa de aço como inclusões esféricas finas que não deformam durante laminação e são menos suscetíveis a ser um ponto de início da ocorrência de trinca, ao mesmo tempo em que tornam fino o diâmetro do grão de cristal na estrutura.
[0061] De acordo com a chapa de aço de alta resistência que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento do terceiro aspecto da presente invenção, é possível melhorar a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento, ajustando de forma estável componentes no aço fundido através de desoxidação de Al, desoxidação com Ce, La, Nd e Pr, e então desoxidação de Ca, suprimindo a geração de inclusões de alumina engrossada, e gerando inclusões de compostos formados por diferentes fases de inclusão finas na placa fundida para dispersar a inclusões de
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22/147 compostos na chapa de aço como inclusões esféricas finas que não deformam durante a laminação e são menos suscetíveis a ser um ponto de início da ocorrência de trinca, ao mesmo tempo em que tornam fino o diâmetro do grão de cristal na estrutura.
[0062] De acordo com o método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento do quarto aspecto da presente invenção, é possível obter a chapa de aço de alta resistência laminada a quente que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento, ajustando de forma estável componentes no aço fundido através de desoxidação com Ce, La, Nd e Pr, e depois disso desoxidação de Ca, suprimindo a geração de inclusões de alumina engrossada, e gerando inclusões de compostos formados por diferentes fases de inclusão finas na placa fundida para dispersar as inclusões na chapa de aço como inclusões esféricas finas que não deformam durante laminação e são menos suscetíveis a ser um ponto de início da ocorrência de trinca, ao mesmo tempo em que tornam o diâmetro do grão de cristal fino na estrutura pela adição de Ti. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0063] A FIG. 1A é um diagrama para explicar A LO3, o qual é uma inclusão alongada existente em uma chapa de aço laminada a quente. [0064] A FIG. 1B é um diagrama para explicar MnS, o qual é uma inclusão alongada existente na chapa de aço laminada a quente.
[0065] A FIG. 2A é um diagrama para explicar uma inclusão alongada baseada em CaOA l2O3 existente na chapa de aço laminada a quente.
[0066] A FIG. 2B é um diagrama para explicar uma inclusão alongada baseada em CaS existente na chapa de aço laminada a quente.
[0067] A FIG. 3A é um diagrama para explicar uma inclusão de
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23/147 composto relacionada a uma primeira modalidade da presente invenção, e é um diagrama que ilustra um exemplo de como uma primeira inclusão existe.
[0068] A FIG. 3B é um diagrama para explicar uma inclusão de composto relacionada à primeira modalidade da presente invenção, e é um diagrama que ilustra um exemplo de como uma segunda inclusão existe.
[0069] A FIG. 4 é um diagrama que ilustra uma inclusão alongada baseada em sulfureto formada principalmente por MnS.
[0070] A FIG. 5 é um diagrama que ilustra uma inclusão baseada em alumina que tem um efeito na plasticidade de estiramento de flange. [0071] A FIG. 6 é um diagrama que ilustra um óxidos alongado baseado em CaO-AbO3 que tem um ponto de fundição mais baixo e que tem um efeito na plasticidade de estiramento de flange.
[0072] A FIG. 7 é um diagrama que ilustra uma inclusão alongada baseada em CaS contendo Fe, Mn ou O engrossado dissolvido na solução sólida ou combinado com CaO-AbO3, e que tem um efeito na plasticidade de estiramento de flange.
[0073] A FIG. 8A é um diagrama que ilustra um exemplo de uma inclusão de composto formada dentro de uma inclusão esférica.
[0074] A FIG. 8B é um diagrama que ilustra outro exemplo de uma inclusão de composto formada dentro de uma inclusão esférica.
MODALIDADES DA INVENÇÃO
Primeira Modalidade [0075] Os presentes inventores fizeram um estudo principalmente de um método para melhorar a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento precipitando inclusões de MnS fino em um lingote (placa fundida), e dispersando as inclusões na chapa de aço como inclusões esféricas finas que não deformam durante laminação e são menos suscetíveis a ser um ponto de início da ocorrência de trinca,
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24/147 e de encontrar elementos aditivos que não deterioram a características de fadiga.
[0076] Como resultado, os presentes inventores descobriram que a expansibilidade de orifício ou outras propriedades podem ser melhoradas de uma maneira de modo que: óxido de Ce, óxido de La, óxido de Nd, óxido de Pr, oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de neodímio, e/ou óxido praseodímio finos e duros são / é formado(s) através de desoxidação com adição de Ce, La, Nd e/ou Pr; uma inclusão de composto que contém uma fase de inclusão que inclui pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, Ca, e pelo menos um elemento de O e S, e uma fase de inclusão que inclui adicionalmente pelo menos um elemento de Mn, Si, e Al, em que os componentes destas fases de inclusões são diferentes um do outro, é formada adicionalmente através de combinação com Ca adicionado; e esta inclusão de composto é formada dentro de uma inclusão esférica que tem um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm. Com estas formações, o MnS precipitado é menos suscetível a deformar mesmo durante a laminação, e consequentemente, a chapa de aço tem uma quantidade significativamente reduzida de MnS aumentado e engrossado. Adicionalmente, a inclusão baseada em MnS é menos suscetível a ser um ponto de início da ocorrência de trinca ou um caminho de propagação de trinca mesmo durante a deformação repetitiva, trabalho de expansão de orifício ou trabalho de dobra, de modo que a expansibilidade de orifício pode ser melhorada.
[0077] Na adição para formar o precipitado dentro do óxido fino e inclusões finas baseadas em MnS, os presentes inventores também fizeram um estudo de aplicar sequencialmente desoxidação múltipla com Si, Al, (Ce, La, Nd, Pr), e Ca para reduzir o enxofre para a baixa concentração de enxofre de modo a fixar com segurança o enxofre residual para formar inclusões finas e duras. Como resultado, os
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25/147 presentes inventores descobriram que, para aço fundido sujeito primeiro a desoxidação com Si, segundo a desoxidação com Al, e então a desoxidação com adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, é possível melhorar significativamente a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento, de uma maneira de modo que: por obtenção de (Ce + La + Nd + Pr)/Al solúvel em ácido e (Ce + La + Nd + Pr)/S predeterminado com base em massa e adicionar Ca no fim, o potencial de oxigênio no aço fundido pode ser reduzido; sob este potencial reduzido de oxigênio, o enxofre pode ser reduzido para a concentração de enxofre extremamente baixa de uma maneira relativamente fácil, e podem ser obtidas inclusões finas baseadas em MnS; e isto faz com que seja possível fixar com segurança o enxofre residual como sendo inclusões finas e duras.
[0078] Daqui em diante, uma chapa de aço de alta resistência que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento será descrita em detalhe como uma primeira modalidade de acordo com a presente invenção. Abaixo, a unidade “% de massa” usada para composições será expressa simplesmente como “%”. Deve ser observado que a chapa de aço de alta resistência na presente invenção inclui uma chapa de aço sujeita a laminação a quente e/ou laminação a frio normal e usada como está sem aplicar tratamento adicional à mesma, e uma chapa de aço usada após a aplicação de tratamento de superfície tal como galvanização e revestimento.
[0079] Primeiro, serão descritos experimentos com respeito à primeira modalidade de acordo com a presente invenção.
[0080] Os presentes inventores produziram um lingote de aço sujeitando aço fundido que contém C: 0,06%, Si: 1,0%, Mn: 1.4%, P: 0,01% ou menos, S: 0,005%, e N: 0,003% com um saldo que inclui Fe para desoxidação usando vários elementos. O lingote de aço obtido é laminado a quente para formar uma chapa de aço laminada a quente
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26/147 que tem uma espessura de 3 mm. Para as chapas de aço laminadas a quente obtidas, um ensaio de tração, um teste de expansão de orifício, e um teste de dobra foram realizados, e foi feito exame na densidade numérica de inclusões, formação e composição média na chapa de aço. [0081] Primeiro, na chapa de aço laminada a quente produzida adicionando Si ao aço fundido, e então sujeitando a chapa fundida a desoxidação de Al, inclusões baseadas em ALO3 precipitadas no lingote de aço quando as inclusões tinham uma alta temperatura de fundição de 2040°C, e permaneceram em uma forma angulada sem ser alongadas durante a laminação como ilustrado na FIG. 1A. Portanto, estas inclusões servem como um ponto de início de trinca da chapa de aço durante trabalho de expansão de orifício, provocando a deterioração na capacidade de dobramento e a plasticidade de estiramento de flange (expansibilidade de orifício). As inclusões baseadas em MnS engrossadas precipitadas no lingote de aço quando as inclusões tinham um baixo ponto de fusão de 1610°C, e foram facilmen te alongadas durante a laminação como ilustrado na FIG. 1B para formar inclusões alongadas baseadas em MnS. Adicionalmente, estas inclusões servem como um ponto de início trinca da chapa de aço durante trabalho de expansão de orifício.
[0082] Na chapa de aço laminada a quente produzida adicionando Ca após a desoxidação com Al, Ca é fundido e agrega com energia interfacial para ficar de um tamanho maior. Então, Ca precipita como inclusões engrossadas baseadas em CaO-A l2O3 ou inclusões baseadas em CaS(Fe, Mn, A l2O3) no lingote. Estas inclusões têm um ponto de fusão de aproximadamente 1390°C. Portanto, estas inclusões forma facilmente alongadas durante a laminação como ilustrado na FIG. 2A e FIG. 2B para formar inclusões alongadas que tem um tamanho no intervalo de aproximadamente 50 pm a 100 pm, provocando a deterioração na capacidade de dobramento e na plasticidade de
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27/147 estiramento de flange (expansibilidade de orifício).
[0083] Adicionalmente, foi feito exame na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento de uma chapa de aço produzidos adicionando Si a um aço fundido, sujeitando o aço fundido à desoxidação com Al, agitando o aço fundido por aproximadamente 2 minutos, e adicionando pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr a desoxidação. Como resultado, com a chapa de aço sujeita à desoxidação sequencial de três etapas com Si, Al, e pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr como descrito acima, é confirmado que a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento pode ser melhorada adicionalmente. Isto é devido ao MnS ser precipitado no óxido de Ce, óxido de La, óxido de Nd, óxido de Pr, oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de neodímio, e/ou oxissulfureto de praseodímio gerado através de desoxidação com adição de Ce, La, Nd, e/ou Pr, finos e duros e é possível suprimir a deformação das inclusões de óxido ou oxissulfureto precipitadas múltiplas vezes durante a laminação, de modo que a quantidade de inclusões alongadas e engrossadas baseadas em MnS na chapa de aço pode ser reduzida significativamente.
[0084] Deve ser observado que o mecanismo para tornar mais finos o óxido de Ce, o óxido de La, o óxido de Nd, o óxido de Pr, o oxissulfureto de cério, o oxissulfureto de lantânio, o oxissulfureto de neodímio e o oxissulfureto de praseodímio é que: Al adicionado posteriormente provoca decomposição redutiva das Inclusões baseadas em SiO2 geradas primeiro através da desoxidação de Si, formando deste modo inclusões finas baseadas em Al2O3; Ce, La, Nd, e/ou Pr são sujeitos à decomposição redutiva para formar óxido de Ce, óxido de La, óxido de Nd, óxido de Pr, oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de neodímio, e/ou oxissulfureto de praseodímio finos; e uma vez que a energia interfacial entre o aço
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28/147 fundido e o óxido de Ce, óxido de La, óxido de Nd, óxido de Pr, oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de neodímio, e oxissulfureto de praseodímio gerados é baixa, é possível suprimir agregação dos óxidos e oxissulfuretos gerados.
[0085] Os presentes inventores produziram adicionalmente um lingote de aço aplicando em seguida desoxidação de Al, aplicando desoxidação enquanto mudando as composições de Ce, La, Nd, e Pr, e então adicionando Ca. Portanto, o lingote de aço obtido foi laminado a quente para formar uma chapa de aço laminada a quente que tem uma espessura de 3 mm. Para as chapas de aço laminadas a quente obtidas, foi realizado um teste de expansão de orifício e um teste de dobra, e foi feito exame na densidade numérica de inclusões, formação e composição média na chapa de aço.
[0086] Através de experimentos descritos acima, foi descoberto que, determinando uma relação (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido no intervalo de 0,7 a 70 e uma relação de (Ce + La + Nd + Pr) / S no intervalo de 0,2 a 10 com base em massa, o potencial de oxigênio diminui bruscamente no aço fundido obtido através de desoxidação múltipla de adição de Si, aplicando desoxidação com Al, aplicando desoxidação com adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, e então adicionando Ca. Em outras palavras, com o efeito obtido através da desoxidação múltipla com Al, Si, (Ce, La, Nd, Pr), e Ca, é possível obter efeito maior de redução de potencial de oxigênio do que aplicações de desoxidação convencionais podem obter com vários elementos de desoxidação. Com o efeito de desoxidação múltipla, é possível reduzir extremamente a concentração de A l2O3 nos óxidos gerados, e consequentemente, é possível obter uma chapa de aço que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento como com chapas de aço produzidas com pouca desoxidação com Al.
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29/147 [0087] É considerado que a razão para isto é como segue:
[0088] Adicionando Si, inclusões de SiO2 são geradas, e então, inclusões de SiO2 são reduzidas como sendo Si adicionando Al. Adicionalmente, ao mesmo tempo em que sujeitando inclusões de SiO2 para redução, o Al remove o oxigênio dissolvido no aço fundido para formar Inclusões baseadas em ALO3. Parte das Inclusões baseadas em Al2O3 sobem para a superfície e são removidas, enquanto que o restante das inclusões baseadas em Al2O3 permanecem no aço fundido. Após isto, com o (Ce, La, Nd, Pr) adicionado, as inclusões baseadas em A l2O3 são sujeitas a decomposição redutiva para formar óxido de Ce, óxido de La, óxido de Nd, óxido de Pr, e oxissulfureto REM tal como oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de neodímio, e oxissulfureto de praseodímio fino e esférico. Então, Ca é adicionado ao A l2O3, MnS, CaS, (MnCa)S precipitado ou outras precipitações nos óxidos e/ou oxissulfuretos, formando deste modo uma inclusão esférica de composto que contém uma fase de inclusão de AlO-Ce-La-Nd-Pr-O-S-Ca [por exemplo, Al2O3(Ce, La, Nd, Pr)2O2SCa], uma fase de inclusão de Ca-Mn-S-Ce-La-Nd-Pr-Al-O [por exemplo, CaMnS(Ce, La, Nd, Pr)Al2O3], e uma fase de inclusão de Ce-La-Nd-PrO-S-Ca [por exemplo, (Ce, La, Nd, Pr)2O2SCa] como ilustrado na FIG. 3A, as quais são fases de inclusões em solução sólida e combinadas umas com a outras para formar uma inclusão, ou uma inclusão esférica de composto que contém uma fase de inclusão de Ca-Mn-S-Ce-La-NdPr [por exemplo, CaMnS(Ce, La, Nd, Pr)], uma fase de inclusão de CeLa-Nd-Pr-O-S-Ca [por exemplo, (Ce, La, Nd, Pr)2O2SCa], e uma fase de inclusão de Ce-La-Nd-Pr-O-S-Al-O-Ca [por exemplo, (Ce, La, Nd, Pr)2O2SAl2O3Ca] como ilustrado na FIG. 3B, as quais são combinadas umas com a outras para formar uma inclusão. Estas inclusões de compostos são formadas principalmente por oxissulfureto de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr e têm uma forma
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30/147 substancialmente esférica. Portanto, é considerado que estas inclusões de compostos são formadas de modo que, durante processos em que metais adicionados tais como Ce, La, Nd e Pr são fundidos e reagem para formar oxissulfureto, é formada uma grande quantidade de núcleos extremamente finos, e então, são sujeitas a separação de fase para formar as inclusões de compostos, ou uma fase que tem um ponto de fundição mais baixo é fundida parcialmente e adere a uma fase que tem um ponto de fusão mais alto.
[0089] Estas inclusões de compostos finos e esféricos têm um alto ponto de fusão de aproximadamente 2000°C, e não alo ngam durante a laminação a quente. Isto faz com que estas inclusões de compostos permanecem na formação fina e esférica na chapa de aço laminada a quente. Portanto, formando a inclusão esférica de composto (oxissulfureto REM inclusão de composto) que tem a formação de óxido ou oxissulfureto obtida através das múltiplas precipitações como descrito acima, é possível eliminar a causa de deterioração da capacidade de dobramento e da plasticidade de estiramento de flange (expansibilidade de orifício).
[0090] Com quatro etapas de desoxidação múltipla através da adição de Al, Si, (Ce, La, Nd, Pr), e Ca, é considerado que: embora A l2O3 permaneça levemente, na maior parte da peça, existem óxidos e oxissulfuretos finos e duros que têm um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm e formados por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr; nestes óxidos ou oxissulfuretos, óxidos que contém pelo menos um elemento de Si, Al, e Ca são precipitados múltiplos; e, uma inclusão esférica de composto (inclusão de composto de oxissulfureto REM) que tem a formação de óxido ou oxissulfureto em que pelo menos um de MnS, CaS, e (Mn, Ca)S precipitado múltiplo é gerado.
[0091] Deve ser observado que o composto de compostos esféricos
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31/147 finos não pode ser obtido se Ca for adicionado antes da adição de (Ce, La, Nd, Pr).
[0092] Como descrito acima, os presentes inventores recentemente descobriram que, realizando apropriadamente o método de desoxidação usando a desoxidação múltipla com a adição de Al, Si, (Ce, La, Nd, Pr), e Ca na ordem em que os mesmos aparecem, é possível precipitar a inclusão de compostos esféricos finos e duros (inclusão de composto de oxissulfureto REM) como descrito acima, e suprimir a deformação das inclusões de precipitados múltiplos mesmo durante o trabalho de laminação. Isto permite a redução significativa na quantidade das inclusões baseadas em MnS alongadas e engrossadas na chapa de aço, de modo que é possível obter o efeito de melhorar a capacidade de dobramento ou outras propriedades. Adicionalmente, com a múltipla desoxidação, o potencial de oxigênio no aço fundido pode ser reduzido, de modo que é possível reduzir a irregularidade nos componentes.
[0093] Com base nas descobertas obtidas partir de experimentos, os presentes inventores examinaram as condições para componentes químicos na chapa de aço da maneira a seguir, e projetaram os componentes na chapa de aço.
[0094] A seguir, será feita uma descrição de componentes químicos na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento.
C: 0,03% a 0,25% [0095] C é o elemento mais fundamental que controla a temperabilidade e a resistência do aço, e aumenta a dureza e a profundidade da camada de têmpera de endurecimento, contribuindo efetivamente para melhorar a resistência à fadiga. Em outras palavras, C é um elemento essencial para assegurar a resistência da chapa de
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32/147 aço, e é necessário C de pelo menos 0,03% para obter a chapa de aço de alta resistência. Entretanto, no caso onde a quantidade de C excede 0,25%, a trabalhabilidade e a solvabilidade deterioram. A fim de obter a resistência requerida ao mesmo tempo em que obtendo a trabalhabilidade e a soldabilidade, a concentração de C é regulada como sendo não maior do que 0,25% na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade. Portanto, o limite inferior de C é regulado para 0,03%, preferencialmente para 0,04%, mais preferencialmente para 0,06%. O limite superior de C é regulado para 0,25%, preferencialmente para 0,20%, mais preferencialmente para 0,15%.
Si: 0,1% a 2,0% [0096] Si é um elemento primário de desoxidação, o qual aumenta a quantidade de locais de nucleação de austenita durante aquecimento no endurecimento, suprime o crescimento de grão na austenita, e reduz o diâmetro do grão na camada de têmpera de endurecimento. O Si suprime a geração de carbonetos para impedir a redução na resistência das bordas do grão devido aos carbonetos, e é eficaz na geração de uma estrutura da bainita. Portanto, Si é um elemento importante para melhorar a resistência sem provocar a deterioração na propriedade de alongamento, e para melhorar a expansibilidade de orifício com uma baixa razão de resistência de deformação. A fim de reduzir a concentração de oxigênio dissolvido no aço fundido, Gerar a inclusão baseada em SiO2 uma vez, e obter o valor mínimo do oxigênio dissolvido final através da desoxidação múltipla (esta inclusão baseada em SiO2 é sujeita a redução com Al adicionado posteriormente para formar a inclusão baseada em alumina, e então, é aplicada redução com Ce, La, Nd, e/ou Pr para sujeitar a inclusão baseada em alumina à redução), é necessário adicionar Si de 0,1% ou mais. Por esta razão, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite inferior
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33/147 de Si é regulado para 0,1%. No caso onde a concentração de Si é excessivamente alta, resistência e ductilidade deterioram significativamente, e a descarbonetação da superfície e a avaria da superfície aumenta, resultando em capacidade de dobramento deteriorada. Adicionalmente, no caso onde Si é adicionado excessivamente, o Si tem um efeito adverso na soldabilidade e na ductilidade. Por estas razões, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite superior de Si é regulado para 2,0%. Consequentemente, o limite inferior de Si é regulado para 0,1%, preferencialmente para 0,2%, mais preferencialmente para 0,5%. O limite superior de Si é regulado para 2,0%, preferencialmente para 1.8%, mais preferencialmente para 1.3%.
Mn: 0,5% a 3,0% [0097] Mn é um elemento útil para desoxidação no estágio de produção de aço, e é um elemento eficaz para melhorar a resistência da chapa de aço como com C e Si. A fim de obter este efeito, é necessário fazer a chapa de aço conter Mn de 0,5% ou mais. Entretanto, no caso onde a quantidade de Mn contida excede 3,0%, o Mn segrega ou o fortalecimento da solução sólida aumenta, reduzindo a ductilidade. Adicionalmente, a soldabilidade e a resistência do material de base também deterioram. Por estas razões, o limite superior de Mn é regulado para 3,0%. Portanto, o limite inferior de Mn é regulado para 0,5%, preferencialmente para 0,9%, mais preferencialmente para 1%. O limite superior de Mn é regulado para 3,0%, preferencialmente para 2.6%, mais preferencialmente para 2.3%.
P: 0,05% ou menos [0098] P é um elemento inevitavelmente contido no aço, e é eficaz pelo fato de que as funções de P como um elemento de fortalecimento sólido-solução que tem um tamanho menor do que o átomo de Fe. Entretanto, no caso onde a concentração de P excede 0,05%, P segrega
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34/147 nas bordas do grão de austenita, e a resistência das bordas do grão deteriora, reduzindo a resistência à fadiga de torção e possivelmente provocando deterioração na trabalhabilidade. Portanto, o limite superior de P é regulado para 0,05%, preferencialmente para 0,03%, mais preferencialmente para 0,025%. Se não for requerido o fortalecimento da solução sólida, não é necessário que P seja adicionado, e consequentemente, o menor valor limite de P inclui 0%.
T.O: 0,0050% ou menos [0099] T.O forma óxido como uma impureza. No caso onde a quantidade de T.O é excessivamente alta, a inclusão baseada em A l2O3 aumenta, e o potencial de oxigênio no aço não pode ser minimizado. Isto leva à deterioração significativa na resistência e ductilidade, e um aumento na avaria da superfície, resultando na deterioração da capacidade de dobramento. Por estas razões, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite superior de T.O é regulado para 0,0050%, preferencialmente para 0,0045%, mais preferencialmente para 0,0040%.
S: 0,0001% para 0,01% [00100] S segrega como uma impureza, e combina com Mn para formar uma inclusão engrossada e alongada baseada em MnS, o que deteriora a plasticidade de estiramento de flange. Portanto, é desejável reduzir a concentração de S tanto quanto possível. Controlando a formação da inclusão engrossada e alongada baseada em MnS na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, é possível obter o material maior do que ou equivalente a o custo sem requerer a carga de dessulfuração no refinamento secundário e sem a necessidade do custo da dessulfuração, mesmo se a chapa de aço contiver uma concentração relativamente alta de S de aproximadamente 0,01%. Portanto, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, a concentração de S é regulada no
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35/147 intervalo da concentração extremamente baixa de S, a qual é uma concentração obtida na presunção de que a dessulfuração é realizada no refinamento secundário, para a concentração relativamente alta de S, ou seja, a concentração de S é regulada no intervalo de 0,0001% a 0,01%.
[00101] Adicionalmente, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, a inclusão baseada em MnS é precipitada e dissolvida na solução sólida na inclusão de composto formado pelo óxido de Ce, óxido de La, óxido de Nd, óxido de Pr, oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de neodímio, oxissulfureto de praseodímio, Óxido de Ca fino e duro e algo semelhante, e a formação da inclusão baseada em MnS é controlada. Isto torna a inclusão baseada em MnS menos suscetível a deformar durante o trabalho de laminação, e impede o alongamento da inclusão. Portanto, o valor de limite superior da concentração de S é regulado com base no relacionamento com a quantidade total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr como descrito posteriormente. Adicionalmente, no caso onde a concentração de S excede 0,01%, o oxissulfureto de cério e o oxissulfureto de lantânio crescem para ficar acima de 2 pm em tamanho. Estes oxissulfuretos engrossados fazem a resistência e a ductilidade deteriorar significativamente, levando ao aumento na avaria das superfícies e deterioração na capacidade de dobramento. Por estas razões, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite superior de S é regulado para 0,01%, preferencialmente para 0,008%, mais preferencialmente para 0,006%.
[00102] Em outras palavras, de acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, a formação de MnS é controlada com as inclusões do óxido de Ce, do óxido de La, do oxissulfureto de cério, do oxissulfureto de lantânio, do oxissulfureto de neodímio, e do oxissulfureto de praseodímio, ou do Óxido de Ca ou
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36/147 outro elementos como descrito acima. Portanto, mesmo se a concentração de S for relativamente alta, mas não maior do que 0,01%, adicionando a quantidade correspondente de pelo menos um de Ce e La, é possível impedir a ocorrência de efeitos adversos no material. Em outras palavras, mesmo se a concentração de S for relativamente alta, ajustando a quantidade de Ce ou La adicionado de modo a corresponder à quantidade de S, é possível obter substancialmente o efeito de dessulfuração, e é possível obter um material equivalente a aço de enxofre ultrabaixo. Isto significa que, ajustando apropriadamente a concentração de S em associação com a quantidade total de Ce, La, Nd e Pr, é possível aumentar a flexibilidade no limite superior da concentração de S. Portanto, a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade não requer a dessulfuração do aço fundido no refinamento secundário para obter aço de enxofre ultrabaixo, e pode omitir o processo de dessulfuração. Isto permite simplificação dos processos de produção, e redução no custo requerido para o processo de dessulfuração agregado.
N: 0,0005% para 0,01% [00103] N é capturado de ar durante o processo de fundição de aço, e consequentemente, é um elemento que é inevitavelmente contido no aço. N forma nitretos com Al ou outro elementos, e promove a redução no tamanho dos grãos na estrutura do material de base. Entretanto, no caso onde a quantidade de N contida excede 0,01%, o N gera precipitados engrossados, por exemplo, com Al, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange. Por esta razão, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite superior da concentração de N é regulada para 0,01%, preferencialmente para 0,005%, mais preferencialmente para 0,004%. Por outro lado, o custo requerido para reduzir a N concentração para menor do que 0,0005% é alto, e consequentemente, o limite inferior da concentração de N é
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37/147 regulado para 0,0005% do ponto de vista de viabilidade industrial.
Al solúvel em ácido: acima de 0,01% [00104] Em geral, um óxido de Al solúvel em ácido forma um agrupamento e é suscetível a engrossar, o que leva à deterioração na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento. Portanto, é desejável reduzir o Al solúvel em ácido tanto quanto possível. Entretanto, de acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, um intervalo de quantidade de Al solúvel em ácido foi descoberto recentemente, o que permite a obtenção do potencial de oxigênio ultrabaixo como descrito acima ao mesmo tempo em que impede o agrupamento e engrossamento da inclusão baseada em alumina, empregando desoxidação de Al e o efeito de desoxidação obtido aplicando sequencialmente desoxidação múltipla com Si, Ti, e pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, e ajustando a concentração de (Ce, La, Nd, Pr) de modo a corresponder à concentração de Al solúvel em ácido. Neste intervalo, parte das inclusões baseadas em A LO3 geradas através de desoxidação de Al sobem para a superfície e são removidas, enquanto que o restante das inclusões baseadas em Al2O3 que permanecem no aço fundido são sujeitas a decomposição redutiva com o Ce e La adicionados posteriormente, e o óxido baseado em alumina agrupada é decomposto para formar as inclusões finas.
[00105] Com esta descoberta, de acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, é possível eliminar a necessidade de determinar a limitação de que Al substancialmente não seja adicionado a fim de evitar o agrupamento engrossado da inclusão baseada em alumina como na técnica convencional. Em particular, é possível aumentar a flexibilidade na concentração do Al solúvel em ácido. Determinando a concentração de Al solúvel em ácido para maior do que 0,01%, é possível empregar tanto a desoxidação de Al como a
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38/147 desoxidação com adição de Ce e La, eliminando deste modo a necessidade de adicionar elemento de desoxidação de Ce e La maior do que necessário como na técnica convencional. Isto faz com que seja possível resolver o problema de um aumento no potencial de oxigênio no aço devido à desoxidação com Ce e La. Adicionalmente, i é possível obter o efeito de redução da variação na composição dos elementos componentes. O limite inferior de Al solúvel em ácido é regulado preferencialmente para 0,013%, mais preferencialmente para 0,015%. [00106] O valor de limite superior da concentração de Al solúvel em ácido pode ser regulada com base de 70 > 100 x (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido > 0,7, a qual é expressa com base em massa e é um relacionamento entre o Al solúvel em ácido e a quantidade total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr como descrito posteriormente. Entretanto, o limite superior da concentração de Al solúvel em ácido pode ser regulado para 1 % ou menos do ponto de vista do custo requerido para adicionar a liga de Al, Ce, La, Nd, e Pr.
[00107] Neste relatório, o termo “concentração de Al solúvel em ácido” se refere a uma concentração medida de Al dissolvido no ácido, e esta medição emprega uma característica em que o Al dissolvido é dissolvido no ácido enquanto que A LO3 não é dissolvido no ácido. Neste relatório, o termo “ácido” se refere, por exemplo, a um ácido misturado que tem relação de massa de ácido clorídrico: 1, ácido nítrico: 1, e água: 2. usando este ácido, é possível separar Al solúvel no ácido e A l2O3 não solúvel para o ácido, de modo que seja possível medir a concentração de Al solúvel em ácido.
Ca: 0,0005% para 0,0050% [00108] Na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, Ca é um elemento importante, o qual controla a formação da dessulfuração tal como a formação de sulfuretos esféricos, e também tem um efeito de fazer com que pelo menos um de MnS, CaS, e (Mn,
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Ca)S seja precipitado e dissolvido na solução sólida no óxido ou oxissulfureto obtida através de múltiplas precipitações para formar uma inclusão de composto, deste modo melhorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento do aço. A fim de obter estes efeitos, é preferível regular a quantidade de Ca adicionado para 0,0005% ou mais. Entretanto, mesmo se a quantidade de Ca contida for excessivamente alta, o efeito obtido da adição de Ca satura, e Ca prejudica a limpeza do aço, deteriorando a ductilidade do aço. Por estas razões, o limite superior da quantidade de Ca é regulado para 0,0050%. O limite inferior de Ca é regulado para 0,0005%, preferencialmente para 0,0007%, mais preferencialmente para 0,001%, enquanto que o limite superior de Ca é regulado para 0,0050%, preferencialmente para 0,0045%, mais preferencialmente para 0,0035%.
Total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr: 0,001% para 0,01% [00109] Ce, La, Nd, e Pr têm um efeito de: reduzir o SiO2 gerado através de Desoxidação de Si e Al2O3 gerado sequencialmente através de desoxidação de Al; separar agrupamentos de A l2O3, os quais são suscetíveis a engrossar; e formar uma inclusão fina e dura que tem uma fase principal (concentração alvo de 50% ou mais) de Óxido de Ce (por exemplo, Ce2O3 e CeO2), oxissulfureto de cério (por exemplo, Ce2O2S), Óxido de La (por exemplo, La2O3 e LaO2), oxissulfureto de lantânio (por exemplo, La2O2S), Óxido de Nd (por exemplo, M2O3), Óxido de Pr (por exemplo, Pr6On), óxido de Ce La-óxido Nd-óxido Pr-óxido, ou oxissulfureto de cério lantânio-oxissulfureto, os quais são suscetíveis a ser um local de precipitação para a inclusão baseada em MnS e são menos suscetíveis a deformar durante a laminação. Deve ser observado que é preferível usar Ce e La dentre Ce, La, Nd e Pr.
[00110] A inclusão descrita acima pode conter parcialmente MnO,
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SÍO2, ou AI2O3 dependendo das condições de desoxidação. Entretanto, esta inclusão funciona suficientemente como o local de precipitação para a inclusão baseada em MnS, e o efeito de fornecer a inclusão fina e dura não é prejudicado, desde que esta inclusão tenha a fase principal formada pelos óxidos descritos acima.
[00111 ] Através de experimentos, verifica-se que, a fim de obter esta inclusão, é necessário regular a concentração total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr como sendo não menor do que 0,001 % e não maior do que 0,01 %.
[00112] No caso onde a concentração total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é menor do que 0,001%, as inclusões de SiO2 e Al2O3 não podem ser desoxidadas. Por outro lado, no caso onde a quantidade total excede 0,01%, pelo menos um de oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de neodímio, e oxissulfureto de praseodímio é gerado excessivamente, e oxissulfureto gerado forma inclusões engrossadas, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento. Deve ser observado que o limite inferior preferível da concentração total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é regulado para 0,0013%, e o limite inferior mais preferível das mesmas é regulado para 0,0015%. O maior limite preferível da concentração total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é regulado para 0,009%, e o maior limite mais preferível é regulado para 0,008%.
[00113] As condições para a existência de inclusões que tem uma formação em que MnS é precipitado no óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, os presentes inventores se concentraram no fato de que é possível determinar o grau de melhoria de MnS com o óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um de Ce, La, Nd, e Pr, especificando o grau de melhoria usando
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41/147 a concentração de S. Então, os presentes inventores chegaram a uma ideia de especificar e simplificar o grau de melhoria usando uma relação de massa de componente químicos (Ce + La + Nd + Pr)/S na chapa de aço. Mais especificamente, no caso onde esta relação de massa é baixa, a quantidade do óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é pequena, e uma grande quantidade de MnS é precipitada sozinha. No caso onde esta relação de massa é alta, a quantidade do óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é maior quando comparada com aquela de MnS, o que leva a um aumento na quantidade de inclusões que tem uma formação em que MnS é precipitado no óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr. Isto significa que MnS é melhorado com o óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr. A fim de melhorar a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento como descrito acima, MnS é provocado a precipitar no óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, o que leva a prevenção de MnS alongado. Por estas razões, a relação de massa descrita acima pode ser usada como um parâmetro para determinar se estes efeitos podem ser obtidos ou não.
[00114] A fim de determinar a relação de componente químico eficaz para suprimir o alongamento da inclusão baseada em MnS, a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr)/S na chapa de aço foi variada para avaliar a formação das inclusões, a plasticidade de estiramento de flange, e a capacidade de dobramento. Como resultado, foi descoberto que, determinando a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr)/S para ficar no intervalo de 0,2 a 10, tanto a plasticidade de estiramento de flange como a capacidade de dobramento melhoram significativamente. [00115] No caso onde a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S é menor do que 0,2, a relação da quantidade das inclusões de
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42/147 compostos que tem a formação em que MnS é precipitada no óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é indesejavelmente baixa. Isto correspondentemente leva ao aumento excessivo na relação de quantidade de inclusões alongadas baseadas em MnS, as quais são suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento.
[00116] No caso onde a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S excede 10, o efeito de precipitar MnS no oxissulfureto de cério e oxissulfureto de lantânio para melhorar a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento satura, o que não vale o custo. Destas razões, a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S é regulada no intervalo de 0,2 a 10, no caso onde a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S é excessivamente alta, por exemplo, fica acima de 70, o pelo menos um de oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de neodímio, e oxissulfureto de praseodímio é gerado excessivamente, e se tornam inclusões engrossadas, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento. Portanto, o limite superior da relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S é regulada para 10, [00117] A seguir, serão descritos elementos seletivos para a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade. Estes elementos são elementos seletivos, e consequentemente, podem ser adicionados ou podem não ser adicionados. Adicionalmente pode ser possível adicionar estes elementos ou sozinhos ou em combinação de dois ou mais tipos. Em outras palavras, o limite inferior destes elementos seletivos pode ser regulado para 0%.
[00118] Para Nb e V Nb e V formam carbonetos, nitretos, ou carbonitretos com C e/ou N para facilitar a redução em tamanho dos grãos na estrutura do material de base, e contribuem para melhorar a
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43/147 resistência.
Nb: 0,01% para 0,10% [00119] A fim de obter os carbonetos compostos e nitretos compostos descritos acima, é preferível regular a concentração de Nb para 0,01% ou mais, e é mais preferível regular a concentração de Nb para 0,02% ou mais. Entretanto, no caso onde o material de base contém a grande quantidade de Nb em excesso da concentração de 0,10%, o efeito de fornecer o grão fino na estrutura do material de base saturas, aumentando o custo de produção. Por estas razões, o limite superior da concentração de Nb é regulado para 0,10%, preferencialmente regulado para 0,09%, mais preferencialmente regulado para 0,08%.
V: 0,01% para 0,10% [00120] A fim de obter os carbonetos compostos, nitretos compostos descritos acima e algo semelhante, é preferível regular a concentração de V para 0,01% ou mais. Entretanto, mesmo se a grande quantidade de V é contida em excesso da concentração de 0,10%, o efeito obtido de V contida satura, aumentando o custo de produção. Por esta razão, o limite superior da concentração de V é regulado para 0,10%.
Para Cu, Ni, Cr, Mo, e B [00121] Cu, Ni, Cr, Mo, e B melhoram a resistência, e melhoram a temperabilidade do aço.
Cu: 0,1% para 2% [00122] Cu contribui para melhorar o endurecimento da precipitação e a resistência à fadiga de ferrita, e pode ser adicionado dependendo das aplicações para melhorar adicionalmente a resistência da chapa de aço. A fim de obter este efeito, é preferível adicionar 0,1% de Cu ou mais. Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Cu contida deteriora o equilíbrio de resistência-ductilidade. Portanto, o limite superior de Cu é regulado para 2%, preferencialmente para 1.8%, mais
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44/147 preferencialmente para 1.5%.
Ni: 0,05% para 1% [00123] Ni pode ser usado para fortalecimento da solução sólida de ferrita, e pode ser adicionado dependendo das aplicações para melhorar adicionalmente a resistência da chapa de aço. A fim de obter este efeito, é preferível adicionar 0,05% de Ni ou mais. Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Ni contida deteriora o equilíbrio de resistência-ductilidade. Portanto, o limite superior de Ni é regulado para 1%, preferencialmente para 0,09%, mais preferencialmente para 0,08%. Cr: 0,01% para 1% [00124] Cr pode ser adicionado dependendo das aplicações para melhorar adicionalmente a resistência da chapa de aço. A fim de obter este efeito é preferível adicionar 0,01% de Cr ou mais, e é mais preferível adicionar 0,02% de Cr ou mais. Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Cr contida deteriora o equilíbrio de resistência-ductilidade. Portanto, o limite superior de Cr é regulado para 1%, preferencialmente para 0,9%, mais preferencialmente para 0,8%. Mo: 0,01% para 0,4% [00125] Mo pode ser adicionado dependendo das aplicações para melhorar adicionalmente a resistência da chapa de aço. A fim de obter este efeito, é preferível adicionar 0,01% de Mo ou mais, e é mais preferível adicionar 0,05% de Mo ou mais. Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Mo contida deteriora o equilíbrio de resistência-ductilidade. Portanto, o limite superior de Mo é regulado para 0,4%, preferencialmente para 0,3%, mais preferencialmente para 0,2%. B: 0,0003% para 0,005% [00126] B pode ser adicionado dependendo das aplicações para melhorar adicionalmente a resistência das bordas do grão para melhorar a trabalhabilidade. A fim de obter este efeito, é preferível adicionar 0,0003% de B ou mais, e é mais preferível adicionar 0,0005% de B ou
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45/147 mais. Entretanto, no caso onde a quantidade de B contida excede 0,005%, o efeito obtido de B satura, e a limpeza do aço é prejudicada, deteriorando a ductilidade. Portanto, o limite superior de B é regulado para 0,005%.
Para Zr [00127] Zr pode ser adicionado dependendo das aplicações para fortalecer as bordas do grão e melhorar a trabalhabilidade com o controle de formação de sulfureto.
Zr: 0,001% para 0,01% [00128] A fim de obter o efeito de formar sulfuretos esféricos como descrito acima para melhorar a resistência do material de base, é preferível adicionar 0,001% de Zr ou mais. Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Zr contida prejudica a limpeza do aço, o que leva a deterioração na ductilidade. Portanto, o limite superior de Zr é regulado para 0,01%, preferencialmente para 0,009%, mais preferencialmente para 0,008%.
[00129] A seguir, será feita uma descrição de condições para a existência de inclusões na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade. Neste relatório, o termo “chapa de aço” significa uma chapa laminada obtida através de laminação a quente, ou através de laminação a quente e laminação a frio. Adicionalmente, as condições para a existência de inclusões na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade são reguladas de vários pontos de vista.
[00130] A fim de obter a chapa de aço que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento, é importante minimizar a quantidade de inclusões baseadas em MnS alongadas e engrossadas na chapa de aço, as quais são suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca ou o caminho de propagação de trinca.
[00131] A este respeito, os presentes inventores descobriram que,
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46/147 como com chapas de aço produzidas com pouca desoxidação com Al, é possível obter uma chapa de aço que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento, adicionando Si a uma chapa de aço, sujeitando a chapa de aço à desoxidação com Al, em seguida, adicionando pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, adicionalmente adicionando Ca para desoxidação de uma maneira descrita acima, e ajustando a relação (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido e a relação de (Ce + La + Nd + Pr) / S com base em massa de modo a serem aquelas descritas acima, para diminuir abruptamente o potencial de oxigênio no aço fundido através da múltipla desoxidação, sujeitar o A LO3 gerado através de desoxidação de Al para redução, e separar o agrupamento de A l2O3, o qual é suscetível a engrossar.
[00132] Adicionalmente, também foi descoberto que, através de desoxidação com adição de Ce, La, Nd, e/ou Pr, e adição de Ca depois disso, embora um pequena quantidade de A l2O3 permaneça, foi possível na maior parte da peças gerar óxido de Ce, óxido de La, óxido de Nd, óxido de Pr, oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de neodímio, oxissulfureto de praseodímio, e Óxido de Ca ou oxissulfureto de Ca finos e duros, dissolver os óxidos e oxissulfureto gerados em solução sólida, obter MnS precipitado e dissolvido na solução sólida, e formar uma inclusão de composto que contém fases de inclusão em que cada uma tem um componente diferente. A inclusão de composto obtida é menos suscetível a deformar mesmo durante o trabalho de laminação, de modo que a quantidade de MnS alongado e engrossado pode ser reduzida significativamente na chapa de aço.
[00133] Adicionalmente, foi descoberto que, por obtenção de, com base em massa, da relação de (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido e da relação de (Ce + La + Nd + Pr) / S como descrito acima, a densidade numérica de inclusões finas que tem um diâmetro de círculo equivalente de 2 pm ou menos aumenta significativamente, e as
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47/147 inclusões finas são dispersas no aço.
[00134] Estas inclusões finas são menos suscetíveis a agregar, e consequentemente, a maior parte das mesmas permanece na forma esférica ou forma de fuso. Estas inclusões têm um eixo maior / eixo menor (daqui em diante, também referenciada como “relação alongada”) de 3 ou menos, preferencialmente 2 ou menos. Na presente invenção, estas inclusões são referenciadas como uma inclusão esférica.
[00135] Em termos de experimento, as inclusões podem ser identificadas facilmente através de observação usando uma varredura de microscópio eletrônico (SEM), e foi colocado foco na densidade numérica de inclusões que têm um diâmetro de círculo equivalente de 5 pm ou menos. Deve ser observado que, embora o menor valor limite para o diâmetro de círculo equivalente não seja determinado particularmente, é preferível determinar um alvo da observação nas inclusões que tenha aproximadamente 0,5 pm ou mais, o tamanho do qual pode ser contado e expresso em número. Neste relatório, o termo “diâmetro de círculo equivalente” se refere a um valor obtido através de (eixo maior x eixo menor) 0,5 com base no eixo maior e no eixo menor da inclusão com observação da seção transversal.
[00136] É considerado que as inclusões finas que tem um tamanho de 5 pm ou menos são dispersas devido ao efeito sinérgico de: o potencial reduzido de oxigênio no aço fundido devido à desoxidação de Al; o óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr em que óxido que contém pelo menos um elemento de Si, Al, e Ca é precipitado e dissolvido na solução sólida; e as inclusões finas de compostos formados por óxido e/ou oxissulfureto têm pelo menos um de MnS, CaS, e (Mn, Ca)S precipitado e dissolvido na solução sólida.
[00137] As inclusões de compostos geradas são formadas por fases
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48/147 de inclusões que têm diferentes componentes e inclui uma fase de inclusão que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, que contém adicionalmente Ca, e que contém pelo menos um elemento de O e S (daqui em diante, também referenciado como um primeiro grupo de [Ce, La, Nd, Pr]-Ca-[O, S]) e uma fase de inclusão que contém adicionalmente pelo menos um elemento de Mn, Si, e Al (daqui em diante, também referenciado como um segundo grupo [Ce, La, Nd, Pr]Ca-[O, S]-[Mn, Si, Al]). É considerado que estas inclusões de compostos formam uma grande quantidade de inclusões esféricas de compostos que têm um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm, e estas inclusões esféricas de compostos são menos suscetíveis a ser um ponto de início da ocorrência de trinca ou caminho de propagação de trinca, e contribuem para relaxamento de concentração de tensão devido a sua estrutura fina, o que leva a melhoria na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento. [00138] Os presentes inventores verificaram se as inclusões baseadas em MnS alongadas e engrossadas, as quais são suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca ou caminho de propagação de trinca, são reduzidas na chapa de aço.
[00139] Os presentes inventores compreenderam experimentalmente que, no caso onde o diâmetro de círculo equivalente é menor do que 1 pm, o MnS alongado não tem qualquer efeito adverso em termos do ponto de início da ocorrência de trinca, e não deteriora a plasticidade de estiramento de flange ou capacidade de dobramento. Adicionalmente, as inclusões que têm um diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais podem ser facilmente observadas com a varredura de microscópio eletrônico (SEM) ou outros dispositivos. Para estas razões, centralizando a observação nas inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais na chapa de aço, suas formações e composições foram examinadas para avaliar o estado de
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49/147 distribuição do MnS alongado.
[00140] Deve ser observado que, embora o limite superior do diâmetro de círculo equivalente de MnS não seja regulado particularmente, o MnS que tem um tamanho de aproximadamente 1 mm pode ser observado na prática.
[00141] A relação da quantidade das inclusões alongadas foi medida através de análise de composição em várias peças (por exemplo, 50 peças) de inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e selecionadas randomicamente usando um SEM, e através de medição do eixo maior e do eixo menor das inclusões usando uma imagem SEM. Neste relatório, a inclusão alongada representa uma inclusão que tem um eixo maior / eixo menor (relação alongada) acima de 3. Adicionalmente, a relação da quantidade das inclusões alongadas pode ser obtida dividindo a quantidade das inclusões alongadas detectadas pela quantidade total de inclusões analisadas (50 no caso do exemplo descrito acima).
[00142] A razão pela qual a relação de alongados é regulada para 3 ou menos é devido a as inclusões que tem a relação de alongados acima de 3 na chapa de aço comparativa sem ter o Ce, La, Nd ou Pr adicionado na mesma foram formadas na maioria por inclusões que tem, como um núcleo, o óxido ou oxissulfureto feito de Ce, La, Nd, e Pr através de adição de MnS, Ce, La, Nd, ou Pr e que tem MnS precipitado em volta do núcleo, em que a Inclusão baseada em CaO-AbO3 tem um baixo ponto de fusão, e o CaS engrossado e alongado. Deve ser observado que, embora o limite superior da relação de alongados de MnS não seja regulada particularmente, o MnS que tem a relação de alongados de aproximadamente 50 pode ser observada na prática.
[00143] Como resultado, foi descoberto que a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento foram melhoradas na chapa de aço que tem a formação controlada em que a relação da
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50/147 quantidade das inclusões alongadas que tem uma relação de alongados de 3 ou menos é controlada como sendo 50% ou mais. Mais especificamente, no caso onde a relação da quantidade das inclusões alongadas que tem a relação de alongados de 3 ou menos é 50% ou mais, existe aumento excessivo na relação de quantidade de MnS, a qual é suscetível a ser o ponto de início da ocorrência de trinca, a relação da quantidade das inclusões que tem um núcleo feito de óxido ou oxissulfureto de Ce e La através de adição de Ce e La e que tem MnS precipitado em volta do núcleo, a relação da quantidade da inclusão baseada em CaO-A bO3 que tem o baixo ponto de fusão, e a relação da quantidade do CaS engrossado e alongado, o que leva à deterioração na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento. Por estas razões, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, a relação da quantidade das inclusões alongadas que tem a relação de alongados de 3 ou menos é regulada para 50% ou mais.
[00144] A plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento se tornam mais favoráveis com redução na quantidade das inclusões alongadas baseadas em MnS. Portanto, o menor valor limite da relação da quantidade das inclusões alongadas que tem a relação de alongados acima de 3 inclui 0%. Neste relatório, o estado em que uma inclusão tem um diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e o menor valor limite da relação de quantidade de uma inclusão alongada que tem a relação de alongados acima de 3 é 0% significa que existe uma inclusão que tem o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais, mas não existe nenhuma inclusão que tem a relação de alongados acima de 3, ou a inclusão é uma inclusão alongada que tem a relação de alongados acima de 3 mas o diâmetro de círculo equivalentes de todas as inclusões é menor do que 1 pm.
[00145] Adicionalmente, foi confirmado que o diâmetro máximo de
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51/147 círculo equivalente da inclusão alongada é menor quando comparada com o diâmetro médio de grãos de cristal na estrutura. Isto também contribui para uma melhoria significativa na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento.
[00146] No caso onde uma chapa de aço tem a formação controlada em que a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S fica no intervalo de 0,2 a 10, e a relação da quantidade das inclusões alongadas que tem a relação de alongados de 3 ou menos é 50% ou mais, a chapa de aço correspondentemente tem uma inclusão de composto formada por fases de inclusão que têm diferentes componentes e que incluem uma fase de inclusão (primeiro grupo de [Ce, La, Nd, Pr]-Ca-[O, S]) que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, que contém adicionalmente Ca, e que contém adicionalmente pelo menos um de O e S, e um fase de inclusão (segundo grupo de [Ce, La, Nd, Pr]-Ca-[O, S]-[Mn, Si, Al]) que contém adicionalmente pelo menos um elemento de Mn, Si, e Al, e em muitos casos, esta inclusão de composto forma uma grande quantidade de inclusões de composto esférico que tem um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm.
[00147] Adicionalmente, a inclusão esférica de composto que tem o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm é uma inclusão dura que tem o alto ponto de fusão, e é menos suscetível a deformar durante a laminação. Portanto, esta inclusão esférica de composto permanece na forma não alongada na chapa de aço, em outras palavras, é uma na forma esférica ou de fuso (também referenciada como esférica).
[00148] Neste relatóriorelatório, embora não definido particularmente, uma inclusão esférica determinada para não ser alongada representa uma inclusão que tem a relação de alongados de 3 ou menos, preferencialmente de 2 ou menos na chapa de aço. Isto é devido à inclusão no estágio de lingote antes da laminação ter sido
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52/147 formada pela inclusão de composto que tem um componente diferente e que inclui uma fase de inclusão do primeiro grupo de [Ce, La, Nd, Pr]Ca-[O, S], e uma fase de inclusão do segundo grupo de [Ce, La, Nd, Pr]Ca-[O, S]-[Mn, Si, Al], ter sido formada por uma inclusão esférica de composto que tem um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm, e tido uma relação de alongados de 3 ou menos. Adicionalmente, se a inclusão esférica determinada para não ser alongada tem uma forma completamente esférica, a relação de alongados é 1, e consequentemente, o limite inferior da relação de alongados é 1.
[00149] A relação de quantidade desta inclusão foi investigada de uma maneira similar a aquela feita na relação da quantidade das inclusões alongadas. Como resultado, foi descoberto que a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento melhoram, de acordo com a chapa de aço que tem uma inclusão de composto formado por fases de inclusão que têm um componente diferente e que inclui uma fase de inclusão do primeiro grupo ([Ce, La, Nd, Pr]-Ca-[O, S]) que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, que contém adicionalmente Ca, e que contém adicionalmente pelo menos um elemento de O e S, e uma fase de inclusão do segundo grupo ([Ce, La, Nd, Pr]-Ca-[O, S]-[Mn, Si, Al]) que contém adicionalmente pelo menos um elemento de Mn, Si, e Al, em que a chapa de aço tem uma formação controlada de modo que esta inclusão de composto forme uma inclusão esférica de composto que tem um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm, e a relação da quantidade da inclusão esférica de composto relativa à quantidade total de inclusões que têm um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm é 30% ou mais.
[00150] No caso onde esta relação de quantidade ser menor do que 30%, a mesma não é favorável devido à relação da quantidade das
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53/147 inclusões alongadas de MnS correspondentemente aumentar excessivamente, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento.
[00151] Por estas razões, a relação da quantidade da inclusões de composto esférico que têm o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm é regulada para 30% ou mais. Neste relatório, a relação de quantidade é medida a partir da imagem de SEM com base no eixo maior e no eixo menor de 50 peças das inclusões alongadas selecionadas randomicamente usando o SEM. Então, a quantidade das inclusões alongadas que tem o eixo maior / eixo menor (relação de alongados) de 3 ou menos é dividida pela quantidade de todas as inclusões investigadas (50 peças), obtendo desta forma a relação da quantidade das inclusões alongadas.
[00152] Com o aumento na quantidade de inclusões de composto esférico que têm o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm, a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento podem ser obtidas mais preferencialmente. Portanto, o limite superior da relação de quantidade inclui 100%.
[00153] Deve ser observado que as inclusões de composto esférico que têm o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm são menos suscetíveis a deformar mesmo durante a laminação. Portanto, o diâmetro de círculo equivalente não é regulado particularmente, e pode ser possível regular o diâmetro de círculo equivalente para 1 pm ou mais. Entretanto, se as inclusões têm o diâmetro excessivamente grande, as inclusões possivelmente servem como o ponto de início da ocorrência de trinca. Portanto, o limite superior do diâmetro de círculo equivalente é regulado preferencialmente para acima de 5 pm.
[00154] Por outro lado, estas inclusões de compostos são menos suscetíveis a deformar mesmo durante a laminação, e não servem como
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54/147 o ponto de início da ocorrência de trinca no caso onde o diâmetro de círculo equivalente é menor do que 0,5 pm. Portanto, o limite inferior do diâmetro de círculo equivalente não é regulado particularmente.
[00155] A seguir, a condição para a existência das inclusões de compostos na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade descrita acima é regulada usando a densidade numérica da inclusão por unidade de volume.
[00156] A distribuição de diâmetro de grão de inclusões foi obtida através de uma avaliação de SEM em uma superfície eletrolisada usando um método rápido. A avaliação de SEM na superfície eletrolisada usando o método rápido foi realizada de modo que: uma superfície de uma peça de teste foi polida, e foi sujeita a eletrólise usando o método rápido; e a superfície da peça de teste foi observada diretamente com a observação de SEM, avaliando deste modo o tamanho ou a densidade numérica da inclusão. Deve ser observado que o método rápido representa um método para eletrolisar a superfície da peça de teste usando 10% acetilacetona-1% tetrametil amônia cloretometanol, e extrair a inclusão. Como para a quantidade de eletrólise, a eletrólise foi realizada até a quantidade de eletrólise da superfície da peça de teste por 1cm2 de área alcançar 1C. A Imagem de SEM da superfície eletrolisada como descrito acima foi sujeita a processamento de imagem, obtendo deste modo uma distribuição de frequência (quantidade de peças) em termos de diâmetro de círculo equivalente. Com base na distribuição de frequência do diâmetro do grão, foi obtido o diâmetro médio de círculo equivalente. Adicionalmente, a densidade numérica de inclusões por unidade de volume foi calculada dividindo a frequência pela área da vista observada e a profundidade obtida da quantidade de eletrólise.
[00157] Por outro lado, para a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade descrita acima, a condição para a
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55/147 existência das inclusões de composto esférico que têm o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm e formadas por fases de inclusões que tem um componente diferente e que incluem uma fase de inclusão do primeiro grupo de [Ce, La, Nd, Pr]-Ca-[O, S] e uma fase de inclusão do segundo grupo de [Ce, La, Nd, Pr]-Ca-[O, S]-[Mn, Si, Al] é regulada usando a quantidade de composição média de Ce, La, Nd ou Pr contida nas inclusões.
[00158] Mais especificamente, como descrito acima, a fim de melhorar a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento, é importante para as inclusões de compostos existir como as inclusões de composto esférico que têm o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm e impedir engrossamento das inclusões baseadas em MnS.
[00159] Estas inclusões de compostos são inclusões de composto esférico ou inclusões em forma de fuso que têm o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm.
[00160] Embora não determinadas particularmente, as inclusões em forma de fuso são inclusões que têm uma relação de alongados de 3 ou menos, preferencialmente de 2 ou menos na chapa de aço. Se as inclusões têm uma forma completamente esférica, a relação de alongados é 1, e consequentemente, o limite inferior da relação de alongados é 1.
[00161] A fim de determinar uma composição eficaz suprimindo o alongamento e melhorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento, foi realizada a análise de composição das inclusões de compostos.
[00162] Uma vez que a observação se torna fácil se o diâmetro de círculo equivalente das inclusões é 1 pm ou mais, o alvo da observação foi regulado na inclusão que tem o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais pelo propósito de conveniência. Entretanto, se a observação
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56/147 é possível, pode ser possível incluir as inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente menores do que 1 pm.
[00163] Adicionalmente, uma vez que as inclusões de compostos descritas acima não eram alongadas, foi confirmado que todas as inclusões de compostos tinham a relação de alongados de 3 ou menos. Portanto, a análise do composto foi realizada para as inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e a relação de alongados de 3 ou menos.
[00164] Como resultado, foi descoberto que as inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e a relação de alongados de 3 ou menos são formadas por inclusões de compostos que tem uma formação de componentes em que são fornecidos duas ou mais fases de inclusões em que cada uma tem componentes diferentes e que inclui uma fase de inclusão de um primeiro grupo que tem um componente em que é contido pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, é contido Ca, e é contido pelo menos um elemento de O e S, e uma fase de inclusão de um segundo grupo que tem um componente em que é contido adicionalmente pelo menos um elemento de Mn, Si, e Al, como ilustrado na FIG. 3A e FIG. 3B. Adicionalmente, foi descoberto que a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento pode, ser melhoradas, formando as inclusões de compostos de modo a conter a quantidade total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr no intervalo de 0,5% a 95% em composição média.
[00165] No caso onde a quantidade média do total do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr contido é menor do que 0,5 % de massa na inclusão que tem o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e a relação de alongados de 3 ou menos, a relação da quantidade das inclusões que têm a formação descrita acima diminui muito, ao mesmo tempo em que a relação da quantidade das inclusões baseadas em MnS
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57/147 alongadas, as quais são suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca, aumenta correspondentemente de forma excessiva. Portanto, a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento deterioram.
[00166] Por outro lado, no caso onde a quantidade média do total do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr contido excede 95% nas inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e a relação de alongados de 3 ou menos, o oxissulfureto de cério e o oxissulfureto de lantânio são gerados largamente, o que leva a inclusões engrossadas que tem o diâmetro de círculo equivalente de aproximadamente 50 pm ou mais. Portanto, a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento deterioram.
[00167] A seguir, será descrita a estrutura da chapa de aço.
[00168] De acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, as inclusões finas baseadas em MnS são precipitadas no lingote, e são dispersas na chapa de aço como as inclusões esféricas finas, as quais não deformam durante laminação e são menos suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca, deste modo melhorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento. Portanto, a microestrutura da chapa de aço não é limitada particularmente.
[00169] Embora a microestrutura da chapa de aço não seja limitada particularmente, pode ser possível empregar qualquer estrutura dentre uma chapa de aço que tem uma estrutura de uma fase formada principalmente por ferrita bainítica, um chapa de aço de estrutura composta que tem uma fase principal de uma fase de ferrita e uma segunda fase de uma fase de martensita e uma fase bainita, e uma chapa de aço de estrutura composta formada por ferrita, austenita retida e uma fase de transformação de baixa temperatura (formada por martensita ou bainita).
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58/147 [00170] Portanto, qualquer das estruturas descritas acima é favorável devido a ser possível reduzir o diâmetro do grão de cristal para 10 pm ou menos, e a expansibilidade de orifício e a capacidade de dobramento podem ser melhoradas. No caso onde o diâmetro médio de grão excede 10 pm, o grau de melhoria na ductilidade e na capacidade de dobramento reduz. A fim de melhorar a expansibilidade de orifício e a capacidade de dobramento, é mais preferível regular o diâmetro do grão de cristal para 8 pm ou menos. Entretanto, em geral, no caso onde é requerida excelente plasticidade de estiramento de flange, por exemplo, no caso de aplicação para componentes do corpo inferior, é desejável e preferível que a fase ferrita ou bainita seja a fase de relação de área máxima, embora a ductilidade seja levemente menor.
[00171] A seguir, serão descritas as condições de produção.
[00172] De acordo com um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, ligas tais como C, Si, e Mn são adicionalmente adicionadas ao aço fundido descarbonizado por sopro em um conversor ou usando adicionalmente um dispositivo desgaseificador a vácuo, e o aço fundido é agitado, deste modo realizando desoxidação e ajuste de componentes.
[00173] Como para S, a dessulfuração pode não ser realizada no processo de refinamento como descrito acima, e, portanto, o processo de dessulfuração pode ser omitido. Entretanto, no caso onde a dessulfuração do aço fundido é necessária no refinamento secundário para produzir aço de enxofre ultrabaixo com aproximadamente S < 20ppm, pode ser possível realizar o ajuste de componente através de dessulfuração.
[00174] É preferível que, após o decorrer de aproximadamente 3 minutos da adição de Si descrita acima, Al seja adicionado para realizar desoxidação de Al, e então, o tempo de elevação de aproximadamente
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59/147 minutos seja regulado de modo a permitir que o A I2O3 suba para a superfície e seja separado.
[00175] Depois disso, pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é adicionado, e componentes são ajustados de modo a satisfazer 70 > 100 x (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido > 2, e (Ce + La + Nd + Pr) / S ficando no intervalo de 0,2 a 10 com base em massa.
[00176] No caso onde um elemento seletivo é adicionado, o elemento seletivo é adicionado antes da adição do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, agitação é realizada suficientemente, e o pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é adicionado. Dependendo das aplicações, o pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr pode ser adicionado após o ajuste do componente do elemento seletivo. Então, agitação é realizada suficientemente, e Ca é adicionado. O aço fundido obtido deste modo é sujeito à fundição contínua para produzir um lingote.
[00177] A fundição contínua não inclui apenas uma fundição contínua de placa ordinal que tem uma espessura de aproximadamente 250 mm, mas também inclui uma fundição contínua de semiacabado, um tarugo, e chapa fina que tem uma espessura de molde mais fina do que aquela de dispositivos de fundição contínua de placa ordinal, por exemplo, uma espessura de 150 mm ou menos.
[00178] Serão descritas as condições de laminação a quente para produzir a chapa de aço de alta resistência laminada a quente.
[00179] Uma vez que os carbonitretos ou outras inclusões no aço necessitam ser dissolvidas uma vez na solução sólida, é importante regular uma temperatura de aquecimento para uma placa antes de laminação a quente para acima de 1200°C.
[00180] Fazendo os carbonitretos dissolvidos na solução sólida, é possível para uma fase de ferrita, a qual é favorável para melhorar a ductilidade no processo de resfriamento após a laminação. Por outro
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60/147 lado, no caso onde a temperatura de aquecimento para a placa antes de a laminação a quente exceder 1250°C, a superfície da placa é oxidada significativamente. Em particular, defeitos em superfície em forma de cunha aparecem após desincrostação devido à oxidação seletiva das bordas do grão, deteriorando a qualidade da superfície após a laminação. Portanto, é preferível regular o limite superior da temperatura de aquecimento para 1250°C.
[00181] Após ser aquecida para temperaturas no intervalo descrito acima, a placa é sujeita à laminação a quente normal. Neste processo de laminação a quentes, a temperatura no momento da conclusão da laminação final é importante controlar a estrutura da chapa de aço. No caso onde a temperatura no momento da conclusão da laminação final é menor do que ponto Ar3 + 30°C, o diâmetro do grão de cristal na parte da camada de superfície é suscetível a engrossar, o que não é favorável em termos de capacidade de dobramento. Por outro lado, no caso onde esta temperatura excede o ponto Ar3 + 200°C, o diâm etro do grão de austenita engrossa após a conclusão da laminação, o que faz com que seja difícil controlar a estrutura e a relação da fase gerada durante o resfriamento. Portanto, o limite superior da temperatura é regulado preferencialmente para o ponto Ar3 + 200°C.
[00182] Adicionalmente, dependendo da configuração da estrutura almejada, a condição para a laminação a quente é selecionada dentre uma condição em que uma taxa de resfriamento média para a chapa de aço após a laminação final é regulada no intervalo de 10°C/s a 100°C/s, e a temperatura de resfriamento é regulada no intervalo de 450°C a 650°C, e uma condição em que a chapa de aço é refri gerada a ar em aproximadamente 5°C/s até a temperatura alcançar 68 0°C após a laminação final, e é resfriada depois disso na taxa de resfriamento de 30°C/s ou mais, e a temperatura de resfriamento é regulada para 400°C ou menos. Controlando a taxa de resfriamento e a temperatura de
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61/147 resfriamento após a laminação, é possível obter uma chapa de aço que tem uma ou mais estruturas de ferrita poligonal, ferrita bainítica, e uma fase bainita, e a relação correspondente sob a condição de laminação anterior, e uma chapa de aço DP que tem uma estrutura composta que inclui a grande quantidade de fases de ferrita poligonal, as quais são excelentes em ductilidade, e a fase de martensita sob a última condição de laminação.
[00183] No caso onde a taxa de resfriamento média descrita acima é menor do que 10°C/s, perlita, a qual é não favorável em termos da plasticidade de estiramento de flange, é suscetível a ser gerada, o que não é preferível. Embora a determinação do limite superior da taxa de resfriamento não seja necessário do ponto de vista de controle da estrutura, a taxa de resfriamento excessivamente alta possivelmente faz com que o estado resfriamento da chapa de aço para seja não uniforme. Adicionalmente, uma grande quantidade de custo é requerida para equipamento de fabricação que possa fornecer esta alta taxa de resfriamento, o que leva a aumento nos preços da chapa de aço. Em vista dos fatos descritos acima, é preferível regular o limite superior da taxa de resfriamento para 100°C/s.
[00184] A chapa de aço de alta resistência laminada a frio de acordo com a presente invenção é produzida sujeitando uma chapa de aço à laminação a quente, enrolamento, decapagem, e encruamento, em seguida laminando a frio a chapa de aço, e aplicando recozimento à chapa de aço. Nos processos de recozimento, recozimento de lote, recozimento contínuo ou outros processos são aplicados, obtendo deste modo a chapa de aço final laminada a frio.
[00185] É desnecessário dizer que a chapa de aço de alta resistência de acordo com a presente invenção pode ser usada como uma chapa de aço para eletrogalvanização. A aplicação de eletrogalvanização não muda as propriedades mecânicas da chapa de aço de alta resistência
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62/147 de acordo com a presente invenção.
Segunda Modalidade [00186] Os presentes inventores fizeram um estudo de um método de precipitar inclusão de MnS fino na placa fundida, e dispersar a inclusão de MnS fino na chapa de aço como uma inclusão esférica fina que não deforma durante a laminação e é menos suscetível a ser o ponto de início da ocorrência de trinca, deste modo melhorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento, e de elementos adicionais que não deterioram as características de fadiga.
[00187] Como resultado, foi descoberto que um MnS alongado e inclusões engrossadas, os quais têm um efeito adverso na expansibilidade de orifício, foram reduzidos significativamente na chapa de aço, e as inclusões engrossadas e as inclusões baseadas em MnS ficaram menos suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca ou caminho de propagação de trinca durante deformação repetitiva, trabalho de expansão de orifício, e trabalho de dobra, o que leva a um melhoria na expansibilidade de orifício ou outras propriedades, formando uma inclusão esférica de composto que tem um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm e que contém diferentes fases de inclusão que incluem uma primeira fase de inclusão que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, que contém adicionalmente Ca, e que contém adicionalmente pelo menos um elemento de O e S, e uma segunda fase de inclusão que contém adicionalmente pelo menos um elemento de Mn, Si, Ti, e Al, como ilustrado na FIG. 8A e FIG. 8B, e controlando as inclusões de modo que a relação da quantidade das inclusões esféricas seja de 50% ou mais, e a densidade numérica de inclusões que tem um tamanho acima de 5 pm seja menor do que 10 peças / mm2.
[00188] Adicionalmente, os presentes inventores também fizeram um
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63/147 estudo de realizar desoxidação múltipla sequencialmente com Si, Mn, Al, (Ce, La, Nd, Pr), e Ca para fazer o óxido fino ou Inclusões baseadas em MnS precipitar, e remover enxofre para o nível baixo de enxofre de modo a fixar com segurança o enxofre residual como sendo uma inclusão fina e dura. Como resultado, foi descoberto que, para aço fundido obtido através de desoxidação com Si, desoxidação com Ti e Al, desoxidação com adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, e então adição de Ca, obtendo (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido, e (Ce + La + Nd + Pr) / S predeterminados com base em massa e adicionando Ca no fim, o potencial de oxigênio no aço fundido pode ser reduzido, sob este potencial reduzido de oxigênio, pode ser obtida inclusão baseada em TiS muito mais fina, de modo que o enxofre residual pode ser fixado com segurança como sendo as inclusões finas e duras. Adicionalmente também foi descoberto que, com esta determinação, a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento melhoram significativamente.
[00189] Deve ser observado que, em algumas observações, TiN é precipitado sozinho ou precipitado múltiplas vezes em uma inclusão de composto que contém fases de inclusão diferentes que incluem uma primeira fase de inclusão que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, que contém adicionalmente Ca, e que contém adicionalmente pelo menos um elemento de O e S, e uma segunda fase de inclusão que contém adicionalmente pelo menos um elemento de Mn, Si, Ti, e Al. Entretanto, foi confirmado que, uma vez que o precipitado fosse precipitado fino, este precipitado afeta pouco a plasticidade de estiramento de flange, a capacidade de dobramento, e as características de fadiga. Portanto, TiN não é considerado como sendo a inclusão baseada em MnS à qual a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade é dirigida. Adicionalmente, foi descoberto que, adicionando Ti para aumentar Ti solúvel em ácido
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64/147 no aço, pode ser obtido um efeito de fixação que resulta de soluto de Ti ou carbonitreto de Ti, de modo que é possível reduzir o tamanho do grão de cristal para o grão de cristal fino. Uma vez que TiN tem pouco efeito na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento, TiN não é o alvo da inclusão baseada em MnS.
[00190] A seguir, será feita uma descrição detalhada da chapa de aço de alta resistência que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento como uma segunda modalidade da presente invenção. Abaixo, a unidade “% de massa” usada para a composição é expressa simplesmente como “%.” Deve ser observado que a chapa de aço de alta resistência da presente invenção inclui uma chapa de aço sujeita a laminação a quente normal ou laminação a frio e usada como está sem aplicar tratamento adicional à mesma, e uma chapa de aço usada após a aplicação de tratamento de superfície tal como galvanização e revestimento.
[00191] A seguir, serão descrita experimentos com respeito à segunda modalidade de acordo com a presente invenção.
[00192] Os presentes inventores produziram um lingote de aço sujeitando aço fundido que contém C: 0,06%, Si: 1,0%, Mn: 1.4%, P: 0,01% ou menos, S: 0,005%, e N: 0,003% com um saldo que inclui Fe para desoxidação usando vários elementos. O lingote de aço obtido é laminado a quente para formar uma chapa de aço laminada a quente com 3 mm. Para a chapa de aço laminada a quente obtida, foram realizados um ensaio de tração, um teste de expansão de orifício, e um teste de dobra, e foi feito exame na densidade numérica de inclusões, na formação e composição média na chapa de aço.
[00193] Adicionalmente, foi feito exame na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento de uma chapa de aço produzida, primeiro adicionando Si ao aço fundido, sujeitando o aço fundido à desoxidação com Al, agitando o aço fundido por
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65/147 aproximadamente 2 minutos, adicionando Ti, agitando o aço fundido por aproximadamente 2 minutos, e adicionando pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, e desoxidando com Ca. Como resultado, com a chapa de aço sujeita a desoxidação sequencial de cinco etapas com Si, Al, Ti, pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, e Ca como descrito acima, é confirmado que a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento podem ser melhoradas adicionalmente. [00194] É considerado que isto é devido a óxido de Al, óxido de Ti ou composto óxido de Al-Ti gerado através da desoxidação com Al e Ti e que contém parcialmente Mn ou Si é mudado através de desoxidação com adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr para formar uma inclusão de (Ce, La, Nd, Pr)-(O) e uma inclusão de (Mn, Si, Ti, Al)(Ce, La, Nd, Pr)-(O). As inclusões formadas absorvem S para formar uma inclusão de (Ce, La, Nd, Pr)-(O, S) e uma inclusão de (Mn, Si, Ti, Al)-(Ce, La, Nd, Pr)-(O, S). Estas inclusões são sujeitas a redução através de desoxidação com Ca, a qual faz com que todas as fases da inclusão contenham Ca para formar uma fase de inclusão de (Ce, La, Nd, Pr)-(O, S)-(Ca) (daqui em diante, também referenciada como uma primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] ou simplesmente como uma primeira fase de inclusão) e uma fase de inclusão de (Mn, Si, Ti, Al)-(Ce, La, Nd, Pr)-(O, S)-(Ca) (daqui em diante, também referenciada como uma segunda fase de inclusão de [Mn, Si, Ti, Al]-[REM]-[Ca]-[O,S] ou simplesmente como uma segunda fase de inclusão), de modo que estas inclusões são combinadas, ou precipitadas como uma fase de inclusão para formar a inclusão de composto que tem diferente fases de inclusão.
[00195] A FIG. 8A e FIG. 8B ilustram exemplos da inclusão de composto gerada.
[00196] Deve ser observado que, na expressão da fase de inclusão de (Mn, Si, Ti, Al)-(Ce, La, Nd, Pr)-(O, S)-(Ca), a expressão (Mn, Si, Ti,
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Al) representa que contém pelo menos um elemento de Mn, Si, Ti, e Al, a expressão (Ce, La, Nd, Pr) representa que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, a expressão (O, S) representa conter pelo menos um elemento de O e S, e a expressão (Ca) representa conter um elemento Ca.
[00197] Estas inclusões de compostos são sujeitas a desoxidação com Ca no último estágio, a qual tem o efeito de desoxidação mais forte de todos os elementos nesta modalidade, e contém inclusões que tem o ponto de fusão mais alto. Portanto, estas inclusões deformam durante a laminação com uma relação do eixo maior para o eixo menor de 3 ou menos, e são menos suscetíveis a deformar.
[00198] Adicionalmente, embora tendo um forte efeito de desoxidação, Ce, La, Nd, Pr e Ca têm molhabilidade favorável com o aço fundido, e consequentemente, as inclusões de compostos geradas são dispersas finamente.
[00199] Em outras palavras, existem inclusões de composto esférico formadas que têm um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm e que contém diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn,Si,Ti,Al]-[REM]-[Ca]-[O,S].
[00200] A razão pela qual as fases de inclusão descritas acima são expressas como sendo “diferentes fases de inclusão” é devido às mesmas poderem ser reconhecidas separadamente como fases de inclusão na inclusão de composto através de uma imagem ótica ou imagem eletrônica, e serem diferentes em concentração através de exame nos componentes das fases de inclusão, e consequentemente, os presentes inventores consideraram as mesmas como sendo fases de inclusão diferentes. Em outras palavras, no caso onde uma fase de inclusão contém quantidade extremamente pequena de um elemento ao mesmo tempo em que a outra fase de inclusão contém a grande
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67/147 quantidade do mesmo elemento, a uma fase de inclusão e a outra fase de inclusão são determinadas como sendo diferentes.
[00201] Os presentes inventores descobriram que a expansibilidade de orifício pode ser melhorada se as inclusões de compostos forem inclusões esféricas que têm um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm, e a relação da quantidade das inclusões esféricas for de 50% ou mais. Deve ser observado que, embora o efeito mais favorável possa ser obtido com o aumento na relação da quantidade das inclusões esféricas, o limite superior é considerado como sendo de aproximadamente 98%.
[00202] A chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade tem uma relação do eixo maior para o eixo menor de 3 ou menos. Adicionalmente, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, as inclusões descritas acima são referenciadas como inclusões esféricas. A partir do exame feito pelos presentes inventores, foi descoberto que aproximadamente 80% ou mais das inclusões que têm o tamanho no intervalo de 0,5 pm a 5 pm é formado pela inclusão esférica que tem a relação do eixo maior para o eixo menor de 3 ou menos. Deve ser observado que, no caso presente, a densidade numérica das inclusões que têm o tamanho no intervalo de 0,5 pm a 5 pm é de aproximadamente diversas dezenas de peças por mm2, em outras palavras, fica dentro do intervalo de 10 peças / mm2 a 100 peças / mm2.
[00203] Adicionalmente, os presentes inventores examinaram o comportamento de TiS gerado através de adição de Ti. Como resultado, os presentes inventores descobriram que, sob a alta temperatura, Ti e S são capturados nas inclusões de compostos descritas acima, e não são precipitadas como as inclusões engrossadas de TiS. Adicionalmente, os presentes inventores descobriram que, uma vez que TiS precipitado como um precipitado fino em uma matéria sólida
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68/147 dispersa lentamente, o TiS permanece na matéria sólida como o precipitado fino.
[00204] Através de observação, os presentes inventores descobriram que, de acordo com o aço da presente modalidade que tem a inclusão de composto que contém diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão e a segunda fase de inclusão, o tamanho de TiS é de 3 pm no máximo, e as inclusões que têm um tamanho de 3 pm ou menos não têm qualquer efeito adverso na expansibilidade de orifício no caso onde a relação da quantidade das inclusões é de 30% ou menos.
[00205] Adicionalmente, partículas de TiN são geradas com adição de Ti. Estas partículas contribuem para obter um chamado efeito de fixação de supressão de crescimento de grãos de cristal na estrutura da chapa de aço durante aquecimento aplicado antes de laminação, deste modo reduzindo o diâmetro do grão de cristal da estrutura da chapa de aço. Isto torna as inclusões precipitadas múltiplas vezes feitas de óxido ou oxissulfureto menos suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca ou caminho de propagação de trinca durante deformação repetitiva ou trabalho de expansão de orifício. Adicionalmente, o diâmetro do grão de cristal da estrutura da chapa de aço é um tamanho fino, o que leva a melhoria nas características de fadiga como descrito acima.
[00206] Adicionalmente, as inclusões que tem uma forma esférica, estado de agrupamento, ou formas quebradas durante a laminação são parcialmente encontradas como uma inclusão que tem o tamanho acima de 5 pm. Embora (Ce, La, Nd, Pr) seja parcialmente encontrado dentre estas inclusões, as concentrações são baixas. Portanto, a maior parte destas inclusões são consideradas como sendo as assim chamadas inclusões extrínsecas que resultam de óxido entrando no aço fundido a partir de inclusão de escória ou refratário.
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69/147 [00207] Os presentes inventores fizeram um estudo de como estas inclusões que tem o tamanho acima de 5 pm têm um efeito na expansibilidade de orifício. Como resultado, verificou-se que, no caso onde a densidade numérica é de 10 peças / mm2 ou menos, estas inclusões não têm qualquer efeito adverso na expansibilidade de orifício. [00208] De acordo com a presente invenção, Ca é adicionado ao aço fundido através de sopro após a adição de (Ce, La, Nd, Pr). Neste momento, metal Ca ou uma liga que contém metal Ca é usado como pó para entregar um assim chamado fluxo tal como CaO. Portanto, é considerado que as inclusões extrínsecas sobem para a superfície, e isto leva à limpeza do aço fundido.
[00209] Os presentes inventores produziram um lingote de aço realizando em seguida desoxidação de Al e Ti, realizando desoxidação ao mesmo tempo em que mudando a composição de (Ce, La, Nd, Pr), e adicionando Ca. O lingote de aço obtido é laminado a quente para formar uma chapa de aço laminada a quente que tem uma espessura de 3 mm. Para a chapa de aço laminada a quente obtida, foram realizados um teste de expansão de orifício, e um teste de dobra, e foi feito exame na densidade numérica de inclusões, formação e composição média na chapa de aço.
[00210] Como resultado dos experimentos descritos acima, foi descoberto que o potencial de oxigênio no aço fundido diminui bruscamente, por obtenção de relação de (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido e relação de (Ce + La + Nd + Pr) / S predeterminadas com base em massa na chapa de aço obtida adicionando Si, realizando desoxidação com Ti e Al, adicionando pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, e adicionando Ca no fim para desoxidar.
[00211] Em outras palavras, com o efeito obtido através de múltipla desoxidação aplicada na ordem de Al, Ti, (Ce, La, Nd, Pr), e Ca, é possível obter o maior efeito de redução de potencial de oxigênio que
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70/147 as aplicações de desoxidação anteriores podem obter com vários elementos de desoxidação. Com o efeito de múltipla desoxidação, é possível reduzir extremamente a concentração de A LO3nos óxidos gerados, e consequentemente, é possível obter uma chapa de aço que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento como com a chapa de aço produzida com pouca desoxidação com Al.
[00212] Os presentes inventores descobriram que a relação predeterminada de (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido é 70 > 100 x (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido > 0,2 com base em massa. [00213] Adicionalmente, os presentes inventores alcançaram uma ideia de especificação e simplificação usando uma relação de massa de componentes químicos (Ce + La + Nd + Pr) / S na chapa de aço.
[00214] Mais especificamente, a (Ce + La + Nd + Pr) / S é regulada de modo a ficar no intervalo de 0,2 a 10, no caso onde 70 > 100 x (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido > 0,2 é satisfeita e (Ce + La + Nd + Pr) / S fica no intervalo de 0,2 a 10, as inclusões finas que tem um diâmetro de círculo equivalente de 2 pm ou menos são dispersas como descrito posteriormente.
[00215] Por outro lado, no caso onde o valor de 100 x (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido excede 70, o diâmetro das inclusões aumenta. No caso onde o valor de 100 x (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido é menor do que 0,2, ALO3 aumenta.
[00216] Adicionalmente, no caso onde (Ce + La + Nd + Pr) / S é menor do que 0,2, MnS grande é precipitado. Por outro lado, no caso onde (Ce + La + Nd + Pr) / S excede 10 e aumenta adicionalmente, o efeito satura e o custo para Ce, La, Nd, e Pr aumenta.
[00217] De acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, a chapa de aço que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento pode ser obtida
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71/147 devido às seguintes razões.
[00218] Os presentes inventores descobriram que a plasticidade de estiramento de flange (expansibilidade de orifício) pode ser melhorada adicionalmente no caso onde, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, a relação da quantidade das inclusões de composto esférico que têm o tamanho de 5 pm ou menos e a relação do eixo maior para o eixo menor de 3 ou menos é de 50% ou mais quando é feita observação de inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 0,5 pm ou mais. Isto é devido a, de acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, as inclusões de compostos que têm um tamanho de 5 pm ou menos são dispersas finamente, e também são duras, e consequentemente, a deformação destas inclusões de compostos pode ser suprimida durante a laminação. Adicionalmente, é possível obter o efeito de melhorar a capacidade de dobramento ou outras propriedades, reduzindo significativamente a quantidade de inclusões baseadas em MnS alongadas e engrossadas na chapa de aço. Ainda adicionalmente, com a múltipla desoxidação, o potencial de oxigênio no aço fundido pode ser reduzido, de modo que a não uniformidade dos componentes pode ser reduzida.
[00219] Deve ser observado que o composto químico esférico fino não pode ser obtido adicionando Ca antes da adição de (Ce, La, Nd, Pr). É considerada que isto é devido a, no caso onde CaS que tem resistência e ductilidade ser gerado primeiro, a redução de CaS não pode ser realizada com (Ce, La, Nd, Pr), e o CaS permanece no aço.
[00220] Com base nas descobertas obtidas através dos experimentos e exames descritos acima, os presentes inventores examinaram as condições de componente químicos na chapa de aço de uma maneira como descrita abaixo, e atingiram a chapa de aço de alta resistência que exibe excelente plasticidade de estiramento de
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72/147 flange e capacidade de dobramento de acordo com esta modalidade. [00221] A seguir, serão descritos os componentes químicos da chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade.
C: 0,03% a 0,25% [00222] C é o elemento mais fundamental que controla a temperabilidade e a resistência do aço, e aumenta a dureza e a profundidade da camada de têmpera de endurecimento, contribuindo efetivamente para melhorar a resistência à fadiga. Em outras palavras, C é um elemento essencial para assegurar a resistência da chapa de aço, e é necessário C de pelo menos 0,03% para obter a chapa de aço de alta resistência. Entretanto, no caso onde a quantidade de C excede 0,25%, a trabalhabilidade e a soldabilidade deterioram. A fim de obter a resistência requerida ao mesmo tempo em que obtendo a trabalhabilidade e a soldabilidade, a concentração de C é regulada como sendo não maior do que 0,25% na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade. Portanto, o limite inferior de C é regulado para 0,03%, preferencialmente para 0,04%, mais preferencialmente para 0,05%. O limite superior de C é regulado para 0,25%, preferencialmente para 0,20%, mais preferencialmente para 0,15%.
Si: 0,03% a 2,0% [00223] Si é um elemento primário de desoxidação, o qual aumenta a quantidade de locais de nucleação de austenita durante aquecimento no endurecimento, suprime o crescimento de grão na austenita, e reduz o diâmetro do grão na camada de têmpera de endurecimento. O Si suprime a geração de carbonetos para impedir a redução na resistência das bordas do grão devido a carbonetos, e é eficaz na geração de uma estrutura da bainita. Portanto, Si é um elemento importante para melhorar a resistência sem provocar a deterioração na propriedade de alongamento, e melhorar a expansibilidade de orifício com uma baixa
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73/147 razão de resistência de deformação. A fim de reduzir a concentração de oxigênio dissolvido no aço fundido, gerar a inclusão baseada em SiO2 uma vez, e obter o valor mínimo do oxigênio dissolvido final através da desoxidação múltipla (esta inclusão baseada em SiO2 é sujeita a redução com Al adicionado posteriormente para formar a inclusão baseada em alumina, e então, é aplicada redução com Ce, La, Nd, e/ou Pr para sujeitar a inclusão baseada em alumina à redução), é necessário adicionar Si de 0,03% ou mais. Por esta razão, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite inferior de Si é regulado para 0,03%. No caso onde a concentração de Si é excessivamente alta, a resistência e ductilidade deterioram significativamente, e a descarbonetação da superfície e a avaria da superfície aumenta, resultando em capacidade de dobramento deteriorada. Adicionalmente, no caso onde Si é adicionado excessivamente, Si tem um efeito adverso na soldabilidade e na ductilidade. Por estas razões, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite superior de Si é regulado para 2,0%. Consequentemente, o limite inferior de Si é regulado para 0,03%, preferencialmente para 0,05%, mais preferencialmente para 0,1%. O limite superior de Si é regulado para 2,0%, preferencialmente para 1.5%, mais preferencialmente para 1,0%.
Mn: 0,5% a 3,0% [00224] Mn é um elemento útil para desoxidação no estágio de produção de aço, e é um elemento eficaz em melhorar a resistência da chapa de aço como com C e Si. A fim de obter este efeito, é necessário fazer a chapa de aço conter Mn de 0,5% ou mais. Entretanto, no caso onde a quantidade de Mn contida excede 3,0%, Mn segrega ou o fortalecimento da solução sólida aumenta, reduzindo a ductilidade. Adicionalmente, a soldabilidade e a resistência do material de base também deterioram. Por estas razões, o limite superior de Mn é
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74/147 regulado para 3,0%. Portanto, o limite inferior de Mn é regulado para 0,5%, preferencialmente para 0,7%, mais preferencialmente para 1%. O limite superior de Mn é regulado para 3,0%, preferencialmente para 2,6%, mais preferencialmente para 2,3%.
P: 0,05% ou menos [00225] P é eficaz de modo que P funciona como um elemento de fortalecimento sólido-solução que tem um tamanho menor do que o átomo de Fe. Entretanto, no caso onde a concentração de P excede 0,05%, P segrega nas bordas do grão de austenita, e a resistência da borda do grão deteriora, reduzindo a resistência à fadiga de torção e possivelmente provocando deterioração na trabalhabilidade. Portanto, o limite superior de P é regulado para 0,05%, preferencialmente para 0,03%, mais preferencialmente para 0,025%. Se o fortalecimento da solução sólida não for requerido, não é necessário que P seja adicionado, e consequentemente, o menor valor limite de P inclui 0%.
T.O: 0,0050% ou menos [00226] A quantidade de oxigênio total (T.O) forma óxido como uma impureza. No caso onde a T.O é excessivamente alta, as inclusões baseadas em A LO3 aumentam, e o potencial de oxigênio no aço não pode ser minimizado. Isto leva a deterioração significativa na resistência e na ductilidade e o aumento na avaria da superfície, resultando na deterioração da capacidade de dobramento. Por estas razões, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite superior de T.O é regulado para 0,0050%, preferencialmente para 0,0045%, mais preferencialmente para 0,0040%.
S: 0,0001% a 0,01% [00227] S segrega como uma impureza, e forma uma inclusão engrossada e alongada baseada em MnS, o que deteriora a plasticidade de estiramento de flange. Portanto, é desejável reduzir a concentração de S tanto quanto possível. Controlando a formação da inclusão
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75/147 engrossada e alongada baseada em MnS na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, é possível obter o material maior do que ou equivalente ao custo sem provocar a carga de dessulfuração no refinamento secundário e sem a necessidade do custo de dessulfuração, mesmo se a chapa de aço contiver uma concentração relativamente alta de S de aproximadamente 0,01%. Portanto, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, a concentração de S é regulada no intervalo da concentração extremamente baixa de S, a qual é uma concentração regulada na presunção de que a dessulfuração é realizada no refinamento secundário, para a concentração relativamente alta de S, ou seja, a concentração de S é regulada no intervalo de 0,0001% a 0,01%.
[00228] Adicionalmente, de acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, é formada a inclusão esférica de composto que tem um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm e que contém diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn,Si,Ti,Al]-[REM]-[Ca]-[O,S].
[00229] O valor de limite superior da concentração de S é regulado em associação com a quantidade total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr como descrito posteriormente.
[00230] Adicionalmente, no caso onde a concentração de S excede 0,01%, pelo menos um de oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de neodímio, e oxissulfureto de praseodímio cresce para ficar acima de 5 pm em tamanho. Estes oxissulfuretos engrossados fazem a resistência e a ductilidade deteriorar significativamente, levando ao aumento na avaria da superfície e deteriorar a capacidade de dobramento. Por estas razões, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite superior de S é regulado para 0,01%, preferencialmente para 0,008%, mais
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76/147 preferencialmente para 0,006%.
[00231] Em outras palavras, de acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, a geração de MnS é suprimida formando a inclusão de composto que contém diferente fases de inclusão que inclui a primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn,Si,Ti,Al]-[REM]-[Ca]-[O,S] como descrito acima. Portanto, mesmo se a concentração de S é relativamente alta, mas não maior do que 0,01%, adicionando a quantidade correspondente de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, é possível impedir a ocorrência de efeito adverso no material. Em outras palavras, mesmo se a concentração de S for relativamente alta, ajustando a quantidade de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr de modo a corresponder à quantidade de S, é possível substancialmente obter o efeito de dessulfuração, e é possível obter um material equivalente a aço de enxofre ultrabaixo. Isto significa que, ajustando apropriadamente a concentração de S de modo a associar com a quantidade total de Ce, La, Nd e Pr, é possível aumentar a flexibilidade no limite superior da concentração de S. Portanto, a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade não requer a dessulfuração do aço fundido no refinamento secundário para obter aço de enxofre ultrabaixo, e pode omitir o processo de dessulfuração. Isto permite a simplificação dos processos de produção, e redução no custo requerido para o processo de dessulfuração.
Ti solúvel em ácido: 0,008% a 0,20% [00232] Ti é um elemento primário de desoxidação, o qual forma carbonetos, nitretos, e carbonitretos, aumenta a quantidade de locais de nucleação de austenita aquecendo suficientemente o aço antes da laminação a quente, e suprime o crescimento de grão da austenita. Com estas funções, o Ti contribui para formar grãos finos e melhorar a resistência dos grãos, e é eficaz na recristalização dinâmica durante a
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77/147 laminação a quente, deste modo melhorando significativamente a plasticidade de estiramento de flange. Para obter estes efeitos, verificase através de experimentos que é necessário adicionar o Ti solúvel em ácido de 0,008% ou mais. Portanto, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite inferior do Ti solúvel em ácido é regulado para 0,008%, preferencialmente para 0,01%, mais preferencialmente para 0,015%. Deve ser observado que a temperatura para o aquecimento suficiente antes da laminação a quente é requerido como sendo regulado para uma temperatura suficiente para dissolver os carbonetos, nitretos, e são necessários carbonitretos gerados durante a fundição em solução sólida uma vez, e acima de 1200°C. Regular a temperatura para acima de 1250°C não é preferível do ponto de vista de custo e geração de incrustação. Portanto, é preferível regular a temperatura para aproximadamente 1250°C. No caso onde o conteúdo excede 0,2%, o efeito de desoxidação satura, e são formados carbonetos, nitretos, e carbonitretos engrossados mesmo se aquecimento for aplicado suficientemente antes da laminação a quente, deteriorando o material. Adicionalmente, o efeito correspondente à quantidade do elemento contido não pode ser obtido. Portanto, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite superior da concentração de Ti solúvel em ácido é regulado para 0,2%, preferencialmente para 0,18%, mais preferencialmente para 0,15%. Deve ser observado que o termo “concentração de Ti solúvel em ácido” se refere a uma concentração medida de Ti dissolvido no ácido, e esta medição emprega uma característica em que o Ti dissolvido é dissolvido no ácido enquanto que óxido de Ti não é dissolvido no ácido. Neste relatório, o termo “ácido” se refere, por exemplo, a um ácido misturado que tem relação de massa de ácido clorídrico: 1, ácido nítrico: 1, e água: 2. Usando este ácido, é possível separar Ti solúvel no ácido e óxido de Ti não solúvel para o ácido, de modo que é possível medir a
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78/147 concentração de Ti solúvel em ácido.
[00233] Os presentes inventores descobriram que é possível par obter TiS que tem um tamanho de 3 pm ou menos, ajustando Ti no intervalo descrito acima, ajustando (Ce + La + Nd + Pr) / S de modo a ficar no intervalo de 0,2 a 10, e adicionando Ca após a adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr.
[00234] Isto é devido a Ca ser contido em todas as fases de inclusão na inclusão de composto que contém fases de inclusão que tem diferentes componentes e que inclui a primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn, Si, Ti, Al]-[REM][Ca]-[O,S], e consequentemente, Ti e S são mais suscetíveis a ser absorvidos pela inclusão de composto. Portanto, a inclusão de TiS, a qual é precipitada em uma alta temperatura, é mais suscetível a ser capturada pela inclusão de composto, e não é precipitada sozinha. Adicionalmente, a inclusão de TiS não é precipitada competitivamente na inclusão de composto. Portanto, apenas a inclusão de TiS é precipitada sozinha quando uma temperatura é uma temperatura menor e um produto da solubilidade de Ti e S alcança uma região de precipitação, e se precipita, a inclusão TiS precipitada sozinha tem um tamanho de 3 pm ou menos.
[00235] Adicionalmente, é considerado que, como é o caso com a supressão de MnS, ajuste de (Ce + La + Nd + Pr) / S para ficar no intervalo de 0,2 a 10 atrasa a precipitação de TiS, e tem um efeito de reduzir o tamanho de TiS precipitado e reduzir a relação de quantidade de TiS.
[00236] Deve ser observado que, adicionando Ca antes da adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, é possível para multiplicar MnS, TiS, e (Mn, Ti)S precipitado na inclusão que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr. Entretanto, neste caso, o CaS é gerado sozinho. Em outras palavras, Ca não existe na inclusão que
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79/147 contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, e consequentemente, diferente da chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, Ti e S são não suscetíveis a ser absorvidos na inclusão de composto. Por estas razões, no caso onde Ca é adicionado antes da adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, o tamanho da inclusão de TiS pode ser de 3 pm ou mais, e a plasticidade de estiramento de flange se torna pior quando comparada com aquela da chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade.
N: 0,0005% a 0,01% [00237] N é capturado do ar durante o processo de fundição de aço, e consequentemente, é um elemento que é inevitavelmente contido no aço. N forma nitretos com Al, Ti ou outro elementos, e promove a redução em tamanho dos grãos na estrutura do material de base. Entretanto, no caso onde a quantidade de N contida excede 0,01%, N gera precipitados engrossados, por exemplo, com Al ou Ti, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange. Por esta razão, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, o limite superior da concentração de N é regulado para 0,01%, preferencialmente para 0,005%, mais preferencialmente para 0,004%. Por outro lado, o custo requerido para reduzir a concentração de N para menor do que 0,0005% é alto, e consequentemente, o limite inferior da concentração de N é regulada para 0,0005% do ponto de vista de viabilidade industrial.
Al solúvel em ácido: acima de 0,01% [00238] Em geral, um óxido de Al solúvel em ácido forma um agrupamento e é suscetível a engrossar, o que leva a uma deterioração na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento. Portanto, é desejável reduzir Al solúvel em ácido tanto quanto possível. Entretanto, de acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, um intervalo de quantidade
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80/147 de Al solúvel em ácido foi descoberto recentemente, o qual permite a obtenção do potencial de oxigênio ultrabaixo como descrito acima ao mesmo tempo em que impede agrupamento e engrossamento de inclusões baseadas em alumina, empregando desoxidação de Al e o efeito de desoxidação obtido aplicando sequencialmente múltipla desoxidação com Si, Ti, (Ce, La, Nd, e Pr), e Ca, e ajustando a concentração de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr de modo a corresponder à concentração de Al solúvel em ácido. Neste intervalo, parte das inclusões baseadas em ALO3 geradas através de desoxidação de Al sobem para a superfície e são removidas enquanto que o restante das inclusões baseadas em Al2O3 permanece no aço fundido são sujeitas a decomposição redutiva com pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr adicionado posteriormente, e o óxido baseado em alumina agrupada é decomposto para formar as inclusões finas.
[00239] Com esta descoberta, de acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, é possível eliminar a necessidade de determinar a limitação de que Al substancialmente não seja adicionado a fim de evitar o agrupamento engrossado das inclusões baseadas em alumina como na técnica convencional. Em particular, é possível aumentar a flexibilidade na concentração do Al solúvel em ácido. Determinando a concentração de Al solúvel em ácido para acima de 0,01%, preferencialmente para 0,013% ou mais, mais preferencialmente para 0,015% ou mais, é possível empregar a desoxidação de Al, desoxidação com adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, e desoxidação de Ca, eliminando deste modo a necessidade de adicionar o pelo menos um elemento de desoxidação de Ce, La, Nd, e Pr mais do que necessário como na técnica convencional. Portanto, é possível resolver o problema de um aumento no potencial de oxigênio no aço devido à desoxidação com
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81/147 pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr. Adicionalmente, é possível obter o efeito de reduzir a variação na composição dos elementos componentes.
[00240] O valor de limite superior da concentração de Al solúvel em ácido é regulado em associação com a quantidade total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr como descrito posteriormente.
[00241] Neste relatório, o termo “concentração de Al solúvel em ácido” se refere a uma concentração de Al dissolvido no ácido medida, e esta medição emprega uma característica em que Al dissolvido é dissolvido no ácido enquanto que ALO3 não é dissolvido no ácido. Neste relatório, o termo “ácido” se refere, por exemplo, a um ácido misturado que tem relação de massa de ácido clorídrico: 1, ácido nítrico: 1, e água:
2. Usando este ácido, é possível separar Al solúvel no ácido e ALO3 não solúvel para o ácido, de modo que é possível medir a concentração de Al solúvel em ácido.
Ca: 0,0005% para 0,005% [00242] Na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, Ca é um elemento importante, o qual forma a inclusão de composto que contém diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn,Si,Ti,Al]-[REM]-[Ca]-[O,S].
[00243] Em outras palavras, Ca é adicionado para reduzir as inclusões geradas através de desoxidação com (Ce, La, Nd, Pr) para fazer todas as fases de inclusão conterem Ca, formando deste modo a inclusão de composto descrita acima. Se não é adicionado Ca, a inclusão de composto descrita acima não é formada.
[00244] Formando esta inclusão de composto, é possível melhorar a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento do aço. A fim de obter este efeito, é preferível regular a quantidade de Ca adicionado para 0,0005% ou mais.
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82/147 [00245] Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Ca adicionado satura este efeito, prejudicando a limpeza do aço e deteriorando a ductilidade. Portanto, o limite superior de Ca é regulado para 0,005%. O limite inferior de Ca é regulado para 0,0005%, preferencialmente para 0,0007%, mais preferencialmente para 0,001%. O limite superior de Ca é regulado para 0,005%, preferencialmente para 0,0045%, mais preferencialmente para 0,0035%.
Total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr: 0,001% para 0,01% [00246] Ce, La, Nd, e Pr têm um efeito de reduzir SiO2 gerado através de desoxidação de Si e ALO3 gerado sequencialmente através de desoxidação de Al, e separar agrupamentos de ALO3, os quais são suscetíveis a engrossar. Adicionalmente, adicionando Ca após adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, é formada a inclusão de composto que contém diferente fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn,Si,Ti,Al]-[REM]-[Ca]-[O,S].
[00247] Os presentes inventores descobriram experimentalmente que, a fim de obter esta inclusão, é necessário regular a concentração total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr para ser não menor do que 0,0005% e não maior do que 0,01 %.
[00248] No caso onde a concentração total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é menor do que 0,0005%, as inclusões de SiO2 e Al2O3 não podem ser reduzidas. No caso onde a concentração total excede 0,01%, são geradas as grandes quantidades de oxissulfureto de cério e oxissulfureto de lantânio, e formam inclusões engrossadas, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento. Deve ser observado que o limite inferior da concentração total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é regulado preferencialmente para 0,0013%, e mais preferencialmente
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83/147 para 0,0015%. O limite superior do concentração total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é regulado preferencialmente para 0,009%, mais preferencialmente para 0,008%.
[00249] As condições para a existência de inclusões que tem uma formação em que MnS é precipitado no óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, os presentes inventores se concentraram no fato de que é possível determinar o grau de melhoria de MnS com o óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um de Ce, La, Nd, e Pr, especificando o grau de melhoria usando a concentração de S. Então, os presentes inventores tiveram uma ideia de especificar e simplificar o grau de melhoria usando uma relação de massa de componentes químicos (Ce + La + Nd + Pr) / S na chapa de aço.
[00250] Mais especificamente, no caso onde esta relação de massa é baixa, a quantidade do óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é pequena, e uma grande quantidade de MnS é precipitada sozinha. Quando este relação de massa aumenta, a quantidade das inclusões que tem uma formação da inclusão de composto que contém diferente fases de inclusão que inclui a primeira fase de inclusão e a segunda fase de inclusão também aumenta quando comparada com MnS. Isto significa que MnS é melhorado com o óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr. Como descrito acima, MnS é precipitado no óxido ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr a fim de melhorar a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento, o que leva a prevenção de MnS alongado. Por estas razões, a relação de massa descrita acima pode ser usada como um parâmetro para determinar se estes efeitos podem ser obtidos ou não.
[00251] A fim de determinar a relação de componente químico eficaz
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84/147 na supressão do alongamento das inclusões baseadas em MnS, a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S na chapa de aço foi variada para ajustar os componentes na chapa de aço, então Ca é adicionado, e foi feita a avaliação da formação das inclusões, da plasticidade de estiramento de flange, e da capacidade de dobramento. Como resultado, foi descoberto que, determinando a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr)/S no intervalo de 0,2 a 10, tanto a plasticidade de estiramento de flange como a capacidade de dobramento melhoram significativamente.
[00252] No caso onde a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S é menor do que 0,2, a relação da quantidade das inclusões que tem a formação da inclusão de composto que contém diferente fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn,Si,Ti,Al]-[REM]-[Ca]-[O,S] é indesejavelmente baixa. Isto correspondentemente leva ao aumento excessivo na relação de quantidade de inclusões alongadas baseadas em MnS, as quais são suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento.
[00253] No caso onde a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S excede 10, o efeito de gerar a inclusão de composto que contém diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão e a segunda fase de inclusão para melhorar a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento satura, o que não vale o custo. A partir destas razões, a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S é regulada no intervalo de 0,2 a 10, no caso onde a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S é excessivamente alta, por exemplo, fica acima de 70, é gerada a grande quantidade de oxissulfureto de cério e oxissulfureto de lantânio, e se tornam inclusões engrossadas, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de
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85/147 dobramento. Portanto, o limite superior da relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S é regulada para 10.
[00254] Deve ser observado que, na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, a concentração total do pelo menos um elemento Ce, La, Nd, e Pr contido na inclusão de composto que contém diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn,Si,Ti,Al]-[REM]-[Ca]-[O,S] fica no intervalo de 0,5% a 95%. No caso onde a concentração total é menor do que 0,5%, a inclusão de composto dura não pode ser obtida, e a relação de eixo maior / eixo menor é 3 ou mais quando sujeita a laminação, o que afeta negativamente a expansibilidade de orifício da chapa de aço. Por outro lado, no caso onde a concentração total excede 95%, as inclusões são mais suscetíveis a serem quebradiças. Portanto, as inclusões são pulverizadas e permanecem em uma formação trançada como com as inclusões alongadas, e afeta negativamente a expansibilidade de orifício da chapa de aço.
[00255] A seguir, serão descritos elementos seletivos para a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade. Estes elementos são elementos seletivos, e consequentemente, podem ser adicionados ou podem não ser adicionados. Adicionalmente, pode ser possível adicionar estes elementos ou sozinhos ou em combinação de dois ou mais tipos. Em outras palavras, o limite inferior destes elementos seletivos pode ser regulado para 0%.
[00256] Para Nb e V [00257] Nb e V formam carbonetos, nitretos, ou carbonitretos com C ou N para facilitar a redução no tamanho dos grãos na estrutura do material de base, e contribuem para melhorar a resistência.
Nb: 0,005% para 0,10% [00258] A fim de obter carbonetos compostos, nitretos compostos ou
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86/147 outro composto descrito acima, é preferível regular a concentração de Nb para 0,005% ou mais, e é mais preferível regular a concentração de Nb para 0,008% ou mais. Entretanto, no caso onde o material de base contém a grande quantidade de Nb em excesso da concentração de 0,10%, o efeito de fornecer o grão fino na estrutura do material de base satura, aumentando o custo de produção. Por estas razões, o limite superior da concentração de Nb é regulado para 0,10%, preferencialmente regulado para 0,09%, mais preferencialmente regulado para 0,08%.
V: 0,01% para 0,10% [00259] A fim de obter os carbonetos compostos, nitretos compostos descritos acima e algo semelhante, é preferível regular a concentração de V para 0,01% ou mais. Entretanto, mesmo se a grande quantidade de V for contida em excesso da concentração de 0,10%, o efeito obtido de V contido satura, aumentando o custo de produção. Por esta razão, o limite superior da concentração de V é regulado para 0,10%.
[00260] Para Cu, Ni, Cr, Mo, e B [00261] Cu, Ni, Cr, Mo, e B melhoram a resistência, e melhoram a temperabilidade do aço.
Cu: 0,1% a 2% [00262] Cu contribui para melhorar o endurecimento da precipitação e a resistência à fadiga da ferrita, e pode ser adicionado dependendo das aplicações para melhorar adicionalmente a resistência da chapa de aço. A fim de obter este efeito, é preferível adicionar Cu de 0,1% ou mais. Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Cu contida deteriora o equilíbrio de resistência-ductilidade. Portanto, o limite superior de Cu é regulado para 2%, preferencialmente para 1.8%, mais preferencialmente para 1.5%.
Ni: 0,05% a 1% [00263] Ni pode ser usado para fortalecimento da solução sólida de
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87/147 ferrita, e pode ser adicionado dependendo das aplicações para melhorar adicionalmente a resistência da chapa de aço. A fim de obter este efeito, é preferível adicionar 0,05% de Ni ou mais. Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Ni contida deteriora o equilíbrio de resistência-ductilidade. Portanto, o limite superior de Ni é regulado para 1%.
Cr: 0,01% a 1,0% [00264] Cr pode ser adicionado, dependendo das aplicações, para melhorar adicionalmente a resistência da chapa de aço. A fim de obter este efeito, é preferível adicionar Cr de 0,01% ou mais. Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Cr contida deteriora o equilíbrio de resistência-ductilidade. Portanto, o limite superior de Cr é regulado para 1,0%.
Mo: 0,01% a 0,4% [00265] Mo pode ser adicionado dependendo das aplicações para melhorar adicionalmente a resistência da chapa de aço. A fim de obter este efeito, é preferível adicionar 0,01% de Mo ou mais, e é mais preferível adicionar 0,05% de Mo ou mais. Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Mo contida deteriora o equilíbrio de resistência-ductilidade. Portanto, o limite superior de Mo é regulado para 0,4%, preferencialmente para 0,3%, mais preferencialmente para 0,2%. B: 0,0003% a 0,005% [00266] B pode ser adicionado dependendo das aplicações para melhorar adicionalmente a resistência das bordas do grão, e melhorar a trabalhabilidade. A fim de obter este efeito, é preferível adicionar 0,0003% de B ou mais, e é mais preferível adicionar 0,0005% de B ou mais. Entretanto, no caso onde a quantidade de B contida excede 0,005%, o efeito obtido de B satura, e a limpeza do aço é prejudicada, deteriorando a ductilidade. Portanto, o limite superior de B é regulado para 0,005%.
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88/147 [00267] Para Zr [00268] Zr pode ser adicionado dependendo das aplicações para fortalecer as bordas do grão e melhorar a trabalhabilidade com o controle de formação de sulfureto.
Zr: 0,001% para 0,01% [00269] A fim de para obter o efeito de formar sulfuretos esféricos para melhorar a resistência do material de base, é preferível adicionar Zr de 0,001% ou mais. Entretanto, a quantidade excessivamente grande de Zr contida prejudica a limpeza do aço, o que leva a uma deterioração na ductilidade. Portanto, o limite superior de Zr é regulado para 0,01%, preferencialmente para 0,009%, mais preferencialmente para 0,008%.
[00270] A seguir, será feita uma descrição de condições para a existência de inclusões na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade. Nesta relatório, o termo “chapa de aço” significa uma chapa laminada obtida através de laminação a quente, ou através de laminação a quente e laminação a frio. Adicionalmente, as condições para a existência de inclusões na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade são reguladas a partir de vários pontos de vista.
[00271] A fim de obter a chapa de aço que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento, é importante minimizar as inclusões baseadas em MnS alongadas e engrossadas na chapa de aço, as quais são suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca ou o caminho de propagação de trinca. [00272] A este respeito, os presentes inventores descobriram que, como com chapas de aço produzidos com pouca desoxidação com Al, é possível obter uma chapa de aço que exibe excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento devido ao potencial de oxigênio no aço fundido diminuir bruscamente através da múltipla desoxidação, ALO3 gerado através de desoxidação de Al é sujeito à
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89/147 redução, e agrupamento de AI2O3, o qual é suscetível a engrossar, é separado, adicionando Si a um aço, sujeitando o aço à desoxidação com Al, em seguida, adicionando pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, adicionando Ca adicional para desoxidação de uma maneira descrita acima, e obtendo a relação predeterminada (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido e relação de (Ce + La + Nd + Pr) / S com base em massa como descrito acima.
[00273] Adicionalmente, foi também descoberto que, com desoxidação através de adição de Ce, La, Nd, e/ou Pr, e adição de Ca depois disso, a inclusão fina e dura de composto que contém diferente fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão de [REM][Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn,Si,Ti,Al]-[REM]-[Ca][O,S] é gerada na maior parte das peças embora exista uma pequena quantidade de ALO3, e o MnS precipitado e outras inclusões são menos suscetíveis a deformar mesmo durante a laminação, de modo que a quantidade do MnS alongado e engrossado pode ser reduzida significativamente na chapa de aço.
[00274] Adicionalmente, foi descoberto que, obtendo a relação de (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido e a relação de (Ce + La + Nd + Pr) / S com base em massa como descrito acima, a densidade numérica de inclusões finas que têm um diâmetro de círculo equivalente de 2 pm ou menos aumenta significativamente, e as inclusões finas são dispersas no aço.
[00275] Estas inclusões finas são menos suscetíveis a agregar, e consequentemente, a maior parte das mesmas permanece na forma esférica ou forma de fuso. Estas inclusões têm um eixo maior / eixo menor (daqui em diante, também referenciada como “relação de alongados”) de 3 ou menos, preferencialmente de 2 ou menos. Na presente invenção, estas inclusões são referenciadas como inclusões esféricas.
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90/147 [00276] Em termos de experimento, as inclusões podem ser identificadas facilmente através de observação usando uma varredura de microscópio eletrônico (SEM), e o foco foi centralizado na densidade numérica de inclusões que têm um diâmetro de círculo equivalente de 5 pm ou menos. Deve ser observado que, embora o menor valor limite para o diâmetro de círculo equivalente não seja regulado particularmente, é preferível regular um alvo da observação nas inclusões que têm aproximadamente 0,5 pm ou mais, cujo tamanho pode ser contado e expresso em número. Neste relatório, o termo “diâmetro de círculo equivalente” se refere a um valor obtido através de (eixo maior x eixo menor) 0,5 com base no eixo maior e no eixo menor da inclusão com a observação da seção transversal.
[00277] É considerado que as inclusões finas que têm um tamanho de 5 pm ou menos são dispersas devido ao potencial de oxigênio no aço fundido ser reduzido através de desoxidação de Al e ajuste de componentes de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr; as inclusões de compostos são menos suscetíveis a agregar devido à formação de fases de inclusão que contém pelo menos um elemento de Ti, Si, Al, e Ca no óxido e/ou oxissulfureto formado por pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr e adicionalmente existência de Ca em cada fase de inclusão; e a dureza das inclusões de compostos é aumentada para fazer as inclusões finas. É assumido que, com esta formação, a concentração de tensão que ocorre durante formação de expansão de orifício é relaxada, e a expansibilidade de orifício melhora abruptamente. Portanto, as inclusões de compostos são menos suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca ou caminho de propagação de trinca durante deformação repetitiva e trabalho de expansão de orifício, e contribui para relaxar a concentração de tensão devido ao tamanho do fino, o que leva a melhoria na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento.
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91/147 [00278] Os presentes inventores verificaram se a quantidade das inclusões baseadas em MnS alongadas e engrossadas, as quais são suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca ou caminho de propagação de trinca, foi reduzida na chapa de aço.
[00279] Através de experimentos, os presentes inventores descobriram que, no caso onde o diâmetro de círculo equivalente é menor do que 1 pm, o MnS alongado não têm qualquer efeito adverso em termos do ponto de início da ocorrência de trinca, e não deteriora a plasticidade de estiramento de flange ou capacidade de dobramento. Adicionalmente, as inclusões que tem um diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais podem ser facilmente observada com a varredura de microscópio eletrônico (SEM) ou outros dispositivos. Por estas razões, concentrando a observação nas inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 0,5 pm ou mais na chapa de aço, suas formações e composições foram examinadas para avaliar o estado de distribuição do MnS alongado.
[00280] Deve ser observado que, embora o limite superior do diâmetro de círculo equivalente de MnS não seja regulado particularmente, MnS que tem um tamanho de aproximadamente 1 mm pode ser observado na prática.
[00281] A relação da quantidade das inclusões alongadas foi medida através de análise de composição em várias peças (por exemplo, aproximadamente 50 peças) de inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e selecionadas randomicamente usando um SEM, e através de medição do eixo maior e do eixo menor das inclusões usando uma imagem de SEM. neste relatório, a inclusão de alongados representa uma inclusão que tem um eixo maior / eixo menor (relação de alongados) acima de 3. Adicionalmente, a relação da quantidade das inclusões alongadas pode ser obtida dividindo a quantidade das inclusões alongadas detectadas pela quantidade total
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92/147 de inclusões analisadas (aproximadamente 50 no caso do exemplo descrito acima). Por outro lado, a inclusão esférica representa uma inclusão que tem o eixo maior / eixo menor (relação de alongados) de 3 ou menos.
[00282] A razão pela qual a relação de alongados é regulada para acima de 3 é devido às inclusões que têm a relação de alongados acima de 3 na chapa de aço comparativa sem que tenham o Ce, La, Nd ou Pr adicionado nas mesmas foram formadas na maior parte das vezes por MnS. Deve ser observado que, embora o limite superior da relação de alongados de MnS não seja regulado particularmente, MnS que tem a relação de alongados de aproximadamente 50 pode ser observado na prática como ilustrado na FIG. 4.
[00283] Como resultado, foi descoberto que, com a chapa de aço que tem a formação controlada em que a relação da quantidade das inclusões alongadas que têm uma relação de alongados de 3 ou menos é controlada como sendo 50% ou mais, a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento melhoram. Mais especificamente, no caso onde a relação da quantidade das inclusões alongadas que têm a relação de alongados de 3 ou menos é menor do que 50%, a relação de quantidade de inclusões alongadas baseadas em MnS, as quais são suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca, aumenta excessivamente, e a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento deterioram. Para estas razões, de acordo coma presente invenção, a relação da quantidade das inclusões alongadas que têm a relação de alongados de 3 ou menos é regulada para 50% ou mais.
[00284] A plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento se tornar mais favorável com a redução na quantidade das inclusões alongadas baseadas em MnS. Portanto, o menor valor limite da relação da quantidade das inclusões alongadas que tem a relação
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93/147 de alongados acima de 3 inclui 0%. Neste relatório, o estado em que uma inclusão tem um diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou maior e o menor valor limite da relação de quantidade de uma inclusão alongada que tem a relação de alongados acima de 3 é 0% significa que existe uma inclusão que tem o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais mas não existe nenhuma inclusão que tenha a relação de alongados acima de 3, ou a inclusão é uma inclusão alongada que tem a relação de alongados acima de 3 mas o diâmetro de círculo equivalente de todas as inclusões é menor do que 1 pm.
[00285] Adicionalmente, foi confirmado que o diâmetro máximo de círculo equivalente das inclusões alongadas é menor quando comparado com o diâmetro médio de grãos de cristal na estrutura. Isto também contribui para a melhoria significativa na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento.
[00286] No caso onde uma chapa de aço tem a formação controlada em que a relação de massa de (Ce + La + Nd + Pr) / S fica no intervalo de 0,2 a 10, e a relação da quantidade das inclusões alongadas que tem a relação de alongados de 3 ou menos é 50% ou mais, a chapa de aço é formado correspondentemente por uma inclusão esférica de composto que tem um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm e que contém diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão e a segunda fase de inclusão .
[00287] Deve ser observado que TiN juntamente com as inclusões baseadas em MnS pode ser precipitado múltiplas vezes no óxido de Ce, óxido de La, oxissulfureto de cério, e oxissulfureto de lantânio finos e duros. Entretanto, como descrito acima, foi confirmado que TiN tem pouco efeito na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento, e consequentemente, TiN não é o alvo de inclusão baseada em MnS na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade.
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94/147 [00288] A seguir, a condição para a existência de inclusões na chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade descrita acima é regulado usando a densidade numérica da inclusão por unidade de volume.
[00289] A distribuição de diâmetro de grãos de inclusões foi obtida através de uma avaliação de SEM em uma superfície eletrolisada usando um método rápido. A avaliação de SEM na superfície eletrolisada usando o método rápido foi realizado de modo que: uma superfície de uma peça de teste foi polida, e foi sujeita a eletrólise usando o método rápido; e a superfície da peça de teste foi observada diretamente com a observação de SEM, avaliando deste modo o tamanho ou a densidade numérica da inclusão. Deve ser observado que o método rápido representa um método de eletrolisar a superfície da peça de teste usando 10% acetilacetona-1% tetrametil amônia cloretometanol, e extraindo as inclusões. Como para a quantidade de eletrólise, a eletrólise foi realizada sob a condição de que carga elétrica da superfície da peça de teste por 1cm2 de área alcançasse 1C (Coulomb). A imagem de SEM da superfície eletrolisada como descrito acima foi sujeita a processamento de imagem, obtendo deste modo uma distribuição de frequência (quantidade de peças) em termos de diâmetro de círculo equivalente. Com base na distribuição de frequência do diâmetro do grão, o diâmetro médio de círculo equivalente foi obtido. Adicionalmente, a densidade numérica de inclusões por unidade de volume foi calculada dividindo a frequência pela área da vista observada e a profundidade obtida a partir da quantidade de eletrólise. Adicionalmente, a relação de quantidade também foi calculada.
[00290] A fim de determinar uma composição eficaz em suprimir o alongamento de Inclusões baseadas em MnS, foi realizada a análise de composição em inclusões de composto esférico que têm um diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm e que contém
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95/147 diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão e a segunda fase de inclusão.
[00291] Uma vez que a observação se torna fácil se o diâmetro de círculo equivalente das inclusões é de 0,5 pm ou mais, o alvo da observação foi regulado no diâmetro de círculo equivalente de 0,5 pm ou mais pelo propósito de conveniência. Entretanto, se a observação é possível, pode ser possível incluir as inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente menor do que 0,5 pm.
[00292] Como resultado, foi descoberto que a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento melhorar, formando as inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 0,5 pm ou mais e a relação de alongados de 3 ou menos de modo a conter a quantidade total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr no intervalo de 0,5% a 95% em composição média.
[00293] No caso onde a quantidade média do total do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr contida é menor do que 0,5 % de massa nas inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 0,5 pm ou mais e a relação de alongados de 3 ou menos, a relação da quantidade das inclusões de compostos que contém diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão e a segunda fase de inclusão diminui muito, ao mesmo tempo em que a relação da quantidade das inclusões baseadas em MnS alongadas, as quais são suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca, aumenta correspondentemente de forma excessiva. Portanto, a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento deterioram.
[00294] Por outro lado, no caso onde a quantidade média do total do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr contido excede 95% nas inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 0,5 pm ou mais e a relação de alongados de 3 ou menos, pelo menos um de oxissulfureto de cério, oxissulfureto de lantânio, oxissulfureto de
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96/147 neodímio, oxissulfureto de praseodímio é gerado largamente, o que leva a inclusões engrossadas que têm o diâmetro de círculo equivalente de aproximadamente 50 pm ou mais. Portanto, a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento deterioram. [00295] A seguir, será descrita a estrutura da chapa de aço.
[00296] De acordo com a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, as inclusões finas baseadas em MnS são precipitadas na placa fundida, e são dispersas na chapa de aço como as inclusões esféricas finas, as quais não deformam durante laminação e são menos suscetíveis a ser o ponto de início da ocorrência de trinca, de modo que a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento pode ser melhorada. Portanto, a microestrutura da chapa de aço não é particularmente limitada.
[00297] Embora a microestrutura da chapa de aço não seja particularmente limitada, pode ser possível empregar qualquer estrutura dentre uma chapa de aço que tem uma estrutura de uma fase formada principalmente por ferrita bainítica, uma chapa de aço de estrutura composta que tem uma fase principal de uma fase de ferrita e uma segunda fase de uma fase de martensita e uma fase bainita, e uma chapa de aço de estrutura composta formada por ferrita, austenita retida e uma fase de transformação de baixa temperatura (formada por martensita ou bainita).
[00298] Adicionalmente, aplicando calor suficiente em aproximadamente 1250°C antes da laminação a quente, os carbonetos, os nitretos, e os carbonitretos gerados através da fundição são dissolvidos uma vez na solução sólida para aumentar Ti solúvel em ácido no aço. Então, com o efeito obtido de soluto de Ti ou carbonitretos de Ti, é possível formar grãos de cristal finos, de modo que o diâmetro do grão de cristal na chapa de aço pode ser reduzido para 10 pm ou menos.
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97/147 [00299] Portanto, qualquer das estruturas descritas acima é favorável devido a ser possível reduzir o diâmetro do grão de cristal para 10 pm ou menos, e a expansibilidade de orifício e a capacidade de dobramento podem ser melhoradas. No caso onde o diâmetro médio de grão excede 10 pm, o grau de melhoria na ductilidade e na capacidade de dobramento reduz. A fim de melhorar a expansibilidade de orifício e a capacidade de dobramento, é mais preferível regular o diâmetro do grão de cristal para 8 pm ou menos. Entretanto, em geral, no caso onde é requerida excelente plasticidade de estiramento de flange, por exemplo, no caso de aplicação para componentes do corpo inferior, é desejável e preferível que a fase ferrita ou bainita seja a fase de relação de área máxima, embora a ductilidade seja levemente menor.
[00300] A seguir, serão descritas as condições para produzir a chapa de aço.
[00301] De acordo com um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade, ligas tais como C, Si, e Mn são adicionalmente adicionadas ao aço fundido descarbonizado por sopro em um conversor ou usando adicionalmente um dispositivo desgaseificador a vácuo, e o aço fundido é agitado, realizando deste modo a desoxidação e ajuste do componente.
[00302] Como para S, a dessulfuração pode não ser realizada no processo de refinamento como descrito acima, e, portanto, o processo de dessulfuração pode ser omitido. Entretanto, no caso onde a dessulfuração do aço fundido é necessária no refinamento secundário para produzir aço de enxofre ultrabaixo com aproximadamente S < 20ppm, pode ser possível realizar a dessulfuração para ajustar os componentes.
[00303] É preferível que, após o decorrer de aproximadamente 3 minutos da adição de Si descrita acima, Al seja adicionado realizando
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98/147 desoxidação de Al, e então, o tempo de elevação de aproximadamente 3 minutos sendo regulado de modo a permitir que ALO3 suba para a superfície e seja separado. Ti é adicionado após a desoxidação de Al. [00304] Depois disso, pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é adicionado, e componentes são ajustados de modo a satisfazer 70 > 100 x (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido > 2, e (Ce + La + Nd + Pr) / S ficando no intervalo de 0,2 a 10 com base em massa.
[00305] No caso onde um elemento seletivo é adicionado, o elemento seletivo é adicionado antes da adição do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, é realizada agitação suficiente, e o pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é adicionado. Dependendo da aplicação, o pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr pode ser adicionado após os componentes do elemento seletivo serem ajustados.
[00306] Então, é realizada agitação suficiente, e Ca é adicionado. O aço fundido obtido deste modo é sujeito à fundição contínua para produzir uma placa fundida.
[00307] A fundição contínua não apenas inclui um ritual de fundição contínua de placa que tem uma espessura de aproximadamente 250 mm, mas também inclui um semiacabado, um tarugo, e chapa fina fundição contínua que tem um espessura de molde mais fina do que de dispositivos de fundição contínua de placa ordinal, por exemplo, uma espessura de 150 mm ou menos.
[00308] Serão descritas condições de laminação a quente para produzir a chapa de aço de alta resistência laminada a quente.
[00309] Uma vez que carbonitretos ou outras inclusões no aço necessitam ser dissolvidas uma vez na solução sólida, é importante regular uma temperatura de aquecimento para uma placa antes de laminação a quente para acima de 1200°C.
[00310] Dissolvendo os carbonitretos na solução sólida, é possível
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99/147 obter uma fase de ferrita, a qual é favorável para melhorar a ductilidade no processo de resfriamento após a laminação. Por outro lado, no caso onde a temperatura de aquecimento da placa antes da laminação a quente excede 1250°C, a superfície da placa é oxidada significativamente. Em particular, defeitos na superfície em forma de cunha aparecem após desencrostação devido à oxidação seletiva das bordas do grão, deteriorando a qualidade da superfície após a laminação. Portanto, é preferível regular o limite superior da temperatura de aquecimento para 1250°C.
[00311] Após ser aquecida no intervalo de temperatura descrito acima, a placa é sujeita à laminação a quente normal. Neste processo de laminação a quente, a temperatura no momento da conclusão da laminação final é importante para controlar a estrutura da chapa de aço. No caso onde a temperatura no momento da conclusão da laminação final é menor do que ponto Ar3 + 30°C, o diâmetro do grão de cristal na parte da camada de superfície é suscetível a engrossar, o que não é favorável em termos de capacidade de dobramento. Por outro lado, no caso onde esta temperatura excede o ponto Ar3 + 200°C, o diâmetro do grão de austenita após a conclusão da laminação engrossar, o que faz com que seja difícil controlar a estrutura e a relação da fase gerada durante o resfriamento. Portanto, o limite superior da temperatura é regulado preferencialmente para o ponto Ar3 + 200°C.
[00312] Adicionalmente, dependendo da configuração de estrutura almejada, é selecionada uma condição para a laminação a quente dentre uma condição em que uma taxa de resfriamento média para a chapa de aço após a laminação final é regulada no intervalo de 10°C/s a 100°C/s, e a temperatura de resfriamento é regulada no intervalo de 450°C a 650°C, e uma condição em que a chapa de aço é refrigerada a ar em aproximadamente 5°C/s até a temperatura alcan çar 680°C após a laminação final, e é resfriada depois disso na taxa de resfriamento de
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30°C/s ou mais, e a temperatura de resfriamento é regulada para 400°C ou menos. Controlando a taxa de resfriamento e a temperatura de resfriamento após a laminação, é possível obter uma chapa de aço que tem uma ou mais estruturas de ferrita poligonal, ferrita bainítica, e uma fase bainita, e a relação correspondente sob a condição de laminação anterior, e uma chapa de aço DP que tem uma estrutura composta que inclui a grande quantidade de fase de ferrita poligonal, as quais são excelentes em ductilidade, e a fase de martensita sob a última condição de laminação.
[00313] No caso onde a taxa de resfriamento média descrita acima é menor do que 10°C/s, perlita, a qual não é favorável em termos da plasticidade de estiramento de flange, é suscetível a ser gerada, o que não é preferível. Embora a determinação do limite superior da taxa de resfriamento não seja necessária do ponto de vista de controle da estrutura, a taxa de resfriamento excessivamente alta possivelmente faz com que o estado de resfriamento da chapa de aço não seja uniforme. Adicionalmente, uma grande quantidade de custo é requerida para fabricar o equipamento que pode fornecer esta alta taxa de resfriamento, o que leva a aumento nos preços da chapa de aço. Em vista dos fatos descritos acima, é preferível regular o limite superior da taxa de resfriamento para 100°C/s.
[00314] A chapa de aço de alta resistência laminada a frio de acordo com esta modalidade é produzida sujeitando uma chapa de aço à laminação a quente, enrolamento, decapagem, e encruamento, em seguida laminação a frio da chapa de aço, e aplicação de recozimento à chapa de aço. Nos processos de recozimento, recozimento de lote, recozimento contínuo ou outros processos são aplicados, obtendo deste modo a chapa de aço final laminada a frio.
[00315] É desnecessário dizer que a chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade pode ser usada como uma chapa de
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101/147 aço para eletrogalvanização. A aplicação de eletrogalvanização não muda as propriedades mecânicas da chapa de aço de alta resistência de acordo com esta modalidade.
EXEMPLOS
Exemplo 1 [00316] A seguir, serão descritos exemplos de acordo com a presente invenção juntamente com Exemplos Comparativos.
[00317] Aços fundidos que tem componentes químicos mostrado na Tabela 1 e Tabela 2 foram produzidos através de um conversor e processos RH. Neste momento, no caso onde os aços fundidos não foram sujeitos a um processo de dessulfuração no refinamento secundário, S foi regulado no intervalo de 0,003 % de massa a 0,011 % de massa. No caso onde os aços fundidos foram sujeitos ao processo de dessulfuração, S foi regulado de modo a satisfazer S < 20ppm.
[00318] Si foi adicionado para ajustar componentes como mostrado na Tabela 1 e Tabela 2. Após aproximadamente 3 minutos a 5 minutos decorridos da adição de Si, foi adicionado Al para realizar a desoxidação de Al, e então, foi regulado tempo de elevação no intervalo de aproximadamente 3 minutos a 6 minutos de modo a permitir que o Al2O3 suba para a superfície e seja separado.
[00319] Depois disso, dependendo das cargas de experimentos, pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr foi adicionado para ajustar componentes de modo a satisfazer 70 > 100 x (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido > 2, e (Ce + La + Nd + Pr) / S ficando no intervalo de 0,2 a 10 com base em massa.
[00320] Dependendo das cargas de experimentos em que os elementos seletivos foram adicionados, os elementos seletivos foram adicionados antes da adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, foi realizada agitação suficiente, e o pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr foi adicionado. Dependendo da aplicação, o pelo
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102/147 menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr pode ser adicionado após os componentes do elemento seletivo serem ajustados. Então, foi realizada agitação suficiente, e foi adicionado Ca. O aço fundido obtido deste modo foi sujeito à fundição contínua para produzir um lingote. [00321] Para a fundição contínua, foi usado um equipamento normal de fundição contínua de placa com uma espessura de aproximadamente 250 mm.
[00322] O lingote sujeito à fundição contínua foi aquecido para temperaturas no intervalo acima de 1200°C a 1250°C sob condições de laminação a quente mostradas na Tabela 3.
[00323] Então, o lingote foi sujeito à laminação bruta, e então a laminação de acabamento. As temperaturas no momento da conclusão da laminação final foram reguladas para serem não menores do que o ponto Ar3 + 30°C e não maiores do que o ponto Ar3 + 200°C. Neste relatório, o ponto Ar3 foi calculado usando uma expressão normal obtida a partir de cada um dos componentes.
[00324] A taxa de resfriamento média para a chapa de aço após a laminação final foi regulada no intervalo de 10°C/s a 100°C/s Adicionalmente, dependendo das cargas de experimentos, no caso onde a temperatura de resfriamento foi regulada no intervalo de 450°C a 650°C, a chapa de aço foi refrigerada a ar em aproximadamente 5°C/s até a temperatura alcançar 68 0°C após a laminação final, e foi resfriada depois disso a uma taxa de resfriamento de 30°C/s ou mais.
[00325] Com o resfriamento sendo aplicado como descrito acima, foi possível obter uma chapa de aço que tem uma ou mais estruturas de ferrita poligonal, ferrita bainítica, e uma fase bainita.
[00326] Por outro lado, dependendo das cargas de experimentos, foi realizado enrolamento a 400°C ou menos, e foi possí vel obter uma chapa de aço DP que tem uma estrutura composta de uma fase de
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103/147 ferrita poligonal e uma fase de martensita.
[00327] Uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência foi obtida, sujeitando a chapa de aço a processos tais como laminação a quente, enrolamento, decapagem, e encruamento para laminar a frio a chapa de aço laminada a quente, e aplicando recozimento contínuo para formar uma chapa de aço laminada a frio. Adicionalmente, para obter uma chapa de aço para eletrogalvanização, a chapa de aço para eletrogalvanização foi formada em um linha de galvanização ou linha de zincagem por imersão a quente.
[00328] A Tabela 1 e Tabela 2 mostram componentes químicos da placa.
[00329] A Tabela 3 mostra condições para laminação a quente. Sob as condições, foi obtida uma placa laminada a quente com uma espessura de 3.2 mm.
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Tabela 1 (massa%)
Número do aço C Si Mn P S T. O N Al solúvel em ácido
Exemplo A1 A1 0.10 1.0 1,1 0,015 0.0050 0.0020 0.0020 0,015
Comp. Ex A1 A2 0.10 1.0 1,1 0,015 0.0050 0.0020 0.0020 0,015
Exemplo A2 A3 0,25 1,8 2,2 0.010 0,0025 0,0015 0.0050 0,040
Comp. Ex A2 A4 0,25 1,8 2,2 0.010 0,0025 0,0015 0.0050 0,040
Exemplo A3 A5 0.10 1.0 2,2 0.020 0,0005 0,0025 0.0040 0,025
Comp. Ex A3 A6 0.10 1.0 2,2 0.020 0,0005 0,0025 0.0040 0,025
Exemplo A4 A7 0.10 1.0 2,2 0.020 0,0001 0,0025 0.0040 0,025
Comp. Ex A4 A8 0.10 1.0 2,2 0.020 0,0001 0,0025 0.0040 0,025
Exemplo A5 A9 0.10 0.50 2,6 0,005 0.0060 0,0025 0.0030 0.020
Comp. Ex A5 A10 0.10 0.50 2,6 0,005 0.0060 0,0025 0.0030 0.020
Exemplo A6 A11 0,04 0.90 1,3 0.050 0.0100 0.0050 0.0050 0.010
Comp. Ex A6 A12 0,04 0.90 1,3 0.050 0.0100 0.0050 0.0050 0.010
Exemplo A7 A13 0.10 0.10 0,95 0,023 0.0050 0.0020 0,0025 0.040
Comp. Ex A7 A14 0.10 0.10 0,95 0,023 0.0110 0.0020 0,0025 0.040
Exemplo A8 A15 0,04 0.10 1,45 0,018 0.0030 0,0035 0,0025 0.400
Comp. Ex A8 A16 0,04 0.10 1,45 0,018 0.0030 0,0035 0,0025 0.400
Exemplo A9 A17 0,07 1,3 1,38 0,016 0.0040 0,0018 0,0021 0,042
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Comp. Ex A9 A18 0,07 1,3 1,38 0,016 0.0040 0,0018 0,0021 0,042
Exemplo A10 A19 0,25 1,8 2,2 0.010 0,0025 0,0015 0,0050 0.040
Comp. Ex A10 A20 0,25 1,8 2,2 0.010 0,0025 0,0052 0,0050 0.040
Exemplo A11 A21 0.10 1.0 2,2 0,045 0.0060 0,0045 0,0030 0,025
Comp. Ex A11 A22 0.10 1.0 2,2 0,045 0.0060 0,0045 0,0030 0,025
Exemplo A12 A23 0.10 1.0 2,2 0,045 0,0060 0,0045 0,0030 0,025
Comp. Ex A12 A24 0.10 1.0 2,2 0,045 0,0060 0,0045 0,0030 0,025
Exemplo A13 A25 0,10 0,50 2,6 0,015 0,0090 0.0010 0,0030 0,015
Comp. Ex A13 A26 0,10 0,50 2,6 0,015 0,0009 0.0010 0,0030 0,015
Exemplo A14 A27 0,10 0,50 2,6 0.010 0.0030 0,0045 0,0030 0.020
Comp. Ex A14 A28 0,10 0,50 2,6 0.010 0.0030 0,0045 0,0030 0.020
Exemplo A15 A29 0,25 1,8 2,2 0.010 0.0050 0.0020 0,0050 0,025
Comp. Ex A15 A30 0,25 1,8 2,2 0.010 0.0050 0.0020 0,0050 0,025
Exemplo A16 A31 0,04 0,90 1,3 0.010 0.0040 0.0020 0,0030 0.040
Comp. Ex A16 A32 0,04 0,90 1,3 0,010 0.0040 0.0020 0,0030 0.040
Exemplo A17 A33 0,06 0,69 1,38 0,010 0,0005 0,0035 0,0020 0,026
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Comp. Ex A17 A34 0,06 0,69 1,38 0,010 0,0005 0,0035 0,0020 0,026
Exemplo A18 A35 0,06 0,69 1,38 0,010 0,0020 0,0020 0,0020 0,026
Comp. Ex A18 A36 0,06 0,69 1,38 0,010 0,0020 0,0020 0,0020 0,015
Exemplo A19 A37 0,06 0,20 1,5 0,015 0,0100 0,0045 0,0022 0,015
Comp. Ex A19 A38 0,06 0,20 1,5 0,015 0,0100 0,0045 0,0022 0,015
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Tabela 2 (massa%)
Número do aço Cr Nb V Cu Ni Mo Zr B Ca Ce La Nd Pr 100x (Ce+La+Nd +Pr)/ Al solúvel em ácido (Ce+La+ Nd+Pr)/ S
Exemplo A1 A1 0,0025 0.0020 0.0010 0,0005 0,0005 26,7 0,8
Comp. Ex A1 A2 0,0025 0,0005 0,0003 5.3 0.16
Exemplo A2 A3 0,0025 0.0020 0.0010 0,0005 0,0005 10.0 1.6
Comp. Ex A2 A4 0,0025 0.0003 0,0001 1.0 0.16
Exemplo A3 A5 0.0010 0,0015 0,0008 9.2 4.6
Comp. Ex A3 A6 0,0055 0,0015 0,0008 9.2 4.6
Exemplo A4 A7 0,0008 0,0007 0,0003 4.0 10
Comp. Ex A4 A8 0,0055 0,0007 0,0003 4.0 10
Exemplo A5 A9 0.0040 0.0020 0.0010 0,0005 0,0005 20.0 0.67
Comp. Ex A5 A10 0.0040 0,0006 0,0005 5.5 0.18
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Tabela 2 (massa%)
Número do aço Cr Nb V Cu Ni Mo Zr B Ca Ce La Nd Pr 100x (Ce+La+Nd +Pr)/ Al solúvel em ácido (Ce+La+ Nd+Pr)/ S
Exemplo A6 A11 0.0050 0.0040 0,0016 0,0008 0,0005 69.0 0.69
Comp. Ex A6 A12 0.0050 0,0045 0.0030 75.0 0.75
Exemplo A7 A13 0.0020 0.0020 0.0010 0,0005 0,0005 10.0 0.8
Comp. Ex A7 A14 0.0020 0.0010 0,0005 0,0003 0,0003 5.3 0.19
Exemplo A8 A15 0.020 0.010 0,1 0,05 0,0023 0.0020 0.0010 0,0005 0,0005 1.0 1.3
Comp. Ex A8 A16 0.020 0.010 0,1 0,05 0,0023 0,0005 0,0002 0.18 0.23
Exemplo A9 A17 0,0022 0.0020 0.0010 0,0005 0,0005 9.5 1.0
Comp. Ex A9 A18 0,0022 0.0007 1.7 0.18
Exemplo A10 A19 0.0010 0,0025 0.0010 8.8 1.4
Comp. Ex A10 A20 0.0010 0,0035 8.8 1.4
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Tabela 2 (massa%)
Número do aço Cr Nb V Cu Ni Mo Zr B Ca Ce La Nd Pr 100x (Ce+La+Nd +Pr)/ Al solúvel em ácido (Ce+La+ Nd+Pr)/ S
Exemplo A11 A21 0,03 0.03 0,02 1,5 1 0,15 0,005 0,002 0,0015 0,0022 0.0010 0,0005 0,0005 16.8 0.70
Comp. Ex A11 A22 0,03 0.03 0,02 1,5 1 0.16 0,005 0,002 0,0004 0,0022 0.0010 0,0005 0,0005 16.8 0.70
Exemplo A12 A23 0,03 0.03 0.10 0,8 0,07 0,15 0,005 0,002 0,0015 0.0060 0,0035 38.0 1.58
Comp. Ex A12 A24 0,03 0.03 0.10 0,8 0,07 0,15 0,005 0,002 0,0015 0.0060 0,0035 0,0005 0,0005 42.0 1.75
Exemplo A13 A25 1 0.04 0,005 0.0020 0.0060 0,0035 0,0003 0,0002 66.7 1.1
Comp. Ex A13 A26 1 0.04 0,005 0.0020 0.0060 0,0035 0,0003 0,0002 66.7 11
Exemplo A14 A27 0,6 0.04 0,003 0.0010 0.0050 25.0 1.7
Comp. Ex A14 A28 0,6 0.04 0,003 0.0004 0.0050 25.0 1.7
Exemplo A15 A29 0,0015 0.0050 20.0 1.0
Comp. Ex A15 A30 0.0060 0.0050 20.0 1.0
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Tabela 2 (massa%)
Número do aço Cr Nb V Cu Ni Mo Zr B Ca Ce La Nd Pr 100x (Ce+La+Nd +Pr)/ Al solúvel em ácido (Ce+La+ Nd+Pr)/ S
Exemplo A16 A31 0.04 0.0010 0.0050 12.5 1.3
Comp. Ex A16 A32 0.04 0.0010 0,0005 1.3 0.13
Exemplo A17 A33 0,03 0.0010 0.0050 19.2 10.0
Comp. Ex A17 A34 0,03 0.0010 0.0110 42.3 22.0
Exemplo A18 A35 0.02 0.0020 0,003 0.0020 19.2 2.5
Comp. Ex A18 A36 0.02 0.0020 0,007 0.0040 73.3 5.5
Exemplo A19 A37 0.0010 0.0030 0.0020 33.3 0.5
Comp. Ex A19 A38 0.0010 0.0070 0.0040 73.3 1.1
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Tabela 3
Condição Tempera tura de aquecim ento (°C) Temperatur a na conclusão da laminação de acabamento (°C) Taxa de resfriamento após laminação de acabamento (°C/s) Temperat ura de enrolame nto (°C) Número do aço a ser aplicado
A 1250 845 75 450 (A5-A10), (A15,A16), (A21,A22), (A25,A26), (A35,A36)
B 1250 860 30 400 (A1-A4), (A13,A14), (A17-A20), (A23,A24), (A29,A30), (A30,A34)
C 1250 825 45 450 (A11,A12), (A27,A28), (A31,A32), (A37,A38)
[00330] Na Tabela 1 e Tabela 2, os números de aço A1 , A3, A5, A7,
A9, A11, A13, A15, A17, A19, A21, A23, A25, A27, A29, A31, A33, A35, e A37 são configurados de modo a ter composições que ficam dentro do intervalo da chapa de aço de alta resistência de acordo com a presente invenção, enquanto que os números de aço A2, A4, A6, A8, A10, A12, A14, A16, A18, A20, A22, A24, A26, A28, A30, A32, A34, A36, e A38 são configurados como placas que tem, com base em massa, a relação de (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido, a relação de (Ce + La + Nd + Pr) / S, e a concentrações de S, T.O, Ca, e Ce + La + Nd + Pr ajustadas de modo a ficar fora do intervalo da chapa de aço de alta resistência de acordo com a presente invenção.
[00331] Deve ser que, para propósitos de comparação, na Tabela 1 e Tabela 2, a quantidade de aço A1 e a quantidade de aço A2, a quantidade de aço A3 e a quantidade de aço A4, a quantidade de aço A5 e a quantidade de aço A6, a quantidade de aço A7 e a quantidade
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112/147 de aço A8, a quantidade de aço A9 e a quantidade de aço A10, a quantidade de aço A11 e a quantidade de aço A12, a quantidade de aço A13 e a quantidade de aço A14, a quantidade de aço A15 e a quantidade de aço A16, a quantidade de aço A17 e a quantidade de aço A18, a quantidade de aço A19 e a quantidade de aço A20, a quantidade de aço A21 e a quantidade de aço A22, a quantidade de aço A23 e a quantidade de aço A24, a quantidade de aço A25 e a quantidade de aço A26, a quantidade de aço A27 e a quantidade de aço A28, a quantidade de aço A29 e a quantidade de aço A30, a quantidade de aço A31 e a quantidade de aço A32, a quantidade de aço A33 e a quantidade de aço A34, a quantidade de aço A35 e a quantidade de aço A36, e a quantidade de aço A37 e a quantidade de aço A38 são configuradas de modo a ter quase a mesma composição exceto que as composições tal como Ce + La são diferentes.
[00332] Adicionalmente, na Tabela 3, como condição A, uma temperatura de aquecimento foi regulada para 1250°C , uma temperatura na conclusão de laminação de acabamento foi regulada para 845°C, uma taxa de resfriamento após laminação de acabamento foi regulada para 75°C/s, e uma temperatura de enro lamento foi regulada para 450°C. Como condição B, a temperatura de aquecimento foi regulada para 1250°C, a temperatura na conclusã o de laminação de acabamento foi regulada para 860°C, a chapa de aço foi refrigerada a ar em aproximadamente 5°C/s até a temperatura alcan çar 680°C após a laminação final, e foi resfriada depois disso em uma taxa de resfriamento de 30°C/s ou mais, e a temperatura de resfriamento foi regulada para 400°C. Como condição C, a temperatura de aquecimento foi regulada para 1250°C, a temperatura na conclusã o de laminação de acabamento foi regulada para 825°C, a taxa de resfriamento após a laminação final foi regulada para 45°C/s, e a tempe ratura de resfriamento foi regulada para 450°C.
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113/147 [00333] A condição B foi aplicada à quantidade de aço A1 e a quantidade de aço A2.
[00334] A condição B foi aplicada à quantidade de aço A3 e a quantidade de aço A4.
[00335] A condição um foi aplicada à quantidade de aço A5 e a quantidade de aço A6.
[00336] A condição um foi aplicada à quantidade de aço A7 e a quantidade de aço A8.
[00337] A condição um foi aplicada à quantidade de aço A9 e a quantidade de aço A10, [00338] A condição C foi aplicada à quantidade de aço A11 e a quantidade de aço A12.
[00339] A condição B foi aplicada à quantidade de aço A13 e a quantidade de aço A14.
[00340] Com estas aplicações de condições, os efeitos de componentes químicos podem ser comparados sob as mesmas condições de produção.
[00341] As chapas de aço obtidas deste modo foram examinadas em termos de características básicas que incluem resistência (MPa), ductilidade (%), plasticidade de estiramento de flange (λ%), e raio limite de dobra (mm) para capacidade de dobramento.
[00342] Para obter estados de existência de inclusões alongadas nas chapas de aço, foi feito exame na densidade numérica por área de inclusões que têm um tamanho de 2 pm ou menos, na relação de quantidade de inclusões que tem uma relação de alongados de 3 ou menos, na densidade numérica por volume, e no diâmetro médio de círculo equivalente (daqui em diante, a média é referenciada como uma média aritmética) através de observação usando um microscópio ótico ou observação usando um SEM concentrando a observação em todas as inclusões que têm um tamanho de aproximadamente 1 pm ou mais.
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114/147 [00343] Adicionalmente, para obter estados de existência de inclusões não alongadas na chapa de aço, foi feito exame na relação de quantidade e na densidade numérica por volume de uma inclusão de composto que tem uma formação que tem duas ou mais fases de inclusão que contêm diferentes componentes e que inclui um primeiro grupo fase de inclusão que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, que contém adicionalmente Ca, e que contém pelo menos um de O e S, e um segundo grupo fase de inclusão que contém adicionalmente pelo menos um elemento de Mn, Si, e Al, e o valor médio de quantidade total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr contido nas inclusões que têm uma relação de alongados de 3 ou menos, concentrando observação em todas as inclusões que têm um tamanho de aproximadamente 1 pm ou mais.
[00344] Deve ser observado que a razão pela qual as inclusões que têm um tamanho de aproximadamente 1 pm ou mais foram visadas na observação é devido à facilidade da observação e também devido às inclusões que têm um tamanho de menos do que aproximadamente 1 pm não têm qualquer efeito na deterioração na plasticidade de estiramento de flange ou capacidade de dobramento.
[00345] A Tabela 4 mostra resultados dos exames para cada combinação entre aço e condição de laminação.
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Tabela 4
Númer o do aço Condiç ão Resis tênci a (MPa ) Alonga mento (%) Relação da quantidade de inclusão de composto de Ce, La, Nd, Pr, Si, Al, Ca, Mn, Ca, O, e S que tem diâmetro de círculo equivalente de 0,5 a 5,0pm (%) Relação da quantidade de inclusão que tem diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e ralação de alongado de 3 ou menos (%) Concentração média de total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr na inclusão que tem diâmetro de círculo equivalente de 0.5 a 5pm (%) Diâmetro médio de grão de cristal na estrutura de metal (pm) Valor de expansão de orifício λ Raio limite de dobra (mm)
Exemplo A1 A1 B 460 41 45 70 35 10 180 0,5
Comp. Ex A1 A2 B 460 41 3 3 0,15 15 70 2
Exemplo A2 A3 B 1205 15 54 75 31 4 84 0,5
Comp. Ex A2 A4 B 1210 14 3 3 0,4 11 28 3,5
Exemplo A3 A5 A 1000 17 66 75 27 8 90 0,5
Comp. Ex A3 A6 A 990 16 24 23 0,4 24 60 3
Exemplo A4 A7 A 1000 17 70 77 29 8 92 0,5
Comp. Ex A4 A8 A 990 16 24 23 0,4 24 60 2,5
Exemplo A5 A9 A 985 18 35 65 47 7 93 0,5
Comp. Ex A5 A10 A 990 17 3 2 0,2 21 62 2,5
115/147
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Exemplo A6 A11 C 800 24 57 73 35 8 146 0,5
Comp. Ex A6 A12 C 795 25 14 2 0,1 16 71 2,5
Exemplo A7 A13 B 450 40 60 74 56 7 192 0,5
Comp. Ex A7 A14 B 450 40 2 2 0,2 17 72 3
Exemplo A8 A15 A 605 26 34 64 15 10 173 0,5
Comp. Ex A8 A16 A 605 26 1 3 0,3 20 67 3
Exemplo A9 A17 B 600 27 38 77 42 2 172 0,5
Comp. Ex A9 A18 B 600 27 4 28 0,2 11 74 3
Exemplo A10 A19 B 1205 15 47 76 68 3 84 0,5
Comp. Ex A10 A20 B 1210 14 12 1 0,4 16 27 3,5
Exemplo A11 A21 A 1010 17 57 73 38 7 88 0,5
Comp. Ex A11 A22 A 1000 16 21 8 0,3 12 31 4
Exemplo A12 A23 B 1000 17 68 76 91 7 95 0,5
Comp. Ex A12 A24 B 998 17 27 22 96 11 64 3
Exemplo A13 A25 A 995 18 55 66 77 2 94 0,5
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Comp. Ex A13 A26 A 1000 17 24 24 97 12 57 2,5
Exemplo A14 A27 C 990 17 68 76 88 4 96 0,5
Comp. Ex A14 A28 C 990 17 4 26 96 15 45 3
Exemplo A15 A29 B 800 25 55 75 54 3 141 0,5
Comp. Ex A15 A30 B 805 24 10 17 0,3 12 92 2,5
Exemplo A16 A31 C 805 24 47 63 91 8 146 0,5
Comp. Ex A16 A32 C 800 25 1 3 0,14 16 56 2,5
Exemplo A17 A33 B 605 27 37 67 67 3 174 0,5
Comp. Ex A17 A34 B 605 27 25 25 97 11 103 2
Exemplo A18 A35 A 605 25 36 66 71 4 155 0,5
Comp. Ex A18 A36 A 605 25 24 23 98 14 87 2
Exemplo A19 A37 C 497 22 45 67 78 7 175 0,5
Comp. Ex A19 A38 C 495 19 21 13 96 17 86 2
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118/147 [00346] A resistência e a ductilidade foram obtidas através de um ensaio de tração com a peça de teste No.5 nos Padrões da Indústria Japonesa (JIS) retirada da chapa de aço em uma direção paralela à direção de laminação. A plasticidade de estiramento de flange foi avaliada de modo que um orifício perfurado que tem um diâmetro de 10 mm e aberto no centro de uma chapa de aço com 150 mm x 150 mm foi prensado e expandido com um perfurador cônico que tem um ângulo de 60°, um diâmetro de orifício D (mm) foi medida no m omento quando uma trinca através da espessura ocorreu, e foi obtido um valor de expansão de orifício λ de λ = (D - 10)/10, avaliando deste modo a plasticidade de estiramento de flange com o valor de expansão de orifício λ. O raio limite de dobra (mm) usado como um índice que indica a capacidade de dobramento foi obtido tomando uma peça teste de dobra, e executando um teste de dobra V usando uma unidade de forma equipada com uma forma e um perfurador. A forma usada tem uma parte rebaixada com uma seção transversal em forma de V e um ângulo de abertura de 60°. O perfurador usado tem uma parte elevada que corresponde à parte rebaixada da forma. Vários perfuradores foram preparados em que os raios de dobra de uma parte de agulha em uma parte de extremidade de topo foram variados em etapas de 0,5 mm, e foram sujeitos a teste de dobras para obter o raio mínimo de curvatura da parte de agulha na parte da extremidade de topo do perfurador em que uma trinca ocorre em uma parte dobrada da peça sujeita a teste. Este raio mínimo de curvatura foi avaliado como o raio limite de dobra.
[00347] Deve ser observado que a peça de teste usada foi uma peça de teste No. 1 especificada no JIS, a qual foi obtida cortando igualmente ambos os lados de uma chapa bruta (chapa laminada a quente) e tinha uma parte paralela de 25 mm, um raio de curvatura R de 100 mm, e uma espessura de 3,0 mm.
[00348] Como para inclusões, o eixo maior e o eixo menor de 50
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119/147 inclusões tendo um diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e selecionados randomicamente foram medidos através de observação de SEM. Adicionalmente, com uma função de análise quantitativa do SEM, foi realizada a análise de composição para as 50 inclusões selecionadas randomicamente que tem o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais. Estes resultados de medição foram usados para obter a relação de quantidade de inclusões que têm uma relação de alongados de 3 ou menos, o diâmetro médio de círculo equivalente das inclusões que tem a relação de alongados de 3 ou menos, a relação de quantidade de inclusões de compostos, e o valor médio do total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr nas inclusões que têm a relação de alongados de 3 ou menos. Adicionalmente, a densidade numérica de inclusões por volume foi calculada para cada formação com avaliação de SEM em superfícies eletrolisadas usando o método rápido.
[00349] Como pode ser claramente entendido a partir da Tabela 3, com os números de aço A1, A3, A5, A7, A9, A11, A13 e outros números de aço ímpares aos quais foi aplicado o método de acordo com a presente invenção, foi possível reduzir a quantidade das inclusões alongadas baseadas em MnS na chapa de aço gerando a inclusão de composto especificada na presente invenção. Em outras palavras, a inclusão esférica fina de compostos que têm o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm existia na chapa de aço, e componentes destas inclusões de compostos foram formados por fases de inclusão que contém duas ou mais fases de inclusão que têm componentes diferentes e selecionadas dentre a fase do primeiro grupo de inclusão de [Ce, La, Nd, Pr]-Ca-[O, S] e a fase do segundo grupo de inclusão de [Ce, La, Nd, Pr]-Ca-[O, S]-[Mn, Si, Al], as quais são especificadas na presente invenção. Adicionalmente, a relação da quantidade das inclusões de composto esférico que têm o diâmetro de
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120/147 círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm relativa à quantidade de todas as inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm foi de 30% ou mais. A relação de quantidade de inclusões alongadas existentes na chapa de aço e que têm o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e o eixo maior / eixo menor de 3 ou menos relativa à quantidade de todas as inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais foi de 50% ou mais. A porcentagem de conteúdo média do total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr nas inclusões ficou no intervalo de 0,5% a 95%. Deve ser observado que, em qualquer estrutura das chapas de aço, o diâmetro médio de cristal de grão ficou dentro do intervalo de 1 pm a 8 pm, e foi quase igual entre a presente invenção e Exemplos Comparativos.
[00350] Como resultado, as chapas de aço dos números de aço A1, A3, A5, A7, A9, A11, A13 e outros números ímpares de aço,os quais são aços de acordo com a presente invenção, exibiram excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento quando comparados com aços comparativos. Por outro lado, como para os aços comparativos (os números de aço A2, A4, A6, A8, A10, A12, A14 e outros números pares de aço), a diâmetro de grão médio de cristal excedeu 10 pm, foram formadas inclusões alongadas que continham pouco Ce, La, Nd, ou Pr e tinham eixo maior / eixo menor de 3 ou mais, em outras palavras, inclusões alongadas baseadas em MnS, e inclusões distribuídas em um estado diferente daquele especificado na presente invenção. Como resultado, as inclusões baseadas em MnS alongados durante trabalho da chapas de aço serviram como o ponto de início da ocorrência de trinca, as quais levaram a uma deterioração na plasticidade de estiramento de flange e na capacidade de dobramento.
[00351] A Tabela 5 e Tabela 6 mostram resultados de comparação
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121/147 da composição de inclusão e a relação de expansão de orifício entre o Exemplo A20 de acordo com a presente invenção e Exemplo Comparativo A20, em que a ordem de adição de Ca e pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr é mudada entre o Exemplo A20 e o Exemplo Comparativo A20, no Exemplo A20 de acordo com a presente invenção, Ca foi adicionado após a adição de Ce dentre Ce, La, Nd, e Pr. no Exemplo Comparativo A20, Ce foi adicionado após a adição de Ca, e neste caso, as inclusões tinham uma formação em que o MnS e óxido ou oxissulfureto formado por Ce foram precipitados no CaS. De forma diferente as inclusões de acordo com a presente invenção que contém duas ou mais fases de inclusão que têm diferentes componentes, neste caso, as inclusões tinham uma composição em que a relação de alongamento das inclusões foi alta e a relação de expansão de orifício reduzida quando comparada com o Exemplo de acordo com a presente invenção.
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Tabela 5 (massa%)
Número do aço C Si Mn P S N T.O Al solúvel em aço Ca Ce 100xCe / Al solúvel em aço Ce / S
Exemplo A20 A39 0,03 0,39 0,8 0.020 0,0025 0,0025 0,002 0,024 0,001 0.0040 16,7 1,6
Comp. Ex A20 A40 0,05 0,4 0,6 0.020 0,0025 0,0024 0,002 0,025 0,001 0.0040 16.0 1,6
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Tabela 6
Número do aço Condiçã o Resistência (MPa) Alongamento (%) Relação da quantidade de inclusão de composto de Ce, La, Nd, Pr, Si, Al, Ca, Mn, Ca, O, e S que tem diâmetro de círculo equivalente de 0,5 a 5,0pm (%) Relação da quantidade de inclusão que tem diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e ralação de alongado de 3 ou menos (%) Concentração média de total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr na inclusão que tem diâmetro de círculo equivalente de 0.5 a 5pm (%) Diâmetro médio de grão de cristal na estrutura de metal (pm) Valor de expansão de orifício λ Raio limite de dobra (mm)
Exemplo A20 39A B 451 35 68 95 88 7 170 0,5
Comp. Ex A20 40A B 450 35 23 76 86 8 140 2
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124/147 [00352] A Tabela 7 e Tabela 8 mostram resultados da composição de inclusões e da relação de expansão de orifício de Exemplo Comparativo A21 que não têm Ca adicionado após a adição de dois elementos de Ce e La em comparação com o Exemplo A21 de acordo com a presente invenção (Ca é adicionado após a adição de dois elementos de Ce e La). No caso onde Ca não é adicionado após a adição de dois elementos de Ce e La, um bocal de imersão em um equipamento de fundição contínua entupiu durante a fundição, nem todo o aço fundido na colher de fundição não foi capaz de ser completamente fundido, e a fundição não pode ser realizada com a última colher de fundição, provocando problemas de produção. Embora produtos possam ser obtidos aplicando processos após laminação a quente para placas sendo processadas, mas não completadas, as inclusões nos produtos tinham MnS precipitado em óxido ou oxissulfuretos formados por dois elementos de Ce e La, e diferente das inclusões de acordo com a presente invenção que contém dois ou mais fases de inclusão que têm diferentes componentes, as inclusões nos produtos descritos acima tinham uma composição em que a relação de alongamento das inclusões foi alta e a relação de expansão de orifício reduzida quando comparadas com o Exemplo A21 de acordo com a presente invenção.
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Tabela 7 (massa%)
Número do aço C Si Mn P S N T.O Al solúvel em ácido Ca Cu Ni Ce La 100x (Ce+La+Nd +Pr) / Al solúvel em ácido (Ce+La+N d+Pr/S)
Exemplo A21 A41 0.10 1.0 1.1 0.015 0.0050 0.0020 0.0040 0.05 0.0025 0.0020 0.0010 0.0050 0.0040 0.18 1,8
Comp. Ex A21 A42 0.11 0.9 0.2 0.015 0.0050 0.0020 0.0043 0.05 - 0.0020 0.0010 0.0050 0.0040 0.18 1,6
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Tabela
Número do aço Condiçã o Resistênci a (MPa) Alongament o (%) Relação da quantidade de inclusão de composto de Ce, La, Nd, Pr, Si, Al, Ca, Mn, Ca, O, e S que tem diâmetro de círculo equivalente de 0,5 a 5,0pm (%) Relação da quantidade de inclusão que tem diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e ralação de alongado de 3 ou menos (%) Concentração média de total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr na inclusão que tem diâmetro de círculo equivalente de 0.5 a 5pm (%) Diâmetro médio de grão de cristal na estrutura de metal (pm) Valor de expansão de orifício λ Raio limite de dobra (mm)
Exempl o A21 A41 B 460 41 51 93 52 10 180 0,5
Comp. Ex A21 A42 B 460 40 2 7 0.4 16 80 5
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Exemplo 2 [00353] A seguir, serão descritos exemplos de acordo com a presente invenção juntamente com Exemplos Comparativos.
[00354] Aços fundidos que têm componentes químicos mostrados na Tabela 9 e Tabela 10 foram produzidos através de um conversor e processos de RH. Neste momento, no caso onde os aços fundidos não foram sujeitos a um processo de dessulfuração no refinamento secundário, S foi regulado no intervalo de 0,003 % de massa a 0,011 % de massa. No caso onde os aços fundidos foram sujeitos ao processo de dessulfuração, S foi regulado de modo a satisfazer S < 20ppm.
[00355] Si foi adicionado para ajustar componentes como mostrado na Tabela 9 e Tabela 10, Após aproximadamente 3 minutos a 5 minutos decorridos da adição de Si, Al foi adicionado para realizar desoxidação de Al, e então, o tempo de elevação no intervalo de aproximadamente 3 minutos a 6 minutos foi regulado de modo a permitir que o ALO3 suba para a superfície e seja separado. Em seguida, foi adicionado Ti.
[00356] Depois disso, dependendo das cargas de experimentos, pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr foi adicionado para ajustar componentes de modo a satisfazer 70 > 100 x (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido > 2, e (Ce + La + Nd + Pr) / S ficando no intervalo de 0,2 a 10 com base em massa.
[00357] Dependendo das cargas de experimentos em que os elementos seletivos foram adicionados, os elementos seletivos foram adicionados antes da adição de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, foi realizada agitação suficiente, e o pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr foi adicionado. Dependendo da aplicação, o pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr pode ser adicionado após os componentes do elemento seletivo terem sido ajustados.
[00358] Em seguida, foi realizada agitação suficiente, e Ca foi adicionado. O aço fundido obtido deste modo foi sujeito à fundição
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128/147 contínua para produzir um lingote. Para a fundição contínua, foi usado um equipamento normal de fundição contínua de placa com uma espessura de aproximadamente 250 mm. O lingote sujeito à fundição contínua foi aquecido para temperaturas no intervalo acima de 1200°C a 1250°C sob condições de laminação a quente mostra das na Tabela 11. Então, o lingote foi sujeito à laminação bruta, e então à laminação de acabamento. Temperaturas no momento da conclusão da laminação final foram reguladas para serem não menores do que o ponto Ar3 + 30°C e não maiores do que o ponto Ar3 + 200°C. Nest e relatório, o ponto Ar3 foi calculado usando uma expressão normal obtida a partir de cada um dos componentes.
[00359] A taxa de resfriamento média para a chapa de aço após a laminação final foi regulada no intervalo de 10°C/s a 100°C/sec. Adicionalmente, dependendo das cargas de experimentos, no caso onde a temperatura de resfriamento foi regulada para temperaturas no intervalo de 450°C a 650°C, a chapa de aço foi refr igerada a ar em aproximadamente 5°C/s até a temperatura alcançar 68 0°C após a laminação final, e foi resfriada depois disso em uma taxa de resfriamento de 30°C/s ou mais.
[00360] Com o resfriamento descrito acima, foi possível obter uma chapa de aço que tem uma ou mais estruturas de ferrita poligonal, ferrita bainítica, e uma fase bainita.
[00361] Dependendo das cargas de experimentos, o enrolamento foi realizado a 400°C ou menos, e foi possível obter um a chapa de aço DP que tem uma estrutura composta de uma fase de ferrita poligonal e uma fase de martensita.
[00362] A chapa de aço laminada a frio de alta resistência foi obtida, sujeitando a chapa de aço a processos tais como laminação a quente, enrolamento, decapagem, e encruamento para laminar a frio a chapa de aço laminada a quente, e aplicar recozimento contínuo para formar
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129/147 uma chapa de aço laminada a frio. Adicionalmente, para obter uma chapa de aço para eletrogalvanização, a chapa de aço para eletrogalvanização foi formado em uma linha de galvanização ou linha de zincagem por imersão a quente .
[00363] Placas que têm os componentes químicos mostrados na Tabela 9 e Tabela 10 foram sujeitas à laminação a quente sob as condições mostradas na Tabela 11 para formar uma chapa laminada a quente que tem uma espessura de 3.2 mm.
Tabela 9 (massa%)
Número do aço C Si Mn P S T. O N Al solúvel em ácido Ti solúvel em ácido
Exemplo B1 B1 0,06 0,7 1,38 0,01 0,0040 0,0020 0,0020 0,028 0,026
Comp. Ex B1 B2 0,06 0,7 1,38 0,01 0,0040 0,0020 0,0021 0,028 0,026
Exemplo B2 B3 0,06 0,7 1,38 0,010 0,0005 0,0015 0,0020 0,028 0,025
Comp. Ex B2 B4 0,06 0,7 1,38 0,010 0,0005 0,0015 0,0021 0,028 0,025
Exemplo B3 B5 0,06 0,7 1,38 0,010 0,0001 0,0015 0,0020 0,028 0,025
Comp. Ex B3 B6 0,06 0,7 1,38 0,010 0,0001 0,0015 0,0021 0,028 0,025
Exemplo B4 B7 0,04 0,03 1,35 0,015 0,0025 0,0010 0,0024 0,300 0,056
Comp. Ex B4 B8 0,04 0,03 1,35 0,015 0,0025 0,0010 0,0024 0,300 0,056
Exemplo B5 B9 0,06 0,2 1,5 0,015 0,0100 0,0025 0,0022 0,033 0,020
Comp. Ex B5 B10 0,06 0,2 1,5 0,015 0,0100 0,0025 0,0023 0,032 0,020
Exemplo B6 B11 0,06 0,68 1,38 0,010 0,0040 0,0025 0,0020 0,014 0,026
Comp. Ex B6 B12 0,06 0,69 1,38 0,010 0,0040 0,0025 0,0021 0,014 0,026
Exemplo B7 B13 0,04 0,95 1,3 0,010 0,0020 0,0015 0,0020 0,028 0,13
Comp. Ex B7 B14 0,04 0,95 1,3 0,010 0,0020 0,0015 0,0020 0,028 0,13
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Tabela 9 (massa%)
Número do aço C Si Mn P S T. O N Al solúvel em ácido Ti solúvel em ácido
Exemplo B8 B15 0,06 0,68 1,38 0,010 0,0010 0,0050 0,0020 0,020 0,025
Comp. Ex B8 B16 0,06 0,69 1,38 0,010 0,0010 0,0050 0,0021 0,013 0,025
Exemplo B9 B17 0,06 0,20 1,50 0,015 0,0100 0,0020 0,0022 0,033 0,020
Comp. Ex B9 B18 0,06 0,20 1,50 0,015 0,0150 0,0020 0,0023 0,032 0,020
Exemplo B10 B19 0,06 0,15 1,95 0,015 0,0020 0,0015 0,0020 0,011 0,080
Comp. Ex B10 B20 0,06 0,15 1,95 0,015 0,0020 0,0015 0,0020 0,011 0,080
Exemplo B11 B21 0,1 0,25 2,00 0,010 0,0030 0,0035 0,0020 0,030 0,020
Comp. Ex B11 B22 0,1 0,25 2,00 0,010 0,0030 0,0035 0,0021 0,030 0,020
Exemplo B12 B23 0,1 0,6 2,2 0,010 0,0030 0,0030 0,0035 0,025 0,020
Comp. Ex B12 B24 0,1 0,6 2,2 0,010 0,0030 0,0030 0,0035 0,025 0,020
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Tabela 10 (massa%)
Núme ro do aço Cr Nb V Cu Ni Mo Zr B Ca Ce La Nd Pr 100x (Ce+La+ Nd+Pr)/A l solúvel em ácido (Ce+La+N d+Pr)/ S
Exemplo B1 B1 0,0022 0,0020 0,0010 0,0005 0,0005 14,3 1
Comp. Ex B1 B2 0,0022 0,0007 2,5 0.18
Exemplo B2 B3 0,0010 0,0025 0,0010 12,5 7
Comp. Ex B2 B4 0,0010 0,0040 0,0020 21,4 12.0
Exemplo B3 B5 0,0008 0,0007 0,0003 3,6 10.0
Comp. Ex B3 B6 0,0055 0,0007 0,0003 3,6 10.0
Exemplo B4 B7 0,008 0,0010 0,0020 0,0010 1.0 1.2
Comp. Ex B4 B8 0,008 0,0010 0,0005 0,17 0.20
Exemplo B5 B9 0,0015 0,0022 0,0010 0,0005 0,0005 12,7 0.42
Comp. Ex B5 B10 0,0003 0,0022 0,0010 0,0005 0,0005 13,1 0,42
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Tabela 10 (massa%)
Núme ro do aço Cr Nb V Cu Ni Mo Zr B Ca Ce La Nd Pr 100x (Ce+La+ Nd+Pr)/A l solúvel em ácido (Ce+La+N d+Pr)/ S
Exemplo B6 B11 0,02 0,09 0,1 0,05 0,0015 0,0060 0,0035 67,9 2.38
Comp. Ex B6 B12 0,02 0,09 0,1 0,05 0,0015 0,0060 0,0035 0,0005 0,0005 75.0 2.63
Exemplo B7 B13 0,04 0,0020 0,0022 0,0010 0,0005 0,0005 15.0 2,1
Comp. Ex B7 B14 0,04 0,0004 0,0022 0,0010 0,0005 0,0005 15.0 2,1
Exemplo B8 B15 0,03 0,0020 0,0060 0,0035 0,0003 0,0002 50.0 10.0
Comp. Ex B8 B16 0,03 0,0020 0,0060 0,0035 0,0003 0,0002 76.9 10.0
Exemplo B9 B17 0,2 0,1 0,0010 0,0025 7.6 0.3
Comp. Ex B9 B18 0,2 0,1 0,0010 0,0025 7.8 0.17
Exemplo B10 B19 0,040 0,0020 0,0020 0,0010 27.3 1.5
Comp. Ex B10 B20 0,040 0,0020 0,0060 0,0035 86.4 4.8
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Tabela 10 (massa%)
Núme ro do aço Cr Nb V Cu Ni Mo Zr B Ca Ce La Nd Pr 100x (Ce+La+ Nd+Pr)/A l solúvel em ácido (Ce+La+N d+Pr)/ S
Exemplo B11 B21 0,03 0,030 0,020 1,5 1 0,15 0,005 0,002 0,0015 0,0050 16.7 1.7
Comp. Ex B11 B22 0,03 0,030 0,020 1,5 1 0,15 0,005 0,002 0,0015 0,0005 1.7 0.17
Exemplo B12 B23 1 0,04 0,8 0,07 0,005 0,0020 0,0015 0,0008 0,0004 0,0003 12.0 1.0
Comp. Ex B12 B24 1 0,04 0,8 0,07 0,005 0,0002 0,0015 0,0008 0,0004 0,0003 12.0 1.0
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134/147 [00364] Na Tabela 9 e Tabela 10, os números de aço B1, B3, B5, B7, B9, B11, B13, B15, B17, B19, B21, e B23 são configurados de modo a ter composições que fiquem dentro do intervalo da chapa de aço de alta resistência de acordo com a presente invenção, enquanto que os números de aço B2, B4, B6, B8, B10, B12, B14, B16, B18, B20, B22, e B24 são configurados como placas que têm, com base em massa, a relação de (Ce + La + Nd + Pr) / Al solúvel em ácido, a relação de (Ce + La + Nd + Pr) / S, e as concentrações de S, T.O, Ca, e Ce + La + Nd + Pr ajustadas de modo a ficar fora do intervalo da chapa de aço de alta resistência de acordo com a presente invenção.
[00365] Deve ser observado que, para propósitos de comparação, na Tabela 9, o aço de número B1 e o aço de número B2, o aço de número B3 e o aço de número B4, o aço de número B5 e o aço de número B6, o aço de número B7 e o aço de número B8, o aço de número B9 e o aço de número B10, o aço de número B11 e o aço de número B12, o aço de número B13 e o aço de número B14, o aço de número B15 e o aço de número B16, o aço de número B17 e o aço de número B18, o aço de número B19 e o aço de número B20, o aço de número B21 e o aço de número B22, e o aço de número B23 e o aço de número B24 são configurados de modo a ter quase as mesmas composições exceto que as composições tais como Ce + La são diferentes.
[00366] Adicionalmente, na Tabela 10, como condição D, uma temperatura de aquecimento foi regulada para 1250°C, uma temperatura na conclusão de laminação de acabamento foi regulada para 845°C, uma taxa de resfriamento após a laminaç ão de acabamento foi regulada para 75°C/s, e uma temperatura de enro lamento foi regulada para 450°C. Como condição E, a temperatura de aquecimento foi regulada para 1250°C, a temperatura na conclusã o de laminação de acabamento foi regulada para 860°C, a chapa de aço foi refrigerada a ar em aproximadamente 5°C/s até a temperatura alcan çar 680°C após
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135/147 a laminação final, e foi resfriada depois disso em uma taxa de resfriamento de 30°C/s ou mais, e a temperatura de resfriamento foi regulada para 400°C. Como condição F, a temperatura de aquecimento foi regulada para 1250°C, a temperatura na conclusão de laminação de acabamento foi regulada para 825°C, a taxa de resfriamento após a laminação final foi regulada para 45°C/s, e a tempe ratura de resfriamento foi regulada para 450°C.
[00367] A condição D foi aplicada ao aço de número B1 e ao aço de número B2.
[00368] A condição E foi aplicada ao aço de número B3 e ao aço de número B4, [00369] A condição E foi aplicada ao aço de número B5 e ao aço de número B6.
[00370] A condição F foi aplicada ao aço de número B7 para ao aço de número B10, [00371] A condição D foi aplicada ao aço de número B11 para ao aço de número B14.
[00372] A condição E foi aplicada ao aço de número B15 e ao aço de número B16.
[00373] A condição F foi aplicada ao aço de número B17 e ao aço de número B18.
[00374] A condição D foi aplicada ao aço de número B19 e ao aço de número B20, [00375] A condição E foi aplicada ao aço de número B21 e ao aço de número B22.
[00376] A condição F foi aplicada ao aço de número B23 e ao aço de número B24.
[00377] Com estas aplicações de condições, os efeitos de componentes químicos podem ser comparados sob as mesmas condições de produção.
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Tabela 11
Condição Temperatura de aquecimento (°C) Temperatura na conclusão da laminação de acabamento (°C) Taxa de resfriamento após a laminação de acabamento (°C/s) Temperatura de enrolamento (°C)
D 1250 845 75 450
E 1250 860 30 400
F 1250 825 45 450
[00378] As chapas de aço obtidas deste modo foram examinadas em termos de características básicas que incluem resistência (MPa), ductilidade (%), plasticidade de estiramento de flange (λ%), e raio limite de dobra (mm) para capacidade de dobramento.
[00379] Para obter estados de existência de inclusões alongadas nas chapas de aço, foi feito exame na densidade numérica por área de inclusões, e a relação de quantidade de, as composições de, e o diâmetro de círculo equivalente de inclusões que têm uma relação de alongados de 3 ou menos, através de observação usando um microscópio ótico ou observação usando um SEM, concentrando observação em todas as inclusões que têm um tamanho de aproximadamente 0,5 pm ou mais.
[00380] Adicionalmente, para obter estados de existência de inclusões não alongadas na chapa de aço, foi feito exame na relação de quantidade de inclusões de composto esférico que contém diferentes fases de inclusão que incluem uma primeira fase de inclusão que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, que contém adicionalmente Ca, e pelo menos um elemento de O e S, e uma segunda fase de inclusão que contém adicionalmente pelo menos um elemento de Mn, Si, Ti, e Al, a relação de quantidade de inclusões que
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137/147 têm a relação de alongados de 3 ou menos, e a composição de Ce, La, Nd, e Pr, concentrando observação em todas as inclusões que têm um tamanho de aproximadamente 0,5 pm ou mais. Deve ser observado que a razão para que as inclusões que têm um tamanho de aproximadamente 0,5 pm ou mais foram alvo da observação é devido à facilidade da observação e também devido às inclusões que têm um tamanho menor do que aproximadamente 0,5 pm não têm qualquer efeito na deterioração na plasticidade de estiramento de flange ou capacidade de dobramento.
[00381] A Tabela 12 mostra resultados dos exames para cada combinação entre aço e condição de laminação.
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Tabela
Número do aço Condiçã o Resis tência (MPa ) Alonga mento (%) Relação da quantidade de inclusão de composto de Ce, La, Nd, Pr, Si, Al, Ca, Mn, Ca, O, e S que Densidade numérica de oxissulfureto composto que tem acima de 5 pm e que tem forma esférica ou agrupamento (peças/mm2) Relação quantidade inclusão tem diâm de cír equivalente 1 pm ou ma ralação alongado d ou menos ( da de que etro culo de is e de e 3 %) Concentr o média total de menos elemento Ce, La, N Pr na incl que diâmetro círculo equivalen de 0.5 a (%) açã de pelo um de d, e são tem de te 5pm Diâmetr o médio de grão de cristal na estrutur a de metal (pm) Valor de expansã o de orifício λ Raio limite de dobra (mm)
tem de equ 0,5 (%) diâmetro círculo ivalente de a 5,0pm
Exemplo B1 B1 D 605 25 53 6 70 31 10 132 0,5
Comp. Ex B1 B2 D 605 25 6 23 3 0,15 10 37 2
Exemplo B2 B3 E 605 27 64 5 75 48 4 169 0,5
Comp. Ex B2 B4 E 605 27 21 10 3 97 4 33 3,5
Exemplo B3 B5 E 605 27 78 4 77 49 4 171 0,5
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Comp. Ex B3 B6 E 605 27 21 10 3 0,4 4 33 3,5
Exemplo B4 B7 F 605 24 62 6 74 51 5 178 0,5
Comp. Ex B4 B8 F 605 24 10 18 2 0,4 5 41 2,5
Exemplo B5 B9 F 497 22 51 7 65 13 7 180 0,5
Comp. Ex B5 B10 F 495 19 3 25 2 0,2 7 75 2,5
Exemplo B6 B11 D 605 25 61 4 73 35 8 137 0,5
Comp. Ex B6 B12 D 605 25 14 17 2 97 8 35 2,5
Exemplo B7 B13 D 800 22 54 5 68 45 7 187 0,5
Comp. Ex B7 B14 D 800 21 8 20 3 0,1 7 31 3
Exemplo B8 B15 E 605 27 51 6 64 48 10 175 0,5
Comp. Ex B8 B16 E 605 27 14 15 3 98 10 31 3
Exemplo B17 F 497 22 97 7 77 14 2 187 0,5
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B9
Comp. Ex B9 B18 F 495 19 4 24 4 0,2 2 74 3
Exemplo B10 B19 D 810 21 58 5 69 47 7 160 0,5
Comp. Ex B10 B20 D 810 20 7 18 3 97 7 32 3
Exemplo B11 B21 E 1005 17 61 7 73 38 7 95 0,5
Comp. Ex B11 B22 E 995 16 3 11 1 0,3 7 31 4
Exemplo B12 B23 F 1005 18 84 6 77 46 7 92 0,5
Comp. Ex B12 B24 F 1005 17 13 13 3 0,4 7 36 4
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141/147 [00382] A resistência e a ductilidade foram obtidas através de um ensaio de tração com a peça de teste No.5 dos Padrões da Indústria Japonesa (JIS) tomada da chapa de aço em uma direção paralela à direção de laminação. A plasticidade de estiramento de flange foi avaliada de modo que um orifício perfurado que tem um diâmetro de 10 mm e aberto no centro de uma chapa de aço com 150 mm X 150 mm foi prensado e expandido com um perfurador cônico que tem um ângulo de 60°, um diâmetro de orifício D (mm) foi medido n o momento quando um trinca através da espessura ocorreu, e um valor de expansão de orifício λ foi obtida a partir de λ = (D - 10)/10, avaliando deste modo a plasticidade de estiramento de flange com o valor de expansão de orifício λ. O raio limite de dobra (mm) usado como um índice que indica a capacidade de dobramento foi obtido tomando uma peça de teste de dobra, e executando um teste de dobra V usando uma unidade de forma equipada com uma forma e um perfurador. A forma usada tem uma parte rebaixada com uma forma de V na seção transversal e um ângulo de abertura de 60°. O perfurador usado tem uma parte elevada que corresponde à parte rebaixada da forma. Foram preparados vários perfuradores em que os raios de dobra de uma parte de agulha em uma parte de extremidade de topo foram variados em degraus de 0,5 mm, e foram sujeitos a testes de dobra para obter o raio mínimo de curvatura da parte de agulha na parte da extremidade de topo do perfurador em que uma trinca ocorre em uma parte dobrada da peça sujeita ao teste. Este raio mínimo de curvatura foi avaliado como o raio limite de dobra.
[00383] Deve ser observado que a peça de teste usada foi uma peça de teste No. 1 especificada no JIS, a qual foi obtida cortando igualmente ambos os lados de um chapa bruta (chapa laminada a quente) e tinha um parte paralela de 25 mm, um raio de curvatura R de 100 mm, e uma espessura de 3,0 mm.
[00384] Como para as inclusões, o eixo maior e o eixo menor de 50
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142/147 inclusões selecionadas randomicamente que tinham um diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais foram medidas através de observação de SEM. Adicionalmente, com uma função de análise quantitativa do SEM, foi realizada análise de composição para as 50 inclusões selecionadas randomicamente que tinham o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais. Com base nos resultados de medição, foram obtidos a relação de quantidade de inclusões que têm uma relação de alongados de 3 ou menos, a análise de composição de Ce, La, Nd, e Pr, e o valor médio do total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr nas inclusões.
[00385] Embora não mostrado na Tabela 12, com os números de aço B1, B3, B5, B7, B9, B11, B13, B15, B17, B19, B21, e B23 aos quais foi aplicado o método de acordo com a presente invenção, foi possível gerar as inclusões de compostos que contêm diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn,Si,Ti,Al]-[REM]-[Ca]-[O,S], de modo que foi possível reduzir a inclusão baseada em MnS alongado na chapa de aço.
[00386] Mais especificamente, embora não mostrado na Tabela 12, as inclusões que têm o diâmetro de círculo equivalente de 2 pm ou menos existiam na chapa de aço; a relação da quantidade das inclusões de composto esférico formadas por fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão de [REM]-[Ca]-[O,S] e a segunda fase de inclusão de [Mn, Si, Ti, Al]-[REM]-[Ca]-[O,S], em que os componentes destas fases de inclusão são diferentes um do outro, foi de 50% ou mais como pode ser claramente entendido da Tabela 12; as inclusões de composto esférico tinham o tamanho no intervalo de 0,5 pm a 5 pm; e a porcentagem de conteúdo média do total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr nas inclusões existentes na chapa de aço e que têm relação de alongados de 3 ou menos ficou no intervalo de 0,5% a 95%. A relação da quantidade das inclusões alongadas que têm o diâmetro
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143/147 de círculo equivalente de 1 pm ou mais e a relação de alongados de 3 ou menos foi de 50% ou mais. Deve ser observado que, em quaisquer estruturas das chapas de aço, o diâmetro médio de grão de cristal ficou dentro do intervalo de 2 pm a 10 pm, e foi de 10 pm ou menos na presente invenção.
[00387] Como resultado, as chapas de aço de números B1, B3, B5, B7, B9, B11, B13, B15, B17, B19, B21, e B23 exibiram excelente plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento quando comparadas com aços comparativos.
[00388] Por outro lado, como para os aços comparativos (B2, B4, B6, B8, B10, B12, B14, B16, B18, B20, B22, e B24), embora o diâmetro médio de grãos cristal de todos os aços comparativos tenha sido de 10 pm ou menos, a relação da quantidade das inclusões de composto esférico pequeno que têm o tamanho no intervalo de 0,5 pm a 5 pm e que contém diferentes fases de inclusão que incluem a primeira fase de inclusão e a segunda fase de inclusão foi aparentemente baixa, e o estado de distribuição das inclusões de compostos foi diferente daquela especificada na presente invenção. Portanto, as inclusões baseadas em MnS alongados durante processos aplicados à chapa de aço serviram como o ponto de início da ocorrência de trinca, deteriorando a plasticidade de estiramento de flange e a capacidade de dobramento.
[00389] A Tabela 13 e Tabela 14 mostram um exemplo de comparação entre um caso da presente invenção onde Ca é adicionado após a adição de La (ver o aço de número B25 de acordo com a presente invenção) e um caso onde La é adicionado após a adição de Ca (ver o aço de número B26 do Exemplo Comparativo). No caso onde Ca foi adicionado após a adição de La, a relação da quantidade das inclusões esféricas que têm o tamanho de 5 pm ou menos aumentou, a densidade de inclusões que têm o tamanho acima de 5 pm diminuiu, e a expansibilidade de orifício melhorou.
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Tabela 13 (massa%)
Número do aço C Si Mn P S N T.O Al solúvel em ácido Ti solúvel em ácido Ca La 100 x La/ Al solúvel em ácido La / S
Exemplo B13 B25 0,06 0,20 1,5 0,015 0,0100 0,0020 0,002 0,033 0,02 0,001 0,0040 12,1 0,4
Comp. Ex B13 B26 0,06 0,20 1,5 0,015 0,0100 0,0020 0,002 0,033 0,02 0,001 0,0040 12,1 0,4
Tabela
Número do aço Condição Resistência (MPa) Alonga mento (%) Relação da quantidade de inclusão de composto de Ce, La, Nd, Pr, Si, Al, Ca, Mn, Ca, O, e S que tem diâmetro de círculo equivalente de 0,5 a 5,0pm (%) Densidade numérica de oxissulfureto composto que tem acima de 5 pm e que tem forma esférica ou agrupamento (peças/mm2) Relação da quantidade de inclusão que tem diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e ralação de alongado de 3 ou menos (%) Concentração média de total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr na inclusão que tem diâmetro de círculo equivalente de 0.5 a 5pm (%) Diâmetro médio de grão de cristal na estrutura de metal (pm) Valor de expansão de orifício λ Raio limite de dobra (mm)
Exemplo B13 B25 F 497 22 82 6 75 24 7 139 0,2
Comp. Ex B13 B26 F 497 22 48 15 48 0,3 7 75 2
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145/147 [00390] A Tabela 15 e Tabela 16 mostram exemplos de um caso da presente invenção onde Ca foi adicionado após a adição de Ce (ver o aço de número B27) e um caso onde Ca não foi adicionado (o aço de número B28 do Exemplo Comparativo). No caso onde Ca foi adicionado após a adição de Ce, é confirmado que a relação de quantidade de inclusões esféricas que têm o tamanho de 5 pm ou menos aumentou, e a expansibilidade de orifício melhorou.
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Tabela (massa%)
Número do aço C Si Mn P S N T.O Al solúvel em ácido Ti solúvel em ácido Ca Ce 100 x Ce /Al solúvel em ácido Ce / S
Exemplo B14 B27 0,06 0,68 1,38 0,010 0,0040 0,0020 0,0023 0,028 0,026 0,0019 0,0028 10,0 0,7
Comp. Ex B14 B28 0,06 0,68 1,38 0,010 0,0040 0,0020 0,0023 0,028 0,026 - 0,0028 10,0 0,7
Tabela
Número do aço Condição Resistência (MPa) Alongame nto (%) Relação da quantidade de inclusão de composto de Ce, La, Nd, Pr, Si, Al, Ca, Mn, Ca, O, e S que tem diâmetro de círculo equivalente de 0,5 a 5,0pm (%) Densidade numérica de oxissulfureto composto que tem acima de 5 pm e que tem forma esférica ou agrupamento (peças/mm2) Relação da quantidade de inclusão que tem diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais e ralação de alongado de 3 ou menos (%) Concentração média de total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr na inclusão que tem diâmetro de círculo equivalente de 0.5 a 5pm (%) Diâmetro médio de grão de cristal na estrutura de metal (pm) Valor de expansão de orifício λ Raio limite de dobra (mm)
Exemplo B14 B27 D 605 25 77 6 97 35 4 120 0,1
Comp. Ex B14 B28 D 605 25 47 28 47 31 4 92 1,5
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147/147 [00391] Deve ser observado que, no caso do aço de número B28 na Tabela 15 e Tabela 16, o bocal de imersão entupiu mo meio do processo de fundição contínua, nem todo o aço fundido na colher de fundição foi capaz de ser fundido completamente, e a fundição não pode ser realizada com a última colher de fundição, provocando os problemas de produção. Adicionalmente, os processos da laminação a quente ou posteriores foram aplicados às placas sendo processadas mas não completadas, de modo que puderam ser obtidos produtos.
APLICABILIDADE INDUSTRIAL [00392] De acordo com a presente invenção, é possível obter uma chapa de aço de alta resistência exibindo plasticidade de estiramento de flange e capacidade de dobramento melhoradas e excelentes, e um método para a produção de aço fundido para a chapa de aço de alta resistência.

Claims (8)

1. Chapa de aço de alta resistência, caracterizada pelo fato que consiste em:
C: 0,03 a 0,25 % de massa,
Si: 0,1 a 2,0 % de massa,
Mn: 0,5 a 3,0 % de massa,
P: não superior a 0,05 % de massa,
T.O: não superior a 0,0050 % de massa,
S: 0,0001 a 0,01 % de massa,
N: 0,0005 a 0,01 % de massa,
Al solúvel em ácido: superior a 0,01 % de massa,
Ca: 0,0005 a 0,0050 % de massa, e um total de pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr:
0,001 a 0,01 % de massa, e opcionalmente um ou mais selecionados do grupo consistindo em:
Ti solúvel em ácido: 0,008 a 0,20 % de massa,
Nb: 0,01 a 0,10 % de massa,
V: 0,01 a 0,10 % de massa,
Cu: 0,1 a 2 % de massa,
Ni: 0,05 a 1 % de massa,
Cr: 0,01 a 1 % de massa,
Mo: 0,01 a 0,4 % de massa,
B: 0,0003 a 0,005 % de massa,
Zr: 0,001 a 0,01 % de massa, com um saldo que inclui ferro e impurezas inevitáveis, sendo que:
a chapa de aço contém um componente químico em uma base em massa que satisfaz
0,7 < 100 x ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [Al solúvel em ácido]
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2/5 < 70, e
0,2 < ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [S] < 10, onde [Ce] é uma quantidade de Ce contida, [La] é uma quantidade de La contida, [Nd] é uma quantidade de Nd contida, [Pr] é uma quantidade de Pr contida, [Al solúvel em ácido] é uma quantidade de Al solúvel em ácido contida, e [S] é uma quantidade de S contida;
a chapa de aço apresenta uma inclusão de composto que inclui uma primeira fase de inclusão que contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, que contém Ca, e que contém pelo menos um elemento de O e S, e uma segunda fase de inclusão que apresenta um componente diferente daquele da primeira fase de inclusão e que contém pelo menos um elemento de Mn, Si, e Al; e uma relação da quantidade da inclusão do composto apresentando um eixo maior/eixo menor de 3 ou menos relativa à quantidade de todas as inclusões que apresentam o diâmetro de círculo equivalente no intervalo de 0,5 pm a 5 pm é de 50% ou mais.
2. Chapa de aço de alta resistência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que a relação de quantidade de inclusões de composto apresentando um eixo maior/eixo menor de 3 ou menos relativa à quantidade de todas as inclusões que tem o diâmetro de círculo equivalente de 1 pm ou mais é de 50% ou mais.
3. Chapa de aço de alta resistência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que a inclusão esférica contém pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr, um total do qual fica em um intervalo de 0,5 % de massa a 95 % de massa em uma composição média.
4. Chapa de aço de alta resistência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato que um diâmetro médio de grão de um cristal em uma estrutura
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3/5 da chapa de aço é de 10 pm ou menos.
5. Método para produzir aço fundido para a chapa de aço de alta resistência, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, sendo que o método apresenta um processo de refinamento para produzir um aço, caracterizado pelo fato de que o processo de refinamento inclui:
um primeiro processo de obtenção de um primeiro aço fundido que inclui aplicar processamento de modo a obter P não superior a 0,05 % de massa e S não inferior a 0,0001 % de massa, e realizar adição ou ajuste de modo que C seja não inferior a 0,03 % de massa e não superior a 0,25 % de massa, Si seja não inferior a 0,1 % de massa e não superior a 2,0 % de massa, Mn seja não inferior a 0,5 % de massa e não superior a 3,0 % de massa, e N seja não inferior a 0,0005 % de massa e não superior a 0,01 % de massa;
um segundo processo de obtenção de um segundo aço fundido que inclui realizar adição ao primeiro aço fundido de modo que Al seja superior a 0,01 % de massa em Al solúvel em ácido, e T.O seja não superior a 0,0050 % de massa;
um terceiro processo de obtenção de um terceiro aço fundido que inclui adicionar pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ao segundo aço fundido de modo a satisfazer em uma base em massa
0,7 < 100 x ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr]) / [Al solúvel em ácido] < 70,
0,2 < ([Ce] + [La] + [Nd] + [Pr])/[S] < 10, e
0,001 < [Ce] + [La] + [Nd] + [Pr] < 0,01,
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4/5 onde [Ce] é uma quantidade de Ce contida, [La] é uma quantidade de La contida, [Nd] é uma quantidade de Nd contida, [Pr] é uma quantidade de Pr contida, [Al solúvel em ácido] é uma quantidade de Al solúvel em ácido contida, e [S] é uma quantidade de S contida; e um quarto processo de obtenção de um quarto aço fundido que inclui adicionar Ca ou realizar ajuste no terceiro aço fundido de modo que Ca seja não inferior a 0,0005 % de massa e não superior a 0,0050 % de massa, sendo que a adição de Ti não é inferior a 0,008% em massa e não superior a 0,20% em massa de Ti solúvel em ácido entre o segundo processo e o terceiro processo.
6. Método para produzir aço fundido para uma chapa de aço de alta resistência, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o terceiro processo inclui, antes do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ser adicionado ao segundo aço fundido, adicionar pelo menos um elemento de Nb e V ao segundo aço fundido de modo que o segundo aço fundido contenha adicionalmente pelo menos um elemento de Nb não inferior a 0,01 % de massa e não superior a 0,10 % de massa e V não inferior a 0,01 % de massa e não superior a 0,10 % de massa.
7. Método para produzir aço fundido para uma chapa de aço de alta resistência, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o terceiro processo inclui, antes do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ser adicionado ao segundo aço fundido, adicionar pelo menos um elemento de Cu, Ni, Cr, Mo, e B ao segundo aço fundido de modo que o segundo aço fundido contenha adicionalmente pelo menos um elemento de Cu não inferior a 0,1 % de
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5/5 massa e não superior a 2 % de massa, Ni não inferior a 0,05 % de massa e não superior a 1 % de massa, Cr não inferior a 0,01 % de massa e não superior a 1 % de massa, Mo não inferior a 0,01 % de massa e não superior a 0,4 % de massa, e B não inferior a 0,0003 % de massa e não superior a 0,005 % de massa.
8. Método para produzir aço fundido para uma chapa de aço de alta resistência, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o terceiro processo inclui, antes do pelo menos um elemento de Ce, La, Nd, e Pr ser adicionado ao segundo aço fundido, adicionar Zr ao segundo aço fundido de modo que o segundo aço fundido contenha adicionalmente Zr não inferior a 0,001 % de massa a 0,01 % de massa.
BR112013004922-7A 2011-02-24 2012-02-23 Chapa de aço de alta resistência e método para produzir aço fundido para a chapa de aço de alta resistência BR112013004922B1 (pt)

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