BR112013026065A2

BR112013026065A2 - chapa de aço de alta resistência e tubo de aço de alta resintência excelentes em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura e método de produção dos mesmos

Info

Publication number: BR112013026065A2
Application number: BR112013026065A
Authority: BR
Inventors: Sakamoto Shinya; Hara Takuya
Original assignee: Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2012-04-11
Publication date: 2019-08-20
Also published as: CN103328669B; BR112013026065B1; JPWO2012141220A1; KR101531361B1; WO2012141220A1; CN103328669A; KR20130114179A; JP5413537B2

Abstract

chapa de aço de alta resistência e tubo de aço de alta resistência excelentes em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura e método de produção dos mesmos a presente invenção refere-se a uma chapa de aço de alta resis-tência e tubo de aço de alta resistência excelentes em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura que são capazes de suprimir a re-dução na espessura no momento da deformação e métodos de produção dos mesmos, onde a chapa de aço de alta resistência é compreendida de uma composição de uma faixa numérica predeterminada e é compreendida de uma estrutura composta de ferrita e um ou mais entre bainita ou marten-sita, tem um tamanho de grão de cristal efetivo na parte central da espessu-ra de 20 µm ou menos, teve uma razão de intensidade aleatória de raios x do plano {111} paralelo à superfície da chapa na parte central da espessura de 0,5 a 5,0, uma razão de intensidade aleatória de raios x do plano {554} de 1,0 a 3,0, uma razão de intensidade aleatória de raios x do plano {100} de 3,0 ou menos, e razões de intensidade aleatória de raios x do plano {112} e do plano {223} de 0,5 a 4,0, tem uma espessura de 25 mm ou mais, e tem uma resistência à tração de 565 mpa ou mais.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CHAPA DE AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA E TUBO DE AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA EXCELENTES EM CAPACIDADE DE DEFORMAÇÃO E TENACIDADE A BAIXA TEMPERATURA E MÉTODO DE PRODUÇÃO DOS MESMOS/ Campo Técnico

A presente invenção refere-se a uma chapa de aço de alta resistência e a um tubo de aço de alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura que são adequadamente usados como tubulação para transporte de gâs natural petróleo bruto, etc., em particular com uma grande tolerância de deformação em relação ao movimento do solo, etc., e métodos de produção do mesmo.

Antecedentes da Técnica

Recentemente a importância das tubulações como método de transporte a longa distância de gás natural e petróleo bruto foi crescentemente aumentada. Tubulações estão sendo colocadas em ambientes crescentemente diversos. Por exemplo, estão sendo colocadas em regiões de piso congelado onde há movimentação do auto entre o verão e o inverno, no leito marinho onde há pressão externa devido âs correntes oceânicas, e em ambientes onde terremotos provocam movimentação do solo,, etc. Em tais ambientes, o movimento do solo, etc. algumas vezes faz a tubulação se cornar e se deslocar, então um tubo de aço de excelente capacidade de deformação que seja resistente ao empenamenfo etc. mesmo quando a deformação da tubulação está sendo demandada.

No passado, como tubo da aço excelente em capacidade de deformação, foi proposto urn tubo de aço conforme descrito na PLT 1 que foca no índice da endurecimento do trabalho (valor n) e tenta melhorar o mesmo e um tubo de aço tal como descrito na PLT 2 que fooa na razão do limite de elasticidade para a resistência à tração, isto é, razão de rendimento, e tenta melhorar a mesma.

Lista de Citações

Literatura de F^atente

PLT 1: Publicação de Patente Japonesa n^ü 11-279700A

2/22

PL I 2: Publicação de Patente Japonesa n° 2005-15823A

Sumário da Invenção .l?Idbfonia.Téçmcp

A técnica que è proposta no passada é uma técnica que tenta 5 melhorar a capacidade de deformação e foca no índice de endurecimento do trabalho ou na razão de rendimento para melhoria na chapa de aço e no tubo de açu que é asado para a tubulação, etc.

Entretanto, em particular, a tubulação que é usada nas regiões de solo congelado e outras regiões àdíces precisa ser excelente em tenacl· 10 dade a baixa temperatura, mas a técnica para obter a chapa de aço e o tubo de aço excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura não foi estudado suficientemente,

A presente invenção foi feita em consideração dos problemas acsma e tem como tarefa fornecer uma chapa de aço de alta resistência e um 15 tubo de açu de alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura que possa suprimir a redução na espessura no momento da deformação e métodos de produção do mesmo.

Solução para o Problema

Os inventores se engajaram em estudos intensos de modo a a20 xecutar a tarefa acima. Como resultado, eles descobriram que, focando no valor de Lankford, é possível melhorar a capacidade de deformação da chapa de açu e do tubo de aço que são usados em tubulações, etc.

No passado, nenhum estudo foi feito focando na redução na espessura da chapa de aço e no tubo de açu que é usado para a tubulação, 25 etc., no momento da deformação devido ao movimento do solo, etc. Gomo um indicador para avaliação da redução da espessura no momento da deformação, o valor de Lankford é conhecido nu campo da chapa de aço para automóveis, etc. Nenhuma técnica focando no valor de Lankford para tentar melhorar a capacidade de deformação foi proposta para chapa da açu e tubo 30 de açu que são usados para tubulações, etc.

Os inventores se engajaram em estudos intensos para obter uma chapa de aço de alta resistência e tubo de aço de alta resistência ex

3/22 celentes em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura. Como resultado ates descobriram que ê particularmente eficaz obter uma chapa de aço de alta resistência e um tubo de aço de alta resistência exce lentes em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura e 5 então estabelecer quantidades adequadas de texturas tende orientações de cristal predeterminadas e estabelecer magnitudes adequadas do tamanho de grão de cristal Os inventores se engajaram em outros estudos e descobriram que é particularmente eficaz estabelecer quantidades adequadas de texturas tendo orientações de cristal predeterminadas e enteo 10 controlar as várias condições de produção tais como a redução no momento da Iam inação a quente e que, em particular, a redução por passa na Iaminaçâo na região da temperatura de reoristalizaçâo ou mais è extremamente importante.

A presente invenção foi feita como resultado de estudos basea15 dos nas descobertas anima e tem como sua essência o que segue:

(1) Chapa de aço de alta resistência excelente em capacidade de deformação a tenacidade a baixa temperatura caracterizada por compreender, em % em massa., C: 0,03 a 0,08%, Si: 0,01 a 0,50%, Mm 1,50 a 2,50%, P; 0,015% ou menos, S: 0.0050% ou menus, Ai: 0,001 a 0,080%, N: 20 0,0010 a 0,0060%. Ti; 0,005 a 0,030%, e Nb: 0,010 a 0,050%, tende saldo consistindo de Pa e impurezas inevitáveis, tendo urn Ceq expresso pela formula (A) a seguir de 0.35 a 0,50%, tendo um Pcm expresso pela fórmula (B) a seguir de 0,15 a 0.25%, sonde composto de uma estrutura composta de ferrite com um ou ambos entre bainíta ou martensite, tendo um tamanho efe25 tivo de grão de cristal em uma parte centrai da estrutura de .20 m eu menos, tendo uma razão de intensidade aleatória de rates X de piano {111} paralelo à superfície da chapa na parte central da espessura de 0,5 a 5,0. uma razão de intensidade aleatória de raios X do plano {554} de 1.0 a. 3,0, uma razão de intensidade aleatória de raios X do plane {100} de 3,0 ou menos, e razoes 30 de intensidades aleatórias de rates X do plano (112} e do plano {223} de 0,5 a 4,0, tendo uma espessura de 25 mm ou mais, e tende uma resistência à tração de 565 MPa ou mais:

4/22 (fóq%>rMrr/8%'Ní*Gu)/15*(CmMo+V)/5 ...(A)

PcrrmC*$i/30%Mn*Cu*Cr)/20*Nr/60*Mo/15*V/10*58 ... (8) em que C, Mn, Ni, Cu. Cr_f Mo, V, Si, e 8 sac teores dos elementos em % em mass a.

(2} A chapa da aço da alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura conforme apresentado ao item (1) caracterizada pelo fato de que um valor de Lankford rD em uma direção a 45^f: em relação à direção de laminação da chapa de aço e um valor de Lankford rC na direção da largura são 1,0 ou mais.

(3) A chapa de aço de alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura conforme apresentada no item (1) caracterizada por também compreender, em % em massa, um ou mais tipos de elementos selecionados entre: V: 0,010 a 0,100%, Ni: 1 ,0% ou manos, Cu: 1,0% ou menos, Cr: 1,0% ou menus, Mu: 1.0% ou menos, B: 15 0,0001 a 0.0020%, Ca: 0,0040% ou .menos, Mg: 0,0010% cu menus, e REM: 0,005% ou menus.

(4) Tube de aço da alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura caracterizado por ser compreendido de chapa de aço conforme apresentada em qualquer um dos itens (1)a(3i.

(5) Um método de produção de chapa de aço de alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura compreende aquecer uma placa da aço que contém, em % em massa, Q. 0,03 a 0..0854, Si: 0,01 a 0.50%, Mn: 1,50 a 2,50%. P: 0,015% ou menos, S:

0,0050% ou menus. Ai: 0.001 a 0,080%. N: 0,0010 a 0,0060%, Ti: 0,005 a 0.03080, a Nb: 0,010 a 0,050%, tem um salde consistindo da Fe e impurezas inevitáveis, tem um Ceq expresso pela fórmula (A) a seguir de 0,35 a 0,50%, e tenha um Pcm expresso pela fórmula (B) a seguir da 0,15 a 0.25% a uma temperatura de aquecimento de 1000 a 1150'%, apes isso, a laminação em 30 uma região da temperatura da recristalização ou mais por uma redução por passa de 5 a 1088 quando a temperatura de aquecimento è 1OOO'^:'C a manes de 1050'C e de 10 a 15% quando a temperatura de aquecimento é 1050X

5/22 & 1150X e, aièm disso, por uma redução cumulativa de 35% ou mais, e então laminando-se em uma região de temperatura de um pente de transformação An_; a menos que a temperatura de recristalização por uma redução cumulativa de 70 a 80%, e após isto, resfriar a água enquanto terna uma região de temperatura do ponto de transformação Ara -5(»^VC a menos que o ponto de transformação Ara a temperatura de inicio do resfriamento e tornando a região de temperaturas de 200 a 5ÜO^í:'C a temperatura de finai do resfriamento:

Ceq“C+Mn/6^(Ni+-Cu)/15'r(Cr*MoW)/5 ,. ,(A|

Pom-CrSi/aOffMn-rCurCr^^fbrNi/eo^o/lü^V./W-í-SB ..,(8) em que, C, Mn, Ni, Cu, Cr, Mo, V, Si, e 8 são teores dos elementos em % em massa.

(6) O método de produção de chapa de aço de alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura como apresentado no item (5) caracterizado pelo fato de que a placa de aço também compreende, em % em massa, um ou mais tipos de elementos selecionados entre V: 0,010 a 0,100%, Nr 1,0% ou menos, Cu:. 1,0% ou menos, Cr. 1,0% ou menos, Mo: 1,035 ou menos, B: 0.0001 a 0,0020%, Ca: 0,004010 ou menos. Mg: 0,0010% ou menos, e RE.M: 0.0(15% ou menos, (7j Um método de produção de tubo de aço de alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura caracterizado por conformar uma chapa de aço que é obtida por um método de produção conforme apresentado no item (5) ou (6j em forma de um tubo a soldando-se as peças adjacentes.

Efeitos Vantajosos da Invenção

De acorde com a presente invenção, é possível obter chapa de açu de alta resistência e tubo de aço de alta resistência excelente em capacidade de conformação e tenacidade a baixa temperatura que pode suprimir a redução na espessura no momento da deformação.

O.reve,, Desçri ção, d o, Pese n ho

A FiG. 1 ê uma fotografia da estrutura da parte central da espessura da chapa de aço da presente invenção.

Dasoricãc das Modalidades

Iniciaimente, serão explicadas as razões para a limitação nas faixas numéricas das composições das chapas de aço e dc tubo do açu conforme a presente invenção. Note que. abaixo, ^!'%^!í será considerado como 5 % em .massa.

C é um elemento que è necessário para garantir a resistência do aço. Se a quantidade de C for menor que 0.03%, o produto final se torna insuficiente em resistência, se a quantidade de C for maior que 0,08%. a matriz e a HAZ caem notavelmente em tenacidade a baixa temperatura. Portan10 to, a quantidade de C è feita 0,03 a 008%.

Si é um elemento que age como agente de desoxidaçao e também contribui para melhorar a resistência. Se a quantidade de Si for menor que 0,01%, o Produto final é capaz de se tornar insuficiente em resistência. Se a quantidade de Si estiver acima de 0,50%, a tenacidade na HAZ cai no15 tavelmente. Portanto, a quantidade de Si é feita 0,01 a 0,50%.

Mn è um elemento que contribui para a melhoria da resistência do aço. Se a quantidade de Mn for menor que 1,50%., o produto final é passível da se tornar insuficiente em resistência. Se a quantidade de Mn for superior a 2,50%, a matriz e a HAZ caem notavelmente em tenacidade a baixa 20 temperatura. Portanto, a quantidade de Mn à feita 1,50 a 2,50%. Preferivelmente ela é. 1.,.5.0 a 2,00%.

Al é um elemento que é tornada um elemento desoxidante e também contribui para o refina da estrutura metáhoa. Se a quantidade de Al for menor que 0,001%, esse efeito não é suficientemente obtido.. Se a quan25 tldede de Al estiver acima de 0,080%, as inclusões não metálicas à base de Ai aumentam no açc e o aço deteriora em limpeza. Portanto, a quantidade de Al è restrita a 0,080% ou menos. A faixa preferível é 0,001 a manos de 0,050%,

Ti é um elemento que precipita como TIN no aço e portanto su30 prime o embrutecimento da austenita no momento do reaquecimanto da placa e a HAZ., refina a estrutura metálica, a melhora a tenacidade a baixa temperatura da matriz e da HAZ. Entretanto, se a quantidade de Ti for menor

7/22 que 0.005%, o efeito não pode ser suficienternenfe obtido. Além disso, se a quantidade de Ti estiver acima de 0.030%, u ernbrutedmento de TiN e o endurecimento da precipitação pelo TiC. ao confráno, provocam a deterioração da tenacidade a baixa temperatura. Portanto, a quantidade de Ti é teita 0,005 a 0.030%.

Nb tem o efeito de suprimir a recristaiização da austenita para refinar a estrutura no momento da laminação a quente e melhorar a matriz e a HAZ em tenacidade a baixa temperatura, mas se a quantidade de Mb for menor que 0.0105$, essa efeito não é suficientemente obtido. Aíèm disso, se a quantidade de Nb estiver acima de 0.050%, ao contrário, afete prejudictelmente a tenacidade da HAZ e a capacidade de soldagem no campo. Portanto, a quantidade de Nb è feita 0.010 a 0,050%.

P é uma impureza que está inevitavelmente contida no aço. Devido à segregação nas bordas das grãos ou à segregação central, a matriz e a HAZ. deterioram em tenacidade a baixa temperatura, mas se a quantidade de P for 0,015% eu menus, a tenacidade a baixa temperatura se torna uma faixa tolerável. Portanto, a quantidade de P è limitada a 0,015% ou menos.

S è uma impureza que está inevitavelmente contida no aço. Pela formação de sulfetos que são estirados pela laminação a quente no aço, a ductilidade e a tenacidade caem, mas se a quantidade de S for 0.050% ou menos, a ductilidade e a tenacidade se tornam uma faixa tolerável. Portanto, a quantidade de S ê limitada a 0,0050% ou menos,

N é um elemento que precipita como TIN no aço e portanto suprime o embrutecimento dos grãos de austenite no momento do reaquecimento da placa e a HAZ para melhorar a tenacidade a baixa temperatura da matriz e da HAZ. Se a quantidade de N for menor que 0,001051;, esse efeito não pode ser suficientemente obtido. Se a quantidade de N estiver acima de 0,6060%, o aumento na quantidade de solução sólida N faz a tenacidade cair. Portanto, a quantidade de N ê feita 0.0010 a 0,0060%.

Além disse, na presente invenção, o carbono equivalente Ceq, que è calculado a partir dos teores de C, Mn, Ni, Qu, Cr, Mo, e V em % em rrtessa e que é expresso pela fórmula (A) a seguir, ê feito 0.35 a 0,50%. O

8/22 carbono equivalente Ceq é um valor que serve como um indicador de capacidade de endurecimento.

Se o valor de Ceq for menor que 0,35%, a resistência á tração almejada de 565 MPa ou mais não poda ser obtida. Além disso, se o valor 5 de Ceq estiver acima da 0,50%, a formação de MA (constituinte martensite* austenite: mrstura de martensita e austenite) provocando a deterioração da tenacidade se toma notável e a tenacidade deteriora. Note que, na fórmula (A) a seguir, elementos que não estão contidos no aço são calculados como

Ceq^Ci-MnfoiiNi'i'Quj/IS^iCr^Mo^V)^ -(A)

Além disso, na presente invenção, o Pcm, que é calculado a partir dos teores de C, Si. Mn, Cu< Cr, Nl Mo, V. e 8 em % em massa e que é expresso pela fórmula (8) a seguir, é feito 0,15 a 0,25%, Pum é um valor que serve come indicador de capacidade de soldagem,

Se Pcm estiver acima de 0,25%. a matriz e a HAZ deterioram em tenacidade a baixa temperatura. Se Pum for menor que 0,15%, a deterioração da tenacidade a baixa temperatura da matriz e HAZ é suprimida, mas a resistência á tração almejada ruão pode mais ser obtida. Note que, na fórmula (B) a segue, elementos que não estão contidos no aço são calculados 20 como 0”.

Pcm^C^Si/304(Mn4Cu4Cr)/20-?Ni/60í Mo/15*V/10*5B ...(B)

As razões acima são as razões para limitar os elementos básicos da chapa de aço e do tubo de aço conforme a presente invenção. A chapa de aço e o tubo de aço conforme a presente invenção têm um saldo 25 de Fe e as inevitáveis impurezas em adição a asses elementos básicos.

Além disso, a chapa de aço e o tubo de açu conforme a presente invenção podem também conter, de acordo com a necessidade, um eu mais elementos selecionados entre V, Ni. Cu, Cr, Mo. B, Ca, Mg. e REM nas faixas numéricas explicadas abaixo. Mesmo se esses elementps ferem inclui 30 dos nas faixas a seguir, a razão de intensidade aleatória de ralos X e os valores de Lankford da chapa de aço e do tubo de aço se tornam a faixa prescrita na presente invenção.

V terr? afeitos substancialmente similares ao Mb, mas us efeitos são mass fracos comparados aos do Nb. Além disso, ele tem também o efeito de suprimir o amolecimento da zona de sc-ldagem. Se a quantidade da V for menor que 0,01(1%. o efeito de melhoria da tenacidade a baixa tempera5 tura da matriz e HAZ e a supressão da amolecimento da zona de soldagem se tornam insuficientes.. Se a quantidade de V exceder 0,100%, hã., ao contrário, um efeito prejudicial na tenacidade da HAZ e na capacidade de soldagem no campo. Portanto, a quantidade de V é feita 0,010 a 0,100%.

Ni, Cu. Cr, e Mo são elementos que melhoram a capacidade de 10 endurecimento e contribuem para uma maior resistência do aço. Entretanto, se os teores forem muito grandes, a economia cai e a tenacidade na HAZ a a capacidade da soldagem no campo caem. Portanto, Ni, Cu, Cr, e Mo são feitos terem, respectivamente, teores de 1,0% ou menos.

B é um elemento que melhora a capacidade de endurecimento e 15 contribui para uma maior resistência de aço. Se a quantidade de B for menor que 0,0001%, esse efeito não pode ser suftoontemente obtido. Be a quantidade de EB estiver acima de 0,0020%, a tenacidade da HAZ e a capacidade de soldagem no campo caem. Portanto, a quantidade de EB é feita 0,0001 a 0,0020%.

Ca e REM são elementos que oonirolam a forma dos sulfetos e contribuem para a melhoria da tenacidade a baixa temperatura. Se a quantidade de (Ba estives' ac?ma de 0,0040% e a quantidade de REM estiver acima de 0.005%, QaO-CaS e REM-CaS se precipitam em grandes quantidades para formar aglomerados de grandes tamanhos e inclusões de grandes tamanhos, 25 prejudicar a limpeza do aço, e também são passíveis de ter um efeito prejudicial na capacidade de soldagem no campa. Portanto, a quantidade de Ca é feita 0,0040% ou menos e a quantidade de REM è feita 0,005% ou menos.

Mg é um elemento que dispersa e precipita come òxidos finos e suprime u embrutecimenfo do tamanho de grão da HAZ para contribuir para 30 a melhoria da tenacidade a baixa temperatura, Se a quantidade de Mg estiver acima de 0.0010%, os óxídos embrutecem, com o que a tenacidade deteriora. Portanto, a quantidade de Mg é feita 0,0010% ou menos.

10/22

A seguir, serão explicadas as razões para limitação da estrutura metálica, textura, espessura, resistência à tração. E valor Lankford (valor r) da chapa de aço e do tubo de aço conforme a presente invenção.

A estrutura metálica tem que ser compreendida da urna estrutura composta de ferrita macia e uma ou ambas entre bainita e martensiía duras para melhorar as características de endurecimento no trabalho.

Além disso, a estrutura metálica tem que ter um tamanha de grão de oristal efetiva na parte centrai da espessura de 20 pm ou menos, isto é porque se o tamanha de grão de cristal efetivo estiver acima de 20 pm, a tenacidade a baixa temperatura deteriora, O tamanha de grão de cristal efetivo significa o tamanho de grão de cristal em termos de diâmetro de circulo equivalente de uma parte circundada pelas bordas das estruturas de uma diferença de orientação de 15* ou menos conforme medido pele método EBSP (padrão de dlfraçâo por retrodifusão eletrônica).

Na textura, para obter os vaiares de Lankford preferíveis para a chapa de aço e tubo de aço, a razão de intensidade aleatória de raios X tem que satisfazer condições tais como as explicadas abaixo. Na presente invenção, são anotados o valor de Lankford rD em uma direção a 45® em relação à direção de laminaçâo da chapa de aço e o valor de Lankford rC na direção da largura da chapa. Aumentando-se os valores de Lankford, a capacidade de deformação da ohapa de aço e do tubo de aço pode ser aumentada.

As orientações de cristal explicadas abaixo significam orientações em ralação a pianos paralelos à superfície da chapa. A razão de intensidade aleatória de raios X é um valor numérica que expressa o grau de acumulação de um plano de onstal tendo, cada um, uma orientação em relação a uma amostra padrão aleatória sem textura.

Quanto mais a textura tendo a orientação de cristal do plano (111}eresoe. maiores podem ser feitos rC e rD, então seu crescimento tanto quanto possível é preferível. Do ponto de vista para obter o rC e rD preferíveis, è necessário fazer a razão de intensidade aleatória de rains X do plano {111) ser 0,5 ou mais. Se a razão de intensidade aleatória de raios X do plano {111} exceder S.D. os valores almejadas da razão de intensidade aleatória

11/22 de raios X para outras orientações de cristal sâo passíveis de não serem mais obtidos, de modo que a razão de intensidade aleatória de raios X do plano {111} é feita 5,Q ou monos.

Quanto mais a textura tendo a orientação de cristal do plano 5 (554)· cresce, mais o valor rC pode ser aumentado, enteo é preferível que ele cresça tanto quanto possível Do ponto de vista de obter o rC preferível ê necessário tornar a razão de intensidade aleatória de raios X do plano {554} 1,0 ou mais. Além disso, se a razão de intensidade aleatória de raios X do plano {554} exceder 3,G, os valores almejados da razão de intensidade alea10 tória de raios X para outras orientações de cristal são passíveis de não mais serem obtidos, de modo que a razão de intensidade aleatória de raios X do plano {554} é feita 3,0 ou menos.

Quanto mais a textura tendo a orientação de cristal do plano {IGG} cresce, mais se toma uma causa da diminuição de rC e rD, então sou 15 crescimento é preferivelmente suprimido tanto quanto possível Do ponto de vista de obter o rC preferível a razão de intensidade aleatória de raios X do piano {100} tem que ser feita 3,0 ou menos.

Quanto mars as texturas tendo a orientação de cristal do plano {112} e do plano {223} crescem, mais o rD pode ser aumentado, então seu 20 crescimento è preferível tanto quanto possível Do ponto de viste, da obter o rD preferível, é necessário fazer as razões de intensidade aleatória de raios X do plane {112} e do plano {223} 0,5 ou mais, Se as razões de intensidade aleatória de raios X do piano {112} e do plano {223} excederem 4,0, os valores almejados de razão de intensidade aleatória de raios X para outras crina25 taçôes de cristal são passíveis de não mais serem obtidos, de modo que as razoes de intensidade aleatória de raios X do plano {112} e do plano {22.3} sâo feitas 4, Q ou menos..

Para a razão de intensidade aleatória de raios X da presente invenção, è usada a medição do valor que è medido pela difração de raios X 30 na parte central da espessura. Isto é porque a textura que pode aumentar o rC e o rD do plano {111} cresce facilmente na parte da camada de superfície da espessura e tem dificuldade crescente na parte central da espessura.

12/22 então pela avaliação da razão de intensidade aleatória de raios X na parte central da espessura, d possível obter um certo nível ou mais de capacidade de deformação na direção da espessura como um todo.

Do ponto de vista de garantir a resistência necessária corno pro5 duto final e evitar a ruptura devido á pressão interna quando usado como tubulação, a espessura da chapa de aço deve ser feita 25 mm eu mais e a resistência à tração deve ser feita 565 MPa ou mais (grau X70 ou mais da norma API).

Na presente invenção, quanto maior o valer de Lankford rD em 10 uma direção a 45^i: em relação à direção de laminação da chapa de aço e o valor de Lankford rC na direção da largura, mais a capacidade de deformação ê melhorada, Mc momento da deformação da chapa de aço e do tuba de aço. para reduzir a viabilidade da ocorrência de smpenamentc etc. devido à redução da espessura. rD e rC sãa preferivelmente 1,0 ou mais e são rnaís 15 preferivelmente 1,1 ou mais.

A seguir., serã explicado o método de produção da chapa de açu conforme a presente invenção.

Inícialmente, um método de fusão conhecida usada para um conversor, etc,, è usado para fundir aço fundido da composição acima, então 20 o lingotamanto continuo ou outro método de lingotamento conhecida é usado para obter urna placa de aço a partir do aço fundida.

Apàs isto, a placa de aço obtida é aquecida até urna temperatura de 1000 a 1150C. Se a temperatura de aquecimento for menor que 1000^:í'C, uma recristahzaçâu suficiente da austenita não é alcançada e uma tenaoida25 de a baixa temperatura sufiaíentemente alta nãa ê obtida. Se a temperatura de aquecimento excede 115GX, os grãos de .austenite embrutecem, então o tamanho de grão de cristal efetivo aumenta e a tenacidade a baixa temperatura cai.

Apôs isto, na região da temperatura da recristallzaçào ou mais, a 30 redução por passa, isto è, o valor cumulativo de redução/número de passes é feito 5 a 10% quando a temperatura de aquecimento é 1000*C a menos de 105CFC e é feito 10 a 15% quando a temperatura de aquecimento è 1050X a 1150X. Além disso, a redução cumulativa é feito 35% ou mais para laminação. Se a redução cumulativa for menor que 35%, o refino do tamanho da grão de austenite pela recristalização não pode ser suficientemente alcançado, o tamanho de grão de cristal efetivo aumenta, e a tenacidade a baixa temperatura cai.

A redução por passa é particularmente importante em obter a textura da orientação de cristal almejada. No passado, devido às restrições nas instalações, etc., a redução por passa não foi aumentado. Entretanto, para obter a estrutura almejada na chapa de aço e no tubo de aço da presente invenção, a redução por passa tem que estar na faixa acima. Se a redução por passa estiver fora da faixa acima, a distribuição almejada de textura não pode mais ser obtida

A redução dos passes individuais podem algumas vezes estar fora da faixa acima sem problemas devidos à programação de passes, etc., mas è preferível que as reduções estejam dentro da faixa acima em pelo menos metade do número de passes e è mais preferível que eles estejam dentro da faixa acima em todos os passes.

Apôs isto, na região de temperaturas do ponto de transformação A/ ate menus que a temperatura de reoristaíizaçâo, a lamínaçãó è executada por uma redução cumulativa de 70% ou mais. Se a redução cumulativa for menor que 70%, o crescimento da textura do plano {554} é suprimido, a razão de intensidade aleatória de raios X que é almejada não pode mais ser obtida, a a vaiar rC caí.

Após isto, e executado o resfriamento à água, usando-se a regi ão de temperaturas do ponto de transformação Ar₃ -5O⁰C atè menus que o ponto de transformação Ar:> como temperatura de início da resfriamento e a região de temperaturas de 200 a 500X corno temperatura do fim do resfriamento. Se a temperatura de inicio do resfriamento for menor que o ponto da transformação Ar_x -5CFÜ, a formação de ferrita é promovida a a resistência almejada não pode mais ser obtida. Se a temperatura de início de resfriamento é o ponto de transformação An. ou mais, o crescimento das texturas do plano {112} e do plano {22.3} é suprimido, a razão de intensidade aleatória

U/22) de raios X que é almejada nãu pode mais ser obtida, e o valor rD cai,

Se a temperatura de término do resfriamento for menor que 200^<:C. isto se toma a causa de uma queda na produtividade ou defeitos de hidrogênio. Se a temperatura da término estiver acima de 500X, a resístên5 cia almejada não pode mais ser obtida. A taxa de resfriamento não è particularmente limitada. mas é de 1 a 10*C/$ ou similar,

O pente da transformação Ar* é descoberto a partir da fórmula (C) a seguir. O C. SL etc., na fórmula (C) a seguir significa os teores dos elementos em % em massa, nos aços.

Af^868-398xM4,6xSí-69.1 xMn-3B.1 x Nh20,7x

Cu -24.8xCr*29,eíxMo. 40)

A chapa de aço assim produzida é também conformada em um tubo e ligada às partes adjacentes para obter um tubo de aço. Como o método de conformar de uma chapa de açu até uma forma tubular, o método

UOE conhecido, o método de dobramento com cilindros, etc. podem ser usados. Como método de soidagem das partes adjacentes, soidagem arco, soidagem a laser, etc. podem ser usados..

Acima, exemplos de modalidades da presente invenção furam explicadas em detalhes, mas as modalidades acima mostram apenas exem20 plus especificas de trabalho da presente invenção. Esses podem ser usados para interpretar limitativamente o escopo técnico da presente invenção.

Exemplos

Abaixo, os efeitos vantajosos da presente invenção serão explicados por exemplos,

Aços fundidos das composições dos açus tipo A a F que estãu mostrados na Tabela 1 a seguir foram fundidos em um conversor e lingotados contínuamente em placas de açu. As placas de aço assim obtidas foram laminadas a quente e resfriadas sob as condições que estão mostradas na Tabela 2 a seguir para obter as chapas de aço η⁰⁵ 1 a 5 e 8 a 15 e as cha30 pas de aço furam cuntofmadas em tubos e unidas nas partes adjacentes para obter os tubos de aço n^os 6 a 7. Os tubos de aço ré* 6 e 7 tiveram diâmetros de 1219,2 mm (48 polegadas).

15/22

Tabela 1

16/22

·$ Z/*>>*?

18/22

As chapas de aço e tubos de aço obtidas foram medidos quanto à resistência à tração etc., conforme explicado abaixo. Os resultados ssfâo mostrados na Tabela 3.

19/22

9' bainite

M: martensite

A resistência á tração foi medida cortando-se um corpo de prova em forma de chapa da JIS n° 5 com uma direção longitudinal paralela à direção de laminação a partir da chapa de aço obtida e usando-se esse corpo de prova para executar um teste de tração baseado no método descrito na JIS 5 Z 2241. Aièrn disso, foi descoberta a resistência à tração para o grau da norma API. O tubo de aço foi medido quanto à resistência à tração com base na norma API para o corpo de prova de espessura total na direção longitudi nal do tubo de aco.

:<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<;<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< Α<^::3:<:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:<:3:3:3:3:3:3:3:<:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:3:1:3:3:^::^::^::^::

A estrutura metálica foi observada por um microscópio ótica. O 10 tamanho de grão de cristal efetivo foi avaliado usando-se o método ÈBSP para medição, considerando-se as bordas da estrutura tendo uma diferença de orientação de 15^e ou mais como as bordas dos grãos, descobrindo a área dentro do cristal único, convertendo aquela área para o diâmetro do círculo equivalente. E usando-se esse como o tamanho de grão de cristal efetivo.

A razão de intensidade aleatória de raios X foi avaliada cortando-se um corpo de prova de 10 mm na direção de laminação x 10 mm na direção da largura a partir da chapa de aço obtida, polindo-se o corpo de prova por polimento mecânico até próximo da parte central da espessura, polindo -o até uma superfície espelhada por polimento, removendo-se a ien20 são por polimento aletrolitico, etc,, e simultaneamente ajustando-se a espessura de modo que a camada central se torne a superfície medida, e medindo-se as intensídades de difração das diferentes orientações de cristal pela difração de raios X.

O valor de Lankford foi avaliado cortando-se corpos de prova em 2.5 forma de chapa da JIS rf 5 a partir da chapa de aço obtida para preparar um corpo de prova oom uma direção longitudinal paralela à direção de laminação, um corpo de prova paralelo à direção a 45¹' a partir da direção de laminaçâo, e um corpo de prova paratete à direção da largura da chapa, usandose esses corpos de prova para executar testes de tração corn base no méto30 do descrito na JIS 2 2241, e medindo-se os valores de Lankford rC, rD, e rt a partir das razoes das tensões na largura e tensões na espessura dos corpos de prova quando se dá. aos corpos de prova uma tensão de tração unitsx í /c.2 teral da 3%. rl è o valer de Lankford na direção, da larninaçteo.

Ne teste de impacto Charpy, urn corpo de prova Charpy com entalhe em V foi fabricado a partir de urna posição 1/4 na direção da espessura da chapa de aço obtida. De acordo oom o método descrito na JIS Z 2242, foi medida a absorção de energia Charpy quando a temperature do teste foi de

Nos exemplos, exemplas em que a resistência à tração foi 565 MPa ou mais foram julgados como aprovados, enquanto exemplos onde a tenacidade a baixa temperatura foi uma absorção de energia Charpy de 200 J au mais foram consideradas como aprovados. Note que, nas tabelas, os valores sublinhados mostram vaiares fora do escopo da presente invenção.

Os exemplos de produção n^os 1 a 7 são exemplos da invenção. Os n^w 1 a 5 são exemplos de chapa de aço, enquanto os n^;iS 6 e 7 são exempfos de tubos de aço. Em todos esses, a composição, a estrutura metá lica, o tamanho de grão de cristal afetivo, a razão de intensidade aleatória de raios X, a espessura a a resistência à tração satisfazem as condições da presente invenção. Se o valor rD for 1,0 ou mais, o valor rC for 1,0 ou mais, e a absorção de energia Charpy for 20OJ ou mais, urna chapa de aço de alta resistência excelente em tenacidade a baixa temperatura é obtida.

Aièm disso, e, todos esses, a composição, espessura, e método de produção satisfazem as condições da presente invenção, então a estrutura metálica, o tamanho de grão de cristal efetivo, a razão de intensidade aleatória de raios X, a a resistência à tração satisfazem as condições da presente invenção.

A PIG. 1 mostra um exemplo de uma fotografia de estrutura na parte central da espessura da chapa de aço de um exemplo da invenção. A fotografia da FIG. 1 é do Exemplo de produção n^fí 2. Na fotografia da estrutura, as partes brancas sem estruturas finas são femta enquanto as partes diferentes da ferrita que são cinza na totalidade e têm estruturas finas dentro que são bainits ou martensita.

Os Exemplas de Produção n^ft'' 8 a 15 sâo exemplas comparativos, O Exemplo de Produção n^í3 8 é um exemplo onde a temperatura de aλ.Ζ./λ.λ* queclmento é sita, saião α tamanho de grão da cristal atotivo se torna maior e a tenacidade a baixa temperatura deteriora.

O Exempla de Produção n° 9 é um exemplo onde a redução por passa na região da temperatura de recristallzaçao ou mais é baixo, então a distribuição almejada da textura nâo é obtida e os indicadores das propriedades de deformação, isto é, o valor rD e o valor rC< deterioram.

O Exemplo de Produção n® 10 é um exemplo onde a redução cumulativa na região da temperatura de recristalização ou mais é baixo, então o refina do tamanho do grão de austenrta devido à recristalização não é sufioientemeote alcançado, um aumento do tamanho de grão de cristal efetivo é facilitado, e a tenacidade a baixa temperatura deteriora.

O Exemplo de Produção n° 11 é um exemplo onde a redução cumulativa na região de temperatura desde o ponte de transformação Ar-j a menos que a temperatura de recristalização é baixo, então o crescimento da textura no plano {554} é suprimido e o valor rC detenom.

O Exemplo de Produção n° 1 é um exemplo em que a temperatura de inicio do resfriamento é alta, então o crescimento das texturas no plano {112} e no plano {223} ê suprimido e o valor rO deteriora.

O Exemplo de Produção n° 13 é um exemplo onde a temperatura de fim do resfriamento é alta, então a resistência uai.

O Exemplo de Produção rr‘ 14 è um exemplo onde o Ceq e Pcm são ambos baixos, e onde a redução por passa na região da temperatura da recristalização ou mais ê .baixo, então a resistência e o valor rD e o valor rC deterioram.

O Exemplo de Produção n^Ci 15 é um exemplo onde o Ceq e Pcm são ambos altos e onde a temperatura de aquecimento é alta, então o tamanho de grão de cristal efetivo á alto e, além disso, a resistência aumenta, então a tenacidade cai.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.. Chapa de aço do alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura caracterizada per compreender. em % em massa.

C: 0.03 a 0.08%,

Si· 0,01 a 0.50%.

Mm 1.50 a 2,50%, p·. 0.015% nu menos,

8. 0.0050% ou menus,

Al: 0,001 a 0,080%.

N: 0,0010 a 0,0060%

Th 0,005 a 0.030%. e

Nb: 0.010 a 0.,.050%.

tende um salde consistindo de Fe e as inevitáveis impurezas, tende um Ceq expressa pela fórmula (A) a seguir de 0,35 a 0,505$.

tende um Pcm expresso pela fórmula (8) a seguir de 0,15 a 0,25%, sendo compreendida de uma estrutura composta de ferrita cem um ou ambas entre bainíta ou martensíta.

tende um tamanho de grão de cristal efetive em uma parte central da espessura de 20u eu menos, tendo uma razão de intensidade aleatória de raios X dc plano {111) paralela à superfície da chapa na parte central da espessura de 0,5 a 5,0< a razão de intensidade aleatória de raios X do plano {554} de 1,0 a 3,0, uma razão de intensidade aleatória de raios X do plano {100} de 3.0 ou menus, e razões de intensidades aleatórias de raios X do plano {112} e do plano {223} de 0,5 a 4.0.

tenda uma espessura da 25 mm ou mais, e tendo uma resistência â tração de 565 MPa eu mais:

Ceq~C4-Mn^4-(NH-Cu}/15-<-(Cr4-Mo->V)/5 (A)

Pcm-Q•»‘Si/3O'*^,(Mn'í-Cu4Cr}/2O4Ni/6O'*'M0/15W/10*58 (B)
2/4 em que C, Μη, Ni, Cu, Cr, Mo, V, Si, e 8 são teores dos elementos em % em massa.

2. Chapa de aço da alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura, de acordo com a reivindica-

5 ção 1, caracterizada pelo fato de que o valor de Lankford rD em uma direção a 45* em relação à direção de íaminação da chapa de aço e u valor de Lankford rC na direção da largura são 1,0 ou mais.
3. Chapa de aço de alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura, de acordo corn a 1, earacteri-

10 xada por também compreender, em % em massa, um ou mais tipos de ele mentos selecionados entre.

V: 0,010 a 0,100%

Ni: 1 ,0% ou menos,

Cu: 1,0% ou menos,

15 Cr:. 1,0% ou menos.

Mo: 1.0% ou menos

B: 0,0001 a 0,0020%

Ca;. 0,0.040% ou menos,

Mg: 0,0010% ou menos, e

20 REM: 0,005% ou menos.
4. Tuba de aço de alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura caracterizado por ser compreendido da chapa de aço, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3.

25 5. Método de produção de chapa de aço de alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura compreendendo:

Aquecer uma placa de aço que compreende, em % em massa,

C; 0,0.3 a 0,08%,

30 Si: 0,01 a 0,50%,

Mn: 1,50 a 2,50%,

P: 0,015% cu menos, '3 ·Ό

S: 0.0050% ou menos.

Ai: 0,001 a 0.050%, hl: 0,0010 a 0,0060%

Ti: 0.005 a 0,030%, e
5 Nb: 0.010 a 0.050%, tem um saldo consistindo de Fe e as inevitáveis impurezas, tern urn Ceq expresso pela fórmula (A) a seguir de 0,35 a 0,50, e tern um Pom expresso pela fórmula (B) a seguir de 0,15 a 0,25% a uma temperatura de aquecimento de 1000 a 1150X,

10 após isto, laminar em uma região de temperaturas de uma temperatura de recrísteíização ou mats per uma redução por passa de 5 a 10% quando a temperatura de aquecimento é 1000'C a menos de 1050% de 10 a 15% quando a temperatura de aquecimento é 1050X a 1150’C e, também, por urna redução cumulativa de 35% ou mais.

15 então laminar em uma região de temperatura de ponto de transformação An, até menos que a temperatura de recristaüzação por uma redução cumulativa de 70 a 80%, e, após isto. resinar com âgua enquanto se toma a região de temperatura do ponto de transformação An» -50^:iC ate menos que o ponto de 20 transformação Ar^ uma temperatura de inicio do resfriamento e fazendo a região de temperatura de 200 a 50O°C a temperatura de término do resfriamento:

Ceq<>Mto6*(NfoCu)/15i(Cr-fMo+-V}/5 (A)

Pem~C ^Si/30'KMniCu^<13/20+'Ni/604Mo/15A01 0*5B (B)

25 em que, C. Mn< Ni, Cu, Cr, Mo. V, Si, e 8 são teares dos elementos em % em massa.
6. Método de produção da chapa de aço de alta resistência excelente em capacidade de deformação e tenacidade a baixa temperatura, de acordo com a reivindicação 5, caraetenzado pele fato de que a mencionada.

30 chapa de aço também compreende, em % em massa, um ou mais tipos de elementos selecionadas entre:

V: 0,010 a 0,100%

4/4

Ni; 1,0% ou menus,

Cu; 1,0% ou menos,

Cr; 1,0% ou menus.

Mo: 1,0% ou menos

5 B; 0,0001 a 0.0020%

Ca: 0,0040% ou menos,

Mg; 0.0010% ou menos, e

REM: 0,00x5% ou menos.
7, Método de produção de um tubo de aço excelente em capaci10 dade de deformação e em tenacidade a baixa temperatura caracterizada por conformar a chapa de aço que é obtida por um método de produção, como definido na reivindicação 5 ou 6 em uma forma de tubo e soldando-se as partos adjacentes.