BR112013029839B1 - Chapa de aço laminada a quente e método para produção da mesma - Google Patents

Chapa de aço laminada a quente e método para produção da mesma Download PDF

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Abstract

resumo patente de invenção: "chapa de aço laminada a quente e método para produção da mesma". a presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a quente que a densidade polo média do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> é 1,0 a 5,0 e a densidade polo da orientação de cristal {332}<113> é 1,0 a 4,0. além disso, a chapa de aço laminada a quente inclui, como estrutura metalográfica, em % em área, ferrita e bainita de 30% a 99% no total e martensita de 1% a 70%. além disso, a chapa de aço laminada a quente satisfaz as expressões 1 e 2 a seguir quando a fração de área da martensita é definida como fm em unidades de % em área, o tamanho médio da martensita é definido como dia em unidades de ?m, a distância média entre a ,martensita é definida como dis em unidades de ?m, e a resistência à tração da chapa de aço é definida como ts em unidades de mpa. dia ? 13 ?m ... expressão 1 ts/fm ? dis/dia ? 500 ... expressão 2 ws/docs/sda p200983/rascunho/19801511v1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA DE AÇO LAMINADA A QUENTE E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA MESMA".
Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência que é excelente em capacidade de deformação uniforme contribuindo para a capacidade de estiramento, capacidade de estampagem, e similares, e é excelente em capacidade de deformação local contribuindo para a capacidade de dobramento, capacidade de flangeamento no estiramento, capacidade de conformação na rebarbação, ou similares, e se refere a um método para produção da mesma. Particularmente, a presente invenção se refere a uma chapa de aço incluindo uma estrutura de Fase Dupla (DP).
[002] É reivindicada prioridade sobre o Pedido de Patente Japonesa No. 2011-117432, registrada em 25 de maio de 2011, e cujo teor está incorporado aqui como referência.
Antecedentes da Invenção [003] Para suprimir a emissão de gás dióxido de carbono de um veículo, a redução de peso de um chassi de automóvel foi tentada pela utilização de uma chapa de aço de alta resistência. Além disso, do ponto de vista de garantir a segurança de um passageiro, a utilização da chapa de aço de alta resistência para o chassi de automóvel foi tentada em adição a uma chapa de aço doce. Entretanto, para também melhorar a redução do peso do chassi de automóvel no futuro, o nível de resistência usável da chapa de alta resistência deve ser aumentado se comparado com o ao convencional. Além disso, para utilizar a chapa de aço de alta resistência para peças de suspensão ou similares do chassi de automóvel, a capacidade de deformação local que contribui para a capacidade de conformação na rebarbação ou similar deve também ser melhorada em adição à capacidade de deformação uni- forme.
[004] Entretanto, em geral, quando a resistência da chapa de aço é aumentada, a capacidade de conformação (capacidade de deformação) é diminuída. Por exemplo, o Documento de Não Patente 1 descreve que o alongamento uniforme, que é importante para a estampa-gem ou para o estiramento, é diminuído pelo reforço da chapa de aço. [005] Ao contrário, o Documento de Não Patente 2 descreve um método que garante o alongamento uniforme pela composição da estrutura metalográfica da chapa de aço mesmo quando a resistência for a mesma.
[006] Em adição, o Documento de Não Patente 3 descreve um método de controle da estrutura metalográfica que melhora a ductilidade local representando a capacidade de dobramento, a capacidade de expansão de furo, ou a capacidade de conformação na rebarbação pelo controle das inclusões, que controla a microestrutura para fase única, e diminui a diferença de dureza entre as microestruturas. No Documento de Não Patente 3, a microestrutura da chapa de aço é controlada para fase única pelo controle da microestrutura, e assim a capacidade de deformação local que contribui para a capacidade de expansão de furo ou similar é melhorada. Entretanto, para controlar a microestrutura para fase única, um tratamento térmico a partir da fase única austenita é um método base de produção conforme descrito no Documento de Não Patente 4.
[007] Em adição, o Documento de Não Patente 4 descreve uma técnica que satisfaz tanto a resistência quanto a ductilidade da chapa de aço pelo controle do resfriamento após a laminação a quente para controlar a estrutura metalográfica, especificamente para obter as mor-fologias pretendidas de precipitados e estruturas de transformação e obter uma fração adequada de ferrita e de bainita. Entretanto, todas as técnicas conforme descritas acima são métodos de melhoria para a capacidade de deformação local que depende do controle da microestrutura, e são grandemente influenciadas pela formação da microestrutura de uma base.
[008] Além disso, um método que melhora as propriedades do material da chapa de aço pelo aumento da redução em uma laminação a quente contínua para refinar os grãos, é conhecida como técnica anterior. Por exemplo, o Documento de Não Patente 5 descreve uma técnica que melhora a resistência e a tenacidade da chapa de aço pela condução de uma laminação de grande redução em uma faixa de temperaturas comparativamente menor dentro de uma faixa austenita para refinar o grãos de ferrita que é a fase principal de um produto pela transformação de austenita mão-recristalizada em ferrita. Entretanto, no Documento de Não Patente 5, o método para melhorar a capacidade de deformação local a ser resolvida na presente invenção não é absolutamente considerado.
Documentos da Técnica Relativa Documentos de Não Patente [009] Documento de Não Patente 1 Kishida: Nippon Steel Technical Report No. 371 (1999), pg.13.
[0010] Documento de Não Patente 2 O. Matsumura e outros: Trans. ISIJ vol.27 (1987), pg.570.
[0011] Documento de Não Patente 3 Katoh e outros: Steelmanufacturing studies vol.312 (1984), pg.41.
[0012] Documento de Não Patente 4 K. Sugimoto e outros: vol. 40 (2000), pg.920.
[0013] Documento de Não Patente 5 NFG product introduction of NAKAYAMA STEEL WORKS, LTD.
Sumário da Invenção Problema Técnico [0014] Conforme descrito acima, é fato que a técnica que satisfaça a alta resistência e ambas as propriedades de capacidade de deformação uniforme e capacidade de deformação local não é descoberta. Por exemplo, para melhorar a capacidade de deformação local da chapa de aço de alta resistência, é necessário conduzir o controle da microestrutura incluindo as inclusões. Entretanto, uma vez que a melhora depende do controle da microestrutura, é necessário controlar a fração ou a morfologia da microestrutura tal como os precipitados, a ferrita, ou a bainita e, portanto, a estrutura metalográfica da base é limitada. Uma vez que a estrutura metalográfica da base é restrita, é difícil não apenas melhorar a capacidade de deformação local, mas também melhorar simultaneamente a resistência e a capacidade de deformação local.
[0015] Um objetivo da presente Invenção é fornecer uma chapa de aço laminada a quente que tenha alta resistência, excelente capacidade de deformação uniforme, excelente capacidade de deformação local, e pequena dependência da orientação (anisotropia) da capacidade de conformação pelo controle da textura e pelo controle do tamanho ou da morfologia dos grãos em adição à estrutura metalográfica da base, e é para fornecer um método para produzir a mesma. Aqui, na presente invenção, a resistência representa principalmente a resistência à tração, e a alta resistência indica a resistência de 440 MPa ou mais na resistência à tração. Em adição, na presente invenção, a satisfação da alta resistência, da excelente capacidade de deformação uniforme, e da excelente capacidade de deformação local indica um caso de satisfazer simultaneamente todas as condições de TS > 440 (unidade: MPa), TS χ u-EL > 7000 (unidade: MPa-%), TS χ λ > 30000 (unidade: MPa-%), e d/RmC > 1 (sem unidade) pelo uso dos valores característicos da resistência à tração (TS), do alongamento uniforme (u-EL), da razão de expansão de furo (λ), e de d/RmC que é a razão da espessura d para o raio mínimo RmC de dobramento para uma di- reção C.
Solução para o Problema [0016] Nas técnicas relativas, conforme descrito acima, a melhoria na capacidade de deformação local que contribui para a capacidade de expansão de furo, a capacidade de dobramento, ou similar foi tentada pelo controle das inclusões, pelo refino dos precipitados, pela homogeneização da microestrutura, pelo controle da microestrutura para a fase única, pela diminuição da diferença de dureza entre as microestruturas, ou similar. Entretanto, apenas pelas técnicas descritas acima, o principal constituinte da microestrutura deve ser restrito. Em adição quando um elemento que contribui grandemente para um aumento na resistência, tal como representativamente Nb ou Ti, é adicionado para alto reforço, à anisotropia pode ser significativamente aumentada. Consequentemente, outros fatores para a capacidade de conformação devem ser abandonados ou instruções para retirar uma amostra antes da conformação devem ser limitadas, e, como resultado, a aplicação é restrita. Por outro lado, a capacidade de deformação uniforme pode ser melhorada dispersando-se as fases duras, tais como martensita, na estrutura metalográfica.
[0017] Para obter a alta resistência e melhorar tanto a capacidade de deformação uniforme, que contribui para a capacidade de estiramento ou similares, quanto à capacidade de deformação local, que contribui para a capacidade de expansão de furo, a capacidade de dobramento ou similares, os inventores recentemente focaram influências da textura da chapa de aço em adição ao controle da fração da morfologia das estruturas metalográficas da chapa de aço, e investigaram e pesquisaram a operação e os seus efeitos em detalhes. Como resultado, os inventores descobriram que, controlando-se a composição química, a estrutura metalográfica, e a textura representada pelas densidades polo de cada orientação de um grupo de orientações de cristal específico da chapa de aço, a alta resistência é obtida, a capacidade de deformação local é notavelmente melhorada devido ao equilíbrio dos valores de Lankford (valores r) na direção de laminação, em uma direção (direção C) que faz um ângulo de 90° com a direção de laminação, em uma direção que faz um ângulo de 30° com a direção de laminação, ou em uma direção que faz um ângulo de 60° com a direção de laminação, e a capacidade de deformação uniforme é também garantida devido à dispersão das fases duras tais como a martensita. [0018] Um aspecto da presente invenção emprega o seguinte: [0019] Uma chapa de aço laminada a quente conforme um aspecto da presente invenção inclui, como composição química, em % em massa, C: 0,01% a 0,4%, Si: 0,001% a 2,5%, Mn: 0,001% a 4,0%, Al: 0,001% a 2,0%, P: limitado a 0,15% ou menos. S: limitado a 0,03% ou menos, N: limitado a 0.01% ou menos, O: limitado a 0,01% ou menos, e o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas, em que a densidade polo média de um grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110>, que é a densidade polo representada pela média aritmética das densidades polo de cada orientação de cristal {100}<011>, {116}<110>, {114}<110>, {112}<110>, e {223}<110>, é 1,0 a 5,0 e a densidade polo da orientação de cristal {332}<113> é 1,0 a 4,0 em uma porção central da espessura que é a faixa de espessuras de 5/8 a 3/8 com base na superfície da chapa de aço; a chapa de aço inclui, como estrutura metalográfica, vários grãos, e inclui, em % em área, uma ferrita e uma bainita de 30% a 99% no total e uma martensita de 1"% a 70%, e quando a fração de área da martensita é definida como fM em unidades de % de área, o tamanho médio da martensita é definido como dia em unidades de pm, a distância média entre a martensita é definida como dis em unidades de pm, e a resistência à tração da chapa de aço é definida como TS em unidades de MPa, a Expressão 1 a seguir e a Expressão 2 a seguir são satisfeitas. dia < 13 pm ... Expressão 1 TS/fM χ dis/dia > 500 ... Expressão 2 [0020] A chapa de aço laminada a quente conforme o item (1) pode também incluir, como composição química, em % em massa, pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Mo: 0,001% a 1,0%, Cr: 0,001% a 2,0%, Ni: 0,001% a 2,0%, Cu: 0,001% a 2,0%, B: 0,0001% a 0,005%, Nb: 0,001% a 0,2%, Ti: 0,001% a 0,2%, V: 0,001% a 1,0%, W: 0,001% a 1,0%, Ca: 0,0001% a 0,01%, Mg: 0,0001% a 0,01%, Zr: 0,0001% a 0,2%, Metal Terra Rara (REM): 0,0001% a 0,1%, As: 0,0001% a 0,5%, Co: 0,0001% a 1,0%, Sn: 0,0001% a 0,2%, Pb: 0,0001% a 0,2%, Y: 0,0001% a 0,2%, e Hf: 0,0001% a 0,2%.
[0021] Na chapa de aço laminada a quente conforme o item (1) ou (2), o diâmetro médio dos grãos pode ser 5 pm a 30 pm.
[0022] Na chapa de aço conforme o item (1) ou (2), a densidade polo média do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> pode ser 1,0 a 4,0 , e a densidade polo da orientação de cristal {332}<113> pode ser 1,0 a 3,0.
[0023] Na chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (1) a (4), quando o eixo maior da martensita é definido como La, e o eixo menor da martensita é definido como Lb, a fração de área da martensita que satisfaz a Expressão 3 a seguir pode ser 50% a 100% se comparado com a fração de área fM da martensita.
La/Lb < 5,0 ... Expressão 3 [0024] Na chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (1) a (5), a chapa de aço pode incluir, como estrutura metalográfica, em % em área, a ferrita de 30% a 99%.
[0025] Na chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (1) a (6), a chapa de aço pode incluir, como estrutura metalográfica, em % em área, a bainita de 5% a 80%.
[0026] Na chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (1) a (7), a chapa de aço pode incluir uma martensita revenida na martensita.
[0027] Na chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (1) a (8), a fração de área de grãos brutos tendo um tamanho de grão de mais de 35 pm pode ser 0% a 10% entre os grãos na estrutura metalográfica da chapa de aço.
[0028] Na chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (1) a (9), a dureza H da ferrita pode satisfazer a Expressão 4 a seguir. H < 200 + 30 χ [Si] + 21 χ [Mn] + 270 χ [P] + 78 χ [Nb]1/2 + 108 χ [Ti]1/2...(Expressão 4) [0029] Na chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos tens (a) a (10), quando a dureza da ferrita ou da bainita, que é a fase principal é medida em 100 pontos ou mais, o valor que divide o desvio padrão da dureza pela média da dureza pode ser 0,2 ou menos.
[0030] Um método para produzir uma chapa de aço laminada a quente conforme um aspecto da presente invenção inclui: uma primeira laminação a quente de um aço em uma faixa de temperaturas de 1000°C a 1200°C sob condições tais que pelo menos um passe cuja redução é 40"]% ou mais está incluído de modo a controlar o tamanho médio de grão de uma austenita no aço a 200 pm ou menos, em que o aço inclui, como composição química, em % em massa, C: 0,01% a 0,4%, Si: 0,001% a 2,5%, Mn: 0,001% a 4,0%, Al: 0,001% a 2,0%, P: limitado a 0,15% ou menos, S: limitado a 0,03% ou menos, N: limitado a 0,01% ou menos, O: limitado a 0,01% ou menos, e o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas; uma segunda laminação a quente do aço sob condições tais que, quando a temperatura calculada pela Expressão 5 a seguir é definida como T1 em unidades de °C e a temperatura de transformação ferrítica calculada pela Expressão 6 a seguir é definida como Ara em unidades de °C, um grande passe de redução cuja redução é 30% ou mais em uma faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C é incluído, a redução cumulativa na faixa de temperaturas de a T1 + 30°C a T1 + 200°C é 50% ou mais, a redução cumulativa em uma faixa de temperaturas de Ara a menos que T1 + 30°C é limitada a 30% ou menos, e a temperatura de término da laminação é Ara ou maior; um primeiro resfriamento no aço sob condições tais que, quando o tempo de espera desde o término do passe final no passe de grande redução até o início do resfriamento é definido como t em unidades de segundos, o tempo de espera t satisfaz a Expressão 7 a seguir, a taxa média de resfriamento é 50°C/s ou mais rápida, a mudança na temperatura de resfriamento que é a diferença entre a temperatura do aço no início do resfriamento e a temperatura do aço no término do resfriamento é 40°C a 140°C, e a temperatura do aço Np término do resfriamento é T1 + 100°C ou menor; um segundo resfriamento do aço até uma faixa de temperaturas de 600°C a 800°C sob uma taxa média de resfriamento de 15°C/s a 300°C/s após o término da segunda laminação a quente; manter o aço na faixa de temperaturas de 600°C a 800°C por 1 segundo a 15 segundos; um terceiro resfriamento do aço até uma faixa de temperaturas desde a temperatura ambiente até 350°C ob uma taxa média de resfriamento de 50°C/s a 300°C/s após o término da retenção; bobinar o aço na faixa de temperaturas desde a temperatura ambiente até 350°C. T1 = 850 + 10 χ ([C] + [N]) χ [Mn]... Expressão 5 [0031] aqui, [C], [N], e [Mn] representam percentuais em massa de C, N, e Mn respectivamente.
Ara = 879,4 - 516,1 χ [C] - 65,7 χ [Mn] + 38,0 χ [Si] + 274,7 χ [P]... Expressão 6 [0032] aqui, na Expressão 6, [C], [Mn], [Si] e [P] representam percentuais em massa de C, Mn, Si, e P respectivamente. t < 2,5 χ t1... Expressão 7 [0033] aqui, t1 é representado pela Expressão 8 a seguir.
[0034] t1 = 0,001 x ((Tf - T1) χ P1/100)2 - 0,109 x ((Tf - T1) x P1/100) + 3,1... Expressão 8 [0035] aqui, Tf representa a temperatura Celsius do aço no término do passe final, e P1 representa o percentual de redução no passe final.
[0036] No método para produção da chapa de aço laminada a quente conforme o item (12), o aço pode incluir também, como composição química, em % em massa, pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em Mo: 0,001% a 1,0%, Cr: 0,001% a 2,0%, Ni: 0,001% a 2,0%, Cu: 0,001% a 2,0%, B: 0,0001% a 0,005%, Nb: 0,001% a 0,2%, Ti: 0,001% a 0,2%, V: 0,001% a 1,0%, W: 0,001% a 1,0%, Ca: 0,0001% a 0,01%, Mg: 0,0001% a 0,01%, Zr: 0,0001% a 0,2%, Metal Terra Rara (REM): 0,0001% a 0,1%, As: 0,0001% a 0,5%, Co: 0,0001% a 1,0%, Sn: 0,0001% a 0,2%, Pb: 0,0001% a 0,2%, Y: 0,0001% a 0,2%, e Hf: 0,0001% a 0,2%, em que a temperatura calculada pela Expressão 9 a seguir pode ser substituída pela temperatura calculada pela Expressão 5 como T1. T1 = 850 + 10 χ ([C] + [N]) χ [Mn] + 350 χ [Nb] + 250 χ [Ti] + 40 χ [B] + 10 χ [Cr] + 100 χ [Mo] + 100 χ [V]... Expressão 9 [0037] aqui, [C], [N], [Mn], [Nb], [Ti], [B], [Cr], [Mo], e [V] representam percentuais em massa de C, N, Mn, Nb, Ti, B, Cr, Mo, e V respec- tivamente.
[0038] No método para produção da chapa de aço laminada a quente conforme o item (12) ou (13), o tempo de espera t pode também satisfazer a Expressão 10 a seguir. 0 < t < t1... Expressão 10 [0039] No método para produzir a chapa de aço laminada a quente conforme o item (12) ou (13), o tempo de espera t pode também satis- fazer a Expressão 11a seguir. t1 < t < 11 χ 2,5... Expressão 11 [0040] No método para produção da chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (12) a (15), na primeira laminação a quente, devem ser conduzidas pelo menos duas laminações cuja redução seja 40% ou mais, e o tamanho médio de grão da austenita pode ser controlado em 100 pm ou menos.
[0041] No método para produção da chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (12) a (16), o segundo resfriamento pode iniciar em até 3 segundos após o término da segunda laminação a quente.
[0042] No método para produção da chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (12) a (17), na segunda laminação a quente, o aumento da temperatura do aço entre desvios pode ser 18°C ou menos.
[0043] No método para produzir a chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (12) a (18), o passe final das laminações a uma faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C pode ser o passe de grande redução.
[0044] No método para produção da chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (12) a (19), na retenção, o aço pode ser mantido em uma faixa de temperaturas de 600°C a 680°C por 3 segundos a 15 segundos.
[0045] No método para produção da chapa de aço laminada a quente conforme qualquer um dos itens (12) a (20), o primeiro resfriamento pode ser conduzido em um intervalo entre as cadeiras de laminação.
Efeitos Vantajosos da Invenção [0046] De acordo com os aspectos acima da presente invenção, é possível obter uma chapa de aço laminada a quente que tenha alta resistência, excelente capacidade de deformação uniforme, excelente capacidade de deformação local, e pequena anisotropia mesmo quando um elemento tal como Nb ou Ti é adicionado.
Breve Descrição de Desenhos [0047] A FIG. 1 mostra a relação entre a densidade polo média D1 de um grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> e d/RmC (espessura d/raio de dobramento mínimo RmC).
[0048] A FIG. 2 mostra a relação entre a densidade polo D2 de uma orientação de cristal {332}<113> e d/RmC.
Descrição Detalhada das Concretizações Preferidas [0049] Doravante, será descrita em detalhes a chapa de aço laminada a quente conforme uma concretização da presente invenção. Inicialmente, será descrita a densidade polo de uma orientação de cristal da chapa de aço laminada a quente.
[0050] Densidade Polo Média D1 de Orientação de Cristal: 1,0 a 5,0 [0051] Densidade Polo D2 da Orientação de Cristal: 1,0 a 4,0 [0052] Na chapa de aço laminada a quente conforme a concretização, à medida que as densidades polo de dois tipos de orientação de cristal, a densidade polo média D1 de um grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> (doravante referido como "densidade polo média") e a densidade polo D2 de uma orientação de cristal {332}<113> em uma porção central da espessura, que é a faixa de espessura de 5/8 a 3/8 (uma faixa que é uma distância de 5/8 a 3/8 a partir da superfície da chapa de aço ao longo da direção normal (direção da profundidade da chapa de aço), são controladas em relação à seção transversal da espessura (seu vetor normal corresponde à direção normal) que é paralela à direção de laminação.
[0053] Na concretização, a densidade polo média D1 é uma característica especialmente importante integração da (orientação e grau de desenvolvimento da textura) da textura (orientação de cristal dos grãos na estrutura metalográfica). Aqui, a densidade polo média D1 é a densidade polo que é representada pela média aritmética das densidades polo de cada orientação de cristal {100}<011>, {116}<110>, {114}<110>, {112}<110>, e{223}<110>.
[0054] A razão de intensidade da intensidade de difração de elétrons ou intensidade de difração de raios-X de cada orientação para aquela de uma amostra aleatória é obtida conduzindo-se a Electron Back Scattering Diffraction (EBSD) ou difração de raios-X na seção transversal acima na porção central da espessura que é a faixa de espessuras de 5/8 a 3/8, e a densidade polo média D1 do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> pode ser obtida a partir de cada razão de intensidade.
[0055] Quando a densidade polo média D1 do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> é 5,0 ou menos, é satisfeito que d/RmC (um parâmetro no qual a espessura d é dividida pelo raio de dobramento mínimo (dobramento na direção C)) é 1,0 ou mais, que é minimamente exigida para trabalhar peças de suspensão ou peças de estrutura. Particularmente, a condição é uma exigência para que a resistência à tração TS, a capacidade de expansão de furo λ, e alongamento total EL preferivelmente satisfazem TS χ λ > 30000 e TS χ EL > 14000 que são duas condições necessárias para as peças de suspensão do chassi de automóvel.
[0056] Em adição, quando a densidade polo média D1 é 4,0 ou menos, a razão (Rm45/RmC) do raio de dobramento mínimo R45 da direção de dobramento a 45° para o raio de dobramento mínimo RmC do dobramento na direção C é diminuída, no qual a razão é um parâmetro de dependência da orientação (isotropia) da capacidade de conformação, e a excelente capacidade de deformação local que é independente da direção de dobramento pode ser garantida. Conforme descrito acima, a densidade polo média D1 pode ser 5,0 ou menos, e pode ser preferivelmente 4,0 ou menos. Em um caso em que a também excelente capacidade de expansão de furo ou pequenas propriedades de dobramento crítico são necessárias, a densidade pólo média D1 pode ser mais preferivelmente menor que 3,5, e pode ainda mais preferivelmente ser menor que 3,0.
[0057] Quando a densidade polo média D1 do grupo de orientações de {100}<011 > a {223}<110> é maior que 5,0 , a anisotropia das propriedades mecânicas da chapa de aço é significativamente aumentada. Como resultado, embora a capacidade de deformação local em apenas uma direção específica seja melhorada, a capacidade de deformação local em uma direção diferente da direção específica é significativamente diminuída. Portanto, nesse caso, a chapa de aço não pode satisfazer d/RmC > 1,0.
[0058] Por outro lado, quando a densidade polo média D1 é menor que 1,0, a capacidade de deformação local pode ser diminuída. Consequentemente, a densidade polo média D1 pode preferivelmente ser 1,0 ou mais.
[0059] Em adição, a partir de razões similares, a densidade polo D2 da orientação de cristal {332}<113> na porção central da espessura que é a faixa de espessuras de 5/8 a 3/8 pode ser 4,0 ou menos. A condição é uma exigência para que a chapa de aço satisfaça d/RmC > 1,0 , e particularmente que a resistência à tração TS, a razão de expansão de furo λ, e o alongamento total EL satisfaça preferivelmente TS χ λ > 30000 e TS χ EL > 14000 que são duas condições exigidas para peças de suspensão.
[0060] Além disso, quando a densidade polo D2 é 3,0 ou menos, TS χ λ ou d/RmC podem também ser melhorados. A densidade pólo D2 pode ser preferivelmente 2,5 ou menos, e pode ser mais preferivelmente 2,0 ou menos. Quando a densidade polo D2 é maior que 4,0 , a anisotropia das propriedades mecânicas da chapa de aço é significativamente aumentada. Como resultado, embora a capacidade de deformação local em apenas uma direção específica seja melhorada, a capacidade de deformação local em uma direção diferente da direção específica é significativamente diminuída. Portanto, nesse caso, a chapa de aço não pode satisfazer suficientemente d/RmC > 1,0.
[0061] Por outro lado, quando a densidade polo média D2 é menor que 1,0, a capacidade de deformação local pode ser diminuída. Consequentemente, a densidade polo D2 da orientação de cristal {332}<113> pode preferivelmente ser 1,0 ou mais.
[0062] A densidade polo é sinônima de razão de intensidade aleatória de raios-X. A razão de intensidade aleatória de raios-X pode ser obtida como a seguir. A intensidade de difração (raios-X ou elétron) de uma amostra padrão que não tem uma textura para uma orientação específica e a intensidade de difração de um material de teste são medidas por um método de difração de raios-X nas mesmas condições. A razão de intensidade aleatória de raios-X é obtida dividindo-se a intensidade de difração do material de teste pela intensidade de difração da amostra padrão. A densidade polo pode ser medida usando-se a difração de raios-X, a Electron Back Scattering Diffraction (EBSD), ou Electron Channeling Pattern (ECP). Por exemplo, a densidade polo média D1 do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> pode ser obtida como a seguir. As densidades polo de cada orientação {100}<110>, {116}<110>, {114}<110>, {112}<110>, e {223}<110> são obtidas a partir de uma textura tridimensional (ODF: Funções de Distribuição de Orientação) que é calculada por uma série de métodos de expansão usando-se vários valores polo nos valores polo de {110}, {100}, {211}, e {310} medidas pelos métodos acima. A densidade polo média D1 é obtida calculando-se a média aritmética das densidades polo.
[0063] Em relação a amostras que são fornecidas para a difração de raios-X, a EBSD, e a ECP, a espessura da chapa de aço pode ser reduzida até uma espessura predeterminada por polimento mecânico ou similar, a tensão pode ser removida por polimento químico, polimento eletrolítico, ou similar, as amostras podem ser ajustadas de modo que uma superfície adequada incluindo a faixa de espessuras de 5/8 a 3/8 seja a superfície de medição, e então as densidades polo podem ser medidas pelos métodos acima. Em relação a uma direção transversal, é preferível que as amostras sejam coletadas na vizinhança da posição a 1/4 e 3/4 da espessura (uma posição que está a uma distância de 1/4 da largura da chapa de aço a partir da borda da chapa de aço).
[0064] Quando as densidades polo acima são satisfeitas em muitas outras porções de espessura da chapa de aço em adição à porção central da espessura, a capacidade de deformação local é também melhorada. Entretanto, uma vez que a textura na porção central da espessura influencia significativamente a anisotropia da chapa de aço, as propriedades do material d porção central da espessura representam aproximadamente as propriedades do material de toda a chapa de aço. Consequentemente, a densidade polo média D1 do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> e a densidade polo D2 da orientação de cristal {332}<113> na porção central da espessura de 5/8 a 3/8 são prescritas.
[0065] Aqui, {hkl}<uvw> indica que a direção normal da superfície da chapa é paralela a <hkl> e a direção de laminação é paralela a <uvw> quando a amostra é coletada pelo método descrito acima. Em adição, geralmente, na orientação do cristal, uma orientação perpendicular à superfície da chapa é representada por (hkl) ou {hkl} e uma orientação paralela à direção de laminação é representada por [uvw] ou <uvw>. {hkl}<uvw> indica coletivamente planos equivalentes, e (hkl)[uvw] indica cada plano de cristal. Especificamente, uma vez que a concretização almeja uma estrutura cúbica de corpo centrado (bcc), por exemplo, planos (111), (-111), (1-11), (11-1), (-1-11), (-11-1), (1-11), e (-1-1-1) são equivalentes e não podem ser classificados. Nesse caso, a orientação é coletivamente chamada de {111}. Uma vez que a expressão ODF é também usada para expressões de orientação de outras estruturas do cristal tendo baixa simetria, geralmente cada orientação é representada por (hkl)[uvwj na expressão ODF. Entretanto, na concretização, {hkl}<uvw> e (hkl)[uvwj são sinônimos.
[0066] A seguir será descrita a estrutura metalográfica da chapa de aço laminada a quente conforme a concretização.
[0067] A estrutura metalográfica da chapa de aço laminada a quente conforme a concretização é fundamentalmente uma estrutura de fase dupla (DP) que inclui vários grãos, inclui ferrita e/ou bainita, como fase principal, e inclui martensita como fase secundária. A resistência e a capacidade de deformação uniforme podem ser aumentadas pela dispersão da martensita que é a fase secundária e a fase dura para a ferrita ou a bainita que é a fase principal e tem excelente capacidade de deformação. A melhoria na capacidade de deformação uniforme é derivada de um aumento na taxa de endurecimento do trabalho pela dispersão fina da martensita que é a fase dura na estrutura metalográfica. Além disso, aqui, a ferrita ou a bainita incluem ferrita poligonal e ferrita bainítica.
[0068] A chapa de aço laminada a quente conforme a concretização inclui austenita residual, perlita, cementita, várias inclusões, ou similares como microestruturas diferentes da ferrita, da bainita e da martensita. É preferível que as microestruturas diferentes da ferrita, da bainita e da martensita sejam limitadas, em % em área, a 0% a 10%. Além disso, quando a austenita é retida na microestrutura, a fragilização do trabalho secundário ou a propriedade de fratura retardada dete- rioram. Consequentemente, exceto pela austenita residual de aproximadamente 5% em fração de área que existe inevitavelmente, é preferível que a austenita residual não seja substancialmente incluída.
[0069] Fração de Área de Ferrita e Bainita que são a Fase Principal: 30% a menos de 99% [0070] A ferrita e a bainita que são a fase principal são comparativamente macias, e têm excelente capacidade de deformação. Quando a fração de área da ferrita e da bainita é 30%ou mais no total, ambas as propriedades de capacidade de deformação uniforme e de capacidade de deformação local da chapa de aço laminada a quente conforme a concretização são satisfeitas. Mais preferivelmente, a ferrita e a bainita podem ser, em % em área, 50% ou mais no total. Por outro lado, quando a fração de área da ferrita e da bainita é 99% ou mais no total, a resistência e a capacidade de deformação uniforme da chapa de aço são diminuídas.
[0071] Preferivelmente, a fração de área da ferrita, que é a fase principal, pode ser 30% a 99%. Controlando-se a fração de área da ferrita que é comparativamente excelente em capacidade de deformação para 30% a 99%, é possível aumentar preferivelmente a ductilidade (capacidade de deformação) em um equilíbrio entre a resistência e a ductilidade (capacidade de deformação) da chapa de aço. Particularmente, a ferrita contribui para a melhoria da capacidade de deformação uniforme.
[0072] Alternativamente, a fração de área da bainita que é a fase principal pode ser 5% a 80%. Controlando-se a fração de área da bainita que é comparativamente excelente na resistência para 5% a 80%, é possível aumentar preferivelmente a resistência no equilíbrio entre a resistência e a ductilidade, (capacidade de deformação) da chapa de aço. Aumentando-se a fração de área da bainita que é uma fase mais dura que a ferrita, a resistência da chapa de aço é melhorada. Em adi- ção, a bainita, que tem menor diferença de dureza a partir da martensita se comparado com a ferrita, suprime o início dos vãos na interface entre a fase macia e a fase dura, e melhora a capacidade de expansão de furo.
Fração de Área fM da Martensita: 1% a 70% [0073] Dispersando-se a martensita, que é a fase secundária e é a fase dura, na estrutura metalográfica, é possível melhorar a resistência e a capacidade de deformação uniforme. Quando a fração de área da martensita é menor que 1%, a dispersão da fase dura é insuficiente, a taxa de endurecimento do trabalho é diminuída, e a capacidade de deformação uniforme é diminuída. Preferivelmente, a fração de área da martensita pode ser 3% ou mais. Por outro lado, quando a fração de área da martensita é maior que 70%, a fração de área da fase dura é excessiva, e a capacidade de deformação da chapa de aço é significativamente diminuída. De acordo com o equilíbrio entre a resistência e a capacidade de deformação, a fração de área da martensita pode ser 50% ou menos. Preferivelmente, a fração de área da martensita pode ser 30% ou menos. Mais preferivelmente, a fração de área da martensita pode ser 20% ou menos.
[0074] Tamanho Médio de Grão dia da Martensita: 13 pm ou menos [0075] Quando o tamanho médio da martensita é maior que 13 pm, a capacidade de deformação uniforme da chapa de aço pode ser diminuída, e a capacidade de deformação local pode ser diminuída. É considerado que o alongamento uniforme é diminuído devido ao fato de que a contribuição para o endurecimento do trabalho é diminuído quando o tamanho médio da martensita é bruto, e que a capacidade de deformação local é diminuída devido ao fato de que os vãos se iniciam facilmente na vizinhança da martensita bruta. Preferivelmente, o tamanho médio da martensita pode ser menor que 10 pm. Mais prefe- rivelmente, o tamanho médio da martensita pode ser 7 pm ou menos. Relação de TS/fM χ dis/dia: 500 ou mais [0076] Além disso, como resultado da investigação em detalhes pelos inventores, foi descoberto que, quando a resistência à tração é definida como TS (resistência à tração) em unidades de MPa, a fração de área da martensita é definida como fM (fração de Martensita) em unidades de %, a distância média entre os grãos de martensita é definida como dis (distância) em unidades de pm, e o tamanho médio de grão da martensita é definido como dia (diâmetro) em unidades de pm, a capacidade de deformação uniforme da chapa de aço é melhorada em um caso em que a relação entre TS, fM, dis, e dia satisfaz a Expressão 1 a seguir. TS/fM χ dis/dia > 500 ... Expressão 1 [0077] Quando a relação de TS/fM χ dis/dia é menor que 500, a capacidade de deformação uniforme da chapa de aço pode ser significativamente diminuída. O significado físico da Expressão 1 não ficou claro. Entretanto, é considerado que o endurecimento do trabalho ocorre mais efetivamente à medida que a distância média dis entre os grãos de martensita é diminuída e à medida que o tamanho médio de grão dia da martensita é aumentado. Além disso, a relação de TS/fM χ dis/dia não tem particularmente um limite superior. Entretanto, do ponto de vista industrial, uma vez que a relação de TS/fM χ dis/dia raramente excede 10000, o limite superior pode ser 10000 ou menos. [0078] Fração de Martensita que tem 5,0 ou menos em Razão do Eixo Maior para o Eixo Menor: 50% ou mais [0079] Em adição, quando o eixo maior do grão de martensita é definido como La em unidades de pm, e o eixo menor do grão de martensita é definido como Lb em unidades de pm, a capacidade de deformação local pode ser preferivelmente melhorada em um caso em que a fração de área do grão de martensita satisfaz a Expressão 2 a seguir é 59% a 100% se comparado com a fração de área fM da martensita.
La/Lb < 5.0 ... Expressão 2 [0080] A razão detalhada porque o efeito é obtido não ficou claro. Entretanto, é considerado que a capacidade de deformação local é melhorada devido ao fato de que a forma da martensita varia desde uma forma acicular até uma forma esférica e que uma concentração de estresse excessiva para a ferrita ou a bainita próximo à martensita é aliviada. Preferivelmente a fração de área do grão de martensita tendo La/Lb de 3,0 ou menos pode ser 50% ou mais se comparado com a fM. Mais preferivelmente, a fração de área do grão de martensita tendo La/Lb de 2,0 ou menos pode ser 50% ou mais se comparado com a fM. Além disso, quando a fração de martensita equiaxial é menor que 50%, se comparado com a fM, a capacidade de deformação local pode deteriorar. Além disso, o limite inferior da Expressão 2 pode ser 1,0. [0081] Além disso, toda a martensita ou parte dela pode ser martensita revenida. Quando a martensita é a martensita revenida, embora a resistência da chapa de aço seja diminuída, a capacidade de expansão de furo da chapa de aço é melhorada pela diminuição da diferença de dureza entre a fase principal e a fase secundária. De acordo com o equilíbrio entre a resistência exigida e a capacidade de deformação exigida, a fração de área da martensita revenida pode ser controlada se comparado com a fração de área fM da martensita [0082] A estrutura metalográfica tal como a ferrita, a bainita, ou a martensita conforme descrito acima pode ser observada por um microscópio de varredura eletrônica de emissão de campo (FE-SEM) em uma faixa de espessuras de 1/8 a 3/8 (a faixa de espessura na qual a posição a 1/4 da espessura é o centro). Os valores característicos acima podem ser determinados a partir das microfotografias que são obtidas pela observação. Em adição, os valores característicos podem ser também determinados pelo EBSD conforme descrito abaixo. Para a observação do FE-SEM, são coletadas amostras de forma que a seção observada seja a seção transversal da espessura (o seu vetor normal corresponde à direção normal) que é paralela à direção de laminação da chapa de aço, e a seção observada é polida e causticada com nital. Além disso, na direção da espessura, a estrutura metalográfica (constituinte) da chapa de aço pode ser significativamente diferente entre a vizinhança da superfície da chapa de aço e a vizinhança do centro da chapa de aço devido à descarburação e à segregação do Mn. Consequentemente, na concretização, a estrutura metalográfica com base na posição 1/4 da espessura é observada.
Diâmetro Médio dos Grãos: 5 pm a 30 pm [0083] Além disso, para também melhorar a capacidade de deformação, o tamanho dos grãos na estrutura metalográfica, particularmente o diâmetro médio pode ser refinado. Além disso, as propriedades de fadiga (razão de limite de fadiga) necessária para uma chapa de aço para automóvel ou similar são também melhoradas pelo refino do diâmetro médio. Uma vez que o número de grãos brutos influencia significativamente a capacidade de deformação se comparado com o número de grãos finos, a capacidade de deformação se correlaciona significativamente com o diâmetro médio calculado pela média do volume se comparado com o diâmetro médio. Consequentemente, para obter o efeito acima, o diâmetro médio pode ser 5 pm a 30 pm, pode ser mais preferivelmente 5 pm a 20 pm, e pode ser ainda mais preferivelmente 5 pm a 10 pm.
[0084] Além disso, é considerado que quando o diâmetro médio é diminuído, a concentração de tensão local que ocorreu na micro-ordem é suprimida, a tensão pode ser dispersa durante a deformação local, e o alongamento, particularmente o alongamento uniforme, é melhorado. Em adição, quando o diâmetro médio é diminuído, a borda do grão que age como uma barreira do deslocamento pode ser controlada adequadamente, a borda do grão pode afetar a deformação plástica repetitiva (fenômeno de fadiga) derivada do deslocamento, e assim as propriedades de fadiga podem ser melhoradas.
[0085] Além, disso, conforme descrito abaixo, o diâmetro de cada grão (unidade de grão) pode ser determinado. A perlita é identificada através de uma observação metalográfica por um microscópio óptico. Em adição, as unidades de grão da ferrita, da austenita, da bainita, e da martensita são identificadas por EBSD. Se a estrutura de cristal de uma área medida por EBSD for uma estrutura cúbica de face centrada (estrutura fcc), a área é considerada como a austenita. Além disso, se a estrutura de cristal de uma área medida por EBSD é uma estrutura cúbica de corpo centrado (estrutura bcc), a área é considerada como qualquer uma entre ferrita, bainita e martensita. A ferrita, a bainita e a martensita podem ser identificadas usando-se um método de Desorientação Média de Kernel (KAM) que é adicionado em um Microscópio de Orientação de Imagem - Electron Back Scatter Diffraction Pattern (EBSP-OIM, Marca Registrada). No método KAM, em relação à primeira aproximação (total 7 pixels) usando um pixel hexagonal regular (pixel central) nos dados de medição e 6 pixels adjacentes ao pixel central, uma segunda aproximação (total 19 pixels) usando 12 pixels também fora dos 6 pixels acima, ou uma terceira aproximação (total 37 pixels) usando 18 pixels também fora dos 12 pixels acima, é calculada a média da desorientação entre cada pixel, e a operação acima é executada em todos os pixels. O cálculo pelo método KAM é executado de modo a não exceder a borda do grão, e um mapa representando a rotação do cristal intergranular pode ser obtido. O mapa mostra a distribuição de tensão com base na rotação de cristal local intergranular. [0086] Na concretização, a desorientação entre pixels adjacentes é calculada usando-se a terceira aproximação no EBSP-OIM (marca registrada). Por exemplo, a medição da orientação descrita acima é conduzida por uma etapa de medição de 0,5 pm ou menos a uma ampliação de 1500 vezes, a posição na qual a desorientação entre pontos de medição adjacentes é maior que 15° é considerado como borda do grão (a borda do grão não é sempre uma fronteira comum do grão), o diâmetro equivalente de círculo é calculado, e assim os tamanhos de grão da ferrita, da bainita, da martensita, e da austenita são obtidos. Quando a perlita é incluída na estrutura metalográfica, o tamanho de grão da perlita pode ser calculado pela aplicação de um método de processamento de imagem tal como processamento de binarização ou método de interseção a uma microfotografia obtida pelo microscópio óptico.
[0087] No grão (unidade de grão) definido conforme descrito acima, quando o raio do círculo equivalente (metade do valor do diâmetro equivalente de círculo) é definido como r, o volume de cada grão é obtido por 4 χ π χ r3/3, e o diâmetro médio pode ser obtido pela média pesada do volume. Em adição, a fração de área dos grãos brutos descrita abaixo pode ser obtida dividindo-se a fração de área dos grãos brutos obtida usando-se o método pela área medida. Além disso, exceto pelo diâmetro médio, o diâmetro de círculo equivalente do tamanho de grão obtido pelo processamento da binarização, o método de interseção, ou similares é usado, por exemplo, como tamanho médio de grão dia da martensita.
[0088] A distância média dis entre os grãos de martensita pode ser determinada usando-se a fronteira entre o grão de martensita e o grão diferente de martensita obtido pelo método EBSD (entretanto, FE-SEM no qual o EBSD pode ser conduzido) em adição ao método de observação FE-SEM.
[0089] Fração de Área de Grãos Brutos tendo Tamanho de Grão de mais de 35 pm: 0% a 10% [0090] Em adição, para também melhorar a capacidade de deformação local, em relação a todos os constituintes da estrutura metalográfica, a fração de área (fração de área dos grãos brutos) que é ocupada pelos grãos (grãos brutos) tendo o tamanho de grão de mais de 35 pm por unidade de área pode ser limitado para ser 0% a 10%. Quando os grãos tendo tamanho grande são aumentados, a resistência à tração pode ser diminuída, e a capacidade de deformação local pode ser também diminuída. Consequentemente, um refino dos grãos é preferível. Além disso, uma vez que a capacidade de deformação local é melhorada tensionando-se todos os grãos uniformemente e equivalentemente, a tensão local dos grãos pode ser suprimida limitando-se a fração dos grãos brutos.
[0091] Desvio Padrão da Distância Média dis entre os Grãos de Martensita: 5 pm ou menos [0092] Além disso, para também melhorar a capacidade de deformação local tal como a capacidade de dobramento, a capacidade de flangeamento no estiramento, a capacidade de conformação na rebar-bação, ou a capacidade de expansão de furo, é preferível que a martensita que é a fase dura seja dispersa na estrutura metalográfica. Portanto, é preferível que o desvio padrão da distância média dis entre os grãos de martensita é 0 pm a 5 pm. No caso, a distância média dis e o seu desvio padrão podem ser obtidos medindo-se a distância entre os grãos de martensita em 100 pontos ou mais.
[0093] Dureza H da Ferrita: é preferível satisfazer a Expressão 3 a seguir [0094] A ferrita que é a fase primária e a fase macia contribui para a melhoria na capacidade de deformação da chapa de aço. Consequentemente, é preferível que a dureza média H da ferrita satisfaça a Expressão 3 a seguir. Quando a ferrita que é mais dura que a Expressão 3 a seguir está contida, os efeitos de melhoria da capacidade de deformação da chapa de aço não podem ser obtidos. Além disso, a dureza média H da ferrita é obtida pela medição da dureza da ferrita em 100 pontos ou mais sob uma carga de 1 mN em um nanopenetra-dor. H < 200 + 30 χ [Si] + 21 χ [Mn] + 270 χ [P] + 78 χ [Nb]1/2 + 108 χ [Ti]1/2...Expressão 3 [0095] Aqui, [Si], [Μη], [P], [Nb], e [Ti] representam percentuais em massa de Si, Μη, P, Nb, e Ti respectivamente.
[0096] Desvio Padrão/Média da Dureza de Ferrita ou Bainita: 0,2 ou menos [0097] Como resultado da investigação que é focada na homogeneidade da ferrita ou da bainita que é a fase principal pelos inventores, é descoberto que quando a homogeneidade da fase principal é alta na microestrutura, o equilíbrio entre a capacidade de deformação uniforme e a capacidade de deformação local pode ser preferivelmente melhorada. Especificamente, quando um valor no qual o desvio padrão da dureza da ferrita dividido pela dureza média da ferrita é 0,2 ou menos, os efeitos podem ser obtidos preferivelmente. Além disso, quando um valor no qual o desvio padrão da dureza da bainita dividido pela dureza média da bainita é 0,2 ou menos, os efeitos podem ser preferivelmente obtidos. A homogeneidade pode ser obtida medindo-se a dureza da ferrita ou da bainita que é a fase primária em 100 pontos ou mais sob uma carga de 1 mN no nanopenetrador e usando-se a média obtida e o desvio padrão obtido. Especificamente, a homogeneidade aumenta com a diminuição no valor do desvio padrão da dureza/média da dureza, e os efeitos podem ser obtidos quando o valor é 0,2 ou menos. No não penetrador (por exemplo, UMIS-2000 produzido por CSIRO Corporation), usando-se um penetrador menor que o tamanho de grão, a dureza de um grão único, que não inclui a borda do grão, pode ser medida.
[0098] A seguir será descrita a composição química da chapa de aço laminada a quente conforme a concretização.
[0099] Doravante, será dada a descrição dos elementos base da chapa de aço laminada a quente conforme a concretização e da faixa de limitação e as razões para a limitação. Além disso, % na descrição representa % em massa. C: 0,01% a 0,4% [00100] C (carbono) é um elemento que aumenta a resistência da chapa de aço, e é um elemento essencial para obter a fração de área de martensita. O limite inferior do teor de C deve ser 0,01% para obter a martensita de 1 % ou mais em % em área. Por outro lado, quando o teor de C é maior que 0,40%, a capacidade de deformação da chapa de aço é diminuída, e a capacidade de soldagem da chapa de aço também deteriora. Preferivelmente, o teor de C pode ser 0,30% ou menos.
Si: 0,001% a 2,5% [00101] Si (silício) é um elemento desoxidante do aço e é um elemento que é eficaz em aumentar a resistência mecânica da chapa de aço. Além disso, Si é um elemento que estabiliza a ferrita durante o controle da temperatura após a laminação a quente e suprime a precipitação de cementita durante a transformação bainítica. Entretanto, quando o teor de Si é maior que 2,5%, a capacidade de deformação da chapa de aço é diminuída, e tendem a ser feitas mossas na superfície da chapa de aço. Por outro lado, quando o teor de Si é menor que 0,001%, é difícil obter os efeitos.
Mn: 0,001% a 4,0% [00102] Mn (manganês) é um elemento que é eficaz em aumentar a resistência mecânica da chapa de aço. Entretanto, quando o teor de Mn é maior que 4,0%, a capacidade de deformação da chapa de aço é diminuída. Mais preferivelmente, o teor de Mn pode ser 3,0% ou me- nos. Por outro lado, quando o teor de Mn é menor que 0,001%, é difícil obter os efeitos. Em adição, Mn é também um elemento que suprime fraturas durante a laminação a quente pela fixação do S (enxofre) no aço. Quando elementos tais como Ti que suprime a ocorrência de fraturas devidas ao S durante a laminação a quente não são adicionados suficientemente exceto pelo Mn, é preferível que o teor de Mn e o teor de S satisfaçam Mn/S > 20 em % em massa.
Al: 0,001% a 2,0% [00103] Al (alumínio) é um elemento desoxidante do aço. Além disso, Al é um elemento que estabiliza a ferrita durante o controle da temperatura após a laminação a quente e suprime a precipitação de cementita durante a transformação bainítica. Para obter os efeitos, o teor de Al deve ser 0,001% ou mais. Entretanto, quando o teor de Al é maior que 2,0%, a capacidade de soldagem deteriora. Em adição, embora seja difícil mostrar quantitativamente os efeitos, Al é um elemento que aumenta significativamente a temperatura Ara na qual a transformação principia de γ (austenita) para α (ferrita) no resfriamento do aço. Consequentemente, Ara do aço pode ser controlado pelo teor de Al. [00104] A chapa de aço laminada a quente conforme a concretização inclui as inevitáveis impurezas em adição aos elementos base descritos acima. Aqui, as inevitáveis impurezas indicam elementos tais como P, S, N, O, Cd, Zn, ou Sb que são inevitavelmente misturados a partir de matérias primas auxiliares tais como sucata ou por processos de produção. Nos elementos, P, S, N, e O são limitados ao que segue para obter preferivelmente os efeitos. É preferível que as impurezas inevitáveis diferentes de P, S, N, e O sejam individualmente limitadas a 0,02% ou menos. Além disso, mesmo quando impurezas de 0,02% ou menos são incluídas, os efeitos não são afetados. A faixa de limitação das impurezas inclui 0%, entretanto é industrialmente difícil ser esta-velmente 0%. Aqui, o descrito é % em massa. Ρ: 0,15% ou menos [00105] P (fósforo) é uma impureza, e um elemento que contribui para fratura durante a laminação a quente ou a laminação a frio quando o teor no aço é excessivo. Em adição, P é um elemento que deteriora a ductilidade ou a capacidade de soldagem da chapa de aço. Consequentemente, o teor de P é limitado a 0,15% ou menos. Preferivelmente, o teor de P pode ser limitado a 0,05% ou menos. Além disso, uma vez que o P age como elemento de reforço da solução sólida e é inevitavelmente incluído no aço, não é particularmente necessário prescrever o limite inferior do teor de P. O limite inferior do teor de P pode ser 0%. Além disso, considerando o refino geral atual (inclui o refino secundário), o limite inferior do teor de P pode ser 0,0005%. S: 0,03% ou menos [00106] S (enxofre) é uma impureza, e um elemento que deteriora a capacidade de deformação da chapa de aço pela formação de MnS estirado pela laminação a quente quando o teor no aço é excessivo. Consequentemente, o teor de S é limitado a 0,03% ou menos. Além disso, uma vez que S está inevitavelmente incluído no aço, não é particularmente necessário prescrever o limite inferior do teor de S. O limite inferior do teor de S pode ser 0%. Além disso, considerando-se o refino geral atual (inclui o refino secundário), o limite inferior do teor de P pode ser 0,0005%. N: 0,01% ou menos [00107] N (nitrogênio) é uma impureza, e um elemento que deteriora a capacidade de deformação da chapa de aço. Consequentemente, o teor de N é limitado a 0,01% ou menos. Além disso, uma vez que N está inevitavelmente incluído no aço, não é particularmente necessário prescrever o limite inferior do teor de N. O limite inferior do teor de N pode ser 0%. Além disso, considerando-se o refino geral atual (inclui o refino secundário), o limite inferior do teor de N pode ser 0,0005%. Ο: 0,01% ou menos [00108] O (oxigênio) é uma impureza, e um elemento que deteriora a capacidade de deformação da chapa de aço. Consequentemente, o teor de O é limitado a 0,01% ou menos. Além disso, uma vez que O está inevitavelmente incluído no aço, não é particularmente necessário prescrever um limite inferior do teor de O. O limite inferior do teor de O pode ser 0%. Além disso, considerando-se o refino geral atual (inclui o refino secundário), o limite inferior do teor de O pode ser 0,0005%. [00109] Os elementos químicos são componentes base (elementos base) do aço na concretização, e a composição química na qual os elementos base estão controlados (incluídos ou limitados) e o saldo consiste em Fe e as inevitáveis impurezas, é a composição base da concretização. Entretanto, em adição aos elementos base (ao invés de uma parte do Fe que é o saldo), na concretização, os elementos químicos a seguir (elementos opcionais) podem ser incluídos adicionalmente no aço se necessário. Além disso, mesmo quando os elementos opcionais são inevitavelmente incluídos no aço (por exemplo, quantidades menores que o limite inferior de cada elemento opcional), os efeitos na concretização não são diminuídos.
[00110] Especificamente, a chapa de aço laminada a quente conforme a concretização pode também incluir, como elemento opcional, pelo menos um elemento selecionado de um grupo consistindo em Mo, Cr, Ni, Cu, B, Nb, Ti, V, W, Ca, Mg, Zr, REM, As, Co, Sn, Pb, Y, e Hf em adição aos elementos base e os elementos impureza. Doravante, as faixas numéricas da limitação e as razões da limitação dos elementos opcionais serão descritas. Aqui, o percentual descrito é % em massa.
Ti: 0,001% a 0,2% Nb: 0,001% a 0,2% Β: 0,001% a 0,005% [00111] Ti (titânio), Nb (nióbio), e B (boro) são os elementos opcionais que formam carbonitretos finos pela fixação do carbono e do nitrogênio no aço, e que têm os efeitos tais como reforço da precipitação, controle da microestrutura, ou reforço do refino do grão para o aço. Consequentemente, se necessário, pelo menos um elemento entre Ti, Nb e B podem ser adicionados ao aço. Para obter os efeitos, preferivelmente o teor de Ti pode ser 0,001% ou mais, o teor de Nb pode ser 0,001% ou mais, e o teor de B pode ser 0,0001% ou mais. Entretanto, quando os elementos opcionais são adicionados excessivamente ao aço, os efeitos podem ser saturados, o controle da orientação do cristal pode ser difícil devido à supressão da recristalização após a laminação a quente, e a capacidade de trabalho (capacidade de deformação) da chapa de aço pode deteriorar. Consequentemente, preferivelmente, o teor de Ti pode ser 0,2% ou menos, o teor de Nb pode ser 0,2% ou menos, e o teor de B pode ser 0,005% ou menos. Além disso, mesmo quando os elementos opcionais tendo uma quantidade menor que o limite inferior são incluídos no aço, os efeitos na concretização não são diminuídos. Além disso, uma vez que não é necessário adicionar elementos opcionais ao aço intencionalmente para reduzir custos de ligação, os limites inferiores das quantidades dos elementos opcionais pode ser 0%.
Mg: 0,0001% a 0,01% REM: 0,0001% a 0,1% Ca: 0,0001% a 0,01% [00112] Ma (magnésio), REM (Metal Terra Rara), e Ca (cálcio) são os elementos opcionais que são importantes para controlar inclusões para serem formas inofensivas e para melhorar a capacidade de deformação local da chapa de aço. Consequentemente, se necessário, pelo menos um elemento entre Mg, REM, e Ca pode ser adicionado ao aço. Para obter os efeitos, preferivelmente o teor de Mg pode ser 0,0001% ou mais, o teor de REM pode ser 0,0001% ou mais, e o teor de Ca pode ser 0,0001% ou mais. Por outro lado, quando os elementos opcionais são adicionados excessivamente ao aço, inclusões tendo formas estiradas podem ser formadas, e a capacidade de deformação da chapa de aço pode ser diminuída. Consequentemente, preferivelmente o teor de Mg pode ser 0,01% ou menos, o teor de REM pode ser 0,1% ou menos, e o teor de Ca pode ser 0,01% ou menos. Além disso, mesmo quando os elementos opcionais tendo quantidades menores que o limite inferior estão incluídos no aço, os efeitos na concretização não são diminuídos. Além disso, uma vez que não é necessário adicionar os elementos opcionais ao aço intencionalmente para reduzir custos de ligação, os limites inferiores das quantidades dos elementos opcionais pode ser 0%.
[00113] Em adição, aqui, REM representa coletivamente o total de 16 elementos que são 15 elementos do lantânio com número atômico 57, o lutécio com número atômico 71 em adição ao escândio com número atômico 21. Em geral, REM é fornecido no estado de metal misch que é uma mistura de elementos, e é adicionado ao aço.
Mo: 0.001% a 1.0% Cr: 0.001% a 2.0% Ni: 0.001% a 2.0% W: 0.001% a 1.0% Zr: 0.0001% a 0.2% As: 0.0001% a 0.5% [00114] Mo (molibdênio), Cr (cromo), Ni (níquel), W (tungstênio), Zr (zircônio), e As (arsênio) são elementos opcionais que aumentam a resistência mecânica da chapa de aço. Consequentemente, se necessário, pelo menos um elemento entre Mo, Cr, Ni, W, Zr, e As pode ser adicionado ao aço. Para obter os efeitos, preferivelmente, o teor de Mo pode ser 0,001% ou mais, o teor de Cr pode ser 0,001% ou mais, o teor de Ni pode ser 0,001% ou mais, o teor de W pode ser 0,001% ou mais, o teor de Zr pode ser 0,0001% ou mais, e o teor de As pode ser 0,0001% ou mais. Entretanto, quando os elementos opcionais são adicionados excessivamente ao aço, a capacidade de deformação da chapa de aço pode ser diminuída. Consequentemente, preferivelmente, o teor de Mo pode ser 1,0% ou menos, o teor de Cr pode ser 2,0% ou menos, o teor de Ni pode ser 2,0% ou menos, o teor de W pode ser 1,0% ou menos, o teor de Zr pode ser 0,2% ou menos, e o teor de As pode ser 0,5% ou menos. Além disso, mesmo quando os elementos opcionais tendo uma quantidade menor que o limite inferior são incluídos no aço, os efeitos na concretização não são diminuídos. Além disso, uma vez que não é necessário adicionar os elementos opcionais ao aço intencionalmente para reduzir custos de ligação, os limites inferiores dos elementos opcionais podem ser 0%. V: 0.001% 1.0% Cu: 0.001% a 2.0% [00115] V (vanádio) e Cu (cobre) são elementos opcionais que são similares a Nb, Ti ou similares, e que têm o efeito de reforçar a precipitação. Em adição, a diminuição na capacidade de deformação local devido à adição de V e Cu é pequena se comparado com aquela da adição de Nb, Ti ou similares. Consequentemente, para obter a alta resistência e também aumentar a capacidade de deformação local tal como capacidade de expansão de furo ou a capacidade de dobramento, V e Cu são elementos opcionais mais eficazes que Nb, Ti ou similares. Portanto, se necessário, pelo menos um elemento entre V e Cu pode ser adicionado ao aço. Para obter os efeitos, preferivelmente, o teor de V pode ser 0,001% ou menos e o teor de Cu pode ser 0,001% ou menos. Entretanto, quando os elementos opcionais são adicionados excessivamente, a capacidade de deformação da chapa de aço pode ser diminuída. Consequentemente, preferivelmente, o teor de V pode ser 1,0% ou menos e o teor de Cu pode ser 2,0% ou menos. Além disso, mesmo quando os elementos opcionais tendo quantidade menor que o limite inferior são incluídos no aço, os efeitos na concretização não são diminuídos. Em adição, uma vez que não é necessário adicionar os elementos opcionais ao aço intencionalmente para reduzir os custos de ligação, os limites inferiores dos elementos opcionais podem ser 0%.
Co: 0,0001% a 1,0% [00116] Embora seja difícil mostrar quantitativamente os efeitos, Co (cobalto) é o elemento opcional que aumenta significativamente a temperatura Ara na qual se inicia a transformação de γ (austenita) para α (ferrita) no resfriamento do aço. Consequentemente, Ara do aço pode ser controlado pelo teor de Co. Em adição, Co é o elemento opcional que melhora a resistência da chapa de aço. Para obter o efeito, preferivelmente o teor de Co pode ser 0,0001% ou mais. Entretanto, quando Co é adicionado excessivamente ao aço, a capacidade de soldagem da chapa de aço pode deteriorar, e a capacidade de deformação da chapa de aço pode ser diminuída. Consequentemente, preferivelmente, o teor de Co pode ser 1,0% ou menos. Além disso, mesmo quando o elemento opcional tendo uma quantidade menor que o limite inferior é incluído no aço, os efeitos na concretização não são diminuídos. Em adição, uma vez que não é necessário adicionar o elemento opcional ao aço intencionalmente para reduzir os custos de ligação, o limite inferior da quantidade de elemento opcional pode ser 0%.
Sn: 0,0001% a 0,2% Pb: 0,0001% a 0,2% [00117] Sn (estanho) e Pb (chumbo) são elementos opcionais que são eficazes na melhoria da capacidade de umedecimento do revestimento e da adesão do revestimento. Consequentemente, se necessá- rio, pelo menos um elemento entre Sn e Pb pode ser adicionado ao aço. Para obter os efeitos, preferivelmente, o teor de Sn pode ser 0,0001% ou mais e o teor de P pode ser 0,0001% ou mais. Entretanto, quando os elementos opcionais são adicionados excessivamente ao aço, as fraturas podem ocorrer durante o trabalho a quente devido à fragilização à alta temperatura, e mossas de superfície tendem a ser produzidas na chapa de aço. Consequentemente, preferivelmente, o teor de Sn pode ser 0,2% ou menos e o teor de Pb pode ser 0,2% ou menos. Além disso, mesmo quando elementos opcionais tendo quantidades menores que o limite inferior estão incluídos no aço, os efeitos na concretização não são diminuídos. Em adição, uma vez que não é necessário adicionar os elementos opcionais ao aço intencionalmente para reduzir os custos de ligação, os limites inferiores das quantidades dos elementos opcionais pode ser 0%. Y: 0,0001% a 0,2% Hf: 0,0001% a 0,2% [00118] Y (ítrio) e Hf (háfnio) são elementos opcionais que são eficazes em melhorar a resistência à corrosão da chapa de aço. Consequentemente, se necessário, pelo menos um elemento entre Y e Hf pode ser adicionado ao aço. Para obter o efeito, preferivelmente o teor de Y pode ser 0,0001% ou mais e o teor de Hf pode ser 0,0001% ou mais. Entretanto, quando os elementos opcionais são adicionados excessivamente ao aço, a capacidade de deformação local tal como a capacidade de expansão de furo pode ser diminuída. Consequentemente, preferivelmente, o teor de Y pode ser 0,20% ou menos e o teor de Hf pode ser 0,20% ou menos. Além disso, Y tem o efeito de formar óxidos no aço e de absorver hidrogênio no aço. Consequentemente, o hidrogênio difusível no aço é diminuído, e uma melhoria nas propriedades de resistência à fragilização pelo hidrogênio na chapa de aço pode ser esperada. O efeito pode também ser obtido dentro da faixa descrita acima do teor de Y. Além disso, mesmo quando elementos opcionais tendo quantidades menores que o limite inferior são incluídos no aço, os efeitos na concretização na são diminuídos. Em adição, uma vez que não é necessário adicionar os elementos opcionais ao aço intencionalmente para reduzir custos de ligação, os limites inferiores das quantidades dos elementos opcionais podem ser 0%.
[00119] Conforme descrito acima, a chapa de aço laminada a quente conforme a concretização tem uma composição química que inclui os elementos base acima descritos e o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas, ou tem uma composição química que inclui os elementos base descritos acima, pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em os elementos opcionais descritos acima, e o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas.
[00120] Além disso, um tratamento de superfície pode ser conduzido na chapa de aço laminada a quente conforme a concretização. Por exemplo, o tratamento de superfície tal como eletrorrevestimento, revestimento por imersão a quente, revestimento por evaporação, tratamento de ligação após o revestimento, formação de película orgânica, laminação de película, tratamento com sal orgânico e sal inorgânico, ou tratamento sem cromo (tratamento sem cromato) pode ser aplicado, e assim a chapa de aço laminada a quente pode incluir vários tipos de películas (película ou revestimento). Por exemplo, uma camada galvanizada ou uma camada galvanizada pode ser disposta na superfície da chapa de aço laminada a quente. Mesmo se a chapa de aço laminada a quente inclui o revestimento acima descrito, a chapa de aço pode obter a alta resistência e pode garantir suficientemente a capacidade de deformação uniforme e a capacidade de deformação local.
[00121] Além disso, na concretização, a espessura da chapa de aço laminada a quente não é particularmente limitada. Entretanto, por exemplo, a espessura pode ser 1,5 mm a 10 mm, e pode ser 2,0 mm a 10 mm. Além disso, a resistência da chapa de aço laminada a quente não é particularmente limitada, e, por exemplo, a resistência à tração pode ser 440 MPa a 1500 MPa.
[00122] A chapa de aço laminada a quente conforme a concretização pode ser aplicada para uso geral para a chapa de alta resistência, e tem uma excelente capacidade de deformação uniforme e uma capacidade de deformação local notavelmente melhorada tal como capacidade de trabalho de dobramento ou capacidade de expansão de furo da chapa de aço de alta resistência.
[00123] Em adição, uma vez que as direções nas quais o dobramento é conduzido para a chapa de aço laminada a quente diferem nas partes que são dobradas, a direção não é particularmente limitada. Na chapa de aço laminada a quente conforme a concretização, propriedades similares podem ser obtidas em qualquer direção de dobramento, e a chapa de aço laminada a quente pode ser submetida à conformação composta incluindo modos de trabalho tais como dobramento, estiramento ou estampagem.
[00124] A seguir será descrito um método para produção da chapa de aço laminada a quente conforme uma concretização da presente Invenção. Para produzir a chapa de aço laminada a quente que tenha alta resistência, excelente capacidade de deformação uniforme, e excelente capacidade de deformação local, é importante controlar a composição química do aço, a estrutura metalográfica, e a textura que é representada pelas densidades polo de cada orientação de um grupo de orientações de cristal específico. Os detalhes serão descritos abaixo.
[00125] O processo de produção antes da laminação a quente não é particularmente limitado. Por exemplo, o aço (aço fundido) pode ser obtido conduzindo-se uma fundição e o refino usando-se um alto forno, um forno elétrico, um conversor, ou similar, e subsequentemente con- duzindo-se vários tipos de refinos secundários para fundir o aço que satisfaz a composição química. Posteriormente, para obter uma peça de aço ou uma placa a partir do aço, por exemplo, o aço pode ser lingotado por um processo de lingotamento tal como um processo de lin-gotamento contínuo, um processo de lingotamento convencional, ou um processo de lingotamento de placas finas em geral. No caso do lingotamento continuo, o aço pode ser submetido à laminação a quente após o aço ser resfriado uma vez até uma temperatura menor (por exemplo, temperatura ambiente) e ser reaquecido, ou o aço (placa lin-gotada) pode ser continuamente submetida à laminação a quente imediatamente após o aço ser lingotado. Em adição, sucata pode ser usada como matéria-prima do aço (aço fundido).
[00126] Para obter uma chapa de aço de alta resistência que tem a alta resistência, a excelente capacidade de deformação uniforme, e a excelente capacidade de deformação local, as condições a seguir podem ser satisfeitas. Além disso, doravante o "aço" e a "chapa de aço" são sinônimos.
Processo de Primeira Laminação a Quente [00127] No processo da primeira laminação a quente, usando-se a peça de aço fundida e lingotada, um passe de laminação cuja redução é 40% ou mais é conduzido pelo menos uma vez em uma faixa de temperaturas de 1000°C a 1200°C (preferivelmente 1150°C ou menos). Conduzindo-se a primeira laminação a quente sob essas condições, o tamanho médio de grão da austenita da chapa de aço após o processo da primeira laminação é controlado em 200 pm ou menos, o que contribui para a melhoria da capacidade de deformação uniforme e para a capacidade de deformação local da chapa de aço laminada a quente finalmente obtida.
[00128] Os grãos de austenita são refinados com um aumento na redução e um aumento na frequência da laminação. Por exemplo, no processo da primeira laminação, conduzindo-se pelo menos duas vezes (dois desvios) da laminação cuja redução é 40% ou mais por passe, o tamanho médio de grão da austenita da austenita pode ser preferivelmente controlada a 100 μίτι ou menos. Em adição, na primeira laminação a quente, limitando-se a redução a 70% ou menos por passe, ou limitando-se a frequência da laminação (o número de vezes dos desvios) para 10 vezes ou menos, a queda da temperatura da chapa de aço ou a formação excessiva de carepa pode ser diminuída. Consequentemente, na laminação de desbaste, a redução por passe pode ser 70% ou menos, e a frequência da laminação (número de vezes dos desvios) pode ser 10 vezes ou menos.
[00129] Conforme descrito acima, pelo refino dos grãos de austenita após o processo da primeira laminação a quente, é preferível que os grãos de austenita possam ser também refinados pelos processos posteriores, e a ferrita, a bainita, e a martensita transformada a partir da austenita nos processos posteriores possa ser finamente e uniformemente dispersada. Como resultado, a anisotropia e a capacidade de deformação local da chapa de aço são melhoradas devido ao fato de que a textura é controlada, e a capacidade de deformação uniforme e a capacidade de deformação local (particularmente, a capacidade de deformação uniforme) da chapa de aço são melhoradas devido ao fato de que a estrutura metalográfica é refinada. Além disso, parece que a borda do grão da austenita refinada pelo processo da primeira laminação age como um dos núcleos de recristalização durante o processo de segunda laminação a quente que é o processo posterior.
[00130] Para inspecionar o tamanho médio de grão da austenita após o processo da primeira laminação a quente, é preferível que a chapa de aço após o processo de primeira laminação a quente seja resfriada rapidamente a uma taxa de resfriamento tão rápida quanto possível. Por exemplo, a chapa de aço é resfriada sob uma taxa média de resfriamento de 10°C/s ou mais rápido. Subsequentemente, a seção transversal da chapa que é tirada da chapa de aço obtida pelo resfriamento é causticada para tornar visível o grão de austenita, e a borda do grão de austenita na microestrutura é observada por um microscópio óptico. Nesse momento, 20 ou mais campos visuais são observados a uma ampliação de 50 vezes ou mais, o tamanho de grão da austenita é medida pela análise de imagens do método de interseção, e o tamanho médio de grão da austenita é obtido tirando-se a média das medidas dos grãos de austenita medidos em cada um dos campos visuais.
[00131] Após o processo de primeira laminação a quente, as barras podem ser unidas, e o segundo processo de laminação a quente, que é o processo posterior, pode ser continuamente conduzido. Nesse momento, as chapas podem ser unidas após a chapa bruta ser temporariamente bobinada em forma de bobina, armazenada em uma cobertura tendo um aquecedor se necessário, e bobinada novamente. Processo de Segunda Laminação a Quente [00132] No processo de segunda laminação a quente, quando a temperatura calculada pela Expressão 4 a seguir é definida como T1 em unidades de °C, a chapa de aço após o primeiro processo de laminação a quente é submetida a uma laminação sob condições tais que um passe de grande redução cuja redução é 30% ou mais em uma faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C esteja incluído, a redução cumulativa na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C é 50%, a redução cumulativa em uma faixa de temperaturas de Ar3°C a menos que T1 + 30°C é limitada a 30% ou menos, e a temperatura de término de laminação é Ara°C ou mais.
[00133] Como uma das condições para controlar a densidade polo média D1 do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> e a densidade polo D2 da orientação de cristal {332}<113> na porção cen- trai da espessura que é a faixa de 5/8 a 3/8 para as faixas descritas acima, no processo de segunda laminação, a laminação é controlada com base na temperatura T1 (unidade: °C) que é determinada pela Expressão 4 a seguir usando-se a composição química (unidade: % em massa) do aço. T1 = 850 + 10 χ ([C] + [N]) χ [Mn] + 350 χ [Nb] + 250 χ [Ti] + 40 χ [B] + 10 χ [Cr] + 100 χ [Mo] + 100 χ [V]... (Expressão 4) [00134] Na Expressão 4, [C], [N], [Mn], [Nb], [Ti], [B], [Cr], [Mo], e [V] representam percentuais em massa de C, N, Mn, Nb, Ti, B, Cr, Mo, e V respectivamente.
[00135] A quantidade do elemento químico que está incluída na Expressão 4 mas não está incluída no aço é considerada como 0% para o cálculo. Consequentemente, no caso da composição química na qual o aço inclui apenas os elementos base, a Expressão 5 a seguir pode ser usada ao invés da Expressão 4. T1 = 850 + 10 χ ([C] + [N]) χ [Mn]... (Expressão 5) [00136] Em adição, na composição química na qual o aço inclui os elementos opcionais, a temperatura calculada pela Expressão 4 pode ser usada para T1 (unidade: °C) ao invés da temperatura calculada pela Expressão 5.
[00137] No processo da segunda laminação a quente, na base da temperatura 1 (unidade: °C) obtida pela Expressão 4 ou 5, a grande redução é incluída na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C (preferivelmente, em uma faixa de temperaturas de T1 + 50°C a T1 + 100°C), e a redução é limitada a uma faixa pequena (inclui 0%) na faixa de temperaturas de Ara°C até menos que T1 + 30°C. Conduzindo-se o processo da segunda laminação a quente em adição ao processo de primeira laminação a quente, a capacidade de deformação uniforme e a capacidade de deformação local da chapa de aço são preferivelmente melhoradas. Particularmente, incluindo-se a gran- de redução na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C e limitando-se a redução na faixa de temperaturas de Ar3°C a menos que T1 + 30°C, a densidade polo média D1 do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> e a densidade polo D2 da orientação de cristal {332}<113> na porção central da espessura que é a faixa de espessuras de 5/8 a 3/8 são suficientemente controlada, e como resultado, a anisotropia e a capacidade de deformação local da chapa de aço são notavelmente melhoradas.
[00138] A temperatura T1 é obtida empiricamente. É descoberto empiricamente pelos inventores através de experiências que a faixa de temperaturas na qual a recristalização da faixa da austenita de cada aço é promovida pode ser determinada com base na temperatura T1. Para obter a excelente capacidade de deformação uniforme e a excelente capacidade de deformação local, é importante acumular uma grande quantidade de tensão pela laminação e obter os grãos de recristalização finos. Consequentemente, a laminação tendo vários desvios é conduzida na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C, e a redução cumulativa deve ser 50% ou mais. Além disso, para também promover a recristalização pela acumulação de tensão, é preferível que a redução cumulativa seja 70% ou mais. Além disso, limitando-se o limite superior da redução cumulativa, a temperatura de laminação pode ser suficientemente mantida, e a carga de laminação pode ser também suprimida. Consequentemente, a redução cumulativa pode ser 90% ou menos.
[00139] Quando uma laminação tendo vários desvios é conduzida em uma faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C, a tensão é acumulada pela laminação, e a recristalização da austenita ocorre em um intervalo entre os desvios de laminação por uma força motriz derivada da tensão acumulada. Especificamente, conduzindo-se a laminação tendo vários desvios na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C, a recristalização ocorre repetidamente a cada passe. Consequentemente, é possível obter a estrutura da austenita recristalizada que seja uniforme, fina e equiaxial. Na faixa de temperaturas, a recristalização dinâmica não ocorreu durante a laminação, a tensão é acumulada no cristal, e a recristalização estática ocorreu no intervalo entre os desvios de laminação pela força motriz derivada a partir da tensão acumulada. Em geral, na estrutura dinâmica recristalizada, a tensão que é introduzida durante o trabalho é acumulada no seu cristal, e a área recristalizada e a área não recristalizada são misturadas localmente. Consequentemente, a textura é comparativamente desenvolvida, e assim a anisotropia aparece. Além disso, as estruturas metalográficas podem ser uma estrutura de grãos duplex. No método para produção da chapa de aço laminada a quente conforme a concretização, a austenita é recristalizada pela recristalização estática. Consequentemente, é possível obter a estrutura austenita recristalizada que é uniforme, fina e equiaxial, e no qual o desenvolvimento da textura é suprimido.
[00140] Para aumentar a homogeneidade, e preferivelmente aumentar a capacidade de deformação uniforme e a capacidade de deformação local da chapa de aço, a segunda laminação a quente é controlada de modo a incluir pelo menos um passe de grande redução cuja redução por passe é 30% ou mais na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C. Na segunda laminação a quente, na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C, a laminação cuja redução por passe é 30% ou mais é conduzido pelo menos uma vez. Particularmente, considerando-se o processo de resfriamento conforme descrito abaixo, a redução do passe final na faixa de temperaturas pode ser preferivelmente 25% ou mais, e pode ser mais preferivelmente 30% ou mais. Especificamente, é preferível que o passe final na faixa de temperaturas seja o passe de grande redução (o passe de laminação com redução de 30% ou mais). No caso em que a também a excelente capacidade de deformação é necessária na chapa de aço, é também preferível que toda redução da primeira metade dos desvios seja menor que 30% e as reduções dos dois desvios finais são individualmente 20% ou mais. Para um aumento mais preferível da homogeneidade da chapa de aço, um passe de grande redução cuja redução por passe é 40% ou mais pode ser conduzido. Além disso, para obter uma forma mais excelente da chapa de aço, um passe de grande redução cuja redução por passe é 70% ou menos pode ser conduzido. Além disso, na laminação na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C, suprimindo-se o aumento da temperatura da chapa de aço entre desvios da laminação para 18°C ou menos, é possível obter preferivelmente a austenita recristalizada que é mais uniforme.
[00141] Para suprimir o desenvolvimento da textura e manter a estrutura equiaxial recristalizada, após a laminação na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C, a quantidade de trabalho na faixa de temperaturas de Ar3°C a menos que T1 + 30°C (preferivelmente, T1 a menos que T1 + 30°C) é suprimida para tão pequena quanto possível. Consequentemente, a redução cumulativa na faixa de temperaturas de Ar3°C a menos que T1 + 30°C é limitada a 30% ou menos. Na faixa de temperaturas, é preferível que a redução cumulativa seja 10% ou mais para obter a excelente forma da chapa de aço, e é preferível que a redução cumulativa seja 10% ou menos para também melhorar a anisotropia e a capacidade de deformação local. Nesse caso, a redução cumulativa pode ser mais preferivelmente 0%. Especificamente, na faixa de temperaturas de Ar3°C a menos de T1 + 30°C, a laminação não pode ser conduzida, e a redução cumulativa deve ser 30% ou menos mesmo quando a laminação é conduzida.
[00142] Quando a redução cumulativa na faixa de temperaturas de Ar3°C a menos que T1 + 30°C é grande, a forma do grão de austenita recristalizada na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C não deve ser equiaxial devido ao fato de que o grão é estirado pela laminação, e a textura é desenvolvida novamente devido ao fato de que a tensão é acumulada pela laminação. Especificamente, como condição de produção conforme a concretização, a laminação é controlada em ambas as faixas de temperaturas, de T1 + 30°C a T1 + 200°C, e de Ar3°C a menos que T1 + 30°C no processo da segunda laminação a quente. Como resultado, a austenita é recristalizada de modo a ser uniforme, fina, e equiaxial, a textura, a estrutura metalográfica, e a anisotropia da chapa de aço são controladas, e, portanto, a capacidade de deformação uniforme e a capacidade de deformação local podem ser melhoradas. Em adição, a austenita é recristalizada de modo a ser uniforme, fina e equiaxial, e, portanto a razão do eixo maior para o eixo menor da martensita, o tamanho médio da martensita, a distância média entre a martensita, e similares da chapa de aço laminada a quente finalmente obtida podem ser controlados.
[00143] No segundo processo de laminação a quente, quando a laminação é conduzida na faixa de temperaturas menor que Ar3°C ou a redução cumulativa na faixa de temperaturas de Ar3°C a menos que T1 + 30°C é excessivamente grande, a textura da austenita é desenvolvida. Como resultado, a chapa de aço laminada a quente finamente obtida não satisfaz pelo menos uma das condições nas quais a densidade polo média D1 do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> é 1,0 a 5,0 e a condição na qual a densidade polo D2 da orientação de cristal {332}<113> é 1,0 a 4,0 na porção central da espessura. Por outro lado, no processo da segunda laminação a quente, quando a laminação é conduzida na faixa de temperaturas de mais de T1 + 200°C ou a redução cumulativa na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C é excessivamente pequena, a recristalização não ocorre uniformemente e finamente, grãos brutos ou grãos mistos po- dem ser incluídos na estrutura metalográfica, e a estrutura metalográfica pode ser estrutura de grãos duplex. Consequentemente, a fração de área do diâmetro médio dos grãos que maior que 35 pm é aumentada.
[00144] Além disso, quando a segunda laminação a quente é terminada a uma temperatura menor que Ara (unidade: °C), o aço é laminado em um faixa de temperaturas desde a temperatura de término da laminação até menos que Ara (unidade:°C) que é a faixa em que duas fases da austenita e da ferrita existem (faixa de temperaturas de duas fases). Consequentemente, a textura da chapa de aço é desenvolvida, e a anisotropia e a capacidade de deformação local da chapa de aço deterioram significativamente. Aqui, quando a temperatura de término da laminação da segunda laminação é T1 ou mais, a anisotropia pode ser também diminuída pela diminuição da quantidade de tensão na faixa de temperaturas menor que T1 e, como resultado, a capacidade de deformação local pode ser também aumentada. Portanto, a temperatura de término da laminação da segunda laminação a quente pode ser T1 ou mais.
[00145] Aqui, a redução pode ser obtida pela medição ou pelo cálculo a partir da força de laminação. Aqui, a redução pode ser obtida por medições ou cálculos a partir da força de laminação, da espessura, ou similares. Além disso, a temperatura de laminação (por exemplo, cada faixa de temperatura acima) pode ser obtida pelas medidas usando-se um termômetro entre as cadeiras, por cálculos usando-se uma simulação em consideração do aquecimento da deformação, da velocidade da linha, da redução, ou similares ou por ambos (medições e cálculos). Além disso, a redução acima por passe é uma porcentagem de uma espessura reduzida por passe (a diferença entre a espessura de entrada antes de passar pela cadeira de laminação e a espessura de saída após passar pela cadeira de laminação) para a espessu- ra de entrada antes de passar na cadeira de laminação. A redução cumulativa é uma porcentagem de uma espessura reduzida cumulativamente (a diferença entre a espessura de entrada antes do primeiro passe na laminação em cada faixa de temperaturas e a espessura de saída após o passe final na laminação em cada faixa de temperaturas) para a referência que é a espessura de entrada antes do primeiro passe na laminação antes de cada faixa de temperaturas. Ara, que é a temperatura de transformação ferrítica a partir da austenita durante o resfriamento, é obtida pela Expressão 6 e unidades de °C. Além disso, embora seja difícil mostrar quantitativamente os efeitos conforme mostrado acima, Al e Co podem influenciar Ara.
Ara = 879,4 - 516,1 x [C] - 65,7 x [Mn] + 38,0 x [Si] + 274,7 x [P]... Expressão 6 [00146] Na Expressão 6, [C], [Mn], [Si] e [P] representam percentuais em massa de C, Mn, Si e P respectivamente.
Processo de Primeiro Resfriamento [00147] No processo do primeiro resfriamento, após o passe final entre os desvios de grande redução cuja redução por passe é 30% ou mais na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C ser terminado, quando o tempo de espera desde o término do passe final até o início do resfriamento é definido como t em unidades de segundos, a chapa de aço é submetida ao resfriamento de forma que o tempo de espera t satisfaça a Expressão 7 a seguir. Aqui, t1 na Expressão 7 pode ser obtido a partir da Expressão 8 a seguir. Na Expressão 8, Tf representa a temperatura (unidade: °C) da chapa de aço no final do passe final entre os desvios de grande redução, e P1 representa a redução (unidade: %) no passe final entre os passe de grande redução. T < 2,5 χ t1... Expressão 7 t1 =0,001 x ((Tf - T1) χ P1/100)2 - 0,109 x ((Tf - T1) χ P1/100) + 3,1... Expressão 8 [00148] O primeiro resfriamento após o passe de grande redução final influencia significativamente o tamanho de grão da chapa de aço laminada a quente finalmente obtida. Além disso, pelo primeiro resfriamento, a austenita pode ser controlada para ser uma estrutura metalográfica na qual os grãos são equiaxiais e os grãos brutos raramente são incluídos (isto é, tamanhos uniformes). Consequentemente, a chapa de aço laminada a quente finalmente obtida tem a estrutura metalográfica na qual os grãos são equiaxiais e os grãos brutos estão raramente incluídos (isto é, tamanhos uniformes), e a razão do eixo maior para o eixo menor da martensita, o tamanho médio da martensita, a distância média entre a martensita, e similares podem ser preferivelmente controlada.
[00149] O valor do lado direito (2,5 χ t1) da Expressão 7 representa o tempo no qual a recristalização da austenita é substancialmente terminada. Quando o tempo de espera t é mais que o valor do lado direito (2,5 χ t1) da Expressão 7, os grãos recristalizados crescem significativamente, e o tamanho do grão é aumentado. Consequentemente, a resistência, a capacidade de deformação uniforme, a capacidade de deformação local, as propriedades de fadiga, ou similares da chapa de aço são diminuídas. Portanto, o tempo de espera t deve ser 2,5 χ t1 segundos ou menos. Em um caso em que a capacidade de fluidez (por exemplo, retificação da forma ou capacidade de controle de um segundo resfriamento) é considerada, o primeiro resfriamento pode ser conduzido entre as cadeiras de laminação. Além disso, o limite inferior do tempo de espera t deve ser 0 segundos ou mais.
[00150] Além disso, quando o tempo de espera t é limitado a 0 segundo e menos de t1 segundos de forma que 0 < t < t1 é satisfeito, pode ser possível suprimir significativamente o crescimento do grão. Nesse caso, o diâmetro médio da chapa de aço laminada a quente finalmente obtida pode ser controlada até 30 pm ou menos. Como re- sultado, mesmo se a recristalização da austenita não progredir suficientemente, as propriedades da chapa de aço, particularmente, a capacidade de deformação uniforme, as propriedades de fadiga ou similares podem ser preferivelmente melhoradas.
[00151] Além disso, quando o tempo de espera t é limitado a t1 segundos a 2,5 χ t1 segundos de forma que t1 < t < 2.5 χ t1 seja satisfeita, pode ser possível suprimir o desenvolvimento da textura. Nesse caso, embora o diâmetro médio possa ser aumentado porque o tempo de espera t é prolongado se comparado com o caso em que o tempo de espera t é mais curto que t1 segundos, a orientação de cristal pode ser randomizado porque a recristalização da austenita progride suficientemente. Como resultado, a anisotropia, a capacidade de deformação local, e similares da chapa de aço pode ser preferivelmente melhorada.
[00152] Além disso, o primeiro resfriamento descrito acima pode ser conduzido em um intervalo entre as cadeiras de laminação na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C, ou pode ser conduzido após a cadeira de laminação final na faixa de temperaturas. Especificamente, desde que o tempo de espera satisfaça a condição, a laminação cuja redução por passe é 30% ou menos, a laminação pode ser também conduzida na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C. Similarmente, o primeiro resfriamento é conduzido, desde que a redução cumulativa seja 30% ou menos, a laminação pode ser também conduzida na faixa de temperaturas de Ar3°C a T1 + 30°C (ou Ar3°C a Tf°C). Conforme descrito acima, desde que o tempo de espera t após a o passe de grande redução satisfaça a condição, para controlar a estrutura metalográfica da chapa de aço laminada a quente finalmente obtida, o primeiro resfriamento descrito acima pode ser conduzido ou no intervalo entre as cadeiras ou após a cadeira de laminação.
[00153] No primeiro resfriamento, é preferível que a mudança da temperatura de resfriamento que é a diferença entre a temperatura da chapa de aço (temperatura do aço) no início do resfriamento e a temperatura da chapa de aço (temperatura do aço) no término do resfriamento é 40°C a 140°C. Quando a mudança na temperatura de resfriamento é 40°C ou mais, o crescimento dos grãos de austenita recrista-lizada pode ser também suprimido. Quando a mudança da temperatura de resfriamento é 140°C ou menos, a recristalização pode progredir mais suficientemente, e a densidade polo pode ser preferivelmente melhorada. Além disso, limitando-se a mudança da temperatura de resfriamento para 140°C ou menos, em adição ao controle comparativamente fácil da temperatura da chapa de aço, a seleção variante (limitação variante) pode ser controlada mais eficazmente, e o desenvolvimento da textura recristalizada pode ser preferivelmente controlada. Consequentemente, nesse caso, a isotropia pode ser também aumentada, e a dependência da orientação da capacidade de conformação pode ser também diminuída. Quando a mudança na temperatura de resfriamento é maior que 140°C, o progresso da recristalização pode ser insuficiente, a textura pretendida pode não ser obtida, a ferrita pode não ser facilmente obtida, e a dureza da ferrita obtida é aumentada. Consequentemente, a capacidade de deformação uniforme e a capacidade de deformação local da chapa de aço podem ser diminuídas. [00154] Além, disso, é preferível que a temperatura da chapa de aço T2 no término do primeiro resfriamento seja T1 + 100°C ou menos. Quando a temperatura da chapa de aço T2 no término do primeiro resfriamento é T1 + 100°C ou menos, efeitos de resfriamento mais suficientes são obtidos. Pelos efeitos do resfriamento, o crescimento dos grãos pode ser suprimido, e o crescimento dos grãos de austenita pode também ser suprimido.
[00155] Além disso, é preferível que a taxa média de resfriamento no primeiro resfriamento seja 50°C/s ou mais rápida. Quando a taxa média de resfriamento no primeiro resfriamento é 50°C/s ou mais rápida, o crescimento dos grãos de austenita recristalizada pode também ser suprimido. Por outro lado, não é particularmente necessário prescrever um limite superior da taxa média de resfriamento. Entretanto, do ponto de vista da forma da chapa, a taxa média de resfriamento pode ser 300°C/s ou mais lenta.
Processo de Segundo Resfriamento [00156] No processo do segundo resfriamento, a chapa de aço após a segunda laminação a quente e após o processo de primeiro resfriamento pode ser preferivelmente resfriada até uma faixa de temperaturas de 600°C a 800°C sob uma taxa média de resfriamento de 15°C/s a 300°C/s. Quando a temperatura (unidade: °C) da chapa de aço se torna Are ou menos pelo resfriamento da chapa de aço durante o processo de segundo resfriamento, a martensita começa a ser transformada em ferrita. Quando a taxa média de resfriamento é 15°C/s ou mais rápido, o embrutecimento dos grãos da austenita pode ser preferivelmente suprimido. Não é particularmente necessário prescrever um limite superior da taxa média de resfriamento. Entretanto, do ponto de vista da forma da chapa, a taxa média de resfriamento pode ser 300°C/s ou mais lenta. Em adição, é preferível iniciar o segundo resfriamento em até 3 segundos após o término da segunda laminação a quente ou após o processo de primeiro resfriamento. Quando o início do segundo resfriamento excede 3 segundos, pode ocorrer o embrutecimento da austenita pode ocorrer.
Processo de Retenção [00157] No processo de retenção, a chapa de aço após o processo de segundo resfriamento é mantida na faixa de temperaturas de 600°C a 800°C por 1 segundo a 15 segundos. Mantendo-se a faixa de temperaturas, a transformação da austenita para ferrita prossegue, e, portanto a fração de área da ferrita pode ser aumentada. É preferível que o aço seja retido em uma faixa de temperaturas de 600°C a 680°C. Conduzindo-se a transformação ferrítica na faixa de temperaturas acima comparativamente menor, a estrutura ferrita pode ser controlada para ser fina e uniforme. Consequentemente, a bainita e a martensita que são formadas no processo posterior podem ser controladas para serem finas e uniformes na estrutura metalográfica. Em adição, para acelerar a transformação ferrítica, o tempo de retenção deve ser 1 segundo ou mais. Entretanto, quando o tempo de retenção é maior que 15 segundos, os grãos de ferrita podem ser embrutecidos, e a cemen-tita pode ser precipitada. Em um caso em que o aço é mantido na faixa de temperaturas comparativamente menor de 600°C a 680°C, é preferível que o tempo de retenção seja 3 segundos a 15 segundos. Processo de Terceiro Resfriamento [00158] No processo de terceiro resfriamento, a chapa de aço após o processo de retenção é resfriada até uma faixa de temperaturas desde a temperatura ambiente a 350°C sob uma taxa média de resfriamento de 50°C/s a 300°C/s. Durante o processo do terceiro resfriamento, a austenita que não é transformada para ferrita mesmo após o processo de retenção é transformada para bainita e martensita. Quando o processo de terceiro resfriamento é interrompido a uma temperatura maior que 350°C, a transformação bainítica prossegue excessivamente, devido à temperatura excessivamente alta, e a martensita de 1 % ou mais em unidades de % em área, não pode ser finalmente obtida. Além disso, não é particularmente necessário prescrever o limite inferior da temperatura de parada do resfriamento do processo de terceiro resfriamento. Entretanto, em um caso em que o resfriamento a água é conduzido, o limite inferior pode ser a temperatura ambiente. Em adição, quando a taxa de resfriamento médio é mais lenta que 50°C/s, a transformação perlítica pode ocorrer durante o resfriamento. Além disso, não é particularmente necessário prescrever um limite su- perior da taxa média de resfriamento no processo de terceiro resfriamento. Entretanto, de um ponto de vista industrial, o limite superior pode ser 300°C. Diminuindo-se a taxa média de resfriamento dentro da faixa descrita acima da taxa de resfriamento descrita acima, a fração de área da bainita pode ser aumentada. Por outro lado, aumentando-se a taxa média de resfriamento dentro da faixa acima descrita da taxa média de resfriamento, a fração de área da martensita pode ser aumentada. Em adição, os tamanhos de grão da bainita e da martensita são também refinados.
[00159] De acordo com as propriedades requeridas para a chapa de aço laminada a quente, as frações de área da ferrita e da bainita, que são as fases principais, podem ser controladas, e a fração de área da martensita, que é a fase secundária, pode ser controlada. Conforme descrito acima, a ferrita pode ser principalmente controlada no processo de retenção, e a bainita e a martensita podem ser controladas principalmente no processo de terceiro resfriamento. Em adição, os tamanhos de grão ou as morfologias da ferrita e da bainita que são a fase principal e da martensita que é a fase secundária dependem significativamente do tamanho de grão ou da morfologia da austenita que é a microestrutura antes da transformação. Além disso, os tamanhos de grão das morfologias também dependem do processo de retenção e do terceiro processo de resfriamento. Consequentemente, por exemplo, o valor de TS/fM χ dis/dia, que é a relação da fração de área fM da martensita, do tamanho médio dia da martensita, a distância média dis entre a martensita, e a resistência à tração TS da chapa de aço, pode ser satisfeita controlando-se multiplamente os processos de produção descritos acima.
Processo de bobinamento [00160] No processo de bobinamento, a chapa de aço após o terceiro resfriamento começa a ser bobinada a uma temperatura desde a temperatura ambiente até 350°C que é a temperatura de parada do bobinamento do terceiro resfriamento, e a chapa de aço é resfriada a ar. Conforme descrito acima, a chapa de aço laminada a quente conforme a concretização pode ser produzida.
[00161] Além disso, se necessário a chapa de aço laminada a quente obtida pode ser submetida a uma laminação por skinpass. Pela laminação de skinpass, pode ser possível suprimir a tensão de estira-mento que é formada durante o trabalho da chapa de aço, ou retificar a forma da chapa de aço.
[00162] Além disso, a chapa de aço laminada a quente obtida pode ser submetida a um tratamento de superfície. Por exemplo, o tratamento de superfície tal como o eletrorrevestimento, o revestimento por imersão a quente, o revestimento por evaporação o tratamento de ligação após o revestimento, a formação de película orgânica, a laminação da película, o tratamento com sal orgânico ou com sal inorgânico, ou o tratamento sem cromato pode ser aplicado à chapa de aço laminada a quente obtida. Por exemplo, uma camada galvanizada ou uma camada galvanizada pode ser disposta na superfície da chapa de aço laminada a quente. Mesmo se o tratamento de superfície for conduzido, a capacidade de deformação uniforme e a capacidade de deformação local são mantidas suficientemente.
[00163] Além disso, se necessário, o tratamento de revenido ou um tratamento de envelhecimento pode ser conduzido como tratamento de reaquecimento. Pelo tratamento, Nb, Ti, Zr, V, W, Mo, ou similar que está soluto-sólido no aço pode ser precipitado como carbonetos, e a martensita pode ser amolecida como martensita revenida. Como resultado, a diferença de dureza entre a ferrita e a bainita que são a fase principal e a martensita que é a fase secundária é diminuída, e a capacidade de deformação local tal como a capacidade de expansão de furo ou a capacidade de dobramento é melhorada. Os efeitos do tra- tamento de reaquecimento podem ser também obtidos aquecendo-se para o revestimento por imersão a quente, o tratamento de ligação ou similares.
Exemplo [00164] Doravante, as características técnicas do aspecto da presente invenção serão descritos em detalhes em relação aos exemplos a seguir. Entretanto, a condição nos exemplos uma condição de exemplo empregada para confirmar a capacidade de operação e os efeitos da presente Invenção e, portanto, a presente invenção não é limitada à condição de exemplo. A presente Invenção pode empregar várias condições desde que as condições não saiam do escopo da presente Invenção e possam alcançar o objetivo da presente invenção. [00165] Os aços S1 a S98 incluem composições químicas (o saldo consiste em Fe e as inevitáveis impurezas) mostradas nas Tabelas 1 a 6 foram examinados, e os resultados estão descritos. Após os aços serem fundidos e lingotados, ou após os aços serem resfriados uma vez até a temperatura ambiente, os aços foram reaquecidos a uma faixa de temperaturas de 900°C a 1300°C. Posteriormente, a laminação a quente e o controle da temperatura (resfriamento, retenção, ou similares) foram conduzidos sob condições de produção mostradas nas Tabelas 7 a 14, e foram obtidas as chapas de aço laminadas a quente tendo espessuras de 2 a 5 mm.
[00166] Nas Tabelas 15 a 22, são mostradas características tais como a estrutura metalográfica, a textura, ou as propriedades mecânicas. Além disso, nas Tabelas, a densidade polo média do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> é mostrado como D1 e a densidade polo da orientação de cristal {332}<113> está mostrado como D2. Em adição, as frações de área da ferrita, da bainita, da martensita, da perlita, e da austenita residual são mostradas como F, B, fM, P, e γ respectivamente. Além disso, o tamanho médio da martensi- ta está mostrado como dia, e a distância média entre a martensita é mostrada como dis. Além disso, nas Tabelas, a razão de desvio padrão da dureza representa o valor dividindo o desvio padrão da dureza pela média da dureza em relação à fase tendo fração de área maior entre a ferrita e a bainita.
[00167] Como parâmetros da capacidade de deformação local, foram usados a razão de expansão de furo λ e o raio de dobramento crítico (d/RmC) por dobramento em forma de V a 90° do produto final. O teste de dobramento foi conduzido para uma direção de dobramento C. Além disso, o teste de tração (medição de TS, u-EL e EL), o teste de dobramento, e o teste de expansão de furo foram conduzidos respectivamente com base nas JIS Z 2241, JIS Z 2248 (teste de dobramento de bloco em V a 90°) e Japan Iron e Steel Federation Standard JFS T1001. Além disso, usando-se o EBSD descrito acima, as densidades polo foram medidas por uma etapa de medição de 0,5 pm na porção central da espessura que era a faixa de 5/8 a 3/8 da seção transversal da espessura (o seu vetor normal correspondeu à direção normal) que era paralela à direção de laminação na posição a 1/4 da direção transversal. Além disso, os valores r (valores de Lankford) de cada direção foram medidos com base na JIS Z 2254 (2008) (ISO 10113 (2006)). Além disso, os valores sublinhados nas Tabelas indicam valores fora da faixa da presente Invenção, e colunas em branco indicam que nenhum elemento de ligação foi adicionado intencionalmente.
[00168] As produções Nos. P1, P2, P7, P10, P11, P13, P14, P16 a P19, P21, P23 a P27, P29 a P31, P33, P34, P36 a P41, P48 a P77, e P141 a P180 são os exemplos que satisfazem as condições da presente Invenção. Nos exemplos, uma vez que todas as condições de TS > 440 (unidade: MPa), TS χ u - EL > 7000 (unidade: MPa-%), TS χ λ > 30000 (unidade: MPa-%), e d/RmC > 1 (sem unidade) foram satis- feitas simultaneamente, pode ser dito que as chapas de aço laminadas a quente têm alta resistência, excelente capacidade de deformação uniforme, e excelente capacidade de deformação local.
[00169] Por outro lado, P3 a P6, P8, P9, P12, P15, P20, P22, P28, P32, P35, P42 a P47, e P78 a P140 são os exemplos comparativos que não satisfazem as condições da presente invenção. Nos exemplos comparativos, pelo menos uma condição entre TS > 440 (unidade: MPa), TS χ u - EL > 7000 (unidade: MPa-%), TS χ λ > 30000 (unidade: MPa-%), e d/RmC > 1 (sem unidade) não foi satisfeita.
[00170] Em relação aos exemplos e aos exemplos comparativos, a relação entre D1 e d/RmC está mostrada na FIG. 1, e a relação entre D2 e d/RmC está mostrada na FIG. 2. Como mostrado na FIG. 1 e na FIG. 2, quando D1 é 5,0 ou menos, e quando D2 é 4,0 ou menos, d/RmC > 1 é satisfeita.
Tabela 1 Tabela 1 (continuação) Tabe a 2 Tabe a 2 (continuação) Tabe a 2 (continuação) Tabela 3 Tabela 3 Tabela 4 Tabe a 4 (continuação) Tabe a 4 (continuação) Tabela 5 Tabela 5 (continuação) Tabela 6 Tabela 7-1 Tabela 7-1 (continuação) Tabela 7-2 Tabela 7-2 (continuação) Tabela 7-2 (continuação) Tabela 8-1 Tabela 8-1 (continuação) Tabela 8-2 Tabela 8-2 (continuação) Tabela 9-1 Tabela 9-1 (continuação) Tabela 9-1 (continuação) Tabela 9-2 Tabela 9-2 (continuação) Tabela 10-1 Tabela 10-1 (continuação) Tabela 10-1 (continuação) Tabela 10-2 Tabea 10-2 (continuação) Tabea 10-2 Tabela 11 Tabela 11 (continuação) Tabela 11 (continuação) Tabela 12 Tabela 12 (continuação) Tabela 12 (continuação) Tabela 13 Tabela 13 (continuação) Tabela 13 (continuação) Tabela 14 Tabela 15-1 Tabela 15-1 (continuação) Tabela 15-1 (continuação) Tabela 15-2 Tabela 15-2 (continuação' Tabela 16-1 Tabela 16-1 (continuação) Tabela 16-1 (continuação) Tabela 16-2 Tabela 16-2 (continuação;
Tabela 17-1 Tabela 17-1 (continuação) Tabela 17-1 (continuação) Tabela 17-2 Tabela 17-2 (continuação;
Tabela 17-2 (continuação;
Tabela 18-1 Tabela 18-1 (continuação) Tabela 18-1 (continuação) Tabela 18-2 Tabela 18-2 (continuação^___ Tabela 19-1 Tabela 19-1 (continuação) Tabela 19-2 Tabela 19-2 (continuação) Tabela 19-3 Tabela 19-3 (continuação^____ Tabela 20-1 Tabela 20-1 (continuação) Tabela 20-2 Tabela 20-2 Tabela 20-3 Tabela 21-1 Tabea21-1 (continuação) Tabea21-2 Tabe a 21-2 (continuação) Tabela 21-3 Tabela 21-3 (continuação;
Tabela 22-1 Tabela 22-1 (continuação) Tabela 22-2 Tabela 22-2 (continuação) Tabela 22-3 Tabela 22-3 (continuação;
Aplicabilidade Industrial De acordo com os aspectos acima da presente Invenção, é possível obter a chapa de aço laminada a quente que tenha simultaneamente alta resistência, excelente capacidade de deformação uniforme e excelente capacidade de deformação local. Consequentemente, a presente Invenção tem aplicabilidade industrial significativa.
REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Chapa de aço que é uma chapa de aço laminada a quente, caracterizada pelo fato de que compreende, como composição química, em % em massa, C: 0,01% a 0,4%, Si: 0,001% a 2,5%, Mn: 0,001% a 4,0%, Al: 0,001% a 2,0%, P: limitado a 0,15% ou menos, S: limitado a 0,03% ou menos, N: limitado a 0,01% ou menos, O: limitado a 0,01% ou menos, opcionalmente pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em: Mo: 0,001% a 1,0%, Cr: 0,001% a 2,0%, Ni: 0,001% a 2,0%, Cu: 0,001% a 2,0%, B: 0,0001% a 0,005%, Nb: 0,001% a 0,2%, Ti: 0,001% a 0,2%, V: 0,001% a 1,0%, W: 0,001% a 1,0%, Ca: 0,0001% a 0,01%, Mg: 0,0001% a 0,01%, Zr: 0,0001% a 0,2%, Metal Terra Rara: 0,0001% a 0,1%, As: 0,0001% a 0,5%, Co: 0,0001% a 1,0%, Sn: 0,0001% a 0,2%, Pb: 0,0001% a 0,2%, Y: 0,0001% a 0,2%, Hf: 0,0001% a 0,2%, o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas, em que: a densidade polo média de um grupo de orientações de {100}<011 > a {223}<110>, que é a densidade polo representada pela média aritmética das densidades polo de cada orientação de cristal {100}<011>, {116}<110>, {114}<110>, {112}<110>, e {223}<110>, é 1,0 a 5,0 e a densidade polo de uma orientação de cristal {332}<113> é 1,0 a 4,0 em uma porção central da espessura que é a faixa de espessuras de 5/8 a 3/8 com base na superfície da chapa de aço; a chapa de aço inclui, como estrutura metalográfica, vários grãos, e inclui, em % em área, ferrita e bainita de 30% a 99% no total e martensita de 1% a 70%; e as microestruturas diferentes da ferrita, da bainita e da martensita estão limitadas, em % em área, a 0% a 10%; quando a fração de área da martensita é definida como fM em unidades de % em área, o tamanho médio da martensita é definido como dia em unidades de pm, a distância média entre os grãos de martensita é definida como dis em unidades de pm, e a resistência à tração é definida como TS em unidades de MPa, a Expressão 1 a e a Expressão 2 são satisfeitas, dia < 13 pm ... Expressão 1, TS/fM x dis/dia > 500 ... Expressão 2; o diâmetro médio dos grãos é 5 pm a 30 pm; quando o eixo maior da martensita é definido como La, e o eixo menor da martensita é definido como Lb, a fração de área da martensita que satisfaz a Expressão 3 a seguir é 50% a 100% se comparado com a fração de área fM da martensita, La/Lb < 5,0 ... Expressão 3; a chapa de aço inclui a martensita revenida na martensita; a fração de área de grãos brutos tendo tamanho de grão de mais de 35 pm é 0% a 10% entre os grãos na estrutura metalográfica da chapa de aço; e a resistência à tração é 440 Mpa ou mais.
2. Chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindi- cação 1, caracterizada pelo fato de que a densidade polo média do grupo de orientações de {100}<011> a {223}<110> é 1,0 a 4,0 , e a densidade polo da orientação de cristal {332}<113> é 1,0 a 3,0.
3. Chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a chapa de aço inclui, como estrutura metalográfica, em % em área, a ferrita de 30% a 99%.
4. Chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a chapa de aço inclui, como estrutura metalográfica, em % em área, a bainita de 5% a 80%.
5. Chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a dureza H da ferrita satisfaz a Expressão 4 a seguir, H < 200 + 30 x [Si] + 21 x [Mn] + 270 χ [P] + 78 x [Nb]1/2 + 108 x [Ti]1/2...Expressão 4.
6. Chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, quando a dureza da ferrita ou da bainita que é a fase principal é medida em 100 pontos ou mais, o valor obtido dividindo-se o desvio padrão da dureza pela média da dureza é 0,2 ou menos.
7. Método para produção de uma chapa de aço laminada a quente, caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira laminação a quente do aço em uma faixa de temperaturas de 1000°C a 1200°C sob condições tais que pelo menos um desvio cuja redução é 40% ou mais é incluído de forma a controlar o tamanho médio de grão da austenita no aço para 200 pm ou menos, em que o aço inclui, como composição química, em % em massa, C: 0,01% a 0,4%, Si: 0,001% a 2,5%, Mn: 0,001% a 4,0%, Al: 0,001% a 2,0%, P: limitado a 0,15% ou menos, S: limitado a 0,03% ou menos, N: limitado a 0,01% ou menos, O: limitado a 0,01% ou menos, opcionalmente pelo menos um elemento selecionado do grupo consistindo em: Mo: 0,001% a 1,0%, Cr: 0,001% a 2,0%, Ni: 0,001% a 2,0%, Cu: 0,001% a 2,0%, B: 0,0001% a 0,005%, Nb: 0,001% a 0,2%, Ti: 0,001% a 0,2%, V: 0,001% a 1,0%, W: 0,001% a 1,0%, Ca: 0,0001% a 0,01%, Mg: 0,0001% a 0,01%, Zr: 0,0001% a 0,2%, Metal Terra Rara: 0,0001% a 0,1%, As: 0,0001% a 0,5%, Co: 0,0001% a 1,0%, Sn: 0,0001% a 0,2%, Pb: 0,0001% a 0,2%, Y: 0,0001% a 0,2%, Hf: 0,0001% a 0,2%, o saldo consistindo em Fe e as impurezas inevitáveis; uma segunda laminação a quente do aço sob condições tais que, quando a temperatura calculada pela Expressão 9 a seguir é definida como T1 em unidades de °C e a temperatura de transformação ferrítica calculada pela Expressão 6 a seguir é definida Ara em unidades de°C, um passe de grande redução cuja redução é 30% ou mais em uma faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C é incluído, a redução cumulativa na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C é 50% ou mais, a redução cumulativa em uma faixa de temperaturas de Ara até menos que T1 + 30°C é limitado a 30% ou menos, e a temperatura de término da laminação é Ara ou mais; um primeiro resfriamento do aço sob condições tais que, quando o tempo de espera desde o término do passe final no passe de grande redução até o início do resfriamento é definido como t em unidades de segundos, o tempo de espera t satisfaz a Expressão 7 a seguir, a taxa média de resfriamento é 50°C/s ou mais rápido, a mudança da temperatura de resfriamento que é a diferença entre a temperatura do aço no início do resfriamento e a temperatura do aço no término do resfriamento é 40°C a 140°C, e a temperatura do aço no término do resfriamento é T1 + 100°C ou menos; um segundo resfriamento do aço até uma faixa de temperaturas de 600°C a 800°C sob uma taxa média de resfriamento de15°C/s a 300°C/s após o término da segunda laminação a quente; manter o aço na faixa de temperaturas de 600°C a 800°C por 1 segundo a 15 segundos; um terceiro resfriamento do aço até uma faixa de temperaturas desde a temperatura ambiente até 350°C sob uma taxa média de resfriamento de 50°C/s a 300°C/s após o término da retenção; bobinamento do aço na faixa de temperaturas desde a temperatura ambiente até 350°C, T1 = 850 + 10 x ([C] + [N]) x [Mn] + 350 χ [Nb] + 250 χ [Ti] + 40 x [B] + 10 x [Cr] + 100 x [Mo] + 100 χ [V]... Expressão 9, aqui, [C], [N], [Mn], [Nb], [Ti], PI, [θΓ]> [Mo], θ M representam percentual em massa de C, N, Mn, Nb, Ti, B, Cr, Mo, e V respectivamente, Ara = 879,4 - 516,1 χ [C] - 65,7 x [Mn] + 38,0 χ [Si] + 274,7 x [P]... Expressão 6, aqui, na Expressão 6, [C], [Mn], [Si] e [P] representam percentuais em massa de C, Mn, Si, e P respectivamente, t < 2,5 χ t1... Expressão 7, aqui, t1 é representada pela Expressão 8 a seguir, t1 =0,001 x ((Tf - T1) χ P1/100)2 - 0,109 x ((Tf - T1) χ P1/100) + 3,1... Expressão 8, aqui, Tf representa a temperatura Celsius do aço no término do passe final, e P1 representa o percentual de redução no passe final.
8. Método para produção da chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o tempo de espera t também satisfaz a Expressão 10 a seguir, T1 < t < t1... Expressão 10.
9. Método para produção da chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o tempo de espera t também satisfaz a Expressão 11 a seguir, t1 < t < t1 x 2,5 Expressão 11.
10. Método para produção da chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, na primeira laminação a quente, pelo menos duas vezes de laminação cuja redução é 40% ou mais são conduzidas, e o tamanho médio de grão da austenita é controlado para 100 pm ou menos.
11. Método para produção da chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o segundo resfriamento começa em até 3 segundos após o término da segunda laminação a quente.
12. Método para produção da chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, na segunda laminação a quente, o aumento da temperatura do aço entre desvios é 18°C ou menos.
13. Método para produção da chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o passe final das laminações na faixa de temperaturas de T1 + 30°C a T1 + 200°C é o passe de grande redução com uma redução de 30% ou mais.
14. Método para produção da chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, na retenção, o aço é mantido em uma faixa de temperaturas de 600°C a 680°C por 3 segundos a 15 segundos.
15. Método para produção da chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro resfriamento é conduzido em um intervalo entre cadeiras de laminação.
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