BR112014015779B1 - Método para produzir uma placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural - Google Patents

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Abstract

resumo placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural com excelente capacidade de captura de rachadura frágil e método para produzir a mesma placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural com uma espessura de 50 mm ou mais e excelente capacidade de captura de rachadura frágil. a placa de aço tem uma estrutura metalográfica que inclui uma fase de bainita, uma textura na qual o grau de integração i do plano de rd//(110) em uma porção central na direção da espessura é 1,5 ou mais e uma temperatura de transição de aparecimento de fratura charpy vtrs em uma porção de superfície e na porção central na direção da espessura de -40°c ou menos. a placa de aço tem a temperatura de transição de aparecimento de fratura charpy e o grau de integração i do plano de rd//(110) na porção central na direção de espessura satisfaz a expressão de relação abaixo: vtrs(1/2t) - 12 ? ird//(110)[1/2 t] ? -70 ··· (1), onde vtrs(1/2t): temperatura de transição de aparecimento de fratura (°c) na porção central na direção da espessura e ird//(110)[1/2t]: grau de integração do plano de rd//(110) na porção central na direção de espessura.

Description

método para produzir uma placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural CAMPO DA TÉCNICA [001] A presente invenção está relacionada a uma placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural em termos de excelente resistência à propagação de trinca frágil e um método para produzir a placa de aço, e em particular, a uma placa de aço que tem uma espessura de 50 mm ou mais a qual pode preferivelmente ser usada para navios.
TÉCNICA ANTECEDENTE [002] No caso de estruturas de grande escala tais como navios, já que um acidente devido a uma fratura frágil tem um grande efeito na economia e meio ambiente, o aprimoramento de segurança está sempre em demanda e materiais de aço usados para as estruturas são exigidos que tenham boas rigidez e resistência à propagação de trinca frágil em uma temperatura na qual os materiais de aço são usados.
[003] No caso de navios tais como carregadores de contêiner e carregadores de material bruto, placas de aço de alta resistência que têm uma espessura grossa são usadas para a placa exterior dos cascos de navios para obter resistência estrutural suficiente e, recentemente, há uma tendência crescente a respeito de aumentar a resistência e a espessura de materiais de aço devido a um aumento no tamanho dos cascos de navios. Geralmente, já que há uma tendência para a resistência à propagação de trinca frágil de uma placa de aço diminuir com o aumento de resistência ou espessura da placa de aço, há uma demanda crescente de resistência à propagação de trinca frágil aprimorada.
[004] Como um método para aprimorar a resistência à propagação de trinca frágil de um material de aço, um método no qual o teor de Ni é aumentado foi conhecido no passado. 9% de aço Ni é usado
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2/31 comercialmente para os tanques de armazenamento de gases naturais liquefeitos.
[005] Porém, já que um aumento na quantidade de Ni adicionado é inevitavelmente acompanhado por um grande aumento no custo, é difícil de aplicar aço que contém Ni a qualquer uso que não seja em tanques de armazenamento LNG.
[006] Por outro lado, no caso de uma placa de aço comparavelmente fina que tem uma espessura de menos de 50 mm a qual é aplicada a navios e tubos para conduzir fluidos sob pressão, os quais não estão submetidos a uma temperatura tão ultra baixa como a de LNG, é possível dotar a placa de aço de excelente resistência à propagação de trinca frágil diminuindo-se o tamanho do grão por um TMCP (Processo de Controle Termomecânico) método com o objetivo de aprimorar a rigidez de baixa temperatura.
[007] Adicionalmente, a Literatura de Patente 1 propõe um material de aço que tem uma microestrutura de cristalização ultrafina na porção de superfície com o objetivo de aprimorar a resistência à propagação de trinca frágil sem um aumento no custo de liga.
[008] O material de aço que tem excelente resistência à propagação de trinca frágil de acordo com a Literatura de Patente 1 é caracterizado dessa forma, com foco no fato de que as bordas de cisalhamento (áreas de deformação plástica), as quais são formadas na porção de superfície de um material de aço quando uma fratura frágil se propaga, são eficazes para aprimorar a resistência à propagação de trinca frágil, o tamanho do grão de cristal nas porções de borda de cisalhamento é diminuído com o objetivo de absorver a energia de propagação de uma fratura frágil que se propaga.
[009] É revelado que, em relação a um método para produzir o material de aço, uma estrutura de ferrita ultrafina ou estrutura de bainita é formada na porção de superfície do material de aço repetindo-se uma
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3/31 ou mais vezes um processo, no qual a porção de superfície de uma placa de aço laminada a quente é resfriada a uma temperatura igual ou menor do que o ponto de transformação Ar3 realizando-se resfriamento controlado e então o resfriamento controlado é interrompido com o objetivo de permitir que a porção de superfície se recupere para que tenha uma temperatura igual ou maior do que o ponto de transformação, embora o material de aço seja laminado em ordem para transformação ou recristalização devido à deformação ocorrer repetidamente.
[0010] Além disso, na Literatura de Patente 2, é revelado que, com o objetivo de aprimorar a resistência à propagação de trinca frágil de um material de aço que tem uma microestrutura que inclui, sobretudo, uma fase de ferrita-perlita, é importante formar uma camada, ou na porção de superfícies do material de aço, que inclui 50% ou mais de uma estrutura de ferrita que tem grãos de ferrita com um tamanho de grão médio equivalente a um círculo de 5 qm ou menos e uma razão de aspecto dos grãos de 2 ou mais, e impedir a variação de um tamanho de grão de ferrita, e que, como um método para impedir a variação, a redução por passagem de laminação máxima de laminação de acabamento é controlada para que seja 12% ou menos com o objetivo de impedir a recristalização local.
[0011] Porém, no caso dos materiais de aço que tem excelente resistência à propagação de trinca frágil de acordo com as Literaturas de Patente 1 e 2, já que a microestrutura especificada é formada resfriandose uma vez apenas a porção de superfície do material de aço, permitindose que a porção resfriada de superfície se recupere e conduzindo-se um processamento do material de aço no momento da recuperação, não é fácil realizar controle em uma escala de produção prática, e, em particular no caso de um material espesso que tem uma espessura de mais de 50 mm, sendo que as cargas aplicadas por esse processamento em equipamento de laminação e resfriamento são pesadas.
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4/31 [0012] Por outro lado, a Literatura de Patente 3 revela uma técnica a qual é uma modificação de TMCP e na qual, com foco não apenas em uma diminuição no tamanho do grão de cristal de ferrita, mas também em um subgrão formado em um grão de ferrita, a resistência à propagação de trinca frágil é aprimorada.
[0013] Especificamente, para o caso de uma espessura de 30 a 40 mm, sem a necessidade de controle de temperatura complicado tal como o resfriamento e recuperação da superfície de uma placa de aço, a resistência à propagação de trinca frágil é aprimorada controlando-se (a) as condições de laminação de forma que grãos de cristais de ferrita finos são alcançados, (b) as condições de laminação de forma que uma estrutura de ferrita fina seja formada em uma porção que constitui 5% ou mais da espessura do material de aço, (c) as condições de laminação de forma que subgrãos sejam formados cultivando-se uma textura na estrutura de ferrita fina e reorganizando-se discordâncias introduzidas aplicando-se deformação (laminação) com o uso de energia térmica e (d) condições de resfriamento de forma que um aumento no tamanho de grão dos grãos de cristais de ferrita finos formados e um aumento no tamanho de grão dos subgrãos finos formados são impedidos.
[0014] Adicionalmente, na laminação controlada, um método, no qual a resistência à propagação de trinca frágil é aprimorada aplicandose redução seguida de laminação a uma fase de ferrita transformada com o objetivo de cultivar uma textura também é conhecido. Nesse caso, resistência à fratura frágil é aumentada formando-se uma separação paralela à superfície de placa na superfície de fratura de um material de aço com o objetivo de reduzir tensão na ponta da fratura frágil.
[0015] Por exemplo, a Literatura de Patente 4 revela que a resistência de fratura frágil é aprimorada realizando-se laminação controlada com o objetivo de formar uma microestrutura que tenha uma
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5/31 razão de intensidade de plano de raios X no (110) plano que mostra um grau de desenvolvimento de textura de 2 ou mais e que inclua grãos de tamanho grande que tenham um diâmetro equivalente a um círculo nos grãos de cristais de 20 pm ou mais em uma quantidade de 10% ou menos.
[0016] A Literatura de Patente 5 revela, como um aço para uso estrutural com soldagem que tem excelente resistência à propagação de trinca frágil na parte da articulação, uma placa de aço que tem uma razão de resistência plana de raios X no (100) plano que mostra um grau de desenvolvimento de textura em um plano dentro da placa paralela à superfície laminada da placa de 1,5 ou mais. É revelado que a placa de aço tem excelente resistência à propagação de trinca frágil devido à diferença no ângulo entre a direção da tensão aplicada e a direção de propagação da trinca como um resultado do cultivo da textura mencionada acima.
LISTA DE CITAÇÕES
LITERATURA DE PATENTE [0017] [PTL 1] Publicação de Pedido de Patente Japonês Examinado no. 7-100814 [0018] [PTL 2] Publicação de Pedido de Patente Japonês Não Examinado no. 2002-256375 [0019] [PTL 3] Patente Japonesa no. 3467767 [0020] [PTL 4] Patente Japonesa no. 3548349 [0021] [PTL 5] Patente Japonesa no. 2659661
LITERATURA DE NÃO PATENTE [0022] [NPL 1] Inoue et al.: Long Brittle Crack Propagation of HeavyThick Shipbuilding Steels, Conference proceedings, the Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers (3), 2006, páginas 359 a 362. SUMÁRIO dA Invenção
PROBLEMA TÉCNICO
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6/31 [0023] Hoje em dia, uma placa de aço espessa que tem uma espessura de mais de 50 mm é usada para um carregador de mega contêiner de mais de 6.000 TEU (unidade equivalente a vinte pés) (36.576 metros). Na literatura Não Patente 1 é relatado que, a partir dos resultados da avaliação da resistência à propagação de trinca frágil de uma placa de aço que tem uma espessura de 65 mm, uma fratura frágil não foi contida em um teste de resistência à propagação de trinca frágil grande em um metal de base.
[0024] Adicionalmente, é relatado que, a partir dos resultados de um teste ESSO em conformidade com a WES 3003 na amostra, o valor de Kca em uma temperatura operacional de -10°C (daqui por diante, também chamada de Kca (-10°C)) foi menos de 3.000 N/mm3/2, o que indica que isso é um problema a ser resolvido para assegurar a segurança de uma estrutura de casco de navio construída com o uso de uma chapa de aço que tem uma espessura de mais de 50 mm.
[0025] As placas de aço que têm excelente resistência à propagação de trinca frágil de acordo com as Literaturas de Patente 1 até 5 descritas acima são, sobretudo, destinadas para uma placa de aço que tem uma espessura de cerca de 50 mm ou menos conforme indicado pelas condições de fabricação e pelos dados experimentais revelados e, portanto, não é claro se as propriedades especificadas podem ser obtidas no caso em que as técnicas reveladas são aplicadas a uma placa de aço que tem uma espessura de mais de 50 mm, e as propriedades em relação à propagação da trinca na direção de espessura as quais são exigidas para estruturas de casco de navio foram testadas de alguma forma.
[0026] Portanto, um objetivo da presente invenção é fornecer uma placa de aço espessa de alta resistência excelente em termos de resistência à propagação de trinca frágil a qual pode ser fabricada de forma estável com o uso de um processo industrial muito simples no qual
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7/31 as condições de laminação são otimizadas para controlar uma textura na direção de espessura e um método para produzir a placa de aço. SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA [0027] Os presentes inventores diligentemente conduziram investigações com o objetivo de resolver os problemas descritos acima e encontraram o seguinte conhecimento em relação a uma placa de aço espessa de alta resistência que tem excelente contenção de trinca apesar da placa de aço que ter uma espessura grossa.
[0028] 1. A partir dos resultados de um teste ESSO em conformidade com WES 3003 pelo uso de uma placa de aço espessa que tem uma espessura de mais de 50 mm, foi confirmado que, no caso onde uma trinca ramificada curta 3a conforme ilustrado esquematicamente na Figura 1(a) foi reconhecida, alta contenção foi obtida. Pensa-se que devido a tensão ter sido relaxado pela trinca ramificada 3a. As Figuras 1(a) e 1(b) são diagramas esquemáticos que ilustram que uma trinca 3 que foi penetrada a partir de uma fenda 2 de uma peça de teste 1 para um teste ESSO em conformidade com a WES 3003 foi contida com um formato de ponta de trinca 4 sendo deixado em um metal base 5.
[0029] 2. Com o objetivo de obter o formato de superfície de fratura conforme descrito acima, é necessário formar uma microestrutura na qual uma trinca pode se ramificar. É mais vantajoso formar uma microestrutura de aço que inclui principalmente uma fase de bainita na qual, por exemplo, feixes estão presentes, que uma microestrutura de ferro que inclui principalmente uma fase de ferrita. Além disso, é eficaz integrar o plano (100), que é um plano de fissura, diagonalmente na direção de laminação ou na direção de largura que é uma direção de propagação de trinca.
[0030] 3. A partir dos resultados das observações finais e análises relacionadas à superfície de fratura em um teste ESSE em
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8/31 conformidade com WES 3003, foi encontrado que é eficaz controlar as propriedades de material na porção central na direção de espessura onde a ponta de trinca existe para melhorar a contenção. Em particular, é eficaz para índices relacionados à resistência e textura na porção central na direção da espessura para satisfazer a expressão relacionada (1) abaixo.
VTrs(1/2t) - 12 X lRD//(110)[1/2t] < 70 ··· (1), [0031] onde vTrs(1/2t): temperatura de transição dúctil/frágil (°C) na porção central na direção da espessura, [0032] lRD//(110)[1/2t]: grau de integração do plano RD//(110) na porção central na direção da espessura, e [0033] t: espessura (mm).
[0034] 4. Além disso, a laminação é realizada sob as condições de que a redução de laminação cumulativa é de 20% ou mais na faixa de temperatura de recristalização de austenita com o objetivo de diminuir um tamanho de grão de cristal em uma microestrutura. Subsequentemente, é realizada laminação sob as condições de que a redução de laminação cumulativa é de 40% ou mais na faixa de temperatura de não recristalização de austenita. Além disso, a diferença na temperatura de laminação entre a primeira e a última passagem é 40 °C ou menos e, assim, a textura na porção central na direção de espessura é controlada de forma que a microestrutura descrita acima pode ser realizada.
[0035] Investigações adicionais foram conduzidas baseadas no conhecimento obtido e, como um resultado, a presente invenção foi completada. Quer dizer, a presente invenção é conforme segue.
[0036] 1. Uma placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural com excelente resistência à propagação de trinca frágil, sendo que a placa de aço tem uma estrutura metalográfica que inclui, sobretudo, uma fase de bainita e uma textura na qual o grau de integração I do plano de RD//(110) (Direção de Laminação paralela ao
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9/31 (110) plano) em uma porção central na direção de espessura é 1,5 ou mais e uma temperatura de transição dúctil/frágil obtida pelo ensaio de impato Charpy (vTrs) em uma porção de superfície e na porção central na direção de espessura é de -40°C ou menor.
[0037] 2. A placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural com excelente resistência à propagação de trinca frágil de acordo com o item 1, a temperatura de transição dúctil/frágil obtida pelo ensaio de impato Charpy e o grau de integração I do plano de RD//(110) na porção central na direção de espessura de modo que satisfaça a expressão relacionada (1) abaixo:
VTrs(1/2t) - 12 X lRD//(110)[1/2t] < -70 ··· (1), [0038] onde vTrs(1/2t): temperatura de transição dúctil/frágil da porção de superfície (°C) na porção central na direção de espessura, [0039] lRD//(110)[1/2t]: o grau de integração do plano de RD//(110) na porção central na direção da espessura, e [0040] t: espessura (mm).
[0041] 3. A placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural com excelente resistência à propagação de trinca frágil de acordo com o item 1 ou 2, sendo que a placa de aço tem uma composição química que contém, em % em massa, C: 0,03% ou mais e 0,20% ou menos, Si: 0,03% ou mais e 0,5% ou menos, Mn: 0,5% ou mais e 2,5% ou menos, Al: 0,005% ou mais e 0,08% ou menos, P: 0,03% ou menos, S: 0,01% ou menos, N: 0,0050% ou menos, Ti: 0,005% ou mais e 0,03% ou menos e o saldo é Fe e impurezas inevitáveis.
[0042] 4. A placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural com excelente resistência à propagação de trinca frágil de acordo com o item 3, sendo que a placa de aço tem a composição química que adicionalmente contém, em % em massa, um ou mais dentre Nb: 0,005% ou mais e 0,05% ou menos, Cu: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos, Ni: 0,01% ou mais e 1,0% ou menos, Cr: 0,01% ou
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10/31 mais e 0,5% ou menos, Mo: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos, V: 0,001 % ou mais e 0,10% ou menos, B: 0,0030% ou menos, Ca: 0,0050% ou menos e elementos de terras raras: 0,010% ou menos.
[0043] 5. Um método para produzir uma placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural com excelente resistência à propagação de trinca frágil, o método que inclui aquecer uma chapa que tem a composição química de acordo com o item 3 ou 4 em uma temperatura de 1.000°C a 1.200°C que realiza a laminação na qual a redução de laminação cumulativa total na faixa de temperatura de recristalização de austenita e na faixa de temperatura de não recristalização de austenita é 65% ou mais. Enquanto que a porção central na direção de espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de recristalização de austenita, sendo que a redução de laminação cumulativa é controlada para que seja 20% ou mais. Subsequentemente enquanto que a porção central na direção de espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de não recristalização de austenita, a redução de laminação cumulativa é controlada para que seja 40% ou mais e a diferença na temperatura de laminação entre a primeira e a última passagem é controlada para que seja 40°C ou menos. Subsequentemente, é realizado um resfriamento na placa de aço laminada para uma temperatura de 450°C ou menor em uma taxa de resfriamento de 4°C /s ou mais.
[0044] 6. O método para produzir uma placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural com excelente resistência à propagação de trinca frágil de acordo com o item 5, sendo que o método inclui adicionalmente um processo no qual a placa de aço a qual foi submetida a resfriamento acelerado a uma temperatura de 450°C ou menor é revenida em uma temperatura igual ou menor do que o ponto Ac1. EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO [0045] De acordo com a presente invenção, uma placa de aço
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11/31 espessa de alta resistência que tem uma espessura de 50 mm ou mais excelente em termos de captura de trinca frágil na qual uma textura é apropriadamente controlada na direção da espessura e um método para produzir a placa de aço pode ser fornecido, e é eficaz aplicar a presente invenção a uma placa de aço que tem uma espessura de preferencialmente mais de 50 mm, mais preferencialmente 55 mm ou mais. Adicionalmente, no campo de construção de navios, a presente invenção contribui para o aprimoramento da segurança de navios ao ser aplicada aos rebordos laterais de vagonete e materiais de partes de convés em estruturas de convés de alta resistência de carregadores de contêiner grandes e carregadores de material bruto, o que resulta em uma vantagem grande na indústria.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0046] A Figura 1 é um diagrama esquemático que ilustra o formato de superfície de fratura de um teste ESSO em conformidade com a WES 3003 de uma placa de aço espessa que tem uma espessura de mais de 50 mm, em que (a) é um diagrama que ilustra uma vista plana de uma peça de teste e (b) é um diagrama que ilustra a superfície de fratura da peça de teste.
DESCRIÇÃO DE MODALIDADES [0047] Na presente invenção, 1. uma rigidez e uma textura na porção central na direção de espessura e 2. uma estrutura metalográfica são especificadas.
1. Rigidez e textura [0048] Na presente invenção, com o objetivo de aumentar contenção de trinca contra uma trinca em propagação na direção horizontal (direção planar de uma placa de aço) tal como a direção de laminação ou uma direção em um ângulo certo à direção de laminação, a rigidez e o grau de integração I do plano de RD//(110) na porção central na direção de espessura são especificados apropriadamente de
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12/31 acordo com contenção de trinca frágil desejada.
[0049] Primeiramente, já que é pré-requisito que a rigidez de um metal de base seja excelente com o objetivo de impedir a propagação da trinca, no caso da placa de aço de acordo com a presente invenção, é especificado que uma temperatura de transição dúctil/frágil obtida pelo ensaio de impato Charpy na porção de superfície e na porção central no direção da espessura seja -40°C ou menor. É preferencial que a temperatura de transição dúctil/frágil obtida pelo ensaio de impato Charpy na porção central na direção de espessura seja -50°C ou menor. [0050] Pelo aumento do grau de integração I do plano RD//(110), planos de fissura são integrados diagonalmente à direção principal de uma trinca de modo a formar trincas ramificadas finas, o traz um efeito de relaxamento de tensão em uma ponta de trinca frágil e resulta em um aumento em resistência à propagação de trinca frágil.
[0051] Com o objetivo de alcançar uma Kca (-10°C) de 6.000 N/mm3/2 ou mais o que representa uma resistência à propagação de trinca frágil alvo com o objetivo de assegurar a segurança estrutural de uma placa de aço espessa que tem uma espessura de mais de 50 mm a qual é cada vez mais usada hoje em dia para a placa exterior de cascos de navios de carregadores de contêiner e carregadores de material bruto, é necessário que o grau de integração I do plano de RD//(110) na porção central na direção de espessura seja 1,5 ou mais, preferencialmente 1,7 ou mais.
[0052] Aqui, o grau de integração I do plano de RD//(110) na porção central na direção de espessura é definida na maneira seguinte. Primeiramente, realizando-se polimento mecânico e polimento eletrolítico em uma superfície, que é paralela à superfície de placa de aço, de uma amostra que tem uma espessura de 1 mm extirpada da porção central na direção de espessura, uma peça de teste para difratometria de raios X é preparada. Realizando-se medição de difração
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13/31 de raios X com o uso de uma fonte de raios X Mo nessa peça de teste, as Figuras de mastro dos planos (200), (110) e (211) são obtidos e, então, função de distribuição de orientação em três dimensões é calculada a partir das Figuras de mastro obtidas usando-se um método Bunge. Subsequentemente, com o uso da função de distribuição de orientação em três dimensões calculada, integrando-se os valores da função de distribuição de orientação em três dimensões na orientação na qual (110) o plano é paralelo à direção de laminação em um total de 19 cortes transversais os quais são selecionados em intervalos de 5° na faixa de φ2 = 0° a φ2 = 90° em termos de notação de Bunge, um valor integrado é obtido. O valor do valor integrado dividido pelo número de orientações, as quais foram selecionadas para a integração, é chamado de grau de integração I do plano de RD//(110).
[0053] Em adição à especificação da rigidez e à textura de um metal de base descritos acima, é preferencial que a temperatura de transição dúctil/frágil obtida pelo ensaio de impato Charpy e os graus de integração I do plano de RD//(110) na porção de superfície e na porção central na direção de espessura satisfazem a expressão relacionada (1) abaixo. Conforme um resultado da expressão relacionada (1) seja satisfeito, é possível alcançar melhor resistência à propagação de trinca frágil.
vTrs(1/2t) - 12 X lRD//(110)[1/2t] < -70 ··· (1), [0054] onde vTrs(1/2t): temperatura de transição dúctil/frágil da porção de superfície (°C) na porção central na direção de espessura, [0055] lRD//(110)[1/2t]: grau de integração do plano de RD//(110) na porção central na direção da espessura, e [0056] t: espessura (mm).
2. Estrutura metalográfica [0057] Na presente invenção, uma estrutura metalográfica, sobretudo, inclui uma fase de bainita. Aqui, na presente invenção, uma
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14/31 estrutura metalográfica, sobretudo, inclui uma fase de bainita significa que a fração de área de uma fase de bainita é 80% ou mais em relação à estrutura metalográfica inteira. A fração de área do restante que consiste em, por exemplo, uma fase de ferrita, uma fase de martensita (que inclui ilhas de martensita) e uma fase de perlita é 20% ou menos. [0058] Com o objetivo de obter a rigidez e a textura descritas acima é eficaz, após laminação controlada ter sido realizada na faixa de temperatura de não recristalização de austenita, realizar transformação em uma fase de bainita. No caso onde uma fase de austenita é transformada em uma fase de bainita após a laminação, embora a rigidez desejada possa ser obtida, já que há tempo de transformação suficiente para uma fase de austenita ser transformada em uma fase de ferrita, a textura obtida se torna uma estrutura randômica, o que resulta no valor alvo do grau de integração I do plano de RD//(110) de 1,5 ou mais, preferencialmente 1,7 ou mais não ser alcançado. Por outro lado no caso onde a microestrutura formada na laminação realizada na faixa de temperatura de não recristalização de austenita é transformada em uma fase de bainita, uma vez que não há tempo de transformação suficiente, uma textura que tem uma orientação especificada é preferencialmente formada, isto é, a denominada seleção variante ocorre, o que resulta no grau de integração I do plano de RD//(110) se tornar 1,5 ou mais, preferencialmente 1,7 ou mais. Portanto, a estrutura metalográfica, a qual é obtida após laminação e resfriamento ter sido realizado, inclui principalmente uma fase de bainita.
3. Composição química [0059] A composição química preferencial na presente invenção será descrita daqui em diante.% representa% em massa na descrição. C: 0,03% a 0,20% [0060] Embora C seja um elemento químico o qual aumenta a resistência de aço e seja necessário que o teor de C seja 0,03% ou mais
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15/31 com o objetivo de alcançar a resistência desejada na presente invenção, no caso em que o teor de C for mais de 0,20%, não há apenas um decréscimo em soldabilidade, mas também uma influência negativa em rigidez. Portanto, é preferencial que o teor de C esteja na faixa de 0,03% a 0,20%, mais preferencialmente 0,05% a 0,15%.
Si: 0,03% a 0,5% [0061] Embora Si seja eficaz como um elemento químico desoxidante e como um elemento químico para aumentar a resistência de aço, o efeito não pode ser realizado no caso em que o teor de Si for menos de 0,03%. Por outro lado, no caso em que o teor de Si for mais de 0,5%, não há apenas a deterioração da qualidade de aço da superfície, mas também um decréscimo significativo de rigidez. Portanto, é preferencial que o teor de Si seja 0,03% ou mais e 0,5% ou menos.
Mn: 0,5% a 2,2% [0062] O Mn é adicionado como um elemento químico para aumentar a resistência. Já que o efeito é insuficiente no caso em que o teor de Mn for menos de 0,5%, e já que há um decréscimo em soldabilidade e um aumento em custo de material de aço no caso em que o teor de Mn for mais de 2,2%, é preferencial que o teor de Mn seja 0,5% ou mais e 2,2% ou menos.
Al: 0,005% a 0,08% [0063] O Al é eficaz como um agente desoxidante, e é necessário que o teor de Al seja 0,005% ou mais com o objetivo de realizar esse efeito, mas, no caso em que o teor de Al for mais de 0,08%, não há apenas um decréscimo de rigidez, mas também um decréscimo de rigidez de um metal de solda quando a soldagem é realizada. Portanto, é preferencial que o teor de Al esteja na faixa de 0,005% a 0,08%, mais preferencialmente 0,02% a 0,04%.
N: 0,0050% ou menos
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16/31 [0064] O N aumenta a resistência de aço controlando-se um tamanho do grão de cristal como um resultado da combinação com Al no aço para formar AlN quando a laminação é realizada, mas, j6á que há um decréscimo de rigidez no caso em que o teor de N for mais de 0,0050%, é preferencial que o teor de N seja 0,0050% ou menos.
P e S [0065] Já que P e S são impurezas inevitáveis em aço, e já que há um decréscimo de rigidez no caso em que o teor de P for mais de 0,03% ou no caso em que o teor de S for mais de 0,01 %, é preferencial que os teores de P e S sejam respectivamente 0,03% ou menos e 0,01% ou menos, mais preferencialmente 0,02% ou menos e 0,005% ou menos respectivamente.
Ti: 0,005% a 0,03% [0066] Um teor de Ti pequeno é eficaz para aumentar a rigidez de um metal de base diminuindo-se um tamanho do grão de cristal como um resultado da formação de um nitreto, carboneto ou carbonitrato. Esse efeito é realizado no caso em que o teor de Ti for 0,005% ou mais, mas, já que há um decréscimo na rigidez de um metal de base e uma zona afetada por calor soldada no caso em que o teor de Ti for mais de 0,03%, é preferencial que o teor de Ti esteja na faixa de 0,005% a 0,03%.
[0067] Embora a composição química descrita acima seja a composição química base na presente invenção, um ou mais dentre Nb, Cu, Ni, Cr, Mo, V, B, Ca e elementos de terras raras podem adicionados com o objetivo de aprimorar adicionalmente as propriedades.
Nb: 0,005% a 0,05% [0068] O Nb contribui para um aumento na resistência como um resultado da precipitação na forma de NbC quando a transformação de ferrita ocorre ou o reaquecimento é realizado. Adicionalmente, já que o Nb é eficaz para expandir uma faixa de temperatura na qual a
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17/31 recristalização não ocorre quando a laminação é realizada sob condições para formar uma fase de austenita, o que resulta em um decréscimo em tamanho de grão de feixe de bainita, sendo que o Nb contribui para um aumento de rigidez. Esse efeito é realizado no caso onde o teor de Nb for 0,005% ou mais, mas, já que inversamente há um decréscimo de rigidez como um resultado da precipitação de NbC de tamanho grande no caso onde o teor de Nb ser mais de 0,05%, é preferencial que o limite superior do teor de Nb seja 0,05%.
Cu, Ni, Cr e Mo [0069] Cu, Ni, Cr e Mo são todos elementos químicos os quais aumentam a endurecibilidade de aço. Já que esses elementos químicos contribuem diretamente para um aumento em resistência após a laminação ter sido realizada e puder ser adicionada com o objetivo de aprimorar propriedades funcionais tais como rigidez, resistência à alta temperatura ou resistência ao clima, e já que esses efeitos são realizados no caso em que os teores desses elementos químicos serem respectivamente 0,01% ou mais, é preferencial que os teores desses elementos químicos sejam respectivamente 0,01% ou mais no caso em que esses elementos químicos forem adicionados. Porém, já que há um decréscimo de rigidez e soldabilidade no caso em que os teores desses elementos químicos são excessivamente grandes, é preferencial que os limites superiores dos teores de Cu, Ni, Cr e Mo sejam respectivamente 0,5%, 1,0%, 0,5% e 0,5% no caso em que esses elementos químicos são adicionados.
V: 0,001% a 0,10% [0070] O V é um elemento químico o qual aumenta a resistência de aço através do fortalecimento de precipitação como um resultado de precipitação na forma de V (C,N). O V pode estar contido na quantidade de 0,001% ou mais com o objetivo de realizar esse efeito, mas há um decréscimo de rigidez no caso em que o teor de V for mais de 0,10%.
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Portanto, no caso em que o V é adicionado, é preferencial que o teor de V seja na faixa de 0,001% a 0,10%.
B: 0,0030% ou menos [0071] Uma quantidade pequena de B pode ser adicionada como um elemento químico o qual aumenta a endurecibilidade de aço. Porém, no caso em que o teor de B for mais de 0,0030%, já que há um decréscimo na rigidez de uma zona de solda, é preferencial que o teor de B seja 0,0030% ou menos no caso em que o B for adicionado.
Ca: 0,0050% ou menos e elementos de terras raras: 0,010% ou menos [0072] Já que Ca e elementos de terras raras aumentam a rigidez como um resultado da diminuição de um tamanho de grão em uma microestrutura em uma zona afetada por calor soldada e não há decréscimo no efeito da presente invenção mesmo no caso em que esses elementos químicos são adicionados, esses elementos químicos podem ser adicionados conforme necessário. Porém, no caso em que os teores desses elementos químicos forem excessivamente grandes, já que há um decréscimo na rigidez de um metal de base como um resultado da formação de inclusões de tamanho grande, é preferencial que o limite superior dos teores de Ca e elementos de terras raras sejam respectivamente 0,0050% e 0,010% no caso em que os mesmos são adicionados.
4. Condições de fabricação [0073] As condições de fabricação preferenciais na presente invenção serão descritas daqui em diante.
[0074] É preferencial que as condições de fabricação tais como a temperatura de aquecimento de uma chapa como um material de aço, as condições de laminação a quente e as condições de resfriamento sejam especificadas. Em particular, em relação à laminação a quente, é preferencial que especifique, em adição à redução de laminação
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19/31 cumulativa total na faixa de temperatura de recristalização de austenita e faixa de temperatura de não recristalização de austenita, a redução de laminação cumulativa para cada um dos casos onde a porção central na direção de espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de recristalização de austenita e onde a porção central na direção de espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de não recristalização de austenita e especifique uma condição de temperatura na laminação enquanto a porção central na direção da espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de não recristalização de austenita. Especificando-se essas condições, é possível alcançar as propriedades desejadas em relação à rigidez na porção de superfície e na porção central na direção de espessura, o grau de integração I do plano RD//(110) na porção central na direção da espessura e a resistência em uma porção localizada em 1/4 da espessura.
[0075] Primeiramente, o aço fundido que tem a composição química descrita acima é produzido com o uso de, por exemplo, uma fornalha de conversão e transformado em uma chapa com o uso de, por exemplo, um método de fundição contínuo. Subsequentemente, a chapa é aquecida em uma temperatura de 1.000°C a 1.200°C e, então, laminada a quente.
[0076] É difícil assegurar tempo suficiente para realizar a laminação na faixa de temperatura de recristalização de austenita no caso em que a temperatura de aquecimento é menor do que 1.000°C. Por outro lado, no caso em que a temperatura de aquecimento for maior do que 1.200°C, já que não há apenas um decréscimo de rigidez devido a um aumento em tamanho de grão de austenita, mas também um decréscimo na produção devido a uma perda significativa causada pela oxidação. É preferencial que a temperatura de aquecimento seja 1.000°C a 1.200°C, mais preferencialmente, na faixa de 1.000°C a 1.200°C a partir do ponto de vista de rigidez.
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20/31 [0077] É preferencial especificar condições de laminação a quente e resfriamento subsequente conforme descritos abaixo. Com esse método, uma vez que uma microestrutura que foi formada pela laminação realizada na faixa de temperatura de não recristalização de austenita é transformada em uma fase de bainita, uma textura que tem uma orientação especificada é preferencialmente formada, isto é, a denominada seleção variante ocorre devido ao tempo de transformação não ser longo o bastante, o que resulta no grau de integração I do plano RD//(110) se tornar 1,5 ou maior, preferencialmente 1,7 ou maior.
[0078] É preferencial que a laminação a quente seja realizada, primeiramente, enquanto a porção central na direção de espessura tiver uma temperatura na faixa de temperatura de recristalização de austenita, sob as condições de que a redução de laminação cumulativa seja 20% ou mais. Controlando-se a redução de laminação cumulativa para que seja 20% ou mais, já que um tamanho de grão de austenita se torna pequeno, um tamanho de grão em uma estrutura metalográfica a qual é finalmente obtida se torna pequeno, o que resulta em um aumento de rigidez. No caso onde a redução de laminação cumulativa é menor que 20%, já que um tamanho de grão de austenita não se torna suficientemente pequeno, não há um aumento na rigidez da microestrutura que, por fim, foi obtida.
[0079] Subsequentemente, é preferencial que a laminação seja realizada, embora a porção central na direção de espessura tenha uma temperatura na faixa de temperatura de não recristalização de austenita, sob as condições de que a redução de laminação cumulativa seja 40% ou mais. Controlando-se a redução de laminação cumulativa nessa faixa de temperatura para que seja 40% ou mais, uma vez que uma textura na porção central na direção de espessura pode estar suficientemente cultivada, é possível controlar o grau de integração I do plano de RD//(110) na porção central na direção de espessura para que
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21/31 seja 1,5 ou mais, preferencialmente 1,7 ou mais.
[0080] Aqui, no caso onde a laminação demora um tempo excessivamente longo enquanto a porção central na direção da espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de não recristalização de austenita ocorre um aumento no tamanho de grão em uma microestrutura, o que resulta em uma diminuição na rigidez. Portanto, é preferencial que a diferença na temperatura de laminação entre a primeira e a última passagem na laminação realizada enquanto a porção central na direção da espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de não recristalização de austenita de 40°C ou menos. Aqui, “temperatura de laminação” significa a temperatura da porção central na direção da espessura de um material de aço imediatamente antes do material de aço ser laminado. A temperatura da porção central na direção da espessura pode ser derivada, por exemplo, da espessura, da temperatura de superfície e das condições de resfriamento por, por exemplo, cálculo de estímulo. Por exemplo, pelo cálculo da distribuição de temperatura na direção da espessura pelo uso de um método de diferença, a temperatura da porção central na direção da espessura da placa de aço pode ser derivada.
[0081] É preferencial que a redução de laminação cumulativa total na faixa de temperatura de recristalização de austenita e na faixa de temperatura de não recristalização de austenita seja 65% ou mais. Isso se deve ao fato de que uma redução suficiente não pode ser aplicada a uma microestrutura no caso onde a redução total é pequena, o que resulta na rigidez e resistência alvos não serem obtidas e, devido ao controle da redução de laminação cumulativa total ser 65% ou mais, é possível aplicar redução suficiente a uma microestrutura, o que resulta na rigidez e resistência alvos serem alcançadas.
[0082] A faixa de temperatura de recristalização de austenita e a faixa de temperatura de não recristalização de austenita são
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22/31 determinadas realizando-se preliminarmente experimentos com o uso de aço que tenha a composição química descrita acima em que o aço está submetido a aquecimento e histórico de processamento sob condições variadas.
[0083] Aqui, embora não haja limitação na temperatura de laminação a quente de acabamento, é preferencial que a temperatura de acabamento esteja na faixa de temperatura de não recristalização de austenita do ponto de vista de eficácia de laminação.
[0084] É preferencial que a placa de aço laminada seja resfriada a uma temperatura de 450°C ou menor em uma taxa de resfriamento de 4°C/s ou mais. Controlando-se a taxa de resfriamento para que seja 4°C/s ou mais, já que não há um aumento em tamanho de grão em uma microestrutura e uma vez que a transformação de ferrita é suprimida, uma estrutura de bainita que tem um tamanho de grão pequeno pode ser obtida, o que resulta na excelente rigidez, textura e resistência alvos serem alcançadas. No caso onde a taxa de resfriamento é menor que 4°C/s, há um aumento em tamanho de grão em uma microestrutura e a progressão de transformação de ferrita por toda a espessura, o que resulta não somente na microestrutura desejada não ser alcançada, mas também em uma diminuição na resistência da placa de aço. Controlando-se a temperatura de interrupção de resfriamento para que seja 450°C ou menor, já que uma transformação de bainita pode ser progredida o bastante, é possível obter uma estrutura metalográfica que tem a textura e a rigidez desejadas. No caso onde a temperatura de interrupção de resfriamento é maior do que 450°C, já que a transformação de bainita não progrediu o suficiente, estruturas como uma fase de ferrita e uma fase de perlita também são formadas, o que resulta em uma microestrutura que inclui principalmente uma fase de bainita que é uma microestrutura alvo na presente invenção não ser obtida. Aqui, a taxa de resfriamento e a temperatura de interrupção de
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23/31 resfriamento descritas acima são determinadas usando-se a temperatura da porção central na direção de espessura da placa de aço. A temperatura da porção central na direção de espessura pode ser derivada a partir, por exemplo, da espessura, da temperatura de superfície e das condições de resfriamento por, por exemplo, cálculo de simulação. Por exemplo, calculando-se a distribuição de temperatura na direção de espessura com o uso de um método diferente, a temperatura da porção central na direção de espessura da placa de aço pode ser derivada.
[0085] Um tratamento de revenido pode ser realizado na placa de aço resfriada. Realizando-se um tratamento de revenido, é possível aumentar adicionalmente a rigidez de placa de aço. Controlando-se uma temperatura de revenimento para que seja igual ou menor do que o ponto Ac1 em termos da temperatura mediana da placa de aço, é possível impedir que a microestrutura obtida através de laminação e resfriamento desejada seja perdida. Na presente invenção, o ponto Ac1 (°C) é derivado com o uso da equação abaixo.
Ponto Ac1 = 751 - 26,6C + 17,6Si - 11,6Mn -169Al - 23Cu - 23Ni + 24,1Cr + 22,5Mo + 233Nb - 39,7V - 5,7Ti - 895B, [0086] onde um símbolo atômico na equação acima representa o teor (% em massa) de um elemento químico em um aço representado pelo símbolo e onde um valor de 0 é atribuído ao símbolo no caso onde o elemento químico não estiver contido.
[0087] A temperatura mediana da placa de aço pode ser derivada a partir, por exemplo, da espessura, da temperatura de superfície e das condições de resfriamento por, por exemplo, cálculo de simulação, como é o caso com a temperatura da porção central na direção de espessura.
EXEMPLOS [0088] Produzindo-se aços fundidos (códigos de aço de A a O) que
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24/31 tenham as composições químicas dadas na Tabela 1 com o uso de uma fornalha de conversão, fundindo-se o aço fundido em chapas como material de aço (que têm uma espessura de 250 mm) com o uso de um método de fundição contínuo, laminando-se a quente as chapas em placas de aço laminadas a quente que tenham uma espessura de 50 a 90 mm e resfriando-se a placa de aço laminada a quente, aços de amostra no. 1 até no. 29 foram obtidos. As condições de laminação a quente, e as condições de resfriamento são dadas na Tabela 2.
[0089] Realizando-se um teste de tração com o uso de uma peça de teste JIS No 14A que tem um diâmetro de φ14 mm extirpada da porção localizada em 1/4 da espessura da placa de aço espessa obtida de forma que a direção longitudinal da peça de teste esteja em um ângulo certo para a direção de laminação, uma resistência de produção e uma resistência de tração foram determinadas.
[0090] Adicionalmente, realizando-se um teste de impacto Charpy com o uso de peças de teste de impacto JIS No 4 extirpadas da porção localizada em 1/2 da espessura de forma que a direção longitudinal das peças de teste seja paralela à direção de laminação, sendo que uma temperatura de transição dúctil/frágil foi determinada. Aqui, entre as superfícies da peça de teste de impacto da porção de superfície, uma que fosse a mais próxima à superfície da placa de aço correspondente à profundidade de 1 mm a partir da superfície da placa de aço.
[0091] Subsequentemente, com o objetivo de avaliar a resistência à propagação de trinca frágil, o valor de Kca em uma temperatura de 10°C (Kca (-10°C)) foi determinado realizando-se um teste ESSO em conformidade com a WES 3003.
[0092] Além disso, o grau de integração I do plano de RD//(110) na porção central na direção de espessura foi derivado na seguinte maneira. Primeiramente, realizando-se polimento mecânico e polimento eletrolítico na superfície paralela à superfície de placa de aço de uma
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25/31 amostra que tem uma espessura de 1 mm extirpada da porção central na direção de espessura, sendo que uma peça de teste para difratometria de raios X foi preparada. Realizando-se a medição de difração de raios X com o uso de uma fonte de raios X Mo nessa peça de teste, as Figuras de mastro dos planos (200), (110) e (211) foram obtidas. A função de distribuição de orientação em três dimensões foi calculada a partir das Figuras de mastro obtidas usando-se um método Bunge. Subsequentemente, com o uso da função calculada de distribuição de orientação em três dimensões, integrando-se os valores da função de distribuição de orientação em três dimensões na orientação na qual o plano (110) estava paralelo à direção de laminação em 19 cortes transversais no total, os quais foram selecionados em intervalos de 5° na faixa a partir de φ2 = 0° a φ2 = 90° em termos de notação de Bunge, um valor integrado foi obtido. O valor do valor integrado dividido pelo número 19 das orientações às quais foram selecionadas para a integração foi definido como o grau de integração I do plano de RD//(110).
[0093] Os resultados desses testes são dados na Tabela 3. As placas de aço de amostra (números de série de 1 até 13 e de 27 até 30), as quais tinham a temperatura de transição dúctil/frágil e texturas na porção central na direção de espessura, as quais estavam dentro da faixa de acordo com a presente invenção, tinham uma Kca (-10°C) de 6.000 N/mm3/2 ou mais, o que significa que essas placas de aço de amostra tinham excelente resistência à propagação de trinca frágil. Adicionalmente, as placas de aço de amostra (números de série de 1 até 13) que tinham a temperatura de transição dúctil/frágil obtida pelo ensaio de impato Charpy e os graus de integração I do plano RD//(110) na porção de superfície e na porção central na direção da espessura que satisfazem a expressão relacionada (1) tinham maior Kca (-10°C) que as placas de aço de amostra (n22. de série 27 até 30), as quais
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26/31 tinham a temperatura de transição dúctil/frágil obtida pelo ensaio de impato Charpy e o grau de integração I do plano de RD//(110) na porção de superfície e a porção central na direção de espessura que não satisfazem a expressão relacionada (1).
[0094] Por outro lado, as placas de aço de amostra (números de série de 21 até 26) que tinham composições químicas da placa de aço dentro das faixas preferenciais de acordo com a presente invenção e foram preparadas sob as condições de fabricação relacionadas às condições de aquecimento e laminação para a placa de aço fora da faixa preferencial de acordo com a presente invenção, tinham uma Kca (10°C) menor que 6.000 N/mm3/2. As texturas de placas de aço de amostras (nos. de série 22, 23 e 26) não satisfizeram as especificações de acordo com a presente invenção. As placas de aço de amostra (números de série de 14 a 20), as quais tinham composições químicas da placa de aço fora das faixas preferenciais de acordo com a presente invenção, tinham rigidez que não satisfazia as especificações de acordo com a presente invenção e uma Kca (-10°C) de menos de 6.000 N/mm3/2.
[0095] Além disso, placas de aço de amostras (n— de série 14 até 26), as quais tinham pelo menos uma dentre a rigidez e a textura na porção central na direção da espessura fora das faixas de acordo com a presente invenção, tinham uma Kca (-10°C) de menos de 6.000 N/mm3/2.
LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA peça de teste para teste ESSO em conformidade com a WES 3003 fenda trinca
3a trinca ramificada formato da ponta metal de base
Petição 870190006501, de 22/01/2019, pág. 29/41 tabela 1 (% em massa)
Código de Aço C Si Mn P S Al Nb Ti V Cu Ni Cr Mo N B Ca elementos de terras raras Ceq
A 0,06 0,16 1,66 0,006 0,001 0,040 - 0,008 - 0,35 - 0,21 - 0,0031 - - - 0,40
B 0,05 0,15 1,75 0,005 0,002 0,070 0,014 0,015 - - 0,51 - - 0,0026 - 0,0015 - 0,38
C 0,07 0,17 1,55 0,006 0,002 0,060 - 0,012 0,03 0,30 0,40 - - 0,0047 0,0013 - 0,005 0,38
D 0,07 0,17 1,45 0,007 0,003 0,030 0,020 0,023 - - - 0,42 - 0,0034 - - 0,40
E 0,05 0,18 1,56 0,005 0,001 0,050 0,011 0,009 0,05 - 0,38 - 0,13 0,0045 0,0009 - - 0,37
F 0,04 0,15 1,88 0,008 0,002 0,056 0,008 0,017 - - 0,71 - - 0,0022 - - - 0,40
G 0,06 0,18 1,50 0,006 0,002 0,060 - 0,013 - 0,46 - 0,24 - 0,0037 - - 0,002 0,39
H 0,05 0,14 1,83 0,012 0,003 0,050 - 0,007 - - - - 0,28 0,0040 - 0,0011 - 0,41
I 0,07 0,17 1,71 0,006 0,002 0,110 - 0,014 0,04 - 0,36 - - 0,0027 - - - 0,39
J 0,05 0,06 1,61 0,062 0,001 0,050 - 0,011 - - 0,85 0,11 - 0,0044 0,0008 0,0024 - 0,40
K 0,27 0,14 0,87 0,007 0,002 0,040 0,013 0,015 - - - - - 0,0031 - - - 0,42
L 0,06 0,15 1,33 0,006 0,001 0,040 - 0,024 - - - - 0,74 0,0027 - - - 0,43
M 0,05 0,05 1,71 0,005 0,002 0,070 - 0,016 - 0,94 0,03 - - 0,0041 - - - 0,40
N 0,06 0,16 1,47 0,006 0,001 0,060 0,013 0,017 - - 0,35 0,24 - 0,0074 - 0,0013 - 0,38
0 0,07 0,67 1,66 0,008 0,001 0,050 0,011 0,006 - - - - 0,22 0,0033 - - - 0,39
27/31
Observação 1: Ceq = C+Mn/6+Cu/15+Ni/15+Cr/5+Mo/5+V/5 (Um símbolo atômico representa o teor (% em massa) de um elemento químico representado pelo símbolo).
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TABELA 2
N°. de Série Código de Aço Espessura (mm) Condições de Aquecimento e Laminação Temperatura de Revenimento (oC)
Temperatur a de Aqueciment o (oC) Redução de Laminação Cumulativa na Faixa de Recristalização y (%) Redução de Laminação Cumulativa em Faixa de Não Recristalização y (%) Redução de Laminação Cumulativa Total (%) Diferença de Temperatura na Laminação em Faixa de Não Recristalização y (oC) Taxa de Resfriamento (°C/s} Temperatura de Parada de Resfriamento (oC)
1 A 65 1.140 33 61 74 27 6,7 270 —
2 B 55 1.070 55 51 78 35 7,9 140 550
3 C 60 1.050 40 60 76 14 7,4 400 —
4 D 70 1.200 53 41 72 22 6,3 330 —
5 E 65 1.000 52 46 74 32 7,1 390 —
6 F 50 1.060 45 64 80 29 9,8 420 —
7 G 60 1.100 33 64 76 11 7,6 370 —
8 H 80 1.100 38 48 68 17 4,8 310 —
9 C 60 1.120 42 58 76 26 7,6 280 —
10 E 70 1.150 38 55 72 23 6,5 170 580
11 F 75 1.080 45 46 70 9 5,8 340 —
12 B 60 1.100 47 51 76 31 7,3 360 —
13 H 55 1.120 35 66 78 16 8,4 440 —
14 I 70 1.040 28 61 72 34 5,9 320 —
15 J 65 1.120 40 57 74 24 6,6 370 —
16 K 70 1.060 45 49 72 28 6,4 340 —
17 L 55 1.170 42 62 78 27 8,2 440 —
18 M 70 1.150 52 41 72 19 6 320 —
19 N 80 1.060 37 49 68 25 5,2 340 —
20 0 60 1.010 29 66 76 26 7,2 410 —
21 A 70 1.100 12 68 72 17 6,2 290 —
22 C 60 1.050 57 44 76 27 Resfriamento de Ar (< 0,5) - —
23 D 90 1.150 62 25 64 32 4,3 410 —
24 F 65 1.340 29 63 74 18 6,9 380 —
25 H 75 1.170 47 43 70 59 5,7 340 —
26 F 80 1.080 42 45 68 33 5,4 610 —
28/31
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N°. de Série Código de Aço Espessura (mm) Condições de Aquecimento e Laminação Temperatura de Revenimento (oC)
Temperatur a de Aqueciment o (oC) Redução de Laminação Cumulativa na Faixa de Recristalização y (%) Redução de Laminação Cumulativa em Faixa de Não Recristalização y (%) Redução de Laminação Cumulativa Total (%) Diferença de Temperatura na Laminação em Faixa de Não Recristalização y (oC) Taxa de Resfriamento (°C/s} Temperatura de Parada de Resfriamento (oC)
27 C 75 1.030 45 46 70 22 5,7 410
28 B 70 1.080 37 56 72 18 6,4 350
29 F 80 1.120 32 53 68 26 5,2 370
30 G 60 1.100 52 50 76 11 7,4 330 -
Redução de Laminação Cumulativa na Faixa de Recristalização y significa redução de laminação cumulativa quando a porção central
Observação 1:
da espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de recristalização de austenita.
Redução de laminação cumulativa em Faixa de Não Recristalização y significa redução de laminação cumulativa quando a porção Observação 2:
central da espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de não recristalização de austenita.
Diferença de Temperatura de Laminação em Faixa de Não Recristalização y significa diferença na temperatura de laminação entre a
Observação 3: primeira e a última passagem na laminação realizada enquanto a porção central da espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de não recristalização de austenita
29/31
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TABELA 3
No. de Série Código de Aço Espessura (mm) YS (M Pa) TS (M Pa) vTrs de Porção de 1/2t (°C) Ird//(110) de Porção de 1/2t Lado Esquerdo da Expressão Relacionada (1) Kca(-10°C) (N/mm3/2)
1 A 65 557 672 -74 2,2 -100,4 7.900
2 B 55 562 677 -117 4,6 -172,2 15.400
3 0 60 561 668 -72 2,3 -99,6 8.400
4 D 70 578 685 -64 2,3 -91,6 7.400
5 E 65 524 641 -82 2,4 -110,8 9.100
6 F 50 581 702 -84 2,6 -115,2 9.300
7 G 60 572 683 -68 2,6 -99,2 8.200
8 H 80 564 687 -59 2,1 -84,2 6.200
9 0 60 574 678 -76 2,4 -104,8 8.700
10 E 70 513 637 -66 2,2 -92,4 7.100
11 F 75 575 688 -63 1,7 -83,4 6.500
12 B 60 547 653 -97 3,7 -141,4 12.500
13 H 55 607 711 -88 2,7 -120,4 10.200
14 I 70 547 665 -32 2,4 -60,8 3.200
15 J 65 588 694 -24 2,3 -51,6 2.200
16 K 70 594 708 -21 2,2 -47,4 1.800
30/31
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No. de Série Código de Aço Espessura (mm) YS (M Pa) TS (M Pa) vTrs de Porção de 1/2t (°C) Ird//(110) de Porção de 1/2t Lado Esquerdo da Expressão Relacionada (1) Kca(-10°C) (N/mm3/2)
17 L 55 584 702 -25 3,1 -62,2 3.600
18 M 70 577 698 -18 2,3 -45,6 1.400
19 N 80 522 627 -23 1,9 -45,8 1.600
20 0 60 587 692 -34 2,3 -61,6 3.300
21 A 70 565 679 -22 2,0 -46 1.500
22 0 60 342 487 -13 1,3 -28,6 1.300
23 D 90 426 543 -32 1,1 -45,2 1.400
24 F 65 572 713 -24 25 -54 2.500
25 H 75 574 687 -17 19 -39,8 1.500
26 F 80 411 517 -56 1,0 -68 4.200
27 0 75 534 645 -43 1,8 -64,6 6.000
28 B 70 534 656 -62 15 -80 6.100
29 F 80 575 677 -48 1,6 -67,2 6.000
30 G 60 554 657 -45 1,5 -63 6.100
31/31
Observação 1: Valor sublinhado está fora da faixa de acordo com a presente invenção.
Observação 2: Expressão Relacionada (1): vTrs<1/2t)-12xIrd//(110) [1/2t]<-70
Observação 3: Porção 1/2t representa a porção central da espessura

Claims (3)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para produzir uma placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural, em que a placa de aço espessa de alta resistência apresenta uma estrutura metalográfica que inclui principalmente uma fase de bainita e uma textura na qual o grau de integração I do plano RD//(110) em uma porção central na direção da espessura é de 1,5 ou mais, e uma temperatura de transição dúctil/frágil obtida pelo ensaio de impato Charpy (vTrs) em uma porção de superfície e na porção central na direção de espessura de -40°C ou menor, sendo o referido método caracterizado pelo fato de que compreende:
    aquecer uma placa em uma temperatura de 1.000°C a 1.200°C, a placa apresentando uma composição química, que consiste em, em% massa: C: 0,03% ou mais e 0,20% ou menos, Si: 0,03% ou mais e 0,5% ou menos, Mn: 0,5% ou mais e 2,5% ou menos, Al: 0,005% ou mais e 0,08% ou menos, P: 0,03% ou menos, S: 0,01% ou menos, N: 0,0050% ou menos, Ti: 0,005% ou mais e 0,03% ou menos, opcionalmente pelo menos um de Nb: 0,005% ou mais e 0,05% ou menos, Cu: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos, Ni: 0,01% ou mais e 1,0% ou menos, Cr: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos, Mo: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos, V: 0,001% ou mais e 0,10% ou menos, B: 0,0030% ou menos, Ca: 0,0050% ou menos, e elementos de terras raras: 0,010% ou menos, e o restante sendo Fe e inevitáveis impurezas, realizar laminação na qual a redução de laminação cumulativa total na faixa de temperatura de recristalização de austenita e na faixa de temperatura de não recristalização de austenita é 65% ou mais, na qual, enquanto a porção central na direção de espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de recristalização de austenita, a redução de laminação cumulativa é controlada para que seja 20% ou mais e na qual, subsequentemente, enquanto a porção
    Petição 870190006501, de 22/01/2019, pág. 35/41
  2. 2/2 central na direção de espessura tem uma temperatura na faixa de temperatura de não recristalização de austenita, a redução de laminação cumulativa é controlada para que seja 40% ou mais e a diferença na temperatura de laminação entre a primeira e a última passagem é controlada para que seja 40°C ou menos, e realizar resfriamento na placa de aço laminada para uma temperatura de 450°C ou menor em uma taxa de resfriamento de 4°C/s ou mais.
    2. Método para produzir uma placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um processo no qual a placa de aço a qual foi submetida ao resfriamento acelerado para uma temperatura de 450°C ou menor é revenida em uma temperatura igual ou menor do que o ponto Ac1 .
  3. 3. Método para produzir uma placa de aço espessa de alta resistência para uso estrutural, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a temperatura de transição dúctil/frágil obtida pelo ensaio de impato Charpy e o grau de integração I do plano de RD//(110) na porção central na direção de espessura satisfazem a expressão relacionada (1) abaixo:
    vTrs(1/2t) - 12 x lRD//(110)[1/2t] Á -70 ··· (1), na qual vTrs(1/2t): temperatura de transição dúctil/frágil (°C) na porção central na direção de espessura, lRD//(110)[1/2t]: grau de integração do plano de RD//(110) na porção central na direção de espessura, e t: espessura (mm).
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