BR112014015789B1 - chapa de aço e método para produção da mesma - Google Patents

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Hase Kazukuni
Nishimura Kimihiro
Mitao Shinji
Takeuchi Yoshiko
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Abstract

resumo patente de invenção: "chapa de aço de alta resistência tendo excelente capacidade de interrupção de fraturas frágeis e método para produção da mesma". é fornecida uma chapa de aço de alta resistência com excelente capacidade de interrupção de fratura frágil e um método para produção da chapa de aço. a chapa de aço tem uma composição química contendo quantidades adequadas de c, si, mn, al, p, s, n, ceq (= c + mn/6 + (cu + ni)/15 + (v + mo + cr)/5): 0,34% ou mais e 0,49% ou menos, e também contendo, conforme necessário, um, dois ou mais elementos entre nb, ti, cu, ni, cr, mo, v, ca, b e rem, a textura tendo uma intensidade de difração de raios x conforme o plano (211) em um plano paralelo à superfície da chapa de aço de 1,0 ou mais em uma área incluindo o centro na direção da espessura e constituindo 1/3 ou mais de toda a espessura, a microestrutura em uma porção central na direção da espessura tendo uma fração de fase bainita de 80% ou mais e uma temperatura de transição de fratura charpy na porção localizada a 1/4 da espessura de -40°c ou menos. após a laminação a quente, na qual, enquanto a temperatura na porção central na direção da espessura é igual a ou menor que (ponto ar3 + 60)°c e igual a ou maior que o ponto ar3, a redução de laminação cumulativa é 50% ou mais, ter sido executada, o resfriamento é executado até uma temperatura de 450°c ou menos a uma taxa de resfriamento de 4,0°c/s ou mais. 21480273v1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CHAPA DE AÇO E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA MESMA.
Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço de alta resistência excelente em termos de capacidade de interrupção de fraturas frágeis que pode ser preferivelmente usada como chapa de aço grossa tendo uma espessura de mais de 50 mm para ser usada em estruturas de grande escala tais como navios, estruturas marinhas, tanques de armazenagem criogênicos, e estruturas de construção e de engenharia civil e a um método de produção da chapa de aço. Técnica Antecedente [002] No caso de estruturas de grande escala tais como navios, estruturas marinhas, tanques de armazenagem criogênicos, e estruturas de construção e de engenharia civil, um acidente devido a uma fratura frágil tem um grande efeito na economia e no ambiente. Portanto, a melhoria na segurança é sempre exigida e materiais de aço usados para as estruturas precisam ter boa tenacidade e capacidade de interrupção de fraturas frágeis a uma temperatura na qual os materiais de aço são usados.
[003] No caso de navios tais como transportadores de contêineres e graneleiros, chapas de aço de alta resistência tendo uma grande espessura são usadas para as chapas externas dos cascos dos navios que exigem resistência estrutural e, recentemente, há uma tendência crescente na direção de aumentar a resistência e a espessura dos materiais de aço devido a um amento no tamanho dos cascos dos navios. Geralmente, uma vez que há uma tendência para a capacidade de interrupção de fraturas frágeis de uma chapa de aço diminuir com o aumento da resistência ou da espessura da chapa de aço, há uma demanda crescente por uma capacidade melhorada de interrupção de fraturas frágeis.
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2/29 [004] Como um método para melhorar a capacidade de interrupção da fratura frágil de um material de aço, um método no qual o teor de Ni é aumentado foi conhecido no passado, e um aço com 9% de Ni é usado comercialmente para tanques de armazenagem de gases naturais liquefeitos (LNG).
[005] Entretanto, uma vez que um aumento na quantidade de Ni adicionada é inevitavelmente acompanhado por um grande aumento no custo, é difícil aplicar o aço contendo Ni em um uso diferente de tanques de armazenagem de LNG.
[006] Por outro lado, no caso de uma chapa de aço comparativamente fina tendo uma espessura de menos de 50 mm que é aplicada a navios e tubulações que não são submetidas a uma temperatura criogênica tais como as do LNG, é possível fornecer uma chapa de aço com excelente capacidade de interrupção de fraturas frágeis pela diminuição do tamanho do grão por um método TMCP (Processo de controle termomecânico) para melhorar a tenacidade a baixa temperatura.
[007] Em adição, a Literatura de Patente 1 propõe um material de aço tendo uma microestrutura de grãos ultrafinos na porção da superfície para a capacidade de interrupção das fraturas frágeis sem um aumento no custo da liga.
[008] O material de aço com excelente capacidade de interrupção de fraturas frágeis conforme a Literatura de Patente 1 é caracterizado pelo fato de que, focando-se no fato de que beiras de fraturas oblíquas (zona de deformação plástica), que são formadas na porção de superfície de um material de aço quando a fratura frágil se propaga, são eficazes para melhorar a capacidade de interrupção da fratura frágil, o tamanho dos grãos de cristal na porção das beiras das fraturas oblíquas é diminuído para absorver a propagação de energia de uma fratura frágil que se propaga.
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3/29 [009] É descrito que, em relação a um método para produção do material de aço, uma estrutura ferrita ultrafina ou uma estrutura bainita é formada na porção de superfície do material de aço pela repetição uma vez ou mais de um processo no qual a porção de superfície de uma chapa de aço laminada a quente é resfriada até uma temperatura igual a ou menor que a temperatura Ar3 pela execução do resfriamento controlado e então o resfriamento controlado é interrompido para reaquecer a porção de superfície até uma temperatura igual a ou maior que a temperatura de transformação, enquanto o material é laminado para transformação ou recristalização devido à deformação ocorrer repetidamente.
[0010] Além disso, na Literatura de Patente 2, é descrito que, para melhorar a capacidade de interrupção de fratura frágil de um material de aço tendo uma microestrutura incluindo principalmente uma fase ferrita-perlita, é importante formar uma camada, na porção de superfície do material de aço, incluindo 50% ou mais de uma estrutura ferrita tendo um diâmetro médio de grão equivalente a um círculo de 5 pm ou menos e uma razão de aspecto dos grãos de 2 ou mais, e evitar a variação do tamanho de grão de ferrita, e que, como método para evitar a variação, a razão máxima de redução na laminação por passe (per pass) da laminação de acabamento é controlada para ser 12% ou menos para evitar a recristalização local.
[0011] Entretanto, no caso de materiais de aço com excelente capacidade de interrupção de fraturas frágeis conforme a Literatura de Patente 1 e 2, uma vez que a microestrutura especificada e formada por resfriar uma vez apenas a porção de superfície do material de aço, deixando-se a porção de superfície resfriada se recuperar e pela condução do processamento do material de aço no momento da recuperação, não é fácil executar o controle em uma escala de produção prática e, em particular, no caso de um material grosso tendo uma
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4/29 espessura de mais de 50 mm, as cargas aplicadas por esse processamento ao equipamento de laminação e de resfriamento são pesadas.
[0012] Por outro lado, a Literatura de Patente 3 descreve uma técnica que é uma modificação da TMPC e na qual, focando-se não apenas numa diminuição do tamanho do grão de cristal da ferrita, mas também dos subgrãos formados em um grão de cristal de ferrita, a capacidade de interrupção de fratura frágil é melhorada.
[0013] Especificamente, para o caso de uma espessura de 30 a 40 mm, sem a necessidade de controles complicados de temperatura tais como resfriamento e recuperação da superfície do material de aço, a capacidade de interrupção da fratura frágil é melhorada controlando-se (a) as condições de laminação de modo que sejam alcançados grãos de ferrita finos, (b) condições de laminação tais que uma estrutura ferrita fina seja formada em uma porção constituindo 5% ou mais da espessura do material de aço, (c) condições de laminação tais que os subgrãos sejam formados pelo crescimento da textura na ferrita fina e pelo rearranjo dados deslocamentos introduzidos pela aplicação da deformação (laminação) usando-se energia térmica e (d) condições de resfriamento tais como um aumento no tamanho de grão dos grãos de cristal da ferrita fina formada e no tamanho de grão dos subgrãos finos formados são evitadas.
[0014] Em adição, na laminação controlada, é também conhecido um método, no qual a capacidade de interrupção de fatura frágil é melhorada pela aplicação de laminação a uma fase ferrita transformada para crescer a textura. A resistência à formação de fraturas frágeis é aumentada pela formação de uma separação paralela à superfície da chapa na superfície da fratura de um material de aço para reduzir a tensão na ponta da fratura frágil.
[0015] Por exemplo, a Literatura de Patente 4 descreve que a
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5/29 resistência à fratura frágil é melhorada pela execução da laminação controlada para formar uma microestrutura tendo uma intensidade de difração de raios X conforme o plano 110 de 2 ou mais e incluindo grãos de tamanho grande tendo um diâmetro médio de grão equivalente a um círculo 20 gm ou mais em uma quantidade de 10% ou menos.
[0016] A Literatura de Patente 5 descreve, como um aço para uso estrutural soldado tendo excelente capacidade de interrupção de fratura frágil na parte da junta, uma chapa de aço tendo uma intensidade de difração de raios X conforme o plano 100 em um plano da chapa paralelo à superfície de laminação de 1,5 ou mais. É descrito que a chapa de aço tem excelente capacidade de interrupção de fratura frágil devido à diferença no ângulo entre a direção do estresse aplicado e a direção da propagação da fratura como resultado do crescimento da textura mencionado acima. Além disso, as Literaturas de Patente 6 a 9 descrevem um método para produção de aço para uso estrutural soldado tendo excelente capacidade de interrupção de fratura frágil no qual a textura cresce em cada uma das porções (tais como uma porção localizada a 1/4 da superfície e a porção central na direção da espessura) pela especificação de uma razão de redução média da laminação na laminação controlada.
Sumário da Invenção Problema Técnico [0017] Hoje em dia, uma chapa de aço tendo uma espessura de mais de 50 mm para um transportador de megacontêineres de mais de 6.000 TEU (unidade equivalente a vinte pés). Na Literatura de Inoue e outros: Long Brittle Crack Propagation of Heavy-Thick Shipbuilding Steels, Conference proceedings, the Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers (3), 2006, pgs. 359 a 362, é relatado que, dos resultados da avaliação da capacidade de interrupção de fraturas frágeis de uma chapa de aço tendo uma espessura de 65 mm, a fratura
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6/29 frágil não foi interrompida em um teste de interrupção de fraturas frágeis grandes em um metal matriz.
[0018] Em adição, é relatado que dos resultados de um teste ESSO compatível com a diretriz para projeto de interrupção de fratura frágil (2009, CLASS NK) na amostra, o valor de Kca em uma temperatura de operação de -10°C foi menor que 3000 N/mm3/2, o que indica que é um problema a ser resolvido para garantir a segurança da estrutura do casco de um navio construído usando-se uma chapa de aço tendo uma espessura de mais de 50 mm.
[0019] Uma vez que as chapas de aço tendo excelente capacidade de interrupção de fratura frágil conforme as Literaturas de Patente 1 a 5 descritas acima são destinadas principalmente para uma chapa de aço tendo uma espessura de cerca de 50 mm ou menos como indicado pelas condições de produção e os dados experimentais descritos, não é claro se as propriedades especificadas podem ser obtidas no caso em que as técnicas descritas são aplicadas a m material grosso tendo uma espessura de mais de 50 mm, e as propriedades que se referem à propagação da fratura na direção da espessura que são necessárias para as estruturas de casco de navios não foram nunca testadas.
[0020] Em adição, no caso da técnica conforme as Literaturas de
Patente 6 a 9, uma vez que é necessário que a redução de laminação por passe quando a laminação é executada seja alta para que a textura na porção central na direção da espessura cresça, há um problema a ser resolvido pelo fato de que há várias limitações em relação, por exemplo, às condições de produção e ao tamanho da chapa de aço.
[0021] Portanto, um objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço de alta resistência excelente em termos de capacidade de interrupção de fratura frágil que possa ser produzida estavelmente, mesmo no caso de uma chapa de aço grossa tendo uma espessura de mais de 50 mm, usando-se um processo industrial muito simples no qual
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7/29 as condições de laminação são otimizadas para controlar a textura na direção da espessura e um método para produção da chapa de aço. Solução para o Problema [0022] Os presentes inventores conduziram diligentemente investigações em relação a uma chapa de aço de alta resistência em termos de capacidade de interrupção de fratura frágil apesar de ter ma espessura de mais de 50 mm e a um método para produzir estavelmente a chapa de aço e, dos resultados das investigações próximas em relação à influência de uma textura na capacidade de interrupção de fratura frágil de uma chapa de aço grossa, descobriram que é possível obter excelente capacidade de interrupção de fratura frágil no caso em que a chapa de aço tem uma textura tendo uma intensidade de difração de raios X conforme o plano 211 em um plano paralelo à superfície da chapa de aço de 1,0 ou mais em uma área que inclui o centro na direção da espessura e constituindo 1/3 ou mais de toda a espessura, e que, para obter tal chapa de aço grossa, é preferível que a chapa de aço seja produzida sob condições combinadas de uma composição química em faixas específicas e condições de produção especificadas, em particular condições de laminação e resfriamento em uma porção central na direção da espessura.
[0023] A presente invenção foi completada na base do conhecimento obtido e outras investigações, e a presente invenção é como segue:
[0024] 1. Uma chapa de aço de alta resistência com excelente capacidade de interrupção de fratura frágil, a chapa de aço caracterizada pelo fato de ter uma textura tendo uma intensidade de difração de raios X conforme o plano 211 em um plano paralelo à superfície da chapa de aço de 1,0 ou mais em uma área incluindo o centro na direção da espessura e constituindo 1/3 ou mais de toda a espessura, a microestrutura na porção central a direção da espessura
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8/29 tendo uma fração de fase bainita de 80% ou mais, e uma temperatura de transição de fratura Charpy na porção localizada a 1/4 da espessura de -40°C ou menos.
[0025] 2. A chapa de aço de alta resistência com excelente capacidade de interrupção de fratura frágil conforme o item 1, a chapa de aço caracterizada pelo fato de ter uma composição química contendo, em % em massa, C: 0,03% ou mais e 0,20% ou menos, Si: 0,03% ou mais e 0,50% ou menos, Mn: 0,50% ou mais e 2,20% ou menos, P: 0,030% ou menos, S: 0,010% ou menos, Al: 0,005% ou mais e 0,08% ou menos, N: 0,0045% ou menos, carbono equivalente (Ceq) representado pela equação (1) abaixo: 0,34% ou mais e 0,49% ou menos, e o saldo sendo Fe e as inevitáveis impurezas, Ceq = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (V + Mo + Cr)/5 (1), onde um símbolo atômico representa o teor (% em massa) de um elemento químico representado pelo símbolo.
[0026] 3. A chapa de aço de alta resistência com excelente capacidade de interrupção de fratura frágil conforme o item 2m a chapa de aço caracterizada pelo fato de ter a composição química também contendo, em % em massa, um, dois ou mais elementos selecionados entre Ti: 0,005% ou mais e 0,030% ou menos, Nb: 0,005% ou mais e 0,050% ou menos, Cu: 0,01% ou mais e 0,50% ou menos, Ni: 0,01% ou mais e 1,00% o menos, Cr: 0,01% ou mais e 0,50% ou menos, Mo: 0,01% ou mais e 0,50% ou menos, V: 0,001% ou mais e 0,10% ou menos, B: 0,0030% ou menos, Ca: 0,0050% ou menos, e Terras Raras: 0,010% ou menos.
[0027] 4. Um método para produção de uma chapa de aço de alta resistência com excelente capacidade de interrupção de fratura frágil, o método caracterizado pelo fato de incluir o aquecimento de uma placa tendo a composição química conforme o item 2 ou 3 a uma temperatura de 900°C a 1200°C, executar a laminação na qual enquanto a porção
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9/29 central na direção da espessura tem uma temperatura igual a ou maior que (ponto Ars + 100)°C, a redução de laminação cumulativa é controlada para ser 30% ou mais e na qual, enquanto a porção central na direção da espessura tem uma temperatura igual a ou menor que (ponto Ars + 60)°C e igual a ou maior que o ponto Ars, a redução de laminação cumulativa é controlada para ser 50% ou mais, a redução média de laminação por passe é controlada para ser 6,0% ou mais e a redução de laminação por passe é controlada para ser 5,0% a 20,0%, e executar o resfriamento na chapa de aço laminada até a temperatura de 450°C ou menos a uma taxa de resfriamento 4,0°C/s ou mais.
Efeitos Vantajosos da Invenção [0028] A chapa de aço conforme a presente invenção, na qual a textura é controlada adequadamente de acordo com a posição na direção da espessura, é excelente em termos de capacidade de interrupção de fratura frágil apesar de ter uma espessura de 50 mm ou mais. É eficaz aplicar a presente invenção a uma chapa de aço que tenha uma espessura de 50 mm ou mais, preferivelmente mais de 50 mm, mais preferivelmente 55 mm ou mais, ainda mais preferivelmente 60 mm ou mais, porque mostra mais marcantemente a vantagem da presente invenção sobre um aço conforme as técnicas convencionais. Em particular, a presente invenção contribui grandemente para a melhoria da segurança de navios por ser usada como material estrutural para avios e aplicada a, por exemplo, materiais de partes do convés conectadas a escotilhas laterais do hutch em estruturas de convés de alta resistência de transportadores de contêineres e graneleiros, o que resulta em uma grande vantagem na indústria.
Descrição de Modalidades [0029] Na presente invenção, são especificadas 1. a textura em uma chapa de aço, 2. a microestrutura na porção central na direção da espessura, e 3. a tenacidade de um metal matriz.
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1. Textura em uma chapa de aço [0030] Na presente invenção, para aumentar a capacidade de interrupção de fratura frágil contra uma fratura que se propaga na direção paralela à superfície tal como a direção de laminação ou a direção em ângulo reto à direção de laminação, o plano 211 é desenvolvido em um plano paralelo à superfície da chapa de aço, isto é, na direção paralela à superfície de laminação. No caso em que o plano 211 na superfície paralela à superfície de uma chapa de aço é desenvolvido na porção central na direção da espessura, ocorrem fraturas microscópicas antes de a fratura se propagar, pó que resulta em um aumento na resistência à propagação da fratura.
[0031] Para fazer as fraturas microscópicas ocorrerem antes de a fratura se propagar, uma textura tendo uma intensidade de difração de raios X conforme o plano 211 no plano paralelo à superfície de uma chapa de aço de 1,0 ou mais é formado na área que inclui o centro na direção da espessura e constituindo 1/3 ou mais de toda a espessura. Uma vez que o efeito descrito acima, isto é, a ocorrência de fraturas microscópicas antes da propagação de uma fratura produzindo resistência à propagação da fratura é realizada desde que a textura especificada seja formada em uma área incluindo o centro na direção da espessura e constituindo 1/3 ou mais de toda a espessura, o limite superior do seu valor não é especificado. Embora o efeito descrito acima aumente com o aumento do tamanho da área na qual a textura especificada é formada, uma vez que o efeito descrito acima se torna saturado no caso em que a área constitui mais de 3/4 de toda a espessura, não é necessário que a área na qual a textura especificada é formada constitua mais de 3/4 de toda a espessura. Entretanto, é desnecessário dizer que o efeito descrito acima é realizado mesmo no caso em que a espessura total é constituída pela textura específica.
[0032] Aqui, uma intensidade de difração de raios X conforme o
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11/29 plano 211 é um índice que representa a razão de intensidade de difração de raios X da textura do plano de cristal 211 de um material almejado e se refere à razão de uma intensidade de difração de raios X da reflexão 211 (I(211)) do material almejado para a intensidade de difração de raios X da reflexão 211 (Io(211)) de uma amostra padrão tendo uma microestrutura aleatória sem uma textura, isto é, I(211)/Io(211).
2. Microestrutura na porção central na direção da espessura [0033] Para alcançar uma textura adequada na porção central na direção da espessura, a fração de uma fase bainita na superfície paralela à direção de laminação na porção central na direção da espessura e ajustada para ser pelo menos 80%. A fração de uma fase bainita é expressa em termos de fração de área.
[0034] O plano 211 no plano paralelo à superfície de uma chapa de aço cresce como resultado de uma estrutura austenita, que é submetida à deformação quando a laminação é executada, transformando em uma estrutura ferrita ou uma estrutura bainita. No caso de uma estrutura ferrita-cementita, uma vez que há um efeito de, por exemplo, recuperação, essa textura não cresce em uma área ampla na direção da espessura. Formando-se uma estrutura bainita após a transformação ter ocorrido, é possível alcançar a maior intensidade de difração de raios X conforme o plano 211. Na presente invenção, uma microestrutura na porção central na direção da espessura significa uma microestrutura em uma faixa incluindo o centro na direção da espessura e constituindo pelo menos 1/3 da espessura. A presente invenção inclui uma chapa de aço na qual a microestrutura especificada constitui toda a seção transversal na direção da espessura. .
3. Tenacidade de um metal matriz [0035] Uma vez que é pré-requisito que a tenacidade de um metal matriz tenha boas características para evitar a propagação da fratura, no caso da chapa de aço conforme a presente invenção, a temperatura
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12/29 de transição de fração Charpy é especificada. A temperatura de transição de fratura Charpy é obtida executando-se um teste de impacto Charpy usando-se um corpo de prova Charpy coletado da porção localizada a 1/4 da espessura que é suposta representar as propriedades do material da chapa de aço.
[0036] Para alcançar uma Kca(-10°C) de 7000 N/mm3/2 ou mais que representa uma capacidade de interrupção de fratura frágil para garantir a segurança estrutural de uma chapa de aço tendo uma espessura de 50 mm ou mais, uma temperatura de transição de fratura Charpy, que é obtida executando-se um teste de impacto Charpy usando um corpo de prova Charpy coletado da porca localizada a 1/4 da espessura, é especificada para ser -40°C ou menos.
[0037] A composição química e as condições de produção do aço que são preferíveis para uma chapa de aço que tenha a textura e a tenacidade de um metal matriz descrito acima será descrito posteriormente. Doravante, % usado quando se descreve uma composição química representa % em massa.
[0038] C: 0,03% a 0,20% [0039] Embora C seja um elemento químico que aumenta a resistência do aço e é necessário que o teor de C seja 0,03% ou mais para alcançar a resistência desejada na presente invenção, no caso em que o teor de C é maior que 0,20%, há não apenas uma diminuição na capacidade de soldagem mas também uma influência negativa na tenacidade. Portanto, é preferível que o teor de C seja especificado para ser 0,03% a 0,20%, mais preferivelmente 0,05% a 0,15%.
[0040] Si: 0,03% a 0,50% [0041] Embora Si seja eficaz como elemento químico desoxidante e como elemento químico para aumentar a resistência do aço, o efeito não pode ser realizado no caso em que o teor de Si é menor que 0,03%. Por outro lado, no caso em que o teor de Si é maior que 0,50%, há não
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13/29 apenas a deterioração da qualidade de superfície do aço mas também uma diminuição significativa na tenacidade. Portanto, é preferível que o teor de Si seja especificado para ser 0,03% ou mais e 0,50% ou menos, mais preferivelmente 0,05% a 0,45%.
[0042] Mn: 0,50% a 2,20% [0043] Mn é adicionado como elemento químico para aumentar a resistência. Uma vez que o efeito é insuficiente no caso em que o teor de Mn é menor que 0,50%, e uma vez que há uma diminuição na tenacidade e na capacidade de soldagem de um metal matriz e um aumento no custo do material de aço no caso em que o teor de Mn é maior que 2,20%, é preferível que o teor de Mn seja 0,50% ou mais e 2,20% ou menos, mais preferivelmente 0,60% a 2,15%.
[0044] P e S [0045] Uma vez que P e S são impurezas inevitáveis no aço, e uma vez que há uma diminuição na tenacidade no caso em que o teor de P é maior que 0,030% ou no caso em que o teor de S é maior que 0,010%, é preferível que os teores de P e S sejam respectivamente 0,030% ou menos e 0m010% ou menos, mais preferivelmente 0,020% ou menos e 0,005% ou menos, respectivamente.
[0046] Al: 0,005% a 0,08% [0047] Al é eficaz como agente desoxidante, e é preferível que o teor de Al seja 0,005% ou mais para realizar esse efeito, mas, no caso em que o teor de Al é maior que 0,08%, há não apenas uma diminuição na tenacidade mas também uma diminuição na tenacidade de um metal de solda quando a soldagem é executada. Portanto, é preferível que o teor de Al seja especificado para ser 0,005% a 0,08%, mais preferivelmente 0,02% a 0,04%.
[0048] N: 0,0045% ou menos [0049] N aumenta a resistência do aço pelo controle do tamanho do grão de cristal como resultado da combinação com Al no aço quando a
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14/29 laminação é executada, mas, uma vez que há uma diminuição na tenacidade no caso em que o teor de N é maior que 00045%, é preferível que o teor de N seja 0,0045% ou menos, mais preferivelmente 0,0040% ou menos.
[0050] Carbono equivalente (Ceq): 0,34% ou mais e 0,49% ou menos [0051] O carbono equivalente é um índice importante para predizer, por exemplo, a resistência e o comportamento de transformação de uma microestrutura. No caso em que o carbono equivalente é menor que 0,34%, é difícil alcançar a fração de uma fase bainita descrita acima no centro na direção da espessura. Em adição, no caso em que o carbono equivalente é maior que 0,49%, uma vez que há uma diminuição na tenacidade, é preferível que o carbono equivalente seja 0,34% ou mais e 0,49% ou menos, mais preferivelmente 0,35% a 0,48%.
[0052] Aqui, o carbono equivalente (Ceq) é derivado da equação abaixo.
Ceq = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (V + Mo + Cr)/5, onde o símbolo atômico representa o teor (% em massa) de um elemento químico representado pelo símbolo, e ao símbolo é atribuído um valor de 0 no caso em que o elemento químico não estiver contido. [0053] A composição química descrita acima é a composição base preferível na presente invenção e o restante consiste de Fe e as inevitáveis impurezas. Como exemplo das impurezas invitáveis, O pode estar contido desde que o teor de O seja 0,0050% ou menos.
[0054] Um, dois ou mais elementos selecionados entre Ti, Nb, Cu,
Ni, Cr, Mo, V, B, Ca e Terras Raras podem ser adicionados para também melhorar as propriedades.
[0055] Ti: 0,005% a 0,030% [0056] Um pequeno teor de Ti é eficaz para aumentar a tenacidade de um metal matriz pela diminuição do tamanho de grão como resultado
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15/29 da formação de nitreto, carboneto ou carbonitreto. Esse efeito é realizado no caso em que o teor de Ti é 0,005% ou mais, mas, uma vez que há uma diminuição na tenacidade de um metal matriz e da zona afetada pelo calor da soldagem no caso em que o teor de Ti é maior que 0,030%, é preferível que, no caso em que Ti é adicionado, o teor de Ti seja 0,005% a 0,030%, mais preferivelmente 0,008% a 0,028%.
[0057] Nb: 0,005% a 0,050% [0058] Nb contribui para um aumento na resistência como resultado da precipitação na forma de NbC quando a transformação de ferrita ocorre ou o reaquecimento é executado. Em adição, uma vez que o Nb é eficaz para expandir a faixa na qual a recristalização não ocorre quando a laminação é executada sob condições para formar uma fase austenita, que resulta em uma diminuição no tamanho do grão de cristal de ferrita, o Nb contribui para um aumento na tenacidade. Esse efeito é realizado no caso em que o teor de Nb é 0,005% ou mais, mas, uma vez que, ao contrário, há uma diminuição na tenacidade como resultado da precipitação de NbC de grande tamanho no caso de o teor de Nb ser maior que 0,050%, no caso em que o Nb é adicionado é preferível que o limite superior do teor de Nb seja 0,050%, mais preferivelmente 0,008% a 0,040%.
[0059] Cu, Ni, Cr e Mo [0060] Cu, Ni, Cr e Mo são todos elementos químicos que aumentam a capacidade de endurecimento do aço. Esses elementos químicos contribuem diretamente para um aumento na resistência após a laminação ter sido executada e podem ser adicionados para melhorar as propriedades tais como tenacidade, resistência a quente, ou resistência ao tempo, mas, uma vez que há uma diminuição na tenacidade e na capacidade de soldagem no caso em que os teores desses elementos químicos são excessivamente altos, no caso em que esses elementos químicos são adicionados, é preferível que os limites
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16/29 superiores dos teores de Cu, Ni, Cr e Mo sejam respectivamente 0,50%, 1,00%, 0,50% e 0,50%, mais preferivelmente 0,45%, 0,95%, 0,45% e 0.45% respectivamente. Por outro lado, uma vez que esses efeitos não são realizados no caso em que os teores desses elementos químicos são respectivamente menores que 0,01%, é preferível que os teores desses elementos químicos sejam respectivamente 0,01% ou mais no caso em que esses elementos químicos são adicionados.
[0061] V, 0,001% a 0,10% [0062] V é um elemento químico que aumenta a resistência do aço pelo reforço da precipitação como resultado da precipitação na forma de V(CN). O teor de V pode ser 0,001% ou mais para realizar esse efeito, mas há uma diminuição na tenacidade no caso em que o teor de V é maior que 0,10%. Portanto, no caso em que V é adicionado, é preferível que o teor de V seja 0,001% a 0,10%, mais preferivelmente 0,008% a 0,095%.
[0063] B: 0,0030% ou menos [0064] B é um elemento químico que aumenta a capacidade de endurecimento do aço ao ser adicionado em uma pequena quantidade, e esse efeito é realizado no caso de o teor de B ser 0,0006% ou mais. Entretanto, no caso em que o teor de B é maior que 0,0030%, ma vez que há uma diminuição na tenacidade de uma zona soldada, no caso em que B é adicionado, é preferível que teor de B seja 0,0030% ou menos, mais preferivelmente 0,0028% oi menos.
[0065] Ca: 0,005% ou menos e Terras Raras: 0,01% ou menos [0066] Uma vez que Ca e Terras Rarasaumentam a tenacidade como resultado da diminuição do tamanho de grão em uma microestrutura em uma zona afetada pelo calor da soldagem e não há diminuição no efeito da presente invenção mesmo no caso em que esses elementos químicos são adicionados, esses elementos químicos podem ser adicionados conforme necessário. Entretanto, no caso em
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17/29 que os teores desses elementos químicos são excessivamente grandes, uma vez que há uma diminuição na tenacidade de um metal matriz como resultado da formação de inclusões de grande tamanho, é preferível que os limites superiores dos teores de Ca e Terras Raras sejam respectivamente 0,005% e 0,01% no caso de esses elementos químicos serem adicionados.
[0067] Doravante serão descritas as condições de produção preferíveis conforme a presente invenção.
[0068] Em relação às condições de produção, é preferível especificar as condições de aquecimento da placa, as condições da laminação a quente e as condições de resfriamento após a laminação a quente ter sido executada.
Aquecimento da placa [0069] É preferível que o aço fundido tendo a composição química descrita acima seja fundido usando-se, por exemplo, um forno conversor e transformado em uma placa usando, por exemplo, o método de lingotamento continuo, e que a placa seja aquecida até uma temperatura de 900°C a 1200°C e então laminada a quente.
[0070] É difícil garantir tempo suficiente para executar a laminação na faixa de temperaturas de recristalização da austenita no caso em que a temperatura de aquecimento é menor que 900°C. Em adição, no caso em que a temperatura de aquecimento é maior que 1200°C, uma vez que há não apenas uma diminuição na tenacidade devido a um aumento no tamanho de grão da austenita, mas também uma diminuição na razão de rendimento devido à perda significativa provocada pela oxidação, a temperatura de aquecimento é ajustada para ser 900°C a 1200°C, preferivelmente 1000°C a 1150°C do ponto de vista da tenacidade, mais preferivelmente 1000°C a 1050°C.
Laminação a quente [0071] Em relação à laminação a quente, é preferível especificar a
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18/29 redução de laminação cumulativa enquanto a temperatura da porção central na direção da espessura (doravante referida como a temperatura em uma posição localizada a 1/2 da espessura) é igual a ou maior que (ponto Ar3 + 100)°C, a redução de laminação cumulativa enquanto a temperatura da porção central a direção da espessura é igual a ou menor que (ponto Ar3 + 60)°C e igual a ou maior que o ponto Ar3, a redução de laminação média por passe enquanto a temperatura da porção central na direção da espessura é igual a ou menor que (ponto Ar3 + 60)°C e igual a ou maior que o ponto Ar3 e a faixa de redução de laminação por passe enquanto a temperatura da porção central na direção da espessura é igual a ou menor que (ponto Ar3 + 60)°C e igual a ou maior que o ponto Ar3.
[0072] Executando-se a laminação a quente, inicialmente, enquanto a temperatura da porção central na direção da espessura é igual a ou maior que (ponto Ar3 + 100)°C, sob a condição de que a redução de laminação cumulativa seja 30% ou mais, o tamanho de grão da austenita é diminuído para diminuir o tamanho de grã na microestrutura final, o que resulta em uma diminuição na tenacidade de um metal matriz. É preferível que a redução de laminação cumulativa nessa faixa de temperaturas seja 35% ou mais. Na presente invenção, o ponto Ar3 (°C) é derivado pela equação abaixo.
Ponto Ar3 = 910 -273C -74Mn -57Ni -16Cr -9Mo -5Cu, onde um símbolo atômico representa o teor (% em massa) no aço de um elemento químico representado pelo símbolo, e ao símbolo é atribuído um valor de 0 no caso em que o elemento químico não estiver contido.
[0073] Subsequentemente, é executada a laminação, enquanto a temperatura da porção central na direção da espessura é igual a ou menor que (ponto Ar3 + 60)°C e igual a ou maior que o ponto Ar3, sob as condições de que a redução de laminação cumulativa seja 50% ou
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19/29 mais e a redução média de laminação por passe seja de 6,0% ou mais. No caso em que a redução de laminação cumulativa nessa faixa de temperatura seja menor que 50%, há uma diminuição na tenacidade de uma chapa de aço. Em adição, para controlar a intensidade de difração de raios X conforme o plano 211 para ser 1,0 ou mais, na faixa de temperaturas de não recristalização da austenita, isto é, em uma faixa de temperaturas igual a ou menor que (ponto Ar3 + 60°C) e igual a ou maior que o ponto Ar3, a redução de laminação cumulativa é ajustada para ser 5-0% ou mais, preferivelmente 55% ou mais.
[0074] No caso da laminação de acabamento de um material grosso, uma vez que a laminação é geralmente executada sob as condições de que a redução de laminação por passe é pequena e o número de passes é grande, o tamanho da área na qual a intensidade de difração de raios X conforme o plano 211 no plano paralelo à superfície de uma chapa de aço é 1,0 ou mais, tende a ser pequeno. Portanto, na presente invenção, em uma faixa de temperaturas igual a ou menor que (ponto Ar3 + 60)°C e igual a ou maior que o ponto Ar3, a redução de laminação média por passe é especificada para ser 6,0% ou mais, e a redução de laminação por passe é especificada para ser 5,0% a 20,0%. Com esse método, é possível que a área que inclui o centro na direção da espessura, na qual a intensidade de difração de raios X conforme plano 211 é 1,0 ou mais, constitui 1/3 ou mais de toda a espessura. No caso em que a redução de laminação média por passe é menor que 6,0% ou no caso em que a redução de laminação mínima por passe e menor que 5,0%, há uma diminuição na tenacidade e é impossível que a área incluindo o centro na direção da espessura na qual a intensidade de difração de raios X conforme o plano 211 é 1,0 ou mais, constitui 1/3 ou mais de toda a espessura. Por outro lado, no caso em que a redução de laminação máxima por passe é maior que 20,0%, há, ao contrário, uma diminuição na tenacidade devido à influência da
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20/29 tensão de trabalho. Nessa faixa de temperaturas, é preferível que a redução de laminação média por passe seja 6,5% ou mais e que a redução de laminação por passe seja 5,5% a 18,0%. Aqui, uma laminação a quente fora das faixas de temperaturas indicadas pode também ser executada, desde que a laminação a quente seja executada incluindo a laminação sob as condições especificadas acima em relação às reduções de laminação cumulativas nas faixas de temperaturas especificadas.
Resfriamento após a laminação a quente ter sido executada [0075] A chapa de aço laminada sofre resfriamento até uma temperatura de 450°C ou menos a uma taxa de resfriamento de 4,0°C/s ou mais. No caso em que a taxa de resfriamento é menor que 4,0°C/s, uma vez que uma transformação para uma fase bainita não progride suficientemente, é impossível que a área que inclui o centro na direção da espessura, na qual a intensidade de difração de raios X conforme o plano 211 é 1,0 ou mais, constitua 1/3 ou mais de toda a espessura e é impossível alcançar a microestrutura desejada, isto é, uma microestrutura incluindo 80% ou mais de uma fase bainita em uma porção central na direção da espessura. Em adição, também no caso em que a temperatura de parada do resfriamento e maior que 450°C, uma vez que a transformação para uma fase bainita não progride suficientemente, é impossível alcançar a microestrutura desejada. Pode ser usado um método de resfriamento tal como resfriamento a água ou resfriamento a gás.
[0076] Com os métodos de produção descritos acima, uma vez que é possível alcançar a textura desejada e diminuir o tamanho da faceta da fratura em um teste de impacto Charpy, a temperatura de transição de fratura Charpy na porção localizada a 1/4 da espessura de -40°C ou menos é alcançada.
[0077] Na descrição acima, a temperatura na porca central na
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21/29 direção da espessura pode ser derivada pelo cálculo da transferência de calor desde a temperatura da superfície da chapa de aço que é medida usando-se um termômetro de radiação. As condições de temperatura do resfriamento executado após a laminação ter sido executada estão também descritas em termos de temperatura na porção central na direção da espessura.
EXEMPLOS [0078] Fundindo-se aços fundidos (códigos de aço de A a T) tendo as composições químicas dadas na Tabela 1 usando-se um forno converso, lingotando-se o aço fundido em placas (tendo uma espessura de 280 mm) usando-se um método de lingotamento contínuo, executando-se a laminação a quente nas placas em chapas de aço laminadas a quente tendo uma espessura de 50 a 75 mm e resfriandose a chapa de aço laminada a quente, foram obtidas as amostras nos 1 a 28. As condições de laminação a quente e as condições de resfriamento estão dadas na Tabela 2. O ponto Ar3 (°C) é derivado pela equação abaixo.
Ponto Ar3 = 910 -273C -74Mn -57Ni -16Cr -9Mo -5Cu, onde um símbolo atômico representa o teor (% em massa) no aço de um elemento químico representado pelo símbolo, e ao símbolo é atribuído um valor 0 no caso de o elemento químico não estar contido.
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Tabela 1
Códig o do aço C Si Mn P S Al Nb Ti V Cu Ni Cr Mo N B Ca O Terr as Rara s Ceq
A 0,07 0,25 1,99 0,010 0,0021 0,030 0,019 0,017 - - 0,0026 - 0,0015 0,0014 0,40
B 0,09 0,24 1,54 0,011 0,0017 0,030 0,018 0,016 - - 0,0033 - - 0,0014 0,35
C 0,09 0,21 1,68 0,011 0,0023 0,040 0,020 0,015 0,20 - 0,0044 - 0,0020 0,0011 0,38
D 0,07 0,24 1,94 0,013 0,0017 0,030 0,014 0,017 - - 0,0034 0,0008 0,0008 0,0011 0,39
E 0,05 0,16 1,68 0,008 0,0021 0,040 0,025 0,013 0,21 0,34 0,0026 - - 0,0018 0,37
F 0,04 0,19 2,04 0,011 0,0023 0,040 0,027 0,013 - 0,0040 - 0,0020 0,0017 0,38
G 0,08 0,24 1,75 0,008 0,0019 0,040 0,021 0,016 0,02 - 0,0041 - 0,0018 0,0014 0,38
H 0,07 0,22 1,57 0,009 0,0021 0,030 0,017 0,014 - 0,30 0,0044 - - 0,0011 0,39
I 0,04 0,16 2,12 0,012 0,0020 0,040 0,022 0,009 - - 0,0039 - - 0,0017 0,003 0,39
J 0,09 0,20 1,49 0,011 0,0023 0,030 0,020 0,010 0,10 - 0,05 0,0035 0,0010 - 0,0010 0,36
K 0,08 0,16 2,11 0,011 0,0022 0,030 0,022 0,014 - - 0,0034 - - 0,0013 0,43
L 0,08 0,19 1,69 0,008 0,0018 0,030 0,025 0,012 - - 0,0027 - 0,0015 0,0019 0,36
M 0,08 0,06 1,79 0,009 0,0022 0,040 0,020 0,013 0,30 0,32 0,30 0,0033 - 0,0010 0,48
N 0,21 0,16 1,50 0,011 0,0022 0,030 0,015 0,013 - - - 0,0043 0,0007 0,0000 0,46
O 0,06 0,52 1,67 0,012 0,0018 0,040 0,027 0,012 - - 0,30 0,0037 0,0014 0,40
P 0,08 0,18 2,40 0,009 0,0020 0,040 0,017 0,011 - - - 0,0038 0,0018 0,48
Q 0,06 0,19 1,51 0,011 0,0022 0,030 0,015 0,015 - - - 0,0030 0,0014 0,31
R 0,05 0,22 2,10 0,009 0,0021 0,030 0,018 0,016 0,05 - 0,45 - 0,32 0,0038 0,0016 0,50
S 0,05 0,17 1,70 0,008 0,0120 0,030 0,026 0,014 - 0,40 - - - 0,0041 0,0018 0,36
T 0,06 0,20 1,85 0,007 0,0017 0,040 0,017 0,035 - - - 0,15 - 0,0032 0,0017 0,40
Nota 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° Código do aço Espes sura (mm) Condições de aquecimento e laminação
Temperatu ra de aquecimen to (°C) Redução de laminação cumulativa a (Ar3+ 100)°C ou maior (%) Redução de laminação cumulativa a Ar3 até (Ar3+60)°C (%) Redução de laminação média por passe (%) Redução de laminação mínima por passe (%) Redução de laminação máxima por passe (%) Taxa de resfriamento (°C/s) Temperatura de parada do resfriamento (°C)
1 A 60 1000 40 65 8,4 6,8 9,4 5,8 310
2 B 55 1050 55 55 7,6 6,8 8,6 7,4 370
3 C 60 900 50 55 11,8 7,6 19,4 6,3 400
4 D 50 1000 50 65 8,4 6,4 9,6 6,4 420
5 E 50 1050 60 55 10,1 8,2 12,6 7,3 360
6 F 60 1000 35 65 8,6 7,2 10,2 6,1 350
7 G 70 1100 50 50 7,5 6,2 8,9 5,7 310
8 H 55 1150 60 50 7,9 6,2 8,6 6,9 300
9 I 50 1000 40 70 8,3 6,9 10,2 6,5 350
10 J 65 1000 50 50 9,2 7,2 10,4 6,0 400
11 K 55 1100 35 50 7,2 6,1 9,4 5,8 400
12 L 65 1050 40 60 11,2 8,8 13,4 5,4 450
13 M 60 1050 55 50 9,3 7,6 12,1 5,9 420
14 N 70 1000 40 60 8,1 6,8 11,3 4,3 340
15 O 50 1100 50 65 7,6 6,8 11,7 7,2 380
16 P 60 1150 55 50 13,2 6,2 15,2 6,2 410
17 Q 60 1200 40 65 7,6 6,2 9,8 6,8 270
18 R 55 1000 50 60 8,4 7,2 9,6 7,0 380
19 S 70 1050 60 55 9,2 8,2 11,2 5,2 350
23/29
Petição 870190035016, de 12/04/2019, pág. 30/46
N° Código do aço Espes sura (mm) Condições de aquecimento e laminação
Temperatu ra de aquecimen to (°C) Redução de laminação cumulativa a (Ar3+ 100)°C ou maior (%) Redução de laminação cumulativa a Ar3 até (Ar3+60)°C (%) Redução de laminação média por passe (%) Redução de laminação mínima por passe (%) Redução de laminação máxima por passe (%) Taxa de resfriamento (°C/s) Temperatura de parada do resfriamento (°C)
20 T 60 1050 50 55 12,1 10,4 14,6 6,1 370
21 A 70 1050 60 35 9,2 6,2 10,8 4,7 350
22 A 60 1000 40 65 6,2 3,4 8,2 5,8 310
23 A 60 1000 40 65 14,2 11,6 20,6 5,7 310
24 B 60 1300 50 55 12,1 10,2 13,8 6,1 370
25 C 60 1000 45 60 3,3 1,8 4,2 6,6 400
26 D 75 1100 20 65 7,6 6,8 8,2 3,1 200
27 E 60 1000 50 55 8,5 7,1 9,2 Resfr. a ar (£0.5) -
28 F 50 1050 60 55 2,6 1,6 3,8 5,0 400
24/29
Petição 870190035016, de 12/04/2019, pág. 31/46
25/29 [0079] Executando-se um teste de tração usando-se um corpo de prova JIS n°14A tendo um diâmetro de φ14 cortado da porção localizada a 1Λ da espessura da chapa de aço obtida de modo que a direção longitudinal dos corpos de prova fosse ortogonal à direção de laminação, foram determinados o limite de elasticidade (YS) e a resistência à tração (TS).
[0080] Executando-se um teste de impacto Charpy usando-se corpos de prova de impacto JIS n° 4 cortados da porção localizada a 1/4 da espessura de modo que a direção longitudinal dos corpos de prova fosse paralela à direção de laminação, a temperatura de transição de fratura (vTrs) foi determinada. O caso em que a temperatura de transição de fratura Charpy na porção localizada a 1/4 da espessura é 40°C ou menos foi julgado como na faixa conforme a presente invenção. [0081] A fração de uma fase bainita na porção central na direção da espessura foi determinada executando-se análise de imagem usandose uma fotografia de uma estrutura metalográfica que foi tirada usandose um microscópio ótico para uma amostra preparada usando-se polimento espelhado na seção transversal na espessura paralela à direção de laminação na porção central na direção da espessura e causticando-se a amostra polida de modo a exporá estrutura metalográfica.
[0082] Em adição, para avaliar a textura da chapa de aço, as intensidades de difração de raios X conforme o plano 211 nos planos paralelos à superfície da chapa de aço, que foram tomados a intervalos de 1 mm a partir da superfície frontal para a superfície traseira da chapa de aço, foram determinadas e então foi derivada uma área na qual a intensidade de difração de raios X conforme o plano 211 no plano paralelo à superfície da chapa de aço foi 1,0 ou mais.
[0083] Subsequentemente, para avaliar a capacidade de interrupção de fratura frágil, foi determinado Kca(-10°C)(N/mm3/2)
Petição 870190035016, de 12/04/2019, pág. 32/46
26/29 executando-se o teste ESSO do tipo gradiente de temperatura.
[0084] Os resultados desses testes estão dados na Tabela 3. Aqui, em todos os casos dos nos 1 a 28, a intensidade de difração de raios X conforme o plano 211 na porção central na direção da espessura foi 1,0 ou mais.
[0085] Nos casos das amostras de chapas de aço (nos de série de 1 a 13) onde a temperatura de transição de fratura Charpy na porção localizada a 1/4 da espessura, a fração de fase bainita na porção central na direção da espessura e uma área na qual a intensidade de difração de raios X conforme o plano 211 no plano paralelo à superfície da chapa de aço foi 1,0 ou mais, estavam na faixa conforme a presente invenção, Kca(-10°C) foi 7000 N/mm3/2 ou mais, o que significa que essas amostras tiveram excelente capacidade de interrupção de fratura frágil.
Petição 870190035016, de 12/04/2019, pág. 33/46
Tabela 3
N° Código do aço Espessur a (mm) YS (MPa) TS (MPa) vTrs a 1/4 da espessura (°C) Fração de bainita na porção central na direção da espessura (%) Porção da espessura constituída pela textura tendo X(211)31,0 (%) Kca(-10°C) (N/mm3/2)
1 A 60 499 605 -83 83 58 9600
2 B 55 458 549 -74 99 48 8600
3 C 60 473 575 -79 100 44 8700
4 D 50 503 598 -87 88 41 9500
5 E 50 469 559 -94 86 62 10000
6 F 60 492 591 -82 95 43 9300
7 G 70 484 569 -75 100 53 9400
8 H 55 481 598 -96 97 44 7600
9 I 50 497 593 -84 88 56 8800
10 J 65 449 557 -85 91 46 9700
11 K 55 520 632 -91 92 41 7800
12 L 65 474 572 -75 95 47 9700
13 M 60 585 663 -75 95 58 7900
14 N 70 572 660 -36 91 50 5600
15 O 50 483 573 -32 100 59 4500
16 P 60 580 673 -37 96 40 4500
17 Q 60 400 524 -81 60 46 6100
18 R 55 584 672 -30 100 46 5700
19 S 70 465 562 -32 92 41 6200
20 T 60 494 588 -33 89 58 5700
21 A 70 503 588 -30 88 29 4500
22 A 60 488 563 -35 81 24 4200
23 A 60 512 624 -25 82 62 3800
27/29
Petição 870190035016, de 12/04/2019, pág. 34/46
N° Código do aço Espessur a (mm) YS (MPa) TS (MPa) vTrs a 1/4 da espessura (°C) Fração de bainita na porção central na direção da espessura (%) Porção da espessura constituída pela textura tendo X(211)31,0 (%) Kca(-10°C) (N/mm3/2)
24 B 60 432 546 -38 94 50 6000
25 C 60 483 582 -90 100 25 5400
26 D 75 494 603 -37 75 21 6000
27 E 60 458 559 -86 0 13 4900
28 F 50 484 584 -79 97 27 5300
Nota:
X(211) representa uma intensidade de difração de raios X conforme o plano (211) no plano paralelo à superfície da chapa de aço
28/29
Petição 870190035016, de 12/04/2019, pág. 35/46
29/29
Lista de Citações
Literatura de Patente [PTL 1] Publicação do Pedido de Patente Examinado Japonês n° 7-100814 [PTL 2] Publicação do Pedido de Patente Não Examinado Japonês n° 2002-256375 [PTL 3] Patente Japonesa No. 3467767 [PTL 4] Patente Japonesa No. 3548349 [PTL 5] Patente Japonesa No. 2659661 [PTL 6] Publicação do Pedido de Patente Não Examinado Japonês n° 2008-214652 [PTL 7] Publicação do Pedido de Patente Não Examinado Japonês n° 2010-047805 [PTL 8] Publicação do Pedido de Patente Não Examinado Japonês n° 2009-221585 [PTL 9] Publicação do Pedido de Patente Não Examinado Japonês n° 2010-202931

Claims (3)

REIVINDICAÇÕES
1. Chapa de aço, tendo uma composição química contendo, em % em massa,
C: 0,03% ou mais e 0,09% ou menos,
Si: 0,03% ou mais e 0,50% ou menos,
Mn: 0,50% ou mais e 2,20% ou menos,
P: 0,030% ou menos,
S: 0,010% ou menos,
Al: 0,005% ou mais e 0,08% ou menos,
N: 0,0045% ou menos, carbono equivalente (Ceq) representado pela equação (1) abaixo: 0,34% ou mais e 0,49% ou menos, e o saldo sendo Fe e as inevitáveis impurezas,
Ceq = C + Mn/6 + (Cu + Ni)/15 + (V + Mo + Cr)/5 (1), em que um símbolo atômico representa o teor (% em massa) de um elemento químico representado pelo símbolo, a chapa tendo uma intensidade de difração de raios X conforme o plano (211) em um plano paralelo à superfície da chapa de aço de 1,0 ou mais em uma área que inclui o centro na direção da espessura e constituindo 1/3 ou mais de toda a espessura, a chapa de aço tendo uma microestrutura na porção central na direção da espessura tendo uma fração de uma fase bainita de 80% ou mais, e a referida chapa de aço, caracterizada pelo fato de que apresenta uma temperatura de transição de fratura Charpy na porção localizada a 1/4 da espessura de -74°C ou menos e Kca(-10°C) 7000 N/mm3/2 ou mais.
2/2 selecionados dentre
Ti: 0,005% ou mais e 0,030% ou menos,
Nb: 0,005% ou mais e 0,050% ou menos,
Cu: 0,01% ou mais e 0,50% ou menos,
Ni: 0,01% ou mais e 1,00% ou menos,
Cr: 0,01% ou mais e 0,50% ou menos,
Mo: 0,01% ou mais e 0,50% ou menos,
V: 0,001% ou mais e 0,10% ou menos,
B: 0,0030% ou menos,
Ca: 0,0050% ou menos, e
Terras Raras: 0,010% ou menos.
2. Chapa de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aço tem a composição química contendo adicionalmente, em % em massa, um, dois ou mais elementos
Petição 870190069338, de 22/07/2019, pág. 5/9
3. Método para produção de uma chapa de aço, como definida na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende:
aquecer uma placa tendo a composição química, como definida na reivindicação 1 ou 2, a uma temperatura de 900°C a 1200°C, executar a laminação na qual, enquanto a porção central na direção da espessura tem uma temperatura igual ou maior que (ponto Ar3 + 100)°C, a redução de laminação cumulativa é controlada para ser 30% ou mais e na qual, enquanto a porção central na direção da espessura tem uma temperatura igual a ou menor que (ponto Ar3 + 60)°C e igual a ou maior que o ponto Ar3, a redução de laminação cumulativa é controlada para ser 50% ou mais, a redução de laminação média por passe é controlada para ser 6,0% ou mais e a redução de laminação por passe é controlada para ser 5,0% a 20,0%; e subsequentemente executar o resfriamento na chapa de aço até uma temperatura de 450°C ou menos a uma taxa de resfriamento de 4,0°C/s ou mais.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5900312B2 (ja) * 2011-12-27 2016-04-06 Ｊｆｅスチール株式会社 大入熱溶接部の靭性および脆性き裂伝播停止特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法
CN107109597B (zh) * 2014-12-24 2020-01-31 Posco公司 耐脆性裂纹扩展性优异的高强度钢材及其制造方法
EP3239332B1 (en) * 2014-12-24 2019-11-20 Posco High-strength steel having superior brittle crack arrestability, and production method therefor
CN107109590A (zh) * 2014-12-24 2017-08-29 Posco公司 耐脆性裂纹扩展性优异的高强度钢材及其制造方法
KR101657827B1 (ko) * 2014-12-24 2016-09-20 주식회사 포스코 취성균열전파 저항성이 우수한 구조용 극후물 강재 및 그 제조방법
CN104694850B (zh) * 2015-03-12 2017-03-15 东北大学 一种止裂性能优异的厚钢板及其制造方法
WO2017047088A1 (ja) * 2015-09-18 2017-03-23 Ｊｆｅスチール株式会社 構造用高強度厚鋼板およびその製造方法
KR101736611B1 (ko) * 2015-12-04 2017-05-17 주식회사 포스코 취성균열전파 저항성 및 용접부 취성균열개시 저항성이 우수한 고강도 강재 및 그 제조방법
KR101726082B1 (ko) * 2015-12-04 2017-04-12 주식회사 포스코 취성균열전파 저항성 및 용접부 취성균열개시 저항성이 우수한 고강도 강재 및 그 제조방법
JP6816739B2 (ja) * 2018-04-05 2021-01-20 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板およびその製造方法
CN112522583B (zh) * 2019-09-19 2022-10-21 宝山钢铁股份有限公司 一种高强耐火耐候钢板/带及其生产方法
JP7445127B2 (ja) 2020-04-21 2024-03-07 日本製鉄株式会社 Ｌｐｇ貯蔵タンク用鋼板およびその製造方法
KR20230041045A (ko) * 2020-11-05 2023-03-23 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 강판 및 그 제조 방법
CN113528957A (zh) * 2021-06-30 2021-10-22 武汉钢铁有限公司 具有优良疲劳性能和耐腐蚀性能的高强度集装箱钢及其制造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2659661B2 (ja) 1993-01-06 1997-09-30 新日本製鐵株式会社 継手部の脆性破壊伝播停止性能の優れた溶接用構造用鋼とその製造方法
JPH07100814A (ja) 1993-10-04 1995-04-18 Sekisui Chem Co Ltd セメント成形品の製造方法
JP4077167B2 (ja) 2001-02-28 2008-04-16 株式会社神戸製鋼所 アレスト特性に優れた鋼板およびその製法
JP5040086B2 (ja) * 2005-08-31 2012-10-03 Ｊｆｅスチール株式会社 歪脆化の少ない構造用高張力鋼材
JP5064150B2 (ja) * 2006-12-14 2012-10-31 新日本製鐵株式会社 脆性き裂伝播停止性能に優れた高強度厚鋼板
JP4946512B2 (ja) 2007-02-28 2012-06-06 Ｊｆｅスチール株式会社 脆性亀裂伝播停止特性に優れた構造用高強度厚鋼板およびその製造方法
JP5181496B2 (ja) * 2007-02-28 2013-04-10 Ｊｆｅスチール株式会社 脆性亀裂伝播停止特性に優れた構造用高強度厚鋼板およびその製造方法
JP5146033B2 (ja) 2008-03-19 2013-02-20 Ｊｆｅスチール株式会社 大入熱溶接部の靭性および脆性き裂伝播停止特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法
JP5146198B2 (ja) 2008-08-22 2013-02-20 Ｊｆｅスチール株式会社 大入熱溶接部の靭性および脆性き裂伝播停止特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法
DK2390047T3 (da) * 2009-01-14 2014-01-13 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Svejsekonstruktion med skørhedsbrudhæmmende egenskaber
JP5434145B2 (ja) 2009-03-04 2014-03-05 Ｊｆｅスチール株式会社 脆性亀裂伝播停止特性に優れた構造用高強度厚鋼板およびその製造方法
BR112012029698B1 (pt) * 2010-05-27 2019-02-19 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Método de produção de uma chapa de aço de alta resistência para uma estrutura soldada

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