BR112014024879B1 - chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente e processo para produzir a mesma - Google Patents

chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente e processo para produzir a mesma Download PDF

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Takafumi Yokoyama
Shigeki Nomura
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Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation
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Abstract

resumo “folha de aço laminada a quente galvanoanelada por imersão a quente e processo para produzir a mesma” trata-se de uma folha de aço laminada a quente galvanoanelada por imersão a quente de alta resistência que tem uma expansibilidade de orifício excelente adequada para um flangeamento por estiramento e tem, de preferência, uma alta razão de rendimento e uma resistência à tração de pelo menos 650 mpa, em que uma folha de aço laminada a quente usada como um material-base para plaqueamento tem uma composição química que compreende: em % em massa, c: a partir de pelo menos 0,01 e no máximo 0,20%; si: no máximo 0,50%; mn: a partir de pelo menos 0,01% a no máximo 1,30%; p: no máximo 0,05%; s: no máximo 0,01%; n: no máximo 0,01%; al: no máximo 0,50%; e ti: a partir de pelo menos 0,05% a no máximo 0,50% e uma estrutura de aço que consiste em uma ferrita poligonal que tem pelo menos 80% em área e o restante que contém um tipo ou dois ou mais tipos selecionados dentre ferrita bainítica, bainita, perlita e cementita. 1/1

Description

CHAPA DE AÇO LAMINADA A QUENTE GALVANIZADA POR IMERSÃO A QUENTE E PROCESSO PARA PRODUZIR A MESMA.
CAMPO DA TÉCNICA [0001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente e um processo para produzir a mesma. Mais particularmente, a presente invenção se refere a uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência que é adequada para uma chapa de aço de automóvel, em particular, uma parte de armação (suspensão) de um automóvel a ser formado em diversos 10 formatos através de uma formação de prensa ou similares e que é excelente em uma expansibilidade de orifício e um processo para produzir a mesma.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [0002] Uma chapa de aço laminada a quente produzida de uma maneira comparativamente barata é amplamente usada para vários 15 equipamentos industriais incluindo um automóvel e outros. Desde os anos recentes, a partir do ponto de vista da regulação de uma quantidade de emissão de dióxido de carbono a fim de tomar medidas contra o aquecimento global, um aprimoramento na eficiência de combustível de um automóvel foi exigido, uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência foi 20 amplamente aplicada ao automóvel de modo que reduza o peso de um corpo de veículo e garanta um desempenho sob impacto. Ademais, recentemente, uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência para a qual uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência é uma chapa de aço de base ter sido demandada para uma parte de armação 25 como um braço de suspensão que exige especificamente uma resistência à corrosão.
[0003] Em uma chapa de aço adotada como uma parte de automóvel, não apenas a resistência, mas também várias propriedades de trabalho, que são exigidas quando uma parte é formada, como conformabilidade a prensa e 30 soldabilidade também precisam ser satisfeitas. Já para a formação de prensa
Petição 870180069049, de 08/08/2018, pág. 5/35
2/28 da parte de armação, um flangeamento por estiramento e um barramento são usados de maneira extremamente frequente e, por conseguinte, exige-se que a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência fornecida para produzir a parte de armação tenha uma 5 expansibilidade de orifício excelente.
[0004] Ademais, há um caso em que a chapa de aço de alta resistência é aplicada para uma parte da qual um alto desempenho sob impacto é exigido e para uma parte que necessita evitar deformação plástica quando uma grande carga é aplicada à mesma. Em tal caso, a chapa de aço de alta resistência é 10 exigida para ter uma alta razão de rendimento. Por conseguinte, há um caso em que se exige que a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência também tenha a alta razão de rendimento.
[0005] Em geral, na chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência, a fim de satisfazer ambos da alta razão 15 de rendimento e a excelente expansibilidade de orifício, uma estrutura de aço de uma estrutura de fase única tende a ter ferrita, ferrita bainítica ou bainita como uma fase principal e carboneto finamente precipitado de Ti, Nb, V ou similares e Cu para, desse modo, uniformemente reforçar a fase principal. Por exemplo, a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente 20 de alta resistência foi desenvolvida conforme mostrado abaixo.
[0006] Em um Documento de Patente 1, se revela uma chapa lamina a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência que tem uma estrutura de aço que compreende principalmente bainita e que tem os teores de não apenas Ti, Nb, V, mas também P, Cu, Cr, Mo, Ni adequadamente 25 controlada, sendo, desse modo, aprimorada em uma propriedade de resistência a fadiga de uma porção de soldagem mediante a um ambiente corrosivo. Entretanto, essa chapa de aço precisa ter uma grande quantidade de elementos expansivos formadores de liga como Cu, Ni, Mo adicionados à mesma e, por conseguinte, não é adequada para uma produção em massa a 30 partir da perspectiva econômica. Ademais, a chapa de aço pode ter a
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3/28 expansibilidade de orifício ligeiramente insatisfatória.
[0007] O Documento de Patente 2 revela uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência no qual uma chapa de aço laminada a quente que tem uma estrutura (ferrita + bainita) é 5 submetida a uma história térmica de um processo de galvanoanelamento por imersão a quente ótimo para controlar adequadamente uma estrutura, o formato de carboneto e a solução sólida C, sendo, desse modo, aprimorada na expansibilidade de orifício. Entretanto, em mais de 650 MPa de uma resistência à tração de um produto feito dessa chapa de aço, o produto não pode ter uma 10 expansibilidade de orifício suficiente.
[0008] O Documento 3 revela uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente na qual uma estrutura de aço que compreende substancialmente uma fase única de ferrita tem carboneto de Ti finamente disperso, em que o carboneto Ti que contém Mo e/ou W. Entretanto, 15 essa chapa de aço precisa ter um elemento de formação de liga extremamente caro como Mo e W adicionados à mesma e, por conseguinte, não é adequado para a produção em massa a partir da perspectiva econômica.
[0009] O Documento 4 revela uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente na qual uma estrutura que compreende 20 principalmente ferrita e que tem um estado de dispersão de perlita e de cementita controlado de maneira ótima tem Nb, V, Ti adicionados à mesma para aumentar o reforço de precipitação, sendo, desse modo, aprimorada na expansibilidade de orifício. Entretanto, em pelo menos 650 MPa de uma alta resistência da chapa de aço, é possível que a chapa de aço não tenha uma 25 expansibilidade de orifício suficiente.
LISTA DE CITAÇÃO
DOCUMENTO DE PATENTE [0010] Documento de Patente 1: Patente Aberta a Inspeção Pública n° JP 5-331596 [0011] Documento de Patente 2: Patente Aberta a Inspeção Pública n°
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JP 5-117834 [0012] Documento de Patente 3: Patente Aberta a Inspeção Pública n° JP 2003-321736 [0013] Documento de Patente 4: Patente Aberta a Inspeção Pública n° JP 2002-12947
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0014] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência que tenha uma excelente expansibilidade de orifício adequada para um flangeamento por estiramento amplamente usado para formar uma parte de automóvel e, em particular, uma parte de armação e que tem, de preferência, uma alta razão de rendimento e um processo para produzir a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência.
[0015] Os presentes inventores primeiro assumem que uma estrutura de aço deve principalmente compreender uma ferrita a fim de se obter uma excelente expansibilidade de orifício e uma alta razão de rendimento, além disso. Ademais, os presentes inventores se atentaram ao Ti, que é comparativamente barato e aumenta de maneira considerável o reforço de precipitação mesmo por uma pequena quantidade de adição e estudado de maneira séria um método para aprimorar uma expansibilidade de orifício de uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente adicionada com Ti que tem uma estrutura que compreende principalmente ferrita. Como resultado, os presentes inventores obtiveram as seguintes constatações.
[0016] Os presentes inventores constataram que a expansibilidade de orifício de uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência adicionada com Ti, que compreende principalmente ferrita e a qual o Ti é adicionado, pode ser aumentada de maneira considerável facilitando-se uma transformação de ferrita em uma faixa de temperatura alta de pelo menos não menos que 650 °C em uma mesa de acabamento após a
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5/28 laminação a quente. Acredita-se que isso é devido ao fato de que o precipitado coerente de carboneto de Ti produzido em uma faixa de temperatura baixa após a bobinamento da chapa de aço laminada a quente é restringido.
[0017] Ademais, os presentes inventores constataram que o resultado descrito acima pode ser alcançado reduzindo-se em grande medida um teor de Mn em comparação com um aço convencional, embora se acredite que uma quantidade específica de Mn seja essencial para alcançar uma resistência alta em uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência.
[0018] Ademais, os presentes inventores constataram que uma redução no teor de Mn não apenas exibe os efeitos descritos acima, mas também os efeitos de restringir a formação de austenita durante um período no qual a chapa de aço laminada a quente está sendo reaquecida em uma linha de galvanização por imersão a quente contínua e uma estrutura compósita incidental, que são alcançados através da homogeneização de uma estrutura de aço devido a uma redução na microssegregação de Mn e a expansão de uma área de ferrita e, por conseguinte, é extremamente eficaz para aprimorar a expansibilidade de orifício. Combinando-se esses efeitos, os presentes inventores obtiveram com sucesso uma excelente expansibilidade de orifício que supera uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência adicionada com Ti convencional.
[0019] A presente invenção com base nas constatações descritas acima é uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente que tem uma camada galvanizada por imersão a quente em uma superfície de uma chapa de aço, a chapa de aço que tem uma composição química que compreende, em % em massa, C: pelo menos 0,01 e no máximo 0,20%; Si: no máximo 0,50%; Mn: pelo menos 0,01% e no máximo 1,30%; P: no máximo 0,05%; S: no máximo 0,01%; N: no máximo 0,01%; Al: no máximo 0,50%; e Ti: pelo menos 0,05% e no máximo 0,50%, e uma estrutura de aço que contém uma ferrita poligonal que tem pelo menos 80% em área e o restante consiste
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6/28 em um tipo ou dois ou mais tipos selecionados dentre ferrita bainítica, bainita, perlita e cementita, em que a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente tem uma propriedade mecânica de pelo menos 650 MPa de uma resistência à tração.
[0020] Os aspectos preferenciais da presente invenção são da seguinte forma:
[0021] - a composição química compreende adicionalmente um elemento ou dois ou mais elementos selecionados dentre, em % em massa, Cr: no máximo 0,80%; Ni: no máximo 0,50%; Cu: no máximo 0,50%; Mo: no máximo 0,50%; e B: no máximo 0,0050%, [0022] - a composição química compreende adicionalmente um elemento ou dois elementos selecionados dentre, em % em massa, V: no máximo 0,5%; e Nb: no máximo 0,1%, [0023] - a composição química compreende adicionalmente de um elemento ou dois elementos selecionados dentre, em % em massa, Ca: no máximo 0,01%; e Bi: no máximo 0,01%, e [0024] - a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente tem a propriedade mecânica na qual um produto de uma razão de expansão de orifício limitadora e uma resistência à tração é pelo menos 60.000 MPax%, em que a expansibilidade de orifício é obtida através de um teste de expansão de orifício especificado por Japan Iron and Steel Federation Standards e em que uma razão de rendimento é pelo menos 80%, sendo que a razão de rendimento é uma razão de limite de escoamento de 0,2 para a resistência à tração.
[0025] A presente invenção também fornece um processo para produzir uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente, em que o processo que compreende as seguintes etapas (A) a (C):
[0026] (A) uma etapa de laminação a quente que compreende as etapas de:
[0027] após aquecer uma placa que tem a composição química a uma
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7/28 temperatura de pelo menos 1.100 °C e no máximo 1.350 °C, submeter a placa a laminação a quente; completar a laminação a quente dentro de uma faixa de temperatura de pelo menos 850 °C e no máximo 980 °C para, desse modo, produzir uma chapa de aço laminada a quente; submeter a chapa de aço 5 laminada a quente a um tratamento de resfriamento primário, um tratamento de retenção e um tratamento de resfriamento secundário em sequência, em que o tratamento de resfriamento primário resfria chapa de aço laminada a quente a uma faixa de temperatura de pelo menos 650 °C e no máximo 800 °C através de um unidade de resfriamento a água, o tratamento de retenção que mantém 10 a chapa de aço laminada a quente por um período de pelo menos At segundos definido através da seguinte fórmula em uma faixa de temperatura de pelo menos 650 °C e no máximo 800 °C, em que o tratamento de resfriamento secundário que resfria a chapa de aço laminada a quente a uma faixa de temperatura de pelo menos 400 °C e no máximo 650 °C; e bobinar a chapa de 15 aço laminada a quente em uma faixa de temperatura de pelo menos 400 °C e no máximo 650 °C,
At (segundo) = 5.Mn4 (1) [0028] em que Mn na fórmula (1) significa um teor de Mn (unidade:% em massa) no aço, [0029] (B) uma etapa de decapagem para submeter a chapa de aço laminada a quente produzida através da etapa de laminação a quente a um tratamento de decapagem; e [0030] (C) uma etapa de galvanização por imersão a quente contínua que compreende as etapas de: aquecer a chapa de aço laminada a quente 25 produzida pela etapa de decapagem a uma faixa de temperatura de pelo menos 650 °C e no máximo 800 °C; então, resfriar e submeter a chapa de aço laminada a quente a um tratamento de galvanização por imersão a quente; e manter adicionalmente a chapa de aço laminada a quente em uma faixa de temperatura de pelo menos 460 °C e no máximo 600 °C pra, desse modo, 30 submeter a chapa de aço laminada a quente a um tratamento de formação de
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8/28 liga.
[0031] De acordo com a presente invenção, é possível produzir uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente que tem uma resistência alta e uma excelente expansibilidade de orifício que pode ser 5 produzida no custo adequado para uma produção em massa. A chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de acordo com a presente invenção tem a expansibilidade de orifício adequada para ser aplicada a um flangeamento por estiramento e um barramento e, por conseguinte, pode ser usada amplamente na indústria, em particular, em um campo 10 automobilístico.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0032] A Figura 1 mostra um padrão de calor (histórico térmico) em uma etapa de laminação a quente empregada em um exemplo.
[0033] A Figura 2 mostra um padrão de calor em uma etapa de 15 galvanização por imersão a quente contínua empregada no exemplo.
DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES [0034] Uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente em liga de acordo com a presente invenção será conforme descrito em detalhe. No presente relatório descritivo, qualquer símbolo % define uma 20 composição química de aço é uma % em massa.
[0035] 1. Composição química da chapa de aço [0036] Uma composição química de uma chapa de aço que é um material de base de plaqueamento da chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de acordo com a presente invenção é da 25 seguinte forma.
[0037] C: pelo menos 0,01% e no máximo 0,20% [0038] O C tem o efeito de aprimorar a resistência da chapa de aço. Se um teor de C for menor que 0,01%, será difícil para a chapa de aço obter uma resistência à tração de pelo menos 650 MPa. Por consequente, o teor de C é 30 feito pelo menos 0,01% e de preferência pelo menos 0,05%. Por outro lado, se
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9/28 o teor de C for maior que 0,20%, a expansibilidade de orifício e a soldabilidade da chapa de aço são extremamente deterioradas. Por conseguinte, o teor de C é feito no máximo 0,20% e, de preferência, no máximo 0,12%.
[0039] Si: no máximo 0,50% [0040] O Si é um elemento de reforço de solução sólida e tem uma função de acentuar a resistência da chapa de aço. Entretanto, se um teor de Si for maior que 0,50%, a molhabilidade da chapa de aço a um líquido de galvanização por imersão a quente é extremamente deteriorada. Por conseguinte, o teor de Si é feito no máximo 0,50% e, de preferência, no máximo 0,20% e ainda com mais preferência, no máximo 0,10%. A fim de obter um efeito pela função descrita acima, é preferencial que o teor de Si seja pelo menos 0,001%.
[0041] Mn: pelo menos 0,01% e no máximo 1,30% [0042] O Mn tem uma função de fixar S que pode causar fragilidade ao calor como MnS para evitar a fragilidade ao calo causada por S. Quando um teor de Mn for menor que 0,01%, é difícil para a chapa de aço obter o efeito causado pela função descrita acima. Por conseguinte, o teor de Mn é feito pelo menos 0,01% e de preferência pelo menos 0,1%. Por outro lado, quando o teor de Mn for maior que 1,30%, uma temperatura de transformação de ferrita é abaixada, que, por conseguinte, toma difícil para a expansibilidade de orifício ser acentuada facilitando-se uma transformação de ferrita em uma faixa de temperatura alta de pelo menos 650 °C. Por conseguinte, o teor de Mn é feito no máximo 1,30% e, de preferência, no máximo 0.8%.
[0043] P: no máximo 0,05% [0044] P é um elemento contido de modo geral como uma impureza. Entretanto, o P é um elemento de reforço de solução sólida e tem uma função de acentuar a resistência da chapa de aço, assim, P pode ser ativamente contido. Entretanto, se um teor de P for maior que 0,05%, a soldabilidade e a tenacidade da chapa de aço serão extremamente deterioradas. Por conseguinte, o teor de P é feito no máximo 0,05% e de preferência no máximo
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0,02%.
[0045] S: no máximo 0,01% [0046] O S é um elemento contido de modo geral como uma impureza e forma MnS no aço e deteriora a flangeabilidade por estiramento. Se o teor de S for maior que 0,01%, a flangeabilidade por estiramento da chapa de aço será extremamente deteriorada. Por conseguinte, o teor de S é feito no máximo 0,01% e, de preferência, no máximo 0,005% e com mais preferência, no máximo 0,002%.
[0047] N: no máximo 0,01% [0048] O N é um elemento contido de modo geral como uma impureza. Se um teor de N for maior que 0,01%, o N formará nitreto grosseiro no aço e extremamente deteriorará a flangeabilidade por estiramento. Por conseguinte, o teor de N é feito no máximo 0,01% e de preferência no máximo 0,005%.
[0049] Al: no máximo 0,50% [0050] O Al tem uma função para desoxidar o aço para aumentar a robustez da chapa de aço. Entretanto, mesmo que a chapa de aço contenha Al de mais de 0,50%, o efeito causado pela função descrita acima será saturado e um impulsionamento de custos é causado. Por conseguinte, o teor de Al é feito no máximo 0,50% e, de preferência, no máximo 0,20% e com mais preferência, no máximo 0,10%. A fim de obter o efeito causado pela função descrito acima, é preferencial que o teor de Al seja feito pelo menos 0,001%. O teor de Al no aço significa o teor de Al solúvel em ácido (Al sol.).
[0051] Ti: pelo menos 0,05% e no máximo 0,50% [0052] O Ti é um elemento importante na presente invenção e tem uma função para formar o carboneto no aço e reforçar a ferrita uniformemente. Se um teor de Ti for menor que 0,05%, será difícil para a chapa de aço obter o efeito causado pela função descrita acima. Por conseguinte, o teor de Ti é feito pelo menos 0,05% e de preferência pelo menos 0,10%. Por outro lado, mesmo que o teor de Ti seja feito maior que 0,50%, o efeito causado pela função descrita acima será saturado e um impulsionamento de custos é causado. Por
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11/28 conseguinte, o teor de Ti é feito no máximo 0,50% e de preferência no máximo 0,30%.
[0053] Adicionalmente aos elementos descritos acima, a chapa de aço laminada a quente da material-base de plaqueamento pode, ainda, conter 5 elementos arbitrários a serem descritos a seguir.
[0054] Um elemento ou dois ou mais elementos selecionados dentre Cr: no máximo 0,80%; Ni: no máximo 0,50%; Cu: no máximo 0,50%; Mo: no máximo 0,50%; e B: no máximo 0,0050% [0055] Cada um dentre Cr, Ni, Cu, Mo e B é um elemento que tem uma 10 função de aprimorar a temperabilidade do aço e que é eficaz em aprimorar a resistência da chapa de aço. Por conseguinte, a chapa de aço pode conter um elemento ou dois ou mais elementos desses elementos. Entretanto, se os teores desses elementos forem excessivos, uma transformação da temperatura de ferrita será diminuída similar a Mn e, por conseguinte, é difícil para a chapa 15 de aço aprimorar a expansibilidade de orifício que pode ser aprimorar facilitando-se uma transformação de ferrita em uma faixa de temperatura alta de pelo menos 650 °C. Por conseguinte, os teores desses elementos são feitos aqueles descritos acima. Aqui, B é especificamente forte em uma função de aumentar uma carga de laminação a quente, assim, um teor de B é de 20 preferência no máximo 0,0009% a partir do ponto de vista da produtividade.
Nesse sentido, a fim de obter de maneira mais segura o efeito causado pela operação descrita acima, qualquer uma das condições de: Cr: pelo menos 0,001%; Ni: pelo menos 0,001%; Cu: pelo menos 0,001%; Mo: pelo menos 0,001%; e B: pelo menos 0,0001% é preferencialmente satisfeita.
[0056] Um elemento ou dois elementos selecionados dentre V: no máximo 0,5%; e Nb: no máximo 0,1% [0057] Cada dentre V e Nb tem uma função para formar carboneto no aço e reforçar a ferrita uniformemente similar ao Ti. Embora V e Nb sejam elementos mais caros que Ti, um ou dois ou mais elementos desses elementos 30 podem estar contidos. Entretanto, mesmo que V de mais de 0,5% seja contido
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12/28 ou mesmo que Ni de mais de 0,1% seja contido, o efeito causado pela função descrita acima será saturado e um impulsionamento de custos é causado. Por conseguinte, um teor de V é feito no máximo 0,5% e um teor de Nb é feito no máximo 0,1%. Nesse sentido, a fim de obter com mais segurança o efeito 5 causado pela função descrita acima, qualquer um dos elementos de menos de 0,001% está contido preferencial mente.
[0058] Um elemento ou dois elementos selecionados dentre Ca: no máximo 0,01%; e Bi: no máximo 0,01% [0059] Ca tem uma função de dispersar finamente inclusões no aço e Bi 10 tem uma função de reduzir a micro segregação de um elemento de liga substituto como Mn e Si no aço, assim, tanto Ca como Bi têm a função de aprimorar a expansibilidade de orifício da chapa de aço. Por conseguinte, um elemento ou dois elementos de Ca e Bi podem estar contidos. Entretanto, se o teor de qualquer elemento for maior que 0,01%, a ductilidade será deteriorada.
Por conseguinte, o teor de qualquer elemento é feito no máximo 0,01%. Nesse sentido, a fim de obter seguramente o efeito causado pela função descrita acima, qualquer um dos elementos é de preferência pelo menos 0,0001%.
[0060] Nesse sentido, o C* definido pela seguinte equação (2) satisfaz preferencialmente a seguinte equação (3). Dessa maneira, a chapa de aço 20 pode ter uma excelente expansibilidade de orifício.
C* = C -12,01 x {Ti/47,88 + Nb/92,91 + 0,5 x V/50,94} (2)
- 0,020 < C* < 0,050 (3) [0061] Aqui no presente documento, o C* significa a quantidade de C não fixa no aço além do C existente como carboneto (TiC, NbC, VC, (Ti, V) C, 25 (Ti, Nb) C, (Ti, Nb, V) C) que contém Ti, Nb e V na quantidade de C no aço.
Ademais, Ti, Nb e V na equação (2) mostram os teores dos elementos respectivos no aço (unidade:% em massa).
[0062] Fazendo-se C* pelo menos - 0,020%, é possível suprimir a exaustão de C em um limite da granulação de ferrita e, por conseguinte, 30 aprimorar a expansibilidade de orifício. É mais preferencial que C* seja pelo
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13/28 menos 0,010%. Por outro lado, fazendo-se C* no máximo 0,050%, é possível suprimir a formação de uma segunda fase como cementita e perlita e, por conseguinte, aprimorar a expansibilidade de orifício. É mais preferencial que C* seja feito no máximo 0,030%.
[0063] 2. Estrutura de aço de chapa de aço [0064] A chapa de aço laminada a quente que é o material-base de plaqueamento da chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de acordo com a presente invenção tem uma estrutura de aço que contém ferrita poligonal que tem pelo menos 80% em área% e o restante que compreende um ou dois ou mais tipos selecionados dentre ferrita bainítica, bainita, perlita e cementita.
[0065] A fim de alcançar a excelente expansibilidade de orifício e uma alta razão de rendimento, a chapa de aço laminada a quente tem a estrutura de aço que compreende principalmente ferrita poligonal. Se uma fração de área da ferrita poligonal de uma fase principal for menor que 80%, é difícil para a chapa de aço laminada a quente para alcançar uma excelente expansibilidade de orifício. Ademais, também é difícil para a chapa de aço alcançar uma ductilidade excelente. Por conseguinte, a fração de área da ferrita poligonal é feita pelo menos 80%. A fração de área é de preferência pelo menos 90% e com mais preferência pelo menos 95%. O limite superior da fração de área da ferrita poligonal não é definido, mas é de preferência no máximo 99,9%. Com mais preferência, o limite superior da fração de área da ferrita poligonal é no máximo 99,5% e com especial preferência no máximo 99%.
[0066] A martensita e austenita retida deterioram grandemente a expansibilidade de orifício e também reduzem a razão de rendimento. Por conseguinte, uma estrutura restante que exclui a ferrita poligonal não contém a martensita e a austenita retida, mas contém um tipo ou dois ou mais tipos selecionados dentre a ferrita bainítica, a bainita, a perlita e a cementita. A razão dessas fases e estruturas não é limitada a uma razão específica. De modo geral, a estrutura restante contém a cementita e contém adicionalmente a
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14/28 ferrita bainítica em alguns casos. Entretanto, a estrutura remanescente não é necessariamente limitada às estruturas.
[0067] A fração de área das estruturas de aço é encontrada observando-se uma seção da chapa de aço que indica uma estrutura da chapa 5 de aço típica, em que a seção está em uma posição de uma profundidade de 1/4 de uma espessura de chapa de uma superfície da chapa de aço.
[0068] 3. Propriedades mecânicas da chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente [0069] Uma chapa de aço que tem uma resistência à tração de menos 10 de 650 MPa dificilmente atende as necessidades para resistências mais altas nos anos recentes. Por conseguinte, a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de acordo com a presente invenção tem uma propriedade mecânica de uma resistência à tração de pelo menos 650 MPa. A resistência à tração é de preferência pelo menos 680 MPa e com mais 15 preferência pelo menos 700 MPa e com mais preferência ainda pelo menos 750 MPa.
[0070] Nesse sentido, conforme descrito acima, exige-se que uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência tenha uma excelente expansibilidade de orifício, de modo que seja 20 preferencial que a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência tenha uma propriedade mecânica na qual um produto de uma razão de expansão de orifício limitadora que se constatou estar de acordo com um teste de expansibilidade de orifício especificado pelo JFS (Padrão da Federação Japonesa de Ferro e Aço) T1001 e uma resistência à 25 tração é pelo menos 60.000 MPa*%. O produto da razão de expansão de orifício limitadora e a resistência à tração se tornam um índice do equilíbrio de resistência - conformabilidade na flangeabilidade por estiramento. A própria razão de expansão de orifício limitadora é de preferência pelo menos 70% e com mais preferência pelo menos 75%.
[0071] Ademais, conforme descrito acima, no caso em que uma chapa
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15/28 de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência é aplicada a uma parte que precise evitar a deformação plástica, pode-se exigir que a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência também tenha uma alta razão de rendimento. Por conseguinte, a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de alta resistência tem, com mais preferência, uma propriedade mecânica na qual uma razão de rendimento que é uma razão de limite de escoamento de 0,2% para a resistência à tração seja pelo menos 80%. O limite elástico é com especial preferência pelo menos 85%.
[0072] 4. Camada galvanizada por imersão a quente [0073] Uma camada galvanizada por imersão a quente não é especificamente limitada, mas é similar a uma camada galvanizada em uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente convencional. Um peso de revestimento da camada galvanizada por imersão a quente e uma concentração de Fe serão descritos na descrição em relação ao seguinte método de produção.
[0074] 5. Método de produção [0075] A chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente de acordo com a presente invenção é produzida através de um método que inclui (A) uma etapa de laminação a quente, (B) uma etapa de decapagem, e (C) uma etapa de galvanização por imersão a quente contínua. As condições de produção serão descritas para cada uma das etapas.
[0076] (A) Processo de laminação a quente [0077] Temperatura de reaquecimento de placa: pelo menos 1.100 °C e no máximo 1.350 °C [0078] Uma temperatura de aquecimento de placa quando uma placa que tem a composição química descrita acima é submetida à laminação a quente é feita pelo menos 1.100 °C e no máximo 1.350 °C. A fim de alcançar a resistência alta e a excelente expansibilidade de orifício em um produto final, elementos como Ti, Nb e V para formar o carboneto necessitam ser fornecidos
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16/28 no estado de solução sólida durante a laminação a quente. Se a temperatura de reaquecimento de placa for menor que 1.100 °C, os elementos não serão fornecidos no estado de solução sólida e, por conseguinte, formará o carboneto grosseiro, que toma difícil alcançar uma resistência desejar em um produto 5 final. Por conseguinte, a temperatura de reaquecimento de placa é feita pelo menos 1.100 °C. Por outro lado, se a temperatura de aquecimento de placa for maior que 1.350 °C, não apenas o efeito descrito acima será saturado, mas também a perda de escala será aumentada, que, por conseguinte, resultará nas desvantagens no custo. Por conseguinte, a temperatura de aquecimento 10 de placa é feita no máximo 1.350 °C.
[0079] Temperatura de laminação final da laminação a quente: pelo menos 850 °C e no máximo 980 °C [0080] Se uma temperatura de laminação final da laminação a quente for menor que 850 °C, uma resistência à deformação da placa será 15 excessivamente aumentada, que toma difícil laminar a placa. Por conseguinte, a temperatura de laminação final da laminação a quente é feita pelo menos 850 °C. Por outro lado, se a temperatura de laminação final da laminação a quente for maior que 980 °C, será produzido um grão de ferrita grosseiro após o resfriamento, que toma difícil alcançar uma resistência desejada em um 20 produto final. Por conseguinte, a temperatura de laminação final da laminação a quente é feita no máximo 980 °C.
[0081] Temperatura de parada de resfriamento primária: pelo menos
650 °C e no máximo 800 °C [0082] Após a laminação a quente descrita acima, é realizado um 25 tratamento de resfriamento primário através de uma unidade de resfriamento a água. Se uma temperatura de parada de resfriamento primária for menor que 650 °C, a fase de carboneto coerente para a ferrita original tomará difícil alcançar uma excelente expansibilidade de orifício em um produto final. Por conseguinte, a temperatura de parada de resfriamento primária é feita pelo 30 menos 650 °C. Por outro lado, se a temperatura de parada de resfriamento
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17/28 primária for mais que 800 °C, o carboneto precipitado na ferrita será feito excessivamente grosseiro, o que torna difícil assegurar a resistência desejada no produto final. Por conseguinte, a temperatura de parada de resfriamento primária é feita no máximo 800 °C. Nesse sentido, uma taxa de resfriamento 5 primária não é especificamente definida, mas é de preferência feita pelo menos °C/s e menor que 200 °C/s da restrição de uma unidade de resfriamento a água real.
[0083] Tempo de retenção na faixa de temperatura de pelo menos 650 °C e no máximo 800 °C: pelo menos At (segundo) [0084] At (segundo) = 5.Mn4 (Mn: teor de Mn (% em massa) no aço) [0085] Uma chapa de aço laminada a quente obtida através do tratamento de resfriamento primário é mantido por um período de pelo menos At (segundo) definido como uma função do teor de Mn em uma faixa de temperatura de pelo menos 650 °C a no máximo 800 °C. Um aspecto 15 específico da retenção pode ser alcançado mantendo-se o calor ou continuando-se o aquecimento, mas é preferencialmente alcançado através do resfriamento de ar a partir de uma perspectiva de produtividade. Por conseguinte, um tempo de retenção também será chamado de um tempo de resfriamento de ar intermediário a seguir.
[0086] Se o tempo de retenção for menor que At (segundo), a ferrita poligonal pode não ser formada suficientemente em alguns casos, que, por conseguinte, torna difícil alcançar uma excelente expansibilidade de orifício no produto final. Um limite superior do tempo de retenção não precisa ser especificamente especificado, mas é feito de preferência pelo menos 30 25 segundos a partir de uma perspectiva de produtividade.
[0087] Temperatura de parada de resfriamento secundária/temperatura de bobinamento: pelo menos 400 °C e no máximo 650 °C [0088] Após o tratamento de retenção descrito acima, a chapa de aço laminada a quente é submetida a um tratamento de resfriamento secundário 30 através de uma unidade de resfriamento a água e, então, é bobinada, sendo,
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18/28 desse modo, trazida para o interior de uma bobina laminada a quente. Se uma temperatura de parada de resfriamento secundária e uma temperatura de bobinamento forem maior que 650 °C, o carboneto de Ti será feito excessivamente grosseiro enquanto a chapa de aço laminada a quente estiver 5 sendo bobinado, o que torna difícil alcançar a resistência desejada no produto final. Por conseguinte, a temperatura de parada de resfriamento secundária e a temperatura de bobinamento são tornadas no máximo 650 °C. Por outro lado, se a temperatura de parada de resfriamento secundária e a temperatura de bobinamento forem menores que 400 °C, o interior da bobina laminada a 10 quente será resfriado de maneira não uniforme e, por conseguinte, uma variação nas propriedades na bobina será significativa, o que, por conseguinte, diminuirá o rendimento em alguns casos. Por conseguinte, a temperatura de parada de resfriamento secundária e a temperatura de bobinamento são feitos pelo menos 400 °C. Nesse sentido, uma taxa de resfriamento secundária não é 15 especificamente especificada, mas é feita de preferência pelo menos 10 °C/s e menor que 200 °C/s a partir da restrição de uma unidade de resfriamento a água real.
[0089] Recomenda-se realizar a etapa de laminação a quente de acordo com um método convencional exceto para as condições descritas 20 acima. Por exemplo, recomenda-se fazer a placa para a laminação a quente através de aço em estado de fusão que tenha a composição química descrita acima e, então, fundir-se continuamente o aço ou através da fundição e do desbaste. Uma etapa de fundição contínua é de preferência empregada a partir de uma perspectiva de produtividade. Ademais, no caso do emprego da etapa 25 de fundição contínua, a fim de aprimorar a resistência ao craqueamento controlando-se as inclusões, é preferencial agitar o aço fundido em um molde usando-se um campo magnético externo ou uma unidade de agitação mecânica. A placa produzida dessa maneira pode ser submetida diretamente à laminação a quente ou pode ser termicamente mantida ou ser aquecida e, 30 então, ser submetida à laminação a quente.
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19/28 [0090] A etapa de laminação a quente é usualmente realizada em múltiplas passagens. Prefere-se que uma redução por laminação por passagem única seja pelo menos 10% e no máximo 60%. Se a redução por laminação por passagem única for pelo menos 10%, pode ser introduzido muito 5 esforço na austenita e, por conseguinte, os grãos de cristais de ferrita produzidos através da transformação podem ser feitos finos e, por conseguinte, a estrutura da chapa de aço laminada a quente será refinada, o que pode aprimorar mais a ductilidade e a expansibilidade de orifício. Ademais, se a redução por laminação por passagem única for feita no máximo 60%, a 10 formação de uma textura causada pela austenita não recristalizada pode ser suprimida, o que pode aprimorar mais ainda a ductilidade e a expansibilidade de orifício. A espessura da chapa de aço laminada a quente pode ser definida de acordo com o uso, mas situa-se, geralmente, na faixa de 1,6 mm a 4,5 mm.
[0091] (B) Etapa de decapagem [0092] A tira de aço laminada a quente produzida através da etapa de laminação a quente é submetida a um tratamento de decapagem em uma etapa de decapagem de modo a remover a escala. Recomenda-se realizar o tratamento de decapagem de acordo com um método comum. Antes ou depois da etapa de decapagem, a fim de aplainar ou endireitar a chapa de aço 20 laminada a quente e para facilitar a remoção da escala, também se recomenda submeter a chapa de aço laminada a quente a uma laminação de encruamento. Uma porcentagem de alongamento no caso em que a tira de aço laminada a quente é submetida à laminação de encruamento não é especificamente especificada a um valor em particular, mas é de preferência 25 pelo menos 0,1% e menor que 3,0%.
[0093] (C) Etapa de galvanização por imersão a quente contínua [0094] A chapa de aço laminada a quente decapada pela etapa de decapagem é submetida a uma etapa de galvanização por imersão a quente contínua para realizar os tratamentos de aquecimento, a galvanização por 30 imersão a quente e a formação de liga em sequência, pelos quais uma chapa
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20/28 de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente é produzida.
[0095] Temperatura de aquecimento máxima: pelo menos 650 °C e no máximo 800 °C [0096] Em uma linha de galvanização por imersão a quente contínua, a chapa de aço laminada a quente é submetida a um tratamento de anelamento antes da chapa de aço laminada a quente ser submetida a um tratamento de galvanização por imersão a quente de modo a alcançar uma excelente capacidade de chapeamento. Uma unidade de anelamento em linha comum inclui pelo menos um forno de oxidação (ou forno de não oxidação que tenha 10 uma propriedade fracamente oxidante) e um forno de redução. Através de tratamento de anelamento, a superfície da chapa de aço laminada a quente é oxidada e reduzida, sendo, desse modo, ativada. Se uma temperatura de aquecimento máxima for menor que 650 °C, a superfície da chapa de aço laminada a quente pode não ser suficientemente oxidada e reduzida e, por 15 conseguinte, a capacidade de chapeamento é deteriorada. Por conseguinte, a temperatura de aquecimento máxima é feita pelo menos 650 °C. Por outro lado, se a temperatura de aquecimento máxima for maior que 800 °C, promove-se a formação de austenita da chapa de aço laminada a quente e, por conseguinte, deteriora a resistência. Por conseguinte, a temperatura de 20 aquecimento máxima é feita no máximo 800 °C. Um tempo de retenção em uma faixa de temperatura de pelo menos 650 °C e no máximo 800 °C não é especificamente especificado, mas é preferencial para manter a chapa de aço laminada a quente por um tempo de retenção de pelo menos 10 segundos a no máximo 200 segundos.
[0097] Após o aquecimento da chapa de aço laminada a quente para a temperatura de aquecimento máxima, a chapa de aço laminada a quente é resfriada para uma faixa de temperatura próxima a uma temperatura de banho de um banho de galvanização por imersão a quente para o tratamento galvanizado por imersão a quente. Uma taxa de resfriamento naquele momento 30 não é especificamente especificada, mas é preferencial para definir a taxa de
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21/28 resfriamento a um valor de pelo menos 1 °C/s a no máximo 50 °C/s a partir da restrição de uma unidade de resfriamento real. Ademais, é preferencial fazer uma temperatura de parada de resfriamento de pelo menos 400 °C a no máximo 550 °C.
[0098] A chapa de aço laminada a quente resfriada para a faixa de temperatura é imersa no banho de galvanização por imersão a quente, sendo, desse modo, submetida a um tratamento de galvanização por imersão a quente. Recomenda-se realizar o tratamento de galvanização por imersão a quente através de um método comum. Por exemplo, recomenda-se realizar o tratamento de galvanização por imersão a quente sob as seguintes condições de galvanização por imersão a quente: temperatura do banho de galvanização = pelo menos 420 °C e no máximo 500 °C; temperatura da chapa de aço a ser imersa = pelo menos 420 °C a no máximo 500 °C; e tempo de imersão = no máximo 5 segundos. Prefere-se que o banho de galvanização por imersão a quente tenha uma composição que contém Al de pelo menos 0,08% em massa e no máximo 0,2% em massa. Além disso, mesmo que o banho de galvanização contém Fe, Si, Mg, Mn, Cr, Ti e Pb, que são impurezas inevitáveis, esses elementos não afetam a presente invenção Prefere-se que um peso de revestimento seja controlado através de um método bem conhecido como um método raspagem por gás após a chapa de aço laminada a quente ser imersa no banho de galvanização por imersão a quente. Preferese que o peso de revestimento por um lado seja feito pelo menos 25 mg/m2 e no máximo 75 g/m2.
[0099] Temperatura de tratamento de formação de liga: pelo menos 460 °C a no máximo 600 °C [0100] Se uma temperatura de tratamento de formação de liga for menor que 460 °C, uma velocidade de formação de liga será feita excessivamente lenta e, por conseguinte, a produtividade será deteriorada. Ademais, há um caso em que irregularidades ocorreram no tratamento de formação de liga. Por conseguinte, o tratamento de formação de liga
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22/28 temperatura é feita pelo menos 460 °C. Por outro lado, se a temperatura de tratamento de formação de liga for maior que 600 °C, o tratamento de formação de liga será excessivamente promovido e, por conseguinte, a resistência à pulverização da chapa de aço se deteriorará significativamente. Por conseguinte, a temperatura de tratamento de formação de liga é feita no máximo 600 °C. Um tempo de tratamento de formação de liga não é especificamente especificado, mas é feito de preferência 5 a 60 segundos.
[0101] Embora uma concentração de Fe na camada galvanizada por imersão a quente seja diferente dependendo das condições de tratamento a quente de formação de liga e do peso de revestimento, é preferencial que a concentração de Fe varie de 7 a 14% em massa.
[0102] Após a chapa de aço laminada a quente ser passada através da linha de galvanização por imersão a quente, a fim de aplainar e endireitar a tira de aço e controlar a aspereza de superfície da chapa de aço, a chapa de aço pode ser submetida a uma laminação de têmpera. Nesse caso, a fim de evitar diminuição da ductilidade da chapa de aço, é preferencial que uma porcentagem de alongamento seja feia no máximo 2%.
EXEMPLO [0103] O aço que tem uma composição química mostrada na Tabela 1 foi fundido em um laboratório e foi moldado em um lingote de aço e, então, uma placa de aço foi obtida forjando-se o lingote de aço. Em seguida, a placa de aço obtida foi laminada a quente através de uma unidade de laminação a quente para teste mediante as condições de aquecimento e resfriamento mostradas na Tabela 2, pelas quais uma chapa de aço laminada a quente que tem uma espessura de 3,2 mm foi obtida. Um padrão de calor na laminação a quente é mostrado na Figura 1. As temperaturas nos pontos respectivos são temperaturas de superfície medidas através de um termômetro de radiação. Uma taxa de resfriamento em um resfriamento primário e um resfriamento secundário, que foram realizadas através de resfriamento à água, foi aproximadamente 40 °C/s.
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23/28 [0104] A chapa de aço laminada a quente resfriada a uma temperatura ambiente foi submetida a um tratamento de decapagem com o uso de um líquido de decapagem de ácido clorídrico comum como um tratamento de desincrustação. Então, a chapa de aço laminada a quente não foi submetida a 5 uma laminação a frio, mas foi submetida a umtratamento de aquecimento que simula uma linha de galvanização por imersão a quente mostrada na Figura 2 sob as condições mostradas na Tabela 2 usando-se um simulador de tratamento de calor contínuo.
TABELA 1
Tipo de aço Composição Química (unidade: % em massa, o restante: Fe e impurezas) c* Observação
C Si Mn P s Al Ti Outros elementos N
A 0,066 0,01 0,49 0,012 0,002 0,049 0,19 0,0036 0,018 Exemplo da invenção
B 0,065 0,02 0,99 0,011 0,002 0,043 0,15 0,0037 0,027 Exemplo da invenção
Ç 0,063 0,01 1,49 0,011 0,002 0,044 0,15 0,0033 0,025 Exemplo comparativo
D 0,105 0,01 0,49 0,011 0,002 0,047 0,19 V: 0,24 0,0036 0,029 Exemplo da invenção
E 0,061 0,03 0,54 0,010 0,001 0,048 0,11 V: 0,12 0,0035 0,019 Exemplo da invenção
F 0,068 0,01 0,55 0,012 0,002 0,049 0,15 Nb: 0,03 0,0036 0,026 Exemplo da invenção
G 0,066 0,4 0,49 0,012 0,002 0,049 0,19 0,0036 0,018 Exemplo da invenção
H 0,069 0,02 0,52 0,010 0,001 0,055 0,15 Cu: 0,25 0,0033 0,031 Exemplo da invenção
1 0,063 0,03 0,56 0,014 0,002 0,051 0,17 Cr: 0,16 0,0031 0,020 Exemplo da invenção
J 0,066 0,02 0,48 0,015 0,001 0,048 0,16 Ni: 0,18 0,0034 0,026 Exemplo da invenção
K 0,060 0,02 0,45 0,012 0,001 0,052 0,15 Mo: 0,14 0,0032 0,022 Exemplo da invenção
L 0,066 0,02 0,48 0,012 0,001 0,054 0,16 B: 0,0008 0,0028 0,026 Exemplo da invenção
M 0,062 0,01 0,51 0,010 0,002 0,045 0,14 Ca: 0,002 0,0030 0,027 Exemplo da invenção
N 0,064 0,02 0,46 0,013 0,002 0,053 0,15 Bi: 0,002 0,0031 0,026 Exemplo da invenção
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0 0,075 0,03 0,51 0,013 0,001 0,045 0,03 0,0029 0,067 Exemplo comparativo
C*=C-12,01*(Ti/47,88+Nb/92,91+0,5*V/50,94); Sublinhado significa fora da faixa da presente invenção
TABELA 2
N° de Teste Tipo de aço Condições de laminação a quente Observação
Temperatura de reaquecimento de placa (°C) Temperatura de lamina final (°C) Temperatura de parada de resfriamento primária (°C) Tempo de resfriamento de ar intermediário (segundo) At (segundo) Temperatura de bobinamento (°C)
1 A 1.250 880 750 2 0,3 580 Exemplo da invenção
2 A 1.250 880 730 2 0,3 640 Exemplo da invenção
3 A 1.250 880 750 2 0,3 580 Exemplo da invenção
4 A 1.250 880 750 2 0,3 580 Exemplo da invenção
5 A 1.250 880 750 2 0,3 580 Exemplo comparativo
6 A 1.250 890 780 10 0,3 580 Exemplo da invenção
7 A 1.250 900 750 10 0,3 580 Exemplo da invenção
8 B 1.250 880 750 2 4,8 600 Exemplo comparativo
9 B 1.250 900 780 10 4,8 600 Exemplo da invenção
10 B 1.250 900 740 10 4,8 630 Exemplo da invenção
11 Ç 1.250 880 740 2 24,6 580 Exemplo comparativo
12 Ç 1.250 880 760 2 24,6 640 Exemplo comparativo
13 ç 1.250 90 780 15 24,6 600 Exemplo comparativo
14 D 1.250 880 750 2 0,3 590 Exemplo da invenção
15 D 1.250 880 750 2 0,3 650 Exemplo da invenção
16 D 1.250 900 790 10 0,3 590 Exemplo da invenção
17 E 1.250 900 740 10 0,4 600 Exemplo da invenção
18 F 1.250 890 750 10 0,5 600 Exemplo da invenção
19 G 1.250 900 730 10 0,3 620 Exemplo da invenção
20 H 1.250 900 750 10 0,4 600 Exemplo da invenção
21 I 1.250 900 760 10 0,5 610 Exemplo da invenção
22 J 1.250 870 740 10 0,3 600 Exemplo da
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invenção
23 K 1.250 890 720 10 0,2 600 Exemplo da invenção
24 L 1.250 900 760 10 0,3 600 Exemplo da invenção
25 M 1.250 900 740 10 0,3 590 Exemplo da invenção
26 N 1.250 900 730 10 0,2 580 Exemplo da invenção
27 0 1.250 900 730 10 0,3 590 Exemplo comparativo
CONTINUAÇÃO TABELA 2
N° de Teste Tipo de aço Condições de galvanização por imersão a quente Observação
Temperatura de aquecimento máxima (°C) Temperatura de retenção baixa (°C) Temperatura de banho de galvanização (°C) Temperatura de tratamento de formação de liga (°C)
1 A 750 500 460 500 Exemplo da invenção
2 A 750 500 460 500 Exemplo da invenção
3 A 720 500 460 500 Exemplo da invenção
4 A 780 500 460 500 Exemplo da invenção
5 A 850 500 460 500 Exemplo comparativo
6 A 750 500 460 500 Exemplo da invenção
7 A 750 500 460 500 Exemplo da invenção
8 B 750 500 460 500 Exemplo comparativo
9 B 750 500 460 500 Exemplo da invenção
10 B 750 500 460 500 Exemplo da invenção
11 Ç 750 500 460 500 Exemplo comparativo
12 Ç 750 500 460 500 Exemplo comparativo
13 ç 750 500 460 500 Exemplo comparativo
14 D 750 500 460 500 Exemplo da invenção
15 D 750 500 460 500 Exemplo da invenção
16 D 750 500 460 500 Exemplo da invenção
17 E 750 500 460 500 Exemplo da invenção
18 F 750 500 460 500 Exemplo da invenção
19 G 750 500 460 500 Exemplo da invenção
20 H 750 500 460 500 Exemplo da invenção
21 I 750 500 460 500 Exemplo da
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invenção
22 J 750 500 460 500 Exemplo da invenção
23 K 750 500 460 500 Exemplo da invenção
24 L 750 500 460 500 Exemplo da invenção
25 M 750 500 460 500 Exemplo da invenção
26 N 750 500 460 500 Exemplo da invenção
27 O 750 500 460 500 Exemplo comparativo
[0105] Os espécimenes do teste de tração de n° 5 de JIS foram obtidos em uma direção perpendicular a uma direção de laminação a partir da chapa de aço laminada a quente submetida à mesma história térmica que uma etapa de galvanização por imersão a quente e foram submetidos a um teste de 5 tração. No teste de tração um limite elástico (limite de escoamento de 0,2%), uma resistência à tração e um alongamento total foram medidos e uma razão de rendimento (limite elástico/resistência à tração) foi calculada para cada espécime para teste. Então, um teste de expansão de orifício foi realizado de acordo com um método de teste de expansão de orifício JFS T 1001 dos 10 Padrões da Federação Japonesa de Ferro e Aço e uma razão de expansão de orifício limitadora, que é uma razão de expansão de orifício quando uma rachadura estendida através da espessura de chapa, foi medida e um valor de (a resistência à tração x a razão de expansão de orifício limitadora) foi calculado.
[0106] Uma estrutura de aço foi observada do seguinte modo: um corte transversal longitudinal da chapa de aço foi submetido a um desbaste de Nital; uma fotografia da seção foi tirada em uma posição de um 1/4 de profundidade da espessura da superfície usando-se um microscópio óptico ou um microscópio eletrônico de varredura; e uma fração da área de cada uma das 20 estruturas foi calculada a partir da fotografia através de um método de contagem de ponto. Os resultados obtidos dessa maneira serão mostrados na Tabela 3.
TABELA 3
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N° de teste Tipo de aço Estrutura de aço Propriedades mecânicas Observação
Ferrita poligonal Equilíbrio Resistê ncia à tração Limite elástico Razão de rendime nto Alonga mento total Razão de expansão do orifício limitadora Resistência à tração x razão de expansão de orifício limitadora
(% em área) (MPa) (MPa) (%) (%) (%) (% de MPa)
1 A 98 BF, Θ 741 694 93,7 18,4 95 70.395 Exemplo da invenção
2 A 99 BF, Θ 761 704 92,5 19,2 79 60.119 Exemplo da invenção
3 A 98 BF, θ 766 710 92,7 18,3 89 68.174 Exemplo da invenção
4 A 98 BF, θ 731 678 92,7 19,4 85 62.135 Exemplo da invenção
5 A 99 θ 601 508 84,5 23,6 111 66.711 Exemplo comparativo
6 A 99 θ 683 599 87,7 19,6 96 65.568 Exemplo da invenção
7 A 99 θ 725 638 88,0 22,0 103 74.675 Exemplo da invenção
8 B 75 BF, θ 758 700 92,3 19,9 53 40.174 Exemplo comparativo
9 B 98 θ 697 615 88,2 20,0 93 64.821 Exemplo da invenção
10 B 99 θ 712 623 87,5 20,4 90 64.080 Exemplo da invenção
11 Ç 30 BF, 6JM 860 793 92,2 19,2 43 36.980 Exemplo comparativo
12 Ç 95 BF, 6JM 816 739 90,6 20,8 45 36.720 Exemplo comparativo
13 ç 55 BF, 6JM 834 742 89,0 18,2 50 41.700 Exemplo comparativo
14 D 99 θ 860 792 92,1 19,4 81 69.660 Exemplo da invenção
15 D 99 θ 868 789 90,9 18,8 79 68.572 Exemplo da invenção
16 D 98 θ 787 674 85,6 18,8 95 74.765 Exemplo da invenção
17 E 98 θ 709 621 87,6 21,0 91 64.519 Exemplo da invenção
18 F 95 BF, θ 751 677 90,1 20,2 83 62.333 Exemplo da invenção
19 G 99 θ 760 669 88,0 20,9 88 66.880 Exemplo da invenção
20 H 98 θ 739 643 87,0 20,5 83 61.337 Exemplo da invenção
21 I 93 BF, θ 716 651 90,9 19,8 85 60.860 Exemplo da invenção
22 J 94 BF, θ 738 660 89,4 20,5 83 61.254 Exemplo da invenção
23 K 97 BF, θ 734 658 89,6 20,2 85 62.390 Exemplo da invenção
24 L 96 BF, θ 741 679 91,6 18,5 90 66.690 Exemplo da invenção
25 M 98 θ 711 635 89,3 20,4 102 72.522 Exemplo da invenção
Petição 870180069049, de 08/08/2018, pág. 31/35
28/28
26 N 99 Θ 715 627 87,7 20,8 104 74.360 Exemplo da invenção
27 O 91 Ρ,θ 512 448 87,5 31,6 120 61.440 Exemplo comparativo
BF: ferrita bainítica, Θ: cementita, P: perlita, M: martensita; Sublinhado significa fora da faixa da presente invenção [0107] O teste n° 1 a 4, 6, 7, 9, 10, 14 a 26 são exemplos da invenção nos quais todos da composição química, das condições de produção e da 5 estrutura de aço correspondem às faixas definidas pela presente invenção e em que as propriedades mecânicas desejadas foram alcançadas.
[0108] Por outro lado, no teste n° 5, a temperatura de aquecimento máxima na etapa de galvanização por imersão a quente contínua foi maior que uma temperatura definida pela presente invenção e, por conseguinte, uma 10 resistência à tração foi insuficiente. No teste n° 8, um tempo de resfriamento de ar intermediário após a parada do resfriamento primário não satisfez o tempo At definido pela presente invenção e a fração de volume de ferrita foi menor que uma faixa definida pela presente invenção, de modo que um equilíbrio de resistência - expansibilidade do orifício foi deteriorado. No teste n° 11 a 13, um 15 teor de Mn foi maior que um valor definido pela presente invenção e, por conseguinte, a expansibilidade de orifício foi deteriorada. No teste n° 27, um teor de Ti não satisfez uma faixa definida pela presente invenção e, por conseguinte, uma resistência à tração foi insuficiente.

Claims (4)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente que tem uma camada galvanizada por imersão a quente em uma superfície de uma chapa de aço laminada a quente CARACTERIZADA pelo fato de que tem a composição química que consiste de, em % em massa,
    C: pelo menos 0,01 e no máximo 0,20%;
    Si:no máximo 0,50%;
    Mn: pelo menos 0,01% e no máximo 1,30%;
    P: no máximo 0,05%;
    S: no máximo 0,01%;
    N: no máximo 0,01%;
    Al: no máximo 0,50%;
    Ti: pelo menos 0,11% e no máximo 0,50%; e o balanço sendo em Fe e impurezas, e que tem uma estrutura de aço que contém uma ferrita poligonal que tem pelo menos 80% em área e em que o restante consiste em um tipo ou dois ou mais tipos selecionados dentre ferrita bainítica, bainita, perlita e cementita, em que a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente tem uma resistência a tração de pelo menos 650 MPa pela formação de carbeto de Ti no aço e ferrita com reforço por precipatação.
  2. 2. Chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente que tem uma camada galvanizada por imersão a quente em uma superfície de uma chapa de aço laminada a quente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que a composição química consiste de, em % em massa,
    C: pelo menos 0,01 e no máximo 0,20%;
    Si:no máximo 0,50%;
    Mn: pelo menos 0,01% e no máximo 1,30%;
    P: no máximo 0,05%;
    S: no máximo 0,01%;
    N: no máximo 0,01%;
    Al: no máximo 0,50%;
    Petição 870180068307, de 06/08/2018, pág. 18/20
    2/3
    Ti: pelo menos 0,11% e no máximo 0,50%; e um ou mais elementos selecionados de:
    Cr: no máximo 0,80%;
    Ni: no máximo 0,50%;
    Cu: no máximo 0,50%; e
    Mo: no máximo 0,50%;
    V: no máximo 0,5%; e
    Nb: no máximo 0,1%; e
    Ca: no máximo 0,01%; e
    Bi: no máximo 0,01%, e balanço sendo de Fe e impurezas, e que tem uma estrutura de aço que contém uma ferrita poligonal que tem pelo menos 80% em área e em que o restante consiste em um tipo ou dois ou mais tipos selecionados dentre ferrita bainítica, bainita, perlita e cementita, em que a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente tem uma resistência a tração de pelo menos 650 MPa pela formação de carbeto de Ti no aço e ferrita com reforço por precipatação.
  3. 3. Chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente tem um produto de uma razão de expansão de orifício e uma resistência à tração de pelo menos 60.000 MPax%, em que a razão de expansão de orifício é obtida através de um teste de expansão de orifício especificados pelos Padrões da Federação Japonesa de Ferro e Aço JFST1001, e em que uma razão de rendimento é pelo menos 80%, a razão de rendimento sendo uma razão de limite de escoamento de 0,2 para a resistência à tração.
  4. 4. Processo para produzir uma chapa de aço laminada a quente galvanizada por imersão a quente CARACTERIZADO pelo fato de que o processo compreende as seguintes etapas (A) a (C):
    (A) uma etapa de laminação a quente que compreende as etapas de: após, reaquecer uma placa que tem a composição química, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, a uma temperatura de pelo menos 1.100 °C e no máximo 1.350 °C; submeter a placa a laminação a quente; completar a laminação a quente dentro de uma faixa
    Petição 870180068307, de 06/08/2018, pág. 19/20
    3/3 de temperatura de pelo menos 850 °C e no máximo 980 °C para, desse modo, produzir uma chapa de aço laminada a quente; submeter a chapa de aço laminada a quente a um tratamento de resfriamento primário, um tratamento de retenção e um tratamento de resfriamento secundário em sequência, em que o tratamento de resfriamento primário resfria a chapa de aço laminada a quente a uma faixa de temperatura de pelo menos 650 °C e no máximo 800 °C através de um unidade de resfriamento a água, em que o tratamento de retenção mantém a chapa de aço laminada a quente por um período de pelo menos At segundos definido através da seguinte fórmula em uma faixa de temperatura de pelo menos 650 °C e no máximo 800 °C, em que o tratamento de resfriamento secundário resfria a chapa de aço laminada a quente a uma faixa de temperatura de pelo menos 400 °C e no máximo 650 °C; e bobinar a chapa de aço laminada a quente em uma faixa de temperatura de pelo menos 400 °C e no máximo 650 °C,
    At (segundo) = 5xMn4 (1) em que Mn na fórmula (1) significa um teor de Mn (unidade:% em massa) no aço, (B) uma etapa de decapagem para submeter a chapa de aço laminada a quente produzida através da etapa de laminação a quente a um tratamento de decapagem; e (C) uma etapa de galvanização por imersão a quente contínua que compreende as etapas de: aquecer a chapa de aço laminada a quente produzida pela etapa de decapagem a uma faixa de temperatura de pelo menos 650 °C e no máximo 800 °C; resfriar e submeter a chapa de aço laminada a quente a um tratamento de galvanização por imersão a quente; e manter a chapa de aço laminada a quente em uma faixa de temperatura de pelo menos 460° C e no máximo 600 °C para, desse modo, submeter a chapa de aço laminada a quente a um tratamento de formação de liga.
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