BR112015030003B1 - chapa de aço laminada a frio, chapa de aço laminada a frio galvanizada e métodos de produção das mesmas - Google Patents

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Abstract

resumo patente de invenção: "chapa de aço laminada a frio, chapa de aço laminada a frio galvanizada e método de produção da mesma". a presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a frio que inclui uma composição química predeterminada, e inclui uma estrutura expressa por: uma fração de área de ferrita: 95% ou mais; uma fração de área de austenita retida e uma fração de área de martensita: 1% a 3% no total; o produto da fração de área da austenita retida e a concentração de carbono na austenita retida: 1 ou mais; o valor de i(111)/{i(100) + i(110)} em uma região onde a profundidade a partir das superfície é 1/4 da espessura da chapa de aço laminada a frio quando a intensidade de um plano (hkl) é expressa por i(hkl): 2 ou menos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO GALVANIZADA E MÉTODOS DE PRODUÇÃO DAS MESMAS".
Campo técnico [1] A presente invenção se refere a uma chapa de aço laminada a frio e a uma chapa de aço laminada a frio galvanizada excelente em capacidade de conformação por prensagem, e a um método de produção da mesma.
Antecedentes [2] Várias chapas de aço são usadas para um veículo, e uma chapa de aço com resistência acima de 980 MPa é usada para componentes de estruturas. Isto é para permitir a redução de peso do chassi do veículo para melhorar a milhagem de um veículo enquanto garante a segurança em uma colisão. A melhoria na resistência é necessária também para uma chapa de aço para componentes de painéis para permitir tanto a redução do peso do chassi do veículo quanto a segurança na colisão, e a capacidade de conformação por prensagem é muito importante para a chapa de aço para componentes de painéis dependendo do seu uso.
[3] Por exemplo, uma chapa de aço de carbono ultrabaixo onde Ti e Nb são adicionados e usada para componentes de chapa externa onde a capacidade de conformação por prensagem é exigida, e em particular, uma chapa de aço BH (efeito “bake hardening") é usada para uma chapa de painel externo de uma porta para fornecer a propriedade de resistência a mossas. Além disso, uma chapa de aço com baixo limite de elasticidade é usada do ponto de vista de evitar um defeito plano chamado deformação de superfície, que ocorre na conformação por prensagem. Como definido acima, não é exigida uma alta resistência para o componente de painel e é exigida uma alta ductilidade de uma chapa de aço doce devido a restrições tais como a tensão de superfície gerada na conformação por prensagem da chapa de aço usada para um componente de forma complicada tal como uma chapa de componente interno ou de componente externo mesmo para a chapa de aço para o componente de painel.
[4] Uma chapa de aço TRIP (plasticidade induzida por transformação) onde o efeito da plasticidade induzida pela transformação é usado é conhecida como uma chapa de aço incluindo ductilidade e alta resistência. Por exemplo, uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente de alta resistência para chapa externa e um método de produção da mesma estão descritos na Literatura de Patente 1.
[5] Entretanto, é difícil para uma chapa de aço TRIP incluir uma chapa de aço descrita na Literatura de Patente 1 para obter uma ductilidade e uma capacidade de expansão de furo mais excelentes enquanto obtém uma resistência de 380 MPa a 630 MPa, que seja adequada para um componente de painel. Várias chapas de aço estão também descritas nas Literaturas de Patente 2 a 5, mas é difícil obter a ductilidade e a capacidade de expansão de furo mais excelentes enquanto se obtém a resistência de 380 MPa a 630 MPa.
Lista de citações Literatura de Patente [6] Literatura de Patente 1: Publicação De Patente Japonesa Aberta À Inspeção Pública No. 2012-117148 Literatura de Patente 2: Publicação De Patente Japonesa Aberta À Inspeção Pública No. 2005-8961 Literatura de Patente 3: Publicação Internacional No. 2011/148490 Literatura de Patente 4: Publicação De Patente Japonesa Aberta À Inspeção Pública No. 2000-290745 Literatura de Patente 5: Publicação De Patente Japonesa Aberta À Inspeção Pública No. 2009-249676 Sumário da invenção Problema técnico [7] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço laminada a frio e uma chapa de aço laminada a frio galvanizada capazes de obter excelentes ductilidade e capacidade de expansão de furo enquanto tem resistência adequada, e um método de produção da mesma.
Solução para o problema [8] Os presentes inventores chegaram a vários modos da invenção descrita abaixo pelos vários estudos árduos repetidos para resolver os problemas.
[9] (1) Uma chapa de aço laminada a frio, incluindo: uma composição química expressa, em % em massa, por: Si: 0,01% a 0,50%;
Mn ou Cr, ou ambos: 0,70% a 1,50% no total; C: 0,030% a 0,060% quando Cr: “0” (zero) % ou mais e menos de 0,30%, 0,030% a 0,080% quando Cr: 0,30% ou mais e 1,50% ou menos;
Al: 0,800% a 2,000%; P: 0,030% ou menos; S: 0,0100% ou menos;
Mo: 0,10% a 0,50%; O: 0,0070% ou menos; N: 0,0070% ou menos; B: “0” (zero) % a 0,0020%;
Ti: “0” (zero) % a 0,050%;
Nb: “0” (zero) % a 0,050%; V: “0” (zero) % a 0,050%;
Ni: “0” (zero) % a 1,00%;
Cu: “0” (zero) % a 1,00%;
Ca ou REM, ou ambos: “0” (zero) % a 0,0300% no total; W: “0” (zero) % a 1,000%;
Mg: “0” (zero) % a 0,010%;
Zr: “0” (zero) % a 0,200%;
As: “0” (zero) % a 0,500%;
Co: “0” (zero) % a 1,000%;
Sn: “0” (zero) % a 0,200%;
Pb: “0” (zero) % a 0,200%; Y: “0” (zero) % a 0,200%;
Hf: “0” (zero) % a 0,2000%; e O saldo: Fe e impurezas; e uma estrutura expressa por: uma fração de área de ferrita: 95% ou mais; uma fração de área de austenita retida e uma fração de área de martensita: 1% a 3% no total; o produto da fração de área de austenita retida pela concentração de carbono na austenita retida: 1 ou mais; o valor de I(111)/{I(100) + I(110)} em uma região onde a profundidade desde a superfície é 1/4 da espessura da chapa de aço laminada a frio quando a intensidade de um plano (hkl) é expresso por I(hkl): 2 ou menos.
[10] (2) A chapa de aço laminada a frio conforme o item (1), onde a composição química satisfaz: Cr: 0,30% a 0,80%; ou Mn: 0,40% a 1,00%; ou ambos.
[11] (3) A chapa de aço laminada a frio conforme o item (1) ou (2), onde a composição química satisfaz: B: 0,0003% a 0,0020%;
Ti: 0,005% a 0,050%;
Nb: 0,005% a 0,050%; ou V: 0,005% a 0,050%; ou qualquer de suas combinações.
[12] (4) A chapa de aço laminada a frio conforme qualquer um dos itens (1) a (3), onde a composição química satisfaz: Ni: 0,01% a 1,00%; ou Cu: 0,01% a 1,00%; ou ambos.
[13] (5) A chapa de aço laminada a frio conforme qualquer um dos itens (1) a (4), onde a composição química satisfaz: Ca ou REM, ou ambos: 0,0005% a 0,0300% no total.
[14] (6) A chapa de aço laminada a frio conforme qualquer um dos itens (1) a (5), onde a composição química satisfaz: W: 0,001% a 1,000%;
Mg: 0,0001% a 0,010%;
Zr: 0,0001% a 0,200%;
As: 0,0001% a 0,500%;
Co: 0,0001% a 1,000%;
Sn: 0,0001% a 0,200%;
Pb: 0,0001% a 0,200%; Y: 0,0001% a 0,200%; ou Hf: 0,0001% a 0,2000%; ou qualquer uma de suas combinações.
[15] (7) Uma chapa de aço laminada a frio galvanizada incluindo: a chapa de aço laminada a frio conforme qualquer um dos itens (1) a (6); e uma camada galvanizada por imersão a quente ou uma camada galvanizada por imersão a quente ligada em uma superfície da chapa de aço laminada a frio.
[16] (8) Um método de produção de um laminado a frio executar a laminação a quente de uma placa aquecida até uma temperatura de 1250°C ou menos para obter uma chapa laminada a quente; bobinar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de 650°C ou menos; então, executar a laminação a frio da chapa laminada a quente com uma razão de redução de 70% ou mais para obter uma chapa laminada a frio; e executar o recozimento contínuo da chapa laminada a frio a uma temperatura de 750°C a 900°C, onde a execução da laminação a quente inclui executar a laminação de acabamento a uma temperatura de 850°C a 1000°C sob um estado no qual existem duas fases de ferrita e austenita, a razão de redução total em pelo menos três cadeiras é 60% ou mais na laminação de acabamento, o resfriamento é iniciado em até um segundo desde o término da laminação de acabamento, e a placa inclui uma composição química expressa em % em massa, Si: 0,01% a 0,50%;
Mn ou Cr, ou ambos: 0,70% a 1,50% no total; C: 0,030% a 0,060% quando Cr: “0” (zero) % ou mais e menos de 0,30%, 0,030% a 0,080% quando Cr: 0,30% ou mais e 1,50% ou menos;
Al: 0,800% a 2,000%; P: 0,030% ou menos; S: 0,0100% ou menos;
Mo: 0,10% a 0,50%; O: 0,0070% ou menos; N: 0,0070% ou menos; B: “0” (zero) % a 0,0020%;
Ti: “0” (zero) % a 0,050%;
Nb: “0” (zero) % a 0,050%; V: “0” (zero) % a 0,050%;
Ni: “0” (zero) % a 1,00%;
Cu: “0” (zero) % a 1,00%;
Ca ou REM, ou ambos: “0” (zero) % a 0,0300% no total; W: “0” (zero) % a 1,000%;
Mg: “0” (zero) % a 0,010%;
Zr: “0” (zero) % a 0,200%;
As: “0” (zero) % a 0,500%;
Co: “0” (zero) % a 1,000%;
Sn: “0” (zero) % a 0,200%;
Pb: “0” (zero) % a 0,200%; Y: “0” (zero) % a 0,200%;
Hf: “0” (zero) % a 0,2000%; e o saldo: Fe e impurezas.
[17] (9) O método de produção da chapa de aço laminada a frio conforme o item (8), onde a composição química satisfaz: Cr: 0,30% a 0,80%; ou Mn: 0,40% a 1,00%; ou ambos.
[18] (10) O método de produção da chapa de aço laminada a frio conforme o item (8) ou (9), onde a composição química satisfaz: B: 0,0003% a 0,0020%;
Ti: 0,005% a 0,050%;
Nb: 0,005% a 0,050%; ou V: 0,005% a 0,050%; ou qualquer uma de suas combinações.
[19] (11) O método de produção da chapa de aço conforme qualquer um dos itens (8) a (10), onde a composição química satisfaz: Ni: 0,01% a 1,00%; ou Cu: 0,01% a 1,00%; ou ambos.
[20] (12) O método de produção da chapa de aço laminada a frio conforme qualquer um dos itens (8) a (11), onde a composição química satisfaz: Ca ou REM, ou ambos: 0,0005% a 0,0300% no total.
[21] (13) O método de produção da chapa de aço laminada a frio conforme qualquer um dos itens (8) a (12), onde a composição química satisfaz: W: 0,001% a 1,000%;
Mg: 0,0001% a 0,010%;
Zr: 0,0001% a 0,200%;
As: 0,0001% a 0,500%;
Co: 0,0001% a 1,000%;
Sn: 0,0001% a 0,200%;
Pb: 0,0001% a 0,200%; Y: 0,0001% a 0,200%; ou Hf: 0,0001% a 0,2000%; ou qualquer de suas combinações.
[22] (14) Um método de produção de uma chapa de aço laminada a frio galvanizada, incluindo: produzir uma chapa de aço laminada a frio pelo método conforme qualquer um dos itens (8) a (13); e formar uma camada galvanizada por imersão a quente ou uma camada galvanizada por imersão a quente ligada em uma superfície da chapa de aço laminada a frio,.
Efeitos vantajosos da invenção [23] De acordo com a presente invenção, é possível obter excelentes ductilidade e capacidade de expansão de furo enquanto se mantém uma resistência adequada. Além disso, pode ser esperada uma melhoria na capacidade de estampagem profunda devido ao efeito TRIP.
Descrição das modalidades [24] Daqui em diante, são descritas modalidades da presente invenção.
[25] Inicialmente é descrita a estrutura de uma chapa de aço laminada a frio. A chapa de aço laminada a frio conforme a modalidade inclui uma estrutura expressa por: uma fração de área de ferrita (Vf): 95% ou mais, uma fração de área de austenita retida (Vyr) e uma fração de área de martensita (Vm): 1% a 3% no total, o produto da fração de área de austenita retida (Vyr) pela concentração de carbono na austenita retida (Cyr): 1 ou mais, o valor de I(111)/{I(100) + I(110)} em uma região onde a profundidade desde a superfície é 1/4 da espessura da chapa de aço laminada a frio quando a intensidade de um plano (hkl) é expressa por I(hkl): 2 ou menos.
[26] Fração de área de ferrita (Vf (%)): 95% ou mais A ferrita apresenta excelente capacidade de deformação, e melhora a ductilidade. Quando a fração de área de ferrita é menor que 95%, uma ductilidade suficiente não pode ser obtida. Consequentemente, a fração de área de ferrita é 95% ou mais.
[27] Fração de área de austenita retida (VyR (%)) e fração de área de martensita (VM (%)): 1% a 3% no total A austenita retida e a martensita contribuem para garantir a resistência. Quando a soma Da fração de área de austenita retida e da fração de área de martensita é menor que 1%, uma resistência suficiente não pode ser obtida. Quando a soma da fração de área de austenita retida e da fração de área de martensita está acima de 3%, uma capacidade de expansão de furo suficiente não pode ser obtida. Portanto, a fração de área de austenita retida e a fração de área de martensita são 1% a 3% no total.
[28] Produto da fração de área de austenita retida (V7r (%)) pela concentração de carbono na austenita retida (Cyr (% em massa)): 1 ou mais As características da austenita retida são grandemente afetadas pela concentração de carbono na própria austenita retida. Quando o produto da fração de área de austenita retida pela concentração de carbono na austenita retida (V7r x Cyr) é menor que 1, a ductilidade suficiente, por exemplo, alongamento de 40% ou mais, não pode ser obtida. Consequentemente, o produto da fração de área de austenita retida pela concentração de carbono na austenita retida é 1 ou mais.
[29] Valor de I(111)/{I(100) + I(110)} na região onde a profundidade a partir da superfície é 1/4 da espessura da chapa de aço laminada a frio: 2 ou menos O valor de I(111)/{I(100) + I(110)}, isto é, a razão da intensidade do plano é refletida pela forma da textura da ferrita. Quando a razão da intensidade do plano na região onde a profundidade a partir da superfície é 1/4 da espessura da chapa de aço laminada a frio (parte a 1/4t da espessura da chapa) está acima de 2, a anisotropia no plano é muito grande, e portanto uma capacidade de expansão de furo suficiente não pode ser obtida. A razão de intensidade do plano na parte a 1/4t da espessura da chapa é preferivelmente 1 ou menos. A intensidade de um plano (hkl) (I(hkl)) pode ser obtida por um método de padrão de difração de elétrons retro-espalhados (EBSD) um microscópio de varredura eletrônica de emissão de campo (FESEM) ou uma difratometria de raios X. Isto é, é possível captar as características da textura de ferrita com o método FESEM-EBSD ou da difratometria de raios X. A intensidade de um plano (111), a intensidade de um plano (100), e a intensidade de um plano (110) foram descobertas pelo método FESEM-EBSD nos exemplos descritos mais adiante.
[30] A identificação da ferrita, da austenita retida, da martensita e da bainita, a confirmação das suas posições, e a medição das suas frações de área pode ser executada pela observação de uma seção transversal em paralelo com a direção de laminação e a direção da espessura, ou uma seção transversal ortogonal à direção de laminação. A observação de uma seção transversal pode ser executada, por exemplo, por causticação da seção transversal com um reagente Nital, e observando a uma ampliação de 1000 vezes a 100000 vezes com um microscópio de varredura eletrônica (SEM) ou um microscópio de transmissão eletrônica (TEM). Outros reagentes cáusticos podem ser usados ao invés do reagente Nital. Um exemplo de reagente cáustico usável está descrito na Publicação De Patente Japonesa Aberta À Inspeção Pública No. 59-219473. O reagente cáustico descrito na Publicação De Patente Japonesa Aberta À Inspeção Pública No. 59-219473 é “uma solução de causticação colorida caracterizada por consistir de uma solução de pré-tratamento e uma solução de pós-tratamento, na qual a solução de pré-tratamento é preparada misturando-se uma solução A na qual 1 a 5 g de ácido pícrico é dissolvido em 100 ml de etanol, com uma solução B na qual 1 a 25 g de tiossulfato de sódio e 1 a 5 g de ácido cítrico são dissolvidos em 100 ml de água, em uma proporção de 1:1, 1,5 a 4% de ácido nítrico à solução, e a solução de pós-tratamento é preparada misturando-se 10% da solução de pré-tratamento com uma solução Nital a 2%, ou misturando-se 2 a 5% de ácido nítrico com 100 ml de etanol”. A análise de orientação de cristal pode também ser executada pelo método EBSD usando-se FESEM para identificar estruturas, confirmar suas posições, e medir suas frações de área.
[31] A fração de área de martensita (Vm), a fração de área de ferrita (Vf), a fração de área de austenita retida (Vyr), e a fração de área de bainita (VB) podem também ser medidas como descrito abaixo. Por exemplo, é retirada uma amostra que tem uma seção transversal paralela à direção de laminação e à direção da espessura de uma chapa de aço como uma superfície de observação, a superfície de observação é eletropolida, uma porção da chapa de aço a uma profundidade de 1/8 a 3/8 da sua espessura a partir da superfície é observada com um FESEM, e a fração de área é medida pelo método EBSD. Em tal ocasião, cada medição é executada a uma ampliação de 5000 vezes em 10 campos visuais, a fração de área é considerada ser o seu valor médio. “OIM-Analysis 5” produzido por TSL Solutions Co., Ltd., pode ser usado para a análise.
[32] Os efeitos da modalidade podem ser obtidos, mesmo se a bainita e a perlita estiverem contidas desde que a soma das frações de área das mesmas seja menor que 1%.
[33] A concentração de carbono (Cyr) na austenita retida pode ser especificada como descrito abaixo. Inicialmente, uma estrutura constante é descoberta a partir de um ponto médio da largura total a metade do máximo da intensidade do plano para cada um entre um plano (200), um plano (220), e um plano (311) da austenita retida pela difração de raios-X cujo alvo é o Fe. O valor médio dessas estruturas constantes é definido como a estrutura constante (a0) de austenita, e a concentração de carbono (Cyr) é4 calculada a partir da expressão 1 a seguir. Na expressão 1, “%Al” é o teor de Al na chapa de aço laminada a frio, e o seu coeficiente (0,0087) é um valor descoberto da Tabela 1 em um documento (C. M. Chu e outros.:Scr. Metal. et Mater., Vol.30, pg.505-508) pela regressão múltipla. a0 = 3,572 + 0,033 x (Cyr) + 0,0087 x (%Al) ... (expressão 1) [34] Quando essas condições são satisfeitas, as quantidades de austenita retida e de martensita que são adjacentes à bainita são extremamente pequenas, e excelentes ductilidade e capacidade de expansão de furo podem ser obtidas. Além disso, o quociente (Vb/Vyr) onde a fração de área de bainita (Vb) é dividida pela fração de área de austenita retida (Vyr) é 0,6 ou menos. As razões porque excelentes ductilidade e capacidade de expansão de furo podem ser obtidas quando as quantidades de austenita retida e martensita que são adjacentes à bainita são extremamente pequenas não são conhecidas, mas supõe-se que seja como segue. Em geral, a capacidade de conformação é melhorada devido à ferrita, que é fácil de ser deformada, que existe em torno da austenita retida ou da martensita. Quando a quantidade de bainita em torno da austenita retida é pequena, a forma da austenita retida é como uma esfera, e, portanto, a concentração de distorção é difícil de ocorrer, e a austenita retida permanece até uma etapa posterior mesmo se um trabalho tal como conformação por prensagem for executado. Consequentemente, o efeito TRIP é mantido, e as excelentes ductilidade e capacidade de expansão de furo são obtidas. É preferível que a soma (f_N) da fração de área de austenita retida e da fração de área de martensita que são adjacentes à bainita seja a menor possível. A soma (f_N) das frações de área é preferivelmente três em dez ou menos em relação à soma da fração de área de martensita e da fração de área de austenita retida, e mais preferivelmente dois em dez ou menos.
[35] A seguir é descrita a composição química da chapa de aço laminada a frio conforme a modalidade da presente invenção e da placa usada para produzir a mesma. Os detalhes serão descritos mais tarde, mas a chapa de aço laminada a frio conforme a modalidade da presente invenção é produzida através da laminação a quente da placa, resfriamento, bobinamento, laminação a frio, recozimento continuo, etc. Consequentemente, a composição química da chapa de aço laminada a frio e da placa são aquelas em consideração não apenas das características da chapa de aço laminada a frio, mas também dos processos mencionados acima. Na descrição a seguir, “%” que é a unidade do teor de cada elemento contido na chapa de aço laminada a frio e na placa usada para a produção da mesma significa “% em massa” a menos que especificado de forma diferente. A chapa de aço laminada a frio conforme a modalidade e a placa usada para a produção da mesma incluem, cada uma, uma composição química expressa por: Si: 0,01% a 0,50%; Mn ou Cr, ou ambos: 0,70% a 1,50% no total; C: 0,030% a 0,060% quando Cr: “0” (zero) % ou mais e menos de 0,30%, 0,030% a 0,080% quando Cr: 0,30% ou mais e 1,50% ou menos; Al: 0,800% a 2,000%; P: 0,030% ou menos; S: 0,0100% ou menos; Mo: 0,10% a 0,50%; O: 0,0070% ou menos; N: 0,0070% ou menos; B: “0” (zero) % a 0,0020%; Ti: “0” (zero) % a 0,050%; Nb: “0” (zero) % a 0,050%; V: “0” (zero) % a 0,050%; Ni: “0” (zero) % a 1,00%; Cu: “0” (zero) % a 1,00%; Ca ou REM, ou ambos: “0” (zero) % a 0,0300% no total; W: “0” (zero) % a 1,000%; Mg: “0” (zero) % a 0,010%; Zr: “0” (zero) % a 0,200%; As: “0” (zero) % a 0,500%; Co: “0” (zero) % a 1,000%; Sn: “0” (zero) % a 0,200%; Pb: “0” (zero) % a 0,200%; Y: “0” (zero) % a 0,200%; Hf: “0” (zero) % a 0,2000%; e o saldo: Fe e impurezas. Como impurezas, são exemplificadas aquelas contidas nas matérias primas tais como minério e sucata, e aquelas introduzidas no processo de produção.
[36] Si: 0,01% a 0,50% Si contribui para melhorar a resistência da chapa de aço laminada a frio, e estabiliza a austenita retida pela supressão da precipitação de cementita. Quando o teor de Si é menor que 0,01%, esses efeitos não podem ser obtidos suficientemente. Portanto, o teor de Si é 0,01% ou mais. Um custo significativo é algumas vezes exigido para reduzir o teor de Si. Quando o teor de Si está acima de 0,50%, a resistência é muito alta devido ao reforço da solução sólida, e uma capacidade de conformação por prensagem suficiente não pode ser obtida. Consequentemente, o teor de Si é 0,50% ou menos, e preferivelmente 0,10% ou menos. Quando o teor de Si é excessivo, uma capacidade suficiente de umedecimento do revestimento não pode algumas vezes ser obtida na formação de uma camada galvanizada por imersão a quente.
[37] Mn ou Cr, ou ambos: 0,70% a 1,50% no total Mn e Cr garantem a capacidade de endurecimento, e contribuem para garantir uma quantidade adequada de austenita retida. Quando a soma do teor de Mn e do teor de Cr é menor que 0,70%, ferrita e perlita são formados excessivamente, e a fração de área desejada de austenita retida não pode ser obtida. Assim, a soma do teor de Mn e do teor de Cr é 0,70% ou mais. Quando a soma do teor de Mn e do teor de Cr está acima de 1,50%, a resistência é muito alta, e uma capacidade de conformação por prensagem suficiente na pode ser obtida. Problemas tais como fraturas numa placa lingotada são fáceis de ocorrerem devido à fragilização causada pela segregação de Mn e/ou de Cr. A capacidade de soldagem é algumas vezes diminuída. A resistência de uma chapa de aço laminada a quente é algumas vezes excessivamente alta, e pode ser difícil garantir uma alta razão de redução na laminação a frio. Portanto, a soma do teor de Mn e do teor de Cr é 1,50% ou menos. Quando a soma do teor de Mn e do teor de Cr é 0,70% a 1,50%, não há problema se um entre Mn e Cr não estiver contido.
[38] O teor de Cr é preferivelmente 0,30% a 0,80%, e o teor de Mn é preferivelmente 0,40% a 1,00%. Cr de 0,30% ou mais e Mn de 0,40% ou mais contribuem para também melhorar a capacidade de endurecimento. Quando o teor de Cr estiver acima de 0,80% ou o teor de Mn estiver acima de 1,00%, a fragilização provocada pela segregação pode ser fácil de ocorrer, e a capacidade de laminação a frio pode ser algumas vezes diminuída porque a resistência da chapa laminada a quente é alta. Como será descrito mais adiante, quando o teor de Cr dor menor que 0,30%, a capacidade de conformação por prensagem suficiente não pode ser obtida quando o teor de C estiver acima de 0,060%, mas a capacidade de conformação por prensagem suficiente pode ser obtida quando o teor de Cr for 0,30% ou mais mesmo se o teor de C estiver acima de 0,060%.
[39] C: 0,030% a 0,060% (quando Cr: “0” (zero) % ou mais e menos de 0,30%), ou 0,030% a 0,080% (quando Cr: 0,30% ou mais e 1,50% ou menos C contribui para melhorar a resistência da chapa de aço laminada a frio, e estabiliza a austenita retida. Quando o teor de C é menor que 0,030%, esses efeitos não podem ser obtidos suficientemente. Consequentemente, o teor de C é 0,030% ou mais, e preferivelmente 0,040% ou mais. Quando o teor de C estiver acima de 0,060% em um caso em que o teor de Cr é “0” (zero) % ou mais e menos de 0,30%, a resistência é muito alta, e a capacidade suficiente de conformação por prensagem não pode ser obtida. Portanto, o teor de C é 0,060% ou menos, preferivelmente 0,050% ou menos no caso em que o teor de Cr é 0,060% ou menos, preferivelmente 0,050% ou menos no caso em que o teor de Cr é “0” (zero) % ou mais e menos de 0,30%. Por outro lado, quando o teor de C é 0,080% ou menos, uma capacidade de conformação por prensagem suficiente pode ser obtida mesmo quando o teor de C estiver acima de 0,060% em um caso em que o teor de Cr é 0,30% ou mais e 1,50% ou menos. Portanto, o teor de C é 0,080% ou menos, preferivelmente 0,060% ou menos no caso em que o teor de Cr é 0,30% ou mais e 1,50% ou menos. As razões porque a capacidade de conformação por prensagem pode ser obtida mesmo quando o teor de C estiver acima de 0,060% não são conhecidas, mas supõe-se que o carboneto permanece sem ser dissolvido no recozimento devido à função do Cr, gerações de estruturas duras tais como austenita retida e martensita são suprimidas, e um aumento excessivo na resistência é suprimido. Além disso, o fato de que a capacidade de endurecimento da solução sólida de Cr é menor que a do Mn é também suposta ser a causa porque uma capacidade suficiente de conformação por prensagem pode ser obtida.
[40] Al: 0,800% a 2,000% Al tem a função de desoxidar o aço fundido, estabilizar a austenita retida, e contribuir para garantir uma alta ductilidade. Quando o teor de Al é menor que 0,800%, uma ductilidade suficiente não pode ser obtida. Portanto, o teor de Al é 0,800% ou mais. Quando o teor de Al estiver acima de 2,000%, uma grande quantidade de óxido permanece na chapa de aço laminada a frio, e propriedades mecânicas, em particular, capacidade de deformação local, podem deteriorar, e a variação das características pode ser grande. O efeito para estabilizar a austenita retida é saturado quando o teor de Al estiver acima de 2,000%. Portanto, o teor de Al é 2,000% ou menos. O teor de Al é preferivelmente 1,700% ou menos do ponto de vista de evitar o entupimento do bocal ou similar no lingotamento.
[41] P: 0,030% ou menos P não é um elemento essencial, e está contido, por exemplo, como uma impureza no aço. P é fácil de segregar na parte central na direção da espessura da chapa de aço, e fragiliza uma parte soldada. A segregação de P leva a uma menor capacidade de expansão de furo. Consequentemente, quanto menor for o limite inferior de P, melhor. Em particular, a diminuição da capacidade de expansão de furo e a fragilização das partes soldadas são notáveis quando o teor de P está acima de 0,030%. Portanto, o teor de P é 0,030% ou menos. Um custo significativo é necessário para tornar o teor de P menor que 0,001%. É necessário um custo para reduzir o teor de P, e esse custo aumenta notavelmente para reduzi-lo para menos de 0,001%. Consequentemente, o teor de P deve ser 0,001% ou mais.
[42] S: 0,0100% ou menos S não é um elemento essencial, e está contido, por exemplo, como uma impureza no aço. A capacidade de produção no lingotamento e a capacidade de produção na laminação a quente são diminuídas quando o teor de S é mais alto. Portanto, quanto menor o teor de S, melhor. Em particular, a diminuição da capacidade de produção é notável quando o teor de S está acima de 0,0100%. Consequentemente, o teor de S é 0,0100% ou menos. Existem custos para reduzir o teor de S, e o aumento de custo aumenta notavelmente para reduzir para menos de 0,0001%. Portanto, o teor de S deve ser 0,0001% ou mais.
[43] Mo: 0,10% a 0,50% Mo contribui para garantir a austenita retida, em particular para garantir a austenita retida quando o tratamento de galvanização por imersão a quente é executado. Quando o teor de Mo é menor que 0,10%, esse efeito não pode ser obtido suficientemente. Quando o teor de Mo é menor que 0,10%, esse efeito não pode ser suficientemente obtido. Consequentemente, o teor de Mo é 0,10% ou mais. Quando o teor de Mo está acima de 0,50%, esse efeito é saturado, e o custo aumenta. Além disso, o efeito para estabilizar a austenita retida é saturado quando o teor de Mo está acima de 0,50%. Portanto, o teor de Mo é 0,50% ou menos, e preferivelmente 0,30% ou menos do ponto de vista de custo.
[44] O: 0,0070% ou menos O não é um elemento essencial, e está contido, por exemplo, como uma impureza no aço. O forma óxido, e deteriora a capacidade de expansão de furo. Além disso, o óxido que existe na vizinhança de uma superfície da chapa de aço laminada a frio pode ser a causa de uma falha de superfície, e deteriorar o grau da aparência. Quando o óxido existe em uma superfície cortada, uma falha no estado de cortado é formada na superfície do corte, e a capacidade de expansão de furo deteriora. Portanto, quanto menor for o teor de O, melhor. Em particular, a deterioração da capacidade de expansão de furo ou similar é notável quando o teor de O está acima de 0,0070%. Portanto, o teor de O é 0,0070% ou menos. Existem custos para reduzir o teor de O, e o custo aumenta notavelmente para reduzir para menos de 0,0001%. Portanto, o teor de O deve ser 0,0001% ou mais.
[45] N: 0,0070% ou menos N não é um elemento essencial e está contido, por exemplo, como uma impureza no aço. N forma nitreto bruto, e deteriora a ductilidade e a capacidade de expansão de furo. N pode ser a causa da ocorrência de bolhas na soldagem. Portanto, quanto menor for o teor de N, melhor. Em particular, as deteriorações ou similares da capacidade de dobramento, da capacidade de expansão de furo, são notáveis quando o teor de N está acima de 0,0070%. Existe um custo para reduzir o teor de N, e o custo aumenta notavelmente para reduzi-lo para menos de 0,0010%. Portanto, o teor de N deve ser 0,0010% ou mais.
[46] B, Ti, Nb, V, Ni, Cu, Ca, REM, W, Mg, Zr, As, Co, Sn, Pb, Y, e Hf não são elementos essenciais e são elementos arbitrários que podem estar contidos com uma quantidade predeterminada como limite na chapa de aço laminada a frio.
[47] B: “0” (zero) % a 0,0020%; Ti: “0” (zero) % a 0,050%; Nb: “0” (zero) % a 0,050%; V: “0” (zero) % a 0,050% B contribui para melhorar a capacidade de endurecimento. Entretanto, quando o teor de B está acima de 0,0020%, um boreto à base de ferro é fácil de ser precipitado, e o efeito de melhoria da capacidade de endurecimento não pode ser obtido. Portanto, o teor de B é 0,0020% ou menos. Ti é ligado ao N para formar TiN, para assim contribuir para suprimir a nitretação de B. Entretanto, quando o teor de Ti está acima de 0,050%, um carboneto de Ti à base de ferro é formado, e o carbono, que contribui para estabilizar a austenita retida, diminui, e a ductilidade é diminuída. Portanto, o teor de Ti é 0,050% ou menos. Nb e V contribuem para aumentar a resistência e melhorar a tenacidade pelo refino dos grãos. Entretanto, quando o teor de Nb está acima de 0,050%, é formado um carboneto de Nb à base de ferro, e o carbono, que contribui para a estabilização da austenita retida, diminui, e a ductilidade é diminuída. Portanto, o teor de Nb é 0,050% ou menos. Similarmente, quando o teor de V está acima de 0,050%, é formado um carboneto de V à base de ferro, e o carbono, que contribui para a estabilização da austenita retida, diminui, e portanto, a ductilidade é diminuída. Portanto, o teor de V é 0,050% ou menos. O teor de B é preferivelmente 0,0003% ou mais, e o teor de Ti, o teor de Nb e o teor de V são, cada um, preferivelmente 0,005% ou mais para obter com certeza os efeitos devidos às funções descritas acima. Isto é, é preferível que “B: 0,0003% a 0,0020%”, “Ti: 0,005% a 0,050%”, “Nb: 0,005% a 0,050%” ou “V: 0,005% a 0,050%”, ou qualquer de suas combinações seja satisfeito.
[48] Ni: “0” (zero) % a 1,00%, Cu: “0” (zero) % a 1,00% Ni e Cu contribuem para garantir a capacidade de endurecimento. Entretanto, quando o teor de Ni e/ou de Cu está acima de 1,00%, a capacidade de soldagem, a capacidade de trabalho a quente, etc., são deterioradas. Portanto, o teor de Ni é 1,00% ou menos, e o teor de Cu é 1,00% ou menos. O teor de Ni e o teor de Cu são, ambos, preferivelmente 0,01% ou mais, e mais preferivelmente 0,05% ou mais para obter com certeza os efeitos devidos às ações mencionadas acima. Isto é, é preferível que “Ni: 0,01% a 1,00%”, ou “Cu: 0,01% a 1,00%”, ou qualquer de suas combinações sejam satisfeitas.
[49] Ca ou REM, ou ambos: “0” (zero) % a 0,0300% no total Ca e REM contribuem para melhorar a resistência e para melhorar a tenacidade decido ao refino da estrutura. Entretanto, quando a soma do teor de Ca e do teor de REM está acima de 0,300%, a capacidade de lingotamento e a capacidade de trabalho a quente são deterioradas. Portanto, a soma do teor de Ca e do teor de REM é 0,0300% ou menos. A soma do teor de Ca e do teor de REM é preferivelmente 0,0005% ou mais para obter com certeza os efeitos devidos às funções descritas acima. Isto é, é preferível que “Ca ou REM, ou ambos: 0,0005% a 0,0300%” seja satisfeito. REM indica Sc, Y e elementos que pertencem à série de lantanóides, e o “teor de REM” significa o teor total desses elementos. O lantanóide é frequentemente adicionado industrialmente como um metal misch, por exemplo, e uma pluralidade de tipos de elementos tais como La e Ce estão contidos. Um elemento metálico que pertença à REM tal como La metálico ou Ce metálico pode ser adicionado individualmente.
[50] W: “0” (zero) % a 1,000%; Mg: “0” (zero) % a 0,010%; Zr: “0” (zero) % a 0,200%; As: “0” (zero) % a 0,500%; Co: “0” (zero) % a 1,000%; Sn: “0” (zero) % a 0,200%; Pb: “0” (zero) % a 0,200%; Y: “0” (zero) % a 0,200%; Hf: “0” (zero) % a 0,2000% W, Mg, e Zr contribuem para suprimir a diminuição da ductilidade local devida a inclusões. Por exemplo, Mg contribui para reduzir o efeito negativo das inclusões. Entretanto, quando o teor de W está acima de 1,000%, a capacidade de trabalho é diminuída. Portanto, o teor de W é 1,000% ou menos. Quando o teor de Mg está acima de 0,010%, a limpeza deteriora. Portanto, o teor de Mg é 0,010% ou menos. Quando o teor de Zr está acima de 0,200%, a capacidade de trabalho é diminuída. Portanto, o teor de Zr é 0,200% ou menos. As contribui para melhorar a resistência mecânica e melhorar os materiais. Entretanto, quando o teor de As está acima de 0,500%, a capacidade de trabalho é diminuída. Portanto, o teor de As é 0,500% ou menos. Co acelera a transformação de bainita. No aço TRIP, a transformação de bainita pé usada, e portanto Co é útil. Entretanto, quando o teor de Co está acima de 1,000%, a capacidade de soldagem é pior. Portanto, o teor de Co é 1,000% ou menos. Sn e Pb contribuem para melhorar a capacidade de umedecimento do revestimento e a aderência da camada de revestimento. Entretanto, quando o teor de Sn e/ou Pb está acima de 0,200%, falhas são fáceis de ocorrerem na produção, e a tenacidade é diminuída. Portanto, o teor de Sn é 0,200% ou menos, e o teor de Pb é 0,200% ou menos. Y e Hf contribuem para melhorar a resistência à corrosão. Y forma óxido no aço, absorve hidrogênio no aço para assim reduzir o hidrogênio difusível, e, portanto, contribui para melhorar a resistência à fragilização pelo hidrogênio. Entretanto, quando o teor de Y está acima de 0,200%, ou o teor de Hf está acima de 0,2000%, a capacidade de expansão de furo deteriora. Portanto, o teor de Y é 0,200% ou menos, e o teor de Hf é 0,2000% ou menos.
[51] O teor de W é preferivelmente 0,001% ou mais, o teor de Mg, o teor de Zr, o teor de As, o teor de Co, o teor de Sn, o teor de Pb, o teor de Y, e o teor de Hf são, cada um, preferivelmente 0,0001% ou mais para obter com certeza os efeitos devidos às funções descritas acima. Isto é, é preferível que “W: 0,001% a 1,000%”, “Mg: 0,0001% a 0,010%”, “Zr: 0,0001% a 0,200%”, “As: 0,0001% a 0,500%”, “Co: 0,0001% a 1,000%”, “Sn: 0,0001% a 0,200%”, “Pb: 0,0001% a 0,2%, “Y: 0,0001% a 0,200%” ou “Hf: 0,0001% a 0,2000%”, ou qualquer uma de suas combinações sejam satisfeitos.
[52] A seguir é descrito um exemplo de um método de produção da chapa de aço laminada a frio conforme a modalidade. De acordo com o método descrito aqui, é possível produzir a chapa de aço laminada a frio conforme a modalidade, mas o método de produção da chapa de aço laminada a frio conforme a modalidade não é limitado a isso. Isto é, uma chapa de aço laminada a frio produzida por outro método está dentro do escopo da modalidade desde que inclua a estrutura e a composição química mencionadas acima.
[53] Nesse método de produção, a laminação a quente de uma placa aquecida até uma temperatura de 1250°C ou menos é executada para obter uma chapa laminada a quente, a chapa laminada a quente é bobinada a uma temperatura de 650°C ou menos, é executada a laminação a frio da chapa laminada a quente com uma razão de redução de 70% ou mais para obter uma chapa laminada a frio, e o recozimento contínuo da chapa laminada a frio é executado a uma temperatura de 750°C a 900°C. Na execução da laminação a quente, a laminação de acabamento é executada a uma temperatura de 850°C a 1000°C sob um estado no qual existem duas fases de ferrita e austenita. A razão de redução total nas três últimas cadeiras é 60% ou mais na laminação de acabamento, e o resfriamento é iniciado em até um segundo a partir da saída da laminação de acabamento.
[54] Como a placa fornecida para a laminação a quente, é usada aquela que é lingotada do aço fundido cuja composição é ajustada de modo que a composição química esteja dentro da faixa descrita acima. Como a placa, pode ser usada uma placa de lingotamento contínuo e uma placa feita em um lingotador de placas finas. Pode ser aplicado um processo tal como um processo de lingotamento continuo-laminação direta (CC-DR), no qual a laminação a quente é executada imediatamente após a placa ser lingotada.
[55] A temperatura de aquecimento da placa é 1250°C ou menos. Quando a temperatura de aquecimento da placa é excessivamente alta, não apenas a produtividade deteriora mas também o custo de produção aumenta. A temperatura de aquecimento da placa é preferivelmente 1200°C ou menos. A temperatura de aquecimento da placa é preferivelmente 1050°C ou mais. Quando a temperatura de aquecimento da placa é menor que 1050°C, a temperatura da laminação de acabamento é algumas vezes diminuída, e a carga de laminação na laminação de acabamento é algumas vezes alta. O aumento da carga de laminação pode ocasionar a deterioração da capacidade de laminação e uma forma defeituosa da chapa de aço (chapa laminada a quente) após a laminação.
[56] Quando a laminação a quente é executada, a laminação de acabamento é executada à temperatura de 850°C a 1000°C sob o estado no qual existem duas fases de ferrita e austenita. Quando a temperatura da laminação de acabamento (temperatura da laminação de acabamento) é menor que 850°C, a carga de laminação pode ser alta para provocar a deterioração da capacidade de laminação e a forma defeituosa da chapa laminada a quente. A temperatura da laminação de acabamento é 1000°C ou menos. Isto é porque o diâmetro de grão na chapa laminada a quente é feito tão pequeno quanto possível. Na laminação de acabamento, a razão de redução total a partir de duas cadeiras antes da última cadeira, isto é, a redução total nas últimas três cadeiras é 60% ou mais, e o resfriamento, por exemplo, o resfriamento a água é iniciado em até um segundo a partir do fim da laminação de acabamento. Quando a razão total de redução é menor que 60%, o diâmetro de grão na chapa laminada a quente se torna bruto. Quando leva um tempo maior que um segundo desde o término da laminação de acabamento até o início do resfriamento, o diâmetro de grão na chapa laminada a quente se torna bruto.
[57] O bobinamento da chapa laminada a quente é executado à temperatura de 650°C ou menos. Quando essa temperatura (temperatura de bobinamento) é 650°C, a espessura do óxido formado em uma superfície da chapa laminada a quente aumenta excessivamente, e a capacidade de decapagem deteriora. A temperatura de bobinamento é preferivelmente 500°C ou mais. Quando a temperatura de bobinamento é menor que 500°C, a resistência da chapa laminada a quente pode aumentar excessivamente, e algumas vezes ocorrem fraturas e formas defeituosas durante a laminação a frio.
[58] Chapas laminadas brutas após a laminação de desbaste podem ser unidas durante a laminação a quente para execução da laminação de acabamento de maneira contínua. Além disso, a laminação de acabamento pode ser executada uma vez após o bobinamento da chapa laminada bruta.
[59] Após a chapa laminada a quente ser bobinada, é preferivelmente executada a decapagem da chapa laminada a quente. O óxido na superfície da chapa laminada a quente é removido pela decapagem. Portanto, a decapagem é extremamente eficaz para melhorar as características da galvanização quando uma camada galvanizada por imersão a quente ou uma camada galvanizada por imersão a quente ligada é formada mais tarde. A decapagem pode ser executada uma vez ou dividida em várias vezes.
[60] Posteriormente, é executada a laminação a frio da chapa laminada a quente com uma razão de redução de 70% ou mais para obter uma chapa laminada a frio. Quando a razão de redução da laminação a frio é menor que 70%, a temperatura de recristalização é alta e uma ductilidade suficiente não é obtida. Além disso, é difícil manter a forma plana da chapa de aço, e a ductilidade da chapa de aço laminada a frio, que é o produto final, deteriora. A razão de redução é preferivelmente 90% ou menos. Quando a razão de redução está acima de 90%, a carga de laminação se torna muito grande, e se torna difícil executar a laminação a frio. Quando a razão de redução está acima de 90%, a anisotropia pode ser grande, e a capacidade de expansão de furo algumas vezes deteriora. Quando a razão de redução é 90% ou menos, uma razão de intensidade do plano (o valor de I(111)/{I(100) + I(110)}) de 2 ou menos pode ser obtida. O número de passes de laminação e a razão de redução para cada passo não afetam os efeitos da modalidade, e não são particularmente limitados.
[61] Após a laminação a frio, é executado o recozimento continuo da chapa laminada a frio à temperatura de 750°C a 900°C. Devido a esse recozimento continuo, é possível diminuir a resistência da chapa laminada a frio que é aumentada pela laminação a frio até um nível adequado, e obter uma estrutura desejada contendo uma quantidade adequada de austenita retida. Isto é, o deslocamento introduzido durante a laminação a frio é liberado pela recuperação, recristalização ou transformação de fase, e uma austenita retida estável pode ser obtida pelo recozimento contínuo. Quando a temperatura do recozimento continuo é menor que 750°C, grãos não-recristalizados permanecem, e uma ductilidade suficiente não pode ser obtida. Quando a temperatura do recozimento continuo está acima de 900°C, uma carga excessiva é aplicada em um forno de recozimento contínuo. Quando a temperatura do recozimento continuo é 750°C ou mais, a fração de área da austenita retida (V7r) e a fração de área de martensita (Vm) de 1 % ou mais no total pode ser obtida, e um produto da fração de área da austenita retida (V7r) pela concentração de carbono na austenita retida (Cyr) de 1 ou mais pode ser obtido.
[62] A chapa de aço laminada a frio pode ser produzida conforme definido acima.
[63] Quando a chapa de aço laminada a frio galvanizada é produzida, uma camada galvanizada por imersão a quente ou uma camada galvanizada por imersão a quente ligada é formada em uma superfície da chapa de aço laminada a frio. A camada galvanizada por imersão a quente ou a camada galvanizada por imersão a quente ligada é formada executando-se um tratamento de galvanização por imersão a quente após o recozimento contínuo ou subsequentemente ao recozimento contínuo. Os efeitos da supressão da formação de carepas e melhoria da resistência à corrosão são obtidos pelo tratamento de galvanização por imersão a quente. Quando a camada galvanizada por imersão a quente ligada é formada, a temperatura de ligação é 600°C ou menos. Quando a temperatura de ligação está acima de 600°C, a austenita retida é decomposta em ferrita e cementita, e, portanto, a alta ductilidade não pode ser obtida.
[64] A camada galvanizada por imersão a quente ou a camada galvanizada por imersão a quente ligada pode conter Ni, Cu, Cr, Co, Al, Si, ou Zn, ou qualquer uma de suas combinações. Quando a chapa de aço laminada a frio galvanizada é produzida, é preferível que uma camada de revestimento base contendo Ni, Cu, Co, ou Fe, ou qualquer uma de suas combinações seja formada na superfície da chapa laminada a frio entre a laminação a frio e o recozimento contínuo. É possível melhorar a aderência da camada galvanizada por imersão a quente ou a camada galvanizada por imersão a quente ligada pela formação da camada de revestimento base.
[65] Uma camada de revestimento pode ser formada por um método de eletrodeposição, mas o método de galvanização por imersão a quente é preferível para formar uma camada de revestimento grossa.
[66] Incidentalmente, as modalidades descritas acima devem ser consideradas em todos os aspectos como ilustrativas e não restritivas. Isto é, a presente invenção pode ser configurada em outras formas específicas sem sair do seu espírito ou das suas características essenciais.
Exemplos [67] A seguir são descritos exemplos da presente invenção. As condições nos exemplos são um exemplo condicional que é aplicado para verificar a viabilidade e os efeitos da presente invenção, e a presente invenção não é limitada ao exemplo condicional. A presente invenção é capaz de aplicar várias condições dentro da faixa da presente invenção até o ponto de alcançar seus objetivos.
[68] Primeira experiência Em uma primeira experiência, foram lingotadas placas usando-se aços (tipos de aço a até r e A até G) incluindo as composições químicas listadas na Tabela 1, e então foram executados o aquecimento da placa, a laminação a quente, o resfriamento, o bobinamento, a decapagem, a laminação a frio e o recozimento contínuo. A espessura da chapa de aço laminada a frio foi 0,65 mm. Espaços em branco na Tabela 1 indicam que o teor do elemento correspondente foi menor que o limite de detecção. Para uma parte das chapas de aço laminadas a frio, um trata=mento de galvanização por imersão a quente e um tratamento de ligação foram executados após o recozimento contínuo. A temperatura de aquecimento da placa, a temperatura da laminação de acabamento durante a laminação a quente, a razão de redução total nas três últimas cadeiras na laminação de acabamento, a temperatura de bobinamento, a razão de redução na laminação a frio, a temperatura de recozimento no recozimento contínuo, e a temperatura de ligação no tratamento de ligação estão listados na Tabela 2 e na Tabela 3. O resfriamento foi iniciado em até um segundo a partir do término da laminação de acabamento em todas as condições. Os valores sublinhados na Tabela 1, na Tabela 2 ou na Tabela 3 indicam que o seu valor numérico estava fora de uma faixa da presente invenção.
[69] Uma amostra foi tirada de cada um dos aços obtidos, e então foram executados testes mecânicos e a observação da estrutura.
[70] Quanto à propriedade de tração, foi tirado um corpo de prova de tração em conformidade com a JIS Z 2201, um teste de tração foi executado em conformidade com a JIS Z 2241, e o limite de elasticidade (YP), a resistência à tração (TS), e o alongamento (EL) foram medidos. Quanto à capacidade de expansão de furo, foi executado um teste pelo método descrito na JIS Z 2256. Isto é, um furo com um diâmetro de 10 mm (d0) foi perfurado, o furo foi expandido usando-se um perfurador cônico de 60 graus de modo que a rebarba se estenda para fora, e o diâmetro do furo (d) foi medido quando as fraturas penetraram a chapa de aço. Então foi calculada a razão de expansão de furo λ (= ((d - d0)/dc>) x 100).
[71] Na observação da estrutura, a fração de área de martensita (Vm), a fração de área de ferrita (Vf), a fração de área de austenita retida (Vyr), e a fração de área de bainita (Vb) foram medidas. Para medir essas frações de área, foi tirada uma amostra que teve uma seção transversal paralela à direção de laminação e à direção da espessura da peça estampada a quente como uma superfície de observação, a superfície de observação foi eletropolida, uma peça onde a profundidade a partir da superfície é 1/8 a 3/8 de uma espessura da chapa de aço foi observada pelo FESEM, e a fração de área foi medida pelo método EBSD. Na observação, frações de área de cada estrutura foram medidas em 10 campos visuais a uma ampliação de 5000 vezes, e seu valor médio foi adotado como fração de área de cada estrutura. Uma “OIM-Analysis 5” produzida por TSL Solutions Co., Ltd. foi usada para análise. A análise da orientação de cristal foi executada pelo método FESEM-ESBD, e foram executadas a identificação da estrutura e a especificação da razão de intensidade de plano (o valor de I(111)/{I(100) + I(110)}) na parte a 1/4t da espessura da chapa.
[72] Na medição da concentração de carbono (Cyr) na austenita retida, a estrutura constante foi descoberta a partir do centro da largura total a metade da intensidade do plano para cada um entre o plano (200), o plano (220), e o plano (311) de austenita retida pela difração de raios-X cujo alvo foi o Fe. O valor médio dessas estruturas constantes foi definida como a estrutura constante da austenita (a^, e a concentração de carbono (Cyr) foi calculada a partir da expressão 1 descrita acima.
[73] Além disso, foram descobertas a soma (f_N) da fração de área austenita retida e da fração de área de martensita que estavam adjacentes à bainita, a soma (f_s) da fração de área de austenita retida e da fração de área de martensita que não estavam adjacentes à bainita e que existem nas bordas dos grãos. Nesse momento, foi retirada uma amostra que tinha uma seção transversal paralela à direção de laminação e à direção de espessura da peça estampada a quente como uma superfície de observação, a superfície de observação foi corroída usando-se um reagente NItal e a superfície de observação foi observada com o SEM. A estrutura na qual uma estrutura em forma de bloco de bainita foi observada foi julgada como bainita, e outras estruturas em forma de ilha foram julgadas como austenita e/ou martensita.
[74] Esses resultados estão listados na Tabela 4 e na Tabela 5. Aqui foi julgado ser bom aquele em que o limite de elasticidade (YP) foi 400 MPa ou menos, a resistência à tração (TS) foi 630 MPa ou mais, o produto (TS x EL) da resistência à tração (TS) pelo alongamento (EL) foi 16500 MPa% ou mais, o produto (TS1/3 x λ) da raiz cúbica da resistência à tração (TS) pela razão de expansão de furo (λ) foi 810 MPa1/3% ou mais. Valores sublinhados na Tabela 4 ou na Tabela 5 indicam que seu valor numérico estava fora da faixa desejada da presente invenção. Quando o limite de elasticidade (YP) está acima de 400 MP, ocorre a tensão de superfície e é difícil de ser processado. Quando a resistência à tração (TS) está acima de 630 MPa, é difícil ser processado. Quando o valor de “TS x EL” é menor que 16500 MPa%, a boa capacidade de conformação por prensagem não pode ser obtida. Quando o valor de “TS1/3 x λ” é menor que 810 MPa1/3%, a boa capacidade de conformação por prensagem não pode ser obtida. Como listado na Tabela 4 e na Tabela 5, nos exemplos da invenção, nos quais todas as condições estavam dentro da faixa da presente invenção, foi possível obter excelentes ductilidade e capacidade de expansão de furo enquanto se garante a resistência adequada. Por outro lado, nos exemplos comparativos, nos quais qualquer uma ou mais das condições estavam fora da faixa da presente invenção, as desejadas resistência, ductilidade e/ou capacidade de expansão de furo não podem ser obtidas.
[80] Segunda experiência Em uma segunda experiência, placas foram lingotadas usando-se aços (tipos de aço a2 a n2 e A2 a B2) incluindo composições químicas listadas na Tabela 6, e então foram executados o aquecimento da placa, a laminação a quente, o resfriamento, o bobinamento, a decapagem, a laminação a frio, e o recozimento contínuo foram executados. A espessura da chapa de aço laminada a frio foi 0,65 mm. Como listado na Tabela 6, W, Mg, Zr, As, Co, Sn, Pb, Y ou Hf estavam contidos nesses aços. Espaços em branco na Tabela 6 indicam que o teor do elemento correspondente foi menor que o limite de detecção. Para uma parte das chapas de aço laminadas a frio, um tratamento de galvanização por imersão a quente e um tratamento de ligação foram executados após o recozimento contínuo. A temperatura de aquecimento da placa, a temperatura da laminação de acabamento durante a laminação a quente, a razão de redução total nas três últimas cadeiras na laminação de acabamento, a temperatura de bobinamento, a razão de redução na laminação a frio, a temperatura de recozimento no recozimento contínuo, e a temperatura de ligação no tratamento de ligação estão listados na Tabela 7. O resfriamento foi iniciado em até um segundo a partir do fim da laminação de acabamento em todas as condições. Valores sublinhados na Tabela 6 ou na Tabela 7 indicam que seu valor numérico estava fora da faixa da presente invenção.
[81] Uma amostra foi retirada de cada um dos aços obtidos, e então testes mecânicos e a observação da estrutura foram executadas da mesma forma que na primeira experiência. Esses resultados estão listados na Tabela 8. Aqui, as avaliações foram executadas com os mesmos critérios da primeira experiência. Valores sublinhados na Tabela 8 indicam que o seu valor numérico estava fora da faixa desejada da presente invenção. Como listado na Tabela 8, nos exemplos da invenção, nos quais as condições estavam dentro da faixa da presente invenção, foi possível obter excelentes ductilidade e capacidade de expansão de furo enquanto se garante a resistência adequada. Sob as condições usando os tipos de aço a2 a f2, cujo teor de Cr foi 0,3% ou mais, foi possível suprimir o aumento excessivo da resistência, embora o teor de C fosse relativamente alto. Isto significa que é fácil suprimir o aumento da resistência quando o teor de Cr é 0,3% ou mais. Por outro lado, nos exemplos comparativos, nos quais uma ou mais das condições estavam for a da faixa da presente invenção, as desejadas resistência, ductilidade e/ou capacidade de expansão de furo não puderam ser obtidas.
[85] Terceira experiência Em uma terceira experiência, placas foram lingotadas usando-se aços (aços tipo a3 a d3 e A3 a H3) incluindo as composições químicas listadas na tabela 9, e então foram executados o aquecimento da placa, a laminação a quente, o resfriamento, o bobinamento, a decapagem, a laminação a frio e o recozimento contínuo. A espessura da chapa de aço foi 0,65 mm. Espaços em branco na Tabela 9 indicam que o teor de um elemento correspondente foi menor que o limite de detecção. A temperatura do aquecimento da placa, a temperatura da laminação de acabamento durante a laminação a quente, a razão de redução total nas três últimas cadeiras na laminação de acabamento, a temperatura de bobinamento, a razão de redução na laminação a frio, e a temperatura de recozimento no recozimento contínuo, e a temperatura de ligação no tratamento de ligação estão listadas na Tabela 10. O resfriamento foi iniciado em até 1 segundo a partir do término da laminação de acabamento em todas as condições. Valores sublinhados na Tabela 9 ou na Tabela 10 indicam que o seu valor numérico estava fora da faixa da presente invenção.
[86] Uma amostra foi tirada de cada um dos aços obtidos, e foram executados então testes mecânicos e a observação da estrutura como na primeira experiência. Esses resultados estão listados na Tabela 11. Aqui, foram executadas avaliações com os mesmos critérios da primeira experiência. Valores sublinhados na Tabela 11 indicam que seu valor numérico estava fora da faixa desejada ou da faixa da presente invenção. Como listado na Tabela 11, nos exemplos da invenção, nos quais todas as condições estavam dentro da faixa da presente invenção, foi possível obter excelentes ductilidade e capacidade de expansão de furo enquanto se garantia a resistência adequada. Por outro lado, nos exemplos comparativos, nos quais quaisquer uma ou mais das condições estavam fora da faixa da presente invenção, as desejadas resistência, ductilidade e/ou capacidade de expansão de furo não puderam ser obtidas.
Aplicabilidade industrial [90] A presente invenção pode ser usada para indústrias relativas a uma chapa de aço laminada a frio e a uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente que tenham, por exemplo, resistência de 380 MPa a 630 MPa e excelente capacidade de conformação por prensagem.
REIVINDICAÇÕES

Claims (14)

1. Chapa de aço laminada a frio, caracterizada pelo fato de que consiste em: uma composição química expressa, em % em massa, por: Si: 0,01% a 0,50%; Mn ou Cr, ou ambos: 0,70% a 1,50% no total; C: 0,030% a 0,060% quando Cr: “0” (zero) % ou mais e menos de 0,30%, 0,030% a 0,080% quando Cr: 0,30% ou mais e 1,50% ou menos; Al: 0,800% to 2,000%; P: 0,030% ou menos; S: 0,0100% ou menos; Mo: 0,10% a 0,50%; O: 0,0070% ou menos; N: 0,0070% ou menos; B: “0” (zero) % a 0,0020%; Ti: “0” (zero) % a 0,050%; Nb: “0” (zero) % a 0,050%; V: “0” (zero) % a 0,050%; Ni: “0” (zero) % a 1,00%; Cu: “0” (zero) % a 1,00%; Ca ou REM, ou ambos: “0” (zero) % a 0,0300% no total; W: “0” (zero) % a 1,000%; Mg: “0” (zero) % a 0,010%; Zr: “0” (zero) % a 0,200%; As: “0” (zero) % a 0,500%; Co: “0” (zero) % a 1,000%; Sn: “0” (zero) % a 0,200%; Pb: “0” (zero) % a 0,200%; Y: “0” (zero) % a 0,200%; Hf: “0” (zero) % a 0,2000%; e o saldo: Fe e impurezas; e uma estrutura expressa por: uma fração de área de ferrita: 95% ou mais; uma fração de área de austenita retida e uma fração de área de martensita: 1% a 3% no total; o produto da fração de área de austenita retida pela concentração de carbono na austenita retida: 1 ou mais; o valor de I(111)/{I(100) + I(110)} em uma região onde a profundidade a partir da superfície é 1/4 da espessura da chapa de aço laminada a frio quando a intensidade de um plano (hkl) é expressa por I(hkl): 2 ou menos.
2. Chapa de aço laminada a frio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição química satisfaz: Cr: 0,30% a 0,80%; ou Mn: 0,40% a 1,00%; ou ambos.
3. Chapa de aço laminada a frio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a composição química satisfaz: B: 0,0003% a 0,0020%; Ti: 0,005% a 0,050%; Nb: 0,005% a 0,050%; ou V: 0,005% a 0,050%; ou qualquer uma de suas combinações.
4. Chapa de aço laminada a frio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a composição química satisfaz: Ni: 0,01% a 1,00%; ou Cu: 0,01% a 1,00%; ou ambos.
5. Chapa de aço laminada a frio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a composição química satisfaz: Ca ou REM, ou ambos: 0,0005% a 0,0300% no total.
6. Chapa de aço laminada a frio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a composição química satisfaz: W: 0,001% a 1,000%; Mg: 0,0001% a 0,010%; Zr: 0,0001% a 0,200%; As: 0,0001% a 0,500%; Co: 0,0001% a 1,000%; Sn: 0,0001% a 0,200%; Pb: 0,0001% a 0,200%; Y: 0,0001% a 0,200%; ou Hf: 0,0001% a 0,2000%; ou qualquer uma de suas combinações.
7. Chapa de aço laminada a frio galvanizada, caracterizada pelo fato de que consiste em: a chapa de aço laminada a frio como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6; e uma camada galvanizada por imersão a quente ou uma camada galvanizada por imersão a quente ligada em uma superfície da chapa de aço laminada a frio.
8. Método de produção de uma chapa de aço laminada a frio, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que consiste em: executar a laminação a quente de uma placa aquecida até uma temperatura de 1250°C ou menos para obter uma chapa laminada a quente; bobinar a chapa laminada a quente a uma temperatura de 650°C ou menos; opcionalmente realizar a decapagem da folha laminada a quente; então, executar a laminação a frio da chapa laminada a quente com uma razão de redução de 70% ou mais para obter uma chapa laminada a frio; e executar o recozimento contínuo da chapa de aço laminada a frio a uma temperatura de 750°C a 900°C, onde a execução da laminação a quente compreende executar a laminação de acabamento a uma temperatura de 850°C a 1000°C sob um estado no qual existem duas fases de ferrita e austenita, a razão total de redução nas três últimas cadeiras é 60% ou mais na laminação de acabamento, o resfriamento é iniciado em até 1 segundo a partir do término da laminação de acabamento, e a placa consiste em uma composição química expressa, em % em massa, por: Si: 0,01% a 0,50%; Mn ou Cr, ou ambos: 0,70% a 1,50% no total; C: 0,030% a 0,060% quando Cr: “0” (zero) % ou mais e menos de 0,30%, 0,030% a 0,080% quando Cr: 0,30% ou mais e 1,50% ou menos; Al: 0,800% a 2,000%; P: 0,030% ou menos; S: 0,0100% ou menos; Mo: 0,10% a 0,50%; O: 0,0070% ou menos; N: 0,0070% ou menos; B: “0” (zero) % a 0,0020%; Ti: “0” (zero) % a 0,050%; Nb: “0” (zero) % a 0,050%; V: “0” (zero) % a 0,050%; Ni: “0” (zero) % a 1,00%; Cu: “0” (zero) % a 1,00%; Ca ou REM, ou ambos: “0” (zero) % a 0,0300% no total; W: “0” (zero) % a 1,000%; Mg: “0” (zero) % a 0,010%; Zr: “0” (zero) % a 0,200%; As: “0” (zero) % a 0,500%; Co: “0” (zero) % a 1,000%; Sn: “0” (zero) % a 0,200%; Pb: “0” (zero) % a 0,200%; Y: “0” (zero) % a 0,200%; Hf: “0” (zero) % a 0,2000%; e o saldo: Fe e impurezas.
9. Método de produção da chapa de aço laminada a frio de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a composição química satisfaz: Cr: 0,30% a 0,80%; ou Mn: 0,40% a 1,00%; ou ambos.
10. Método de produção da chapa de aço laminada a frio de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a composição química satisfaz: B: 0,0003% a 0,0020%; Ti: 0,005% a 0,050%; Nb: 0,005% a 0,050%; ou V: 0,005% a 0,050%; ou qualquer de suas combinações.
11. Método de produção da chapa de aço laminada a frio de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pelo fato de que a composição química satisfaz: Ni: 0,01% a 1,00%; ou Cu: 0,01% a 1,00%; ou ambos.
12. Método de produção da chapa de aço laminada a frio de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizada pelo fato de que a composição química satisfaz: Ca ou REM, ou ambos: 0,0005% a 0,0300% no total.
13. Método de produção da chapa de aço laminada a frio de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pelo fato de que a composição química satisfaz: W: 0,001% a 1,000%; Mg: 0,0001% a 0,010%; Zr: 0,0001% a 0,200%; As: 0,0001% a 0,500%; Co: 0,0001% a 1,000%; Sn: 0,0001% a 0,200%; Pb: 0,0001% a 0,200%; Y: 0,0001% a 0,200%; ou Hf: 0,0001% a 0,2000%; ou qualquer de suas combinações.
14. Método de produção de uma chapa de aço laminada a frio galvanizada, caracterizado pelo fato de que consiste em: produzir uma chapa de aço laminada a frio pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 8 a 13; e formar uma camada galvanizada por imersão a quente ou uma camada galvanizada por imersão a quente ligada em uma superfície da chapa de aço laminada a frio.
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