BR112016015011B1

BR112016015011B1 - chapa de aço para conformação a quente e método para fabricar um componente de aço conformado por pressão a quente

Info

Publication number: BR112016015011B1
Application number: BR112016015011-2A
Authority: BR
Inventors: Tatsuya Asai; Naoki Mizuta; Hiroyuki Omori; Takeshi Kojima
Original assignee: Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.)
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2021-06-08
Also published as: WO2015098799A1; CA2933679C; CN110724879A; CA2933679A1; EP3088549A4; JP5852728B2; KR101892833B1; ES2743417T3; US11365466B2; CN105849296B; US20160319403A1; JP2015143392A; BR112016015011A2; MX2016008330A; EP3088549A1; CN105849296A; RU2625369C1; EP3088549B1; CN110724879B; US20200095660A1

Abstract

PLACA DE AÇO PARA FORMAÇÃO A QUENTE E MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE MEMBRO DE AÇO FORMADO POR PRESSÃO A QUENTE É fornecido um método para fabricar um membro de aço através de formação por pressão a quente usando uma chapa de aço que contém uma quantidade comparativamente alta de Si. O método permite formação por pressão a quente ser realizada satisfatoriamente por estavelmente e confiavelmente suprimir derramamento / descamação de incrustação de óxido durante forma-ção por pressão a quente, mesmo sem restringir condições de formação por pressão a quente para um intervalo estreito. A chapa de aço inclui, em proporção de massa, C: 0,15% a 0,35%, Si: 1,0% a 3,0%, Mn: 1,0% a 3,0%, Al: mais de 0% a 0,10%, Ti: ([N] x48/14) % a 0,10% (onde [N] denota a quantidade de N na chapa de aço) , B: 5 ppm a 50 ppm, P: mais de 0% a menos de 0,015%, S: mais de 0% a 0,010; e N: mais de 0% a 0,010%, o equilíbrio sendo ferro e impurezas inevitáveis. A concentração de oxigênio média a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 (Mi)m em uma direção de espessura de chapa é 0,70 em massa ou superior

Description

CAMPO TÉCNICO

[001] A presente invenção se refere a uma chapa de aço para conformação a quente, e a um método para fabricar um componente de aço conformado por pressão a quente usando a chapa de aço para conformação a quente.

ARTE ANTERIOR

[002] Por exemplo, materiais que compõe peças de aço para automóveis são projetados para serem cada vez mais fortes, a fim de atingir chapas de aço que exibem tanto resistência ao choque e peso leve. Para fabricar tais peças de aço, a chapa de aço que é usada precisa ter alta conformabilidade. No entanto, quando uma chapa de aço que foi feita com resistência melhorada é sujeita a trabalho frio, por exemplo, conformação por pressão a frio, a força de conformação por pressão aumenta e precisão dimensional diminui significativamente, o que é problemático.

[003] Métodos para resolver o problema acima incluem conformação por pressão a quente em que uma chapa de aço, como um material de base, é conformada por pressão em um estado aquecido, e conformação e provisão de alta resistência são realizados simultaneamente, para melhorar um componente de aço. Este método envolve conformar uma chapa de aço em um estado de alta temperatura, usando um perfurador e / ou um molde, e mantendo resfriamento em um ponto morto de fundo de conformação, para extrair têmpera através de remoção de calor a partir da chapa de aço para o molde, e endurecendo assim o material. Um produto conformado de boa precisão dimensional e alta resistência pode ser obtido por recurso a tal método de conformação. Mais ainda, se torna possível reduzir força de conformação como comparado com um exemplo onde um componente de aço de idêntica classe de resistência é conformado por conformação a frio.

[004] No método acima, no entanto, um problema surge em que incrustação que é conformada na superfície de chapa de aço derrama durante conformação por pressão a quente e adere a moldes, que se tornam, assim, contaminadas; adicionalmente, a incrustação derramada é pressionada contra a superfície de chapa de aço, e arranhões ocorrem na superfície do componente de aço.

[005] Como uma tecnologia para resolve o problema acima, por exemplo, Literatura de Patente 1 revela um recurso de aumentar o conteúdo de Si e Al em uma seção de camada de superfície de chapa de aço para ser maior do que interior da chapa de aço como um resultado de que pode haver geração suprimida de incrustação mediante aquecimento de alta temperatura durante aquecimento térmico. Literatura de Patente 1 indica que é melhor ajustar várias condições em um passo de laminação a quente e um passo de recozimento, para conformar a seção de camada de superfície de chapa de aço acima. Literatura de Patente 2 revela um recurso em que geração de incrustação durante aquecimento é suprimida por definir o conteúdo de Cr em uma chapa de aço que passa por trabalho a quente para ser maior que 1,0%, e que adesão de incrustação durante trabalho a quente é melhorada por reduzir o conteúdo de S na chapa de aço para 0,001% ou menor, como um resultado de que a quantidade de descamação de incrustação durante trabalho a quente é significativamente reduzida.

[006] Literatura de Patente 3 revela uma composição de chapa de aço em que adesão de incrustação gerada é melhorada por reduzir o conteúdo de S para ser 0,001% ou menor e incorporar um elemento de terra rara em um conteúdo de 0,0002% ou superior. Literatura de Patente 4 revela uma composição de chapa de aço em que adesão de incrustação gerada é melhorada através de uma redução no conteúdo de S para 0,001% ou menor, e crescimento de incrustação pode ser suprimido através da incorporação de 0,2% ou mais de Al, como um resultado de que a quantidade de descamação de incrustação durante trabalho a quente é significativamente reduzida.

[007] Entre elementos de liga, Si é efetivo em termos de aumento de resistência enquanto protegendo ductilidade. Por conseguinte, chapas de aço de conteúdo de Si aumentado são usadas como chapas de aço de excelente equilíbrio de resistência-ductilidade; adicionalmente, Si é um elemento útil na fabricação de um componente de aço por pressão a quente em termos de reduzir variabilidade de dureza no componente de aço, por extrair um efeito superior de supressão de altotêmpera de martensita que ocorre durante o processo de conformação. No entanto, Literatura de Patente 1 a Literatura de Patente 4 acima são problemáticas no que diz respeito a estabilidade de dureza do componente fabricado, dado o baixo conteúdo de Si na chapa de aço.

[008] Literatura de Patente 5 revela o recurso de distribuir recessos, em uma densidade de pelo menos 10 recessos / 10000 μm2, sobre a superfície de uma chapa de aço, em uma proporção de área de 7% ou mais. Literatura de Patente 6 revela o recurso de prescrever a forma da superfície de chapa de aço para ter irregularidades que satisfazem uma relação R = L1/L2 x 100 > 110% entre um comprimento de linha de superfície L1, um comprimento de linha reta L2 e uma proporção de comprimento de linha de superfície R, por observação de seção transversal; a porção de fundo de incrustação penetra assim nos recessos da superfície de chapa de aço durante pressão a quente, pelo que a incrustação se torna proximamente aderida para o metal de base, de modo que se torna possível prevenir descamação de incrustação durante pressão a quente. Literatura de Patente 5 e Literatura de Patente 6 revelam ainda um recurso em que, a fim de conformar a superfície de chapa de aço acima, a quantidade de chanfro por decapagem é definida para 20 μm ou menos, ou seja, um estado é provocado de presença residual de recessos na superfície da superfície decapada, sem eficientemente realizar decapagem até dissolução homogênea do metal de base. Adesão física de incrustação é melhorada como um resultado. As chapas de aço que são usadas nos exemplos de Literaturas de Patente 5 e 6 tem conteúdo de Si baixo e/ou conteúdo de Mn baixo. Quando conteúdo de Mn é baixo, no entanto, variabilidade na dureza do componente após prensagem a quente é grande, o que é problemático.

[009]As tecnologias reveladas nas Literaturas de Patente 1 a 6 envolvem suprimir derramamento / descamação de incrustação através de supressão de geração de incrustação durante prensagem a quente. Em uma operação real, no entanto, a temperatura de aquecimento, tempo deaquecimento e assim por diante flutuam durante conformação por pressão a quente. Por conseguinte, derramamento / descamação de incrustação podem ocorrem em alguns casos dependendo das condições de conformação por pressão a quente. Em particular, um problema surge em que derramamento / descamação de incrustação não podem ser prevenidos confiavelmente, por recorrer às tecnologias acima sozinhas, em certos locais onde a condição de conformação por pressão a quente precisa ser controlada rigorosamente. LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA DE PATENTE [PTL 1] Publicação de Patente Não Examinada Japonesa No. 2011-099149 [PTL 2] Publicação de Patente Não Examinada Japonesa No. 2010-174302 [PTL 3] Publicação de Patente Não Examinada Japonesa No. 2010-174306 [PTL 4] Publicação de Patente Não Examinada Japonesa No. 2010-174307 [PTL 5] Publicação de Patente Não Examinada Japonesa No. 2008-240046 [PTL 6] Publicação de Patente Não Examinada Japonesa No. 2008-240047

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] É um objeto da presente invenção, alcançado na luz das considerações acima, fornecer um método para fabricar um componente de aço através de conformação por pressão a quente usando uma chapa de aço tendo uma quantidade comparativamente alta de Si, tal que o método permite realizar conformação por pressão a quente satisfatoriamente e permite fabricar um componente de aço de características de aparência superior, através de supressão confiável de derramamento / descamação de incrustação durante conformação por pressão a quente, mesmo sem restringir condições de conformação por pressão a quente para um intervalo estreito, e fornecer uma chapa de aço para conformação a quente que é útil no método acima.

[0011] A chapa de aço para conformação a quente da presente invenção que atende o objetivo global inclui, em proporção de massa, C: 0,15% a 0,35%; Si: 1,0% a 3,0%; Mn: 1,0% a 3,0%; Al: mais de 0% a 0,10%; Ti: ([N]x48/14)% a 0,10% (onde [N] denota a quantidade de N na chapa de aço); B: 5 ppm a 50 ppm; P: mais de 0% a menos de 0,015%; S: mais de 0% a 0,010%; e N: mais de 0% a 0,010%, o equilíbrio sendo ferro e impurezas inevitáveis, em que a concentração de oxigênio média a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm em uma direção de espessura de chapa é 0,70 % em massa ou superior.

[0012] Em uma modalidade preferida da presente invenção, a concentração de oxigênio média a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm em uma direção de espessura de chapa é 0,85% em massa ou superior.

[0013] Preferivelmente, a chapa de aço para conformação a quente adicionalmente tem outros elementos, em proporção de massa: um ou mais do grupo consistindo de: Cr: mais de 0% a 1,0%; Mo: mais de 0% a 0,5%; e um ou mais de entre V, Nb e W: mais de 0% a 0,5%.

[0014] A presente invenção engloba também um método para fabricar um componente de aço conformado por pressão a quente usando a chapa de aço para conformação a quente. O método de fabricação é um método para fabricar um componente de aço conformado por pressão a quente através de aquecimento e conformação por pressão a quente da chapa de aço para conformação a quente, em que o aquecimento é realizado em uma temperatura de 1100oC ou inferior, um tempo de permanência em uma atmosfera oxidante e em 800oC ou superior é definido para 40 segundos ou menos dentro de um período de tempo a partir do início de aquecimento até conclusão de conformação por pressão a quente, e uma temperatura de início da conformação por pressão a quente é definida para 600oC ou superior.

[0015] A presente invenção permite confiavelmente suprimir derramamento / descamação de incrustação durante a conformação por pressão a quente, e permite boa conformação por pressão a quente, sem restrição de condições de conformação por pressão a quente para um intervalo estreito, em conformação por pressão a quente em que é usada chapa de aço de conteúdo de Si comparativamente alto. Como um resultado é obtido um componente de aço que é livre de arranhões por pressão ou semelhantes que ostentam tanto aparência bonita e alta resistência. Mais ainda, contaminação de molde é suprimida, o que permite reduzir significativamente o número de reparos de molde.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] As Figuras 1A e 1B ilustram resultados de medições de Espectometria de Emissão Óptica de Descarga Incandescente (GDOES) em exemplo, em que Figura 1A ilustra resultados para chapa de aço No. 2 em Tabela 2 e Figura 1B ilustra resultados para chapa de aço No. 1 na Tabela 2; As Figuras 1A e 2B são conjuntos de micrografias de SEM (Microscópio de Elétron de Varredura) de seções transversais na direção de espessura de chapa, incluindo uma camada de superfície, de uma chapa de aço, em que Figura 2A ilustra resultados para chapa de aço No. 2 na Tabela 2 e Figura 2B ilustra resultados para chapa de aço No. 1 na Tabela 2; A Figura 3 é um diagrama de vista lateral esquemático de um dispositivo de teste de reprodução de trabalho usado em um teste de conformação a quente em exemplos; A Figura 4 é um diagrama ilustrando um padrão de aquecimento-arrefecimento em um teste de conformação a quente em exemplos; As Figuras 5A e 5B são conjuntos de fotografias de superfícies de componentes de aço em exemplo, em que Figura 5A ilustra uma fotografia de um componente de aço de Experimento No. 11B e Figura 5B ilustra uma fotografia de um componente de aço de Experimento No. 11A na Tabela 3-1; e As Figuras 6A a 6C são conjuntos de diagramas ilustrando a relação entre condições conformação por pressão a quente e adesão de incrustação em exemplos, em que Figura 6A ilustra um caso onde chapa de aço No. 2 é usada, Figura 6B ilustra um caso onde chapa de aço No. 3 é usada, e Figura 6C ilustra um caso onde chapa de aço No. 1 é usada.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES

[0017] A fim de resolver os problemas acima, os inventores realizaram primeiramente pesquisa extensiva focando em chapas de aço para conformação por pressão a quente. Como um resultado, os inventores conjecturaram que é suficiente provocar um estado em que um óxido está presente dentro de uma chapa de aço, especificamente um estado em que um óxido está presente em uma região a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm na direção de espessura de chapa, ou seja, um estado em que existe uma camada de óxido interno, especificamente, um estado em que um óxido está presente em pelo menos um de entre fronteiras de grão e o interior de grãos, e aperfeiçoaram a presente invenção na base desta conjectura. Uma chapa de aço usada em conformação por pressão a quente é também referida daqui em diante como “vazio”. Daqui em diante, a região a partir da superfície mais exterior de uma chapa de aço até uma profundidade de 10 μm na direção de espessura de chapa é também referida como uma “camada de superfície”.

[0018] Quando uma chapa de aço tendo a camada de óxido interno acima é exposta a alta temperatura em uma atmosfera oxidante, por exemplo, uma atmosfera de ar, a camada de superfície incluindo a camada de óxido interno é transformada inteiramente em uma camada de incrustação de óxido. O óxido que compõe a camada de óxido interno, especificamente partículas de óxido interno contendo elementos como Si e Mn, agrega em interfaces com o metal de base. É considerado que adesão entre o metal de base e a incrustação de óxido é melhorada pelas partículas de óxido interno que agregam em interfaces com o metal de base, como um resultado de que descamação e desanexação da incrustação de óxido durante conformação por pressão a quente podem ser suprimidas, ou seja, adesão de alta temperatura de incrustação pode ser melhorada.

[0019] A concentração de oxigênio média a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm na direção de espessura de chapa foi usada na presente invenção como um indicador a fim de compreender a extensão do óxido interno. Daqui em diante, a “concentração de oxigênio média a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm na direção de espessura de chapa” será referida como ”concentração de oxigênio de camada de superfície”. A razão para usar a concentração de oxigênio de camada de superfície como um indicador é que foi determinado que a concentração de oxigênio em uma região a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm na direção de espessura de chapa contribui para melhorar adesão da incrustação de óxido em alta temperatura, como ilustrado nos exemplos descritos abaixo.

[0020] Na presente modalidade, conformação por pressão a quente foi realizada usando chapas de aço tendo várias concentrações de oxigênio de camada de superfície, e as características de superfície do componente de aço obtido foram observadas visualmente, como ilustrado nos exemplos descritos abaixo, para avaliar uma relação entre a concentração de oxigênio de camada de superfície das chapas de aço e as características de superfície do componente de aço obtido. Como um resultado, foi encontrado que se a concentração de oxigênio de camada de superfície é definida para 0,70 % em massa ou superior, derramamento / descamação de incrustação a partir da superfície de chapa de aço durante conformação por pressão a quente são confiavelmente suprimidos, e o componente de aço obtido exibe boa aparência mesmo sem restringir condições de conformação por pressão a quente para um intervalo estreito. A concentração de oxigênio de camada de superfície é de preferência 0,80 % em massa ou superior, de preferência 0,85 % em massa ou superior, ainda mais de preferência 0,85 % em massa ou superior, e ainda mais de preferência 0,90 % em massa ou superior. Um componente de aço de pressão a quente obtido usando uma chapa de aço que satisfaz a concentração de oxigênio de camada de superfície acima permite remover incrustação de óxido, após prensagem a quente, de acordo com o método convencionalmente recorrido, tal como jateamento, e permite realizar depois disso soldagem e / ou revestimento sem qualquer problema.

[0021] Por outro lado, capacidade de solda do componente de aço é comprometida no caso de uma chapa de aço em que a concentração de oxigênio de camada de superfície é excessivamente alta. Tal sendo o caso, o limite superior da concentração de oxigênio de camada de superfície é de preferência definido para cerca de 1,30 % em massa ou inferior. O limite superior da concentração de oxigênio de camada de superfície é mais de preferência definido para cerca de 1,20 % em massa ou inferior, ainda mais de preferência definido para cerca de 1,10 % em massa ou inferior.

[0022] Mesmo se a concentração de oxigênio de camada de superfície é inferior a 0,70 % em massa, em alguns casos derramamento / descamação de incrustação são suprimidos por restringir, para um intervalo limitado, condições de conformação por pressão a quente que incluem, por exemplo, a temperatura de aquecimento e o tempo de permanência em uma atmosfera oxidante e em alta temperatura. Como descrito acima, no entanto, a temperatura de aquecimento, tempo de aquecimento e assim por diante flutuam durante conformação por pressão a quente em uma operação real, e restringir as condições para o intervalo estreito acima é difícil. Por conseguinte, derramamento / descamação de incrustação não pode ser suprimido confiavelmente em um caso em que é usada uma chapa de aço tendo uma concentração de oxigênio de camada de superfície inferior a 0,70 % em massa.

[0023] A concentração de oxigênio de camada de superfície pode ser realizada através da medição de um perfil de concentração de oxigênio na direção de profundidade de espessura de chapa, por Espectometria de Emissão Óptica de Descarga Incandescente ilustrada nos exemplos descritos acima.

[0024] A composição química da chapa de aço é estabelecida como descrito abaixo, a fim de realizar conformação por pressão a quente satisfatoriamente e proteger características como resistência e capacidade de solda no componente de aço que é obtido através da conformação por pressão a quente. Nas composições químicas descritas abaixo, “%” denota “% em massa”, e “ppm” denota “ppm em massa”. C: 0,15% a 0,35%

[0025] A quantidade de C na chapa de aço é definida para 0,15% ou superior a fim de obter um componente de aço de alta resistência, por exemplo, um componente de aço tendo resistência a tensão de 1180 MPa ou superior. A quantidade de C é de preferência 0,17% ou superior, mais de preferência 0,20% ou superior. O limite superior da quantidade de C é 0,35% ou inferior, a partir do ponto de vista da capacidade de solda do componente de aço. A quantidade de C é de preferência 0,30% ou inferior, mais de preferência 0,25% ou inferior. Si: 1,0% a 3,0%

[0026] Aqui Si é um elemento necessário a fim de aumentar resistência de amolecimento de têmpera e garantir alta resistência. Ainda, Si tem o efeito de aumentar ductilidade sem incorrer em queda de resistência, como descrito acima, e é um elemento efetivo em termos de reduzir variabilidade na dureza do componente, através de supressão do amolecimento de têmpera de martensita. Se a quantidade de Si é pequena, a camada de óxido interna não é gerada suficientemente, e a concentração de oxigênio de camada de superfície não é obtida. A fim de extrair estes efeitos, a quantidade de Si é definida para ser 1,0% ou superior. A quantidade de Si é de preferência 1,05% ou superior, mais de preferência 1,10% ou superior, e ainda mais de preferência 1,14% ou superior. Quando a quantidade de Si é excessiva, a concentração de oxigênio de camada de superfície da chapa de aço se torna da mesma maneira excessiva, e a capacidade de solda do componente de aço obtido é comprometida. Por conseguinte, a quantidade de Si é definida para ser 3,0% ou inferior. A quantidade de Si é de preferência 2,5% ou inferior, mais de preferência 2,0% ou inferior. Mn: 1,0% a 3,0%

[0027] Aqui, Mn é um elemento necessário a fim de aumentar a capacidade de endurecimento da chapa de aço e para obter um componente de alta resistência. Tal sendo o caso, a quantidade de Mn é definida para 1,0% ou superior. A quantidade de Mn é de preferência 1,1% ou superior, mais de preferência 1,3% ou superior, ainda mais de preferência 1,5% ou superior, e ainda mais de preferência 1,8% ou superior. Mesmo se a quantidade de Mn excede 3,0%, no entanto, o efeito de Mn nivela dando crescimento a um aumento de custos. Por conseguinte, a quantidade de Mn na presente invenção é definida para 3,0% ou inferior. A quantidade de Mn é de preferência 2,8% ou inferior, mais de preferência 2,5% ou inferior. Al: mais de 0% a 0,10%

[0028] Aqui, Al é um elemento usado para o propósito de desoxidação, e o conteúdo de Al pode ser 0,01% ou superior. No entanto, aumentar a quantidade de Al se traduz em um efeito pronunciado de elevação do ponto Ac3. Como um resultado, se torna necessário aumentar a temperatura de aquecimento durante prensagem a quente, e óxidos formam mais prontamente na superfície de chapa de aço. Eficiência de produção se torna da mesma forma mais pobre. Por conseguinte, a quantidade de Al é definida para ser 0,10% ou inferior, de preferência 0,050% ou inferior. Ti: ([N]x48/14)% a 0,10% (onde [N] denota a quantidade de N na chapa de aço; igualmente daqui em diante)

[0029] Aqui, Ti é um elemento efetivo em termos de proteger capacidade de endurecimento através de fixação de N na forma de TiN, e por mediante a presença de B em um estado de solução sólido. A partir deste ponto de vista o conteúdo de Ti é ([N]x48/14)% ou superior. O conteúdo de Ti é de preferência 0,015% ou superior, levando em consideração o nível de N em aço em processos de fabricação de aço normais. Quando a quantidade de Ti é excessiva, por outro lado, a resistência da chapa de aço se torna maior do que o necessário e a vida de ferramentas de corte e perfuração é menor, o que se traduz em maiores custos. Por conseguinte, a quantidade de Ti é definida para ser 0,10% ou inferior. A quantidade de Ti é de preferência 0,07% ou inferior, mais de preferência 0,05% ou inferior. B: 5 ppm a 50 ppm

[0030] Aqui, B é um elemento que aumenta a capacidade de endurecimento do material de aço e contribui para aumentar a resistência do componente de aço. Para extrair o efeito acima, B é incorporado em uma quantidade de 5 ppm ou superior através da incorporação de Ti nas quantidades definidas acima. A quantidade é de preferência 15 ppm ou superior, mais preferência 20 ppm ou superior. Quando o conteúdo de B é excessivo, BN é conformado em excesso e dureza pode ser comprometida. Por conseguinte, a quantidade de B é mantida em 50 ppm ou inferior. A quantidade de B é de preferência 40 ppm ou inferior, mais de preferência 35 ppm ou inferior.

[0031] Os componentes no material de aço, ou seja, vazio ou componente de aço de acordo com a presente invenção são como descritos acima, e o equilíbrio é ferro e impurezas inevitáveis como P, S, N, O e semelhantes. Quanto a P e S entre impurezas inevitáveis, P é de preferência reduzido para ser menor que 0,015%, mais de preferência 0,013% ou inferior, e ainda mais de preferência 0,010% ou inferior, em termos de proteger, por exemplo, capacidade de solda. Ainda, S é de preferência reduzido para 0,010% ou inferior, mais de preferência 0,008% ou inferior, e ainda mais de preferência 0,005% ou inferior. Quando a quantidade de N é excessiva, dureza após conformação a quente se torna mais pobre, e capacidade de solda e semelhantes podem ser comprometidos. Por conseguinte, a quantidade de N é mantida de preferência em 0,010% ou inferior, mais de preferência 0,0080% ou inferior, e ainda mais de preferência 0,0050% ou inferior. Ainda, O aumenta falhas de superfície, e portanto é de preferência mantido em 0,010% ou inferior, mais de preferência 0,0080% ou inferior.

[0032] Os elementos descritos abaixo podem ser ainda incorporados, como outros elementos, em quantidades tal que o efeito da presente invenção não é comprometido.

[0033] Um ou mais elementos selecionados do grupo consistindo de: Cr: mais de 0% a 1,0%; Mo: mais de 0% a 0,5%; e um ou mais de entre V, Nb e W: mais de 0% a 0,5%.

[0034] Aqui, Cr é um elemento efetivo afim de melhorar a capacidade de endurecimento da chapa de aço. Ainda, Cr é um elemento efetivo em termos de proteger resistência de oxidação superior em que incrustação não conforma prontamente durante aquecimento antes de prensagem. O conteúdo de Cr é de preferência definido para 0,1% ou superior a fim de extrair estes efeitos. Mais de preferência, o conteúdo de Cr é definido para 0,2% ou superior. Se a quantidade de Cr é excessiva, o efeito de Cr nivela enquanto eleva um aumento nos custos. Portanto, a quantidade de Cr é de preferência definida para 1,0% ou inferior. A quantidade de Cr é mais de preferência 0,8% ou inferior, ainda mais de preferência 0,5% ou inferior.

[0035] Aqui, Mo é um elemento efetivo a fim de melhorar a capacidade de endurecimento da chapa de aço. O conteúdo de Mo é de preferência definido para 0,05% ou superior a fim de extrair este efeito. Mais de preferência, o conteúdo de Mo é definido para 0,10% ou superior. Se a quantidade de Mo é excessiva, no entanto, o efeito de Mo nivela enquanto eleva um aumento nos custos. Portanto, a quantidade de Mo é de preferência definida para 0,5% ou inferior. A quantidade de Mo é mais de preferência definida para 0,4% ou inferior, ainda mais de preferência 0,3% ou inferior.

[0036] Por estar presente na forma de carbonetos na chapa de aço, V, Nb e W extraem o efeito de suprimir engrossamento da microestrutura da chapa de aço durante aquecimento para prensagem a quente, e são assim úteis em termos de melhorar a dureza do componente de aço. Os elementos anteriores podem ser incorporados isoladamente ou em combinações de dois ou mais elementos. A quantidade total dos elementos anteriores é de preferência definida para 0,01% ou superior, a fim de suficientemente trazer o efeito acima. Mais de preferência, a quantidade total acima é 0,03% ou superior. Se o conteúdo dos elementos acima é excessivo, no entanto, o efeito dos elementos nivela enquanto dando elevação a um aumento de custos. Por conseguinte, a quantidade total dos elementos anteriores é de preferência 0,5% ou inferior. Mais de preferência, a quantidade total anterior é 0,3% ou inferior, ainda mais de preferência 0,2% ou inferior, e ainda mais de preferência 0,1% ou inferior.

MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UMA CHAPA DE AÇO

[0037] Meios que podem ser recorridos a fim de obter uma chapa de aço que satisfaz uma concentração de oxigênio de camada de superfície por ativamente causar um óxido estar presente pelo menos em uma de entre fronteiras de grão e interiores de grão da camada de superfície de chapa de aço, incluem (i) recolher a chapa de aço em alta temperatura após laminação a quente, e (ii) encolher o tempo de decapagem durante decapagem. Meios (i) e (ii) são explicados abaixo. Sobre (i):

[0038] Uma vez que laminação a quente em um intervalo de temperatura de laminação de fim, por exemplo, de 850 a 950° C é terminada, a chapa de aço é bobinada em uma temperatura de bobinagem de 600°C ou superior. Através de tal bobinagem em alta temperatura uma chapa de aço é obtida que tem uma camada de óxido interna. Mais de preferência, a temperatura de bobinagem é 620°C ou superior, ainda mais de preferência 630°C superior, e ainda mais de preferência 650°C superior. Por outro lado, a camada de óxido interna da chapa de aço é excessivamente espessa quando a temperatura de bobinagem é excessivamente alta. Fabricar um componente de aço por usar tal uma chapa de aço resulta em capacidade de solda comprometida do componente de aço. Por conseguinte, o limite superior da temperatura de bobinagem é de preferência definido em cerca de 800°C ou inferior. Sobre (ii):

[0039] No caso de uma chapa de aço contendo uma grande quantidade de Si, decapagem que é realizada depois de bobinagem envolve ordinariamente aumentar a quantidade de dissolução, por exemplo, através de definição de um tempo de decapagem mais longo, para remover como um resultado não apenas a superfície de chapa de aço, mas também a camada de óxido interna, incluindo óxido de fronteira de grão e semelhante, por exemplo, como revelado em Publicação de Patente Não Examinada Japonesa No. 2012-219366. Na presente invenção, no entanto, decapagem é mantida para o mínimo necessário, a partir do ponto de vista de ativamente deixar uma camada de óxido interna que é conformada como um resultado da bobinagem de alta temperatura acima. A presente invenção difere dos casos convencionais no que diz respeito ao recurso de encurtamento, assim, do tempo de decapagem.

[0040] Condições de decapagem incluem, por exemplo, tipo de ácido na solução de decapagem: ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido nítrico, ou um ácido misturado contendo ácido nítrico; concentração de ácido: 5 a 30 % em massa; e temperatura da solução de decapagem: 50 a 100°C. Para definir as condições de decapagem é preferível verificar de antemão a relação entre a quantidade residual da camada de óxido interna antes de decapagem e as condições de decapagem, especificamente o tipo de ácido da solução de decapagem, a concentração de ácido, a temperatura da solução de decapagem, o tempo de decapagem e assim por diante, a fim de compreender o intervalo de condição de decapagem em que a camada de óxido interna não é removida.

[0041] Métodos concebíveis para suprimir dissolução / remoção da camada de óxido interna incluem, por exemplo, adicionar, para a solução de decapagem, um inibidor, que é uma substância que absorve na superfície de chapa de aço e suprime decapagem excessiva. No entanto, este método é ineficaz no caso de uma chapa de aço tendo uma camada de óxido interna, como explicado a seguir. No processo de decapagem normal, o inibidor é adicionado para remover apenas a camada de incrustação de óxido da superfície de chapa de aço, enquanto minimizando dissolução do metal de base tanto quanto possível. No caso de usar um solução de decapagem contendo inibidor para decapagem de uma chapa de aço tendo nenhuma camada de óxido interna, por exemplo, uma chapa de aço que é obtida através de redução da temperatura de bobinagem, o inibidor se torna absorvido na superfície de metal de base mediante remoção da camada de incrustação de óxido da superfície de chapa de aço, e dissolução do metal de base é suprimida como um resultado. Quando decapagem por contraste de uma chapa de aço tendo uma camada de óxido interna usando uma solução de decapagem tendo um inibidor adicionado à mesma, as fronteiras de grão com o metal de base são prontamente erodidas pelo ácido, apesar do fato que um inibidor foi adicionado, devido à presença de partículas de óxido nas fronteiras de grão. Assim, a camada de óxido interna útil também é dissolvida e removida quando a chapa de aço é imersa na solução de decapagem e deixada neste estado por mais tempo que o necessário. Um método que envolve adicionar um inibidor que é ordinariamente usado para suprimir decapagem excessiva é insuficiente como um método para suprimir dissolução e remoção da camada de óxido interna. Como descrito acima, é melhor definir condições de decapagem depois de ter alcançado de antemão uma relação entre as condições de decapagem e a quantidade residual de camada de óxido interna depois de decapagem.

[0042] A camada de aço da presente invenção inclui uma chapa de aço laminada a quente que é obtida através de decapagem, uma chapa de aço laminada a frio ainda obtida através de laminagem a frio, e uma chapa de aço ainda obtida através de recozimento da chapa de aço laminada a frio. Método para fabricar um componente de aço

[0043] Derramamento / descamação de incrustação são suprimidos por usar, para conformação por pressão a quente, uma chapa de aço com concentração de oxigênio de camada de superfície. No entanto, as condições durante conformação por pressão a quente precisam ser controladas como descrito abaixo a fim de suprimir confiavelmente derramamento / descamação de incrustação.

[0044] Temperatura de aquecimento T1: 1100°C ou inferior.

[0045] Incrustações formam prontamente quando a temperatura de aquecimento T1 antes de conformação por pressão a quente é excessivamente alta, e incrustação derrama prontamente como um resultado, mesmo quando usando uma chapa de aço prescrita. Na presente invenção, portanto, a temperatura de aquecimento T1 é definida 1100°C ou inferior. De preferência, a temperatura de aquecimento T1 é 1050°C ou inferior, mais de preferência 1000°C ou inferior, ainda mais de preferência 980°C ou inferior e ainda mais de preferência 950°C ou inferior. A fim de unificar a estrutura em martensita e proteger alta resistência no componente de chapa de aço, por outro lado, a temperatura de aquecimento é preferência definida para 850°C ou superior, mais de preferência 880°C ou superior.

[0046] A atmosfera de aquecimento pode ser uma atmosfera oxidante, uma atmosfera de redução ou uma atmosfera não oxidante. A chapa de aço não precisa ser mantida em acima de temperatura de aquecimento, mas neste caso onde a atmosfera de aquecimento é uma atmosfera oxidante, a chapa de aço pode ser mantida dentro de um intervalo de modo que o “tempo de permanência em uma atmosfera oxidante e em 800°C ou superior” descrito abaixo é 40 segundos ou menos. Em um caso onde a atmosfera durante aquecimento é uma atmosfera de redução ou uma atmosfera não oxidante, a chapa de aço pode ser mantida dentro de um intervalo de 15 minutos ou menos, independente da limitação de tempo de permanência acima. A taxa de aquecimento em que a temperatura é aquecida a partir da temperatura ambiente para a temperatura de aquecimento acima não é particularmente limitada desde que o tempo de permanência seja 40 segundos ou menos no caso onde a atmosfera de aquecimento é uma atmosfera oxidante, e não é particularmente limitada no caso onde a atmosfera de aquecimento é uma atmosfera de redução ou atmosfera não oxidante.

[0047] Tempo de permanência em uma atmosfera oxidante e em 800°C ou superior a partir do início de aquecimento até conclusão de conformação por pressão a quente: 40 segundos ou menos.

[0048] É considerado que quando o tempo de permanência na atmosfera oxidante em alta temperatura é excessivamente longo, incrustação de óxido se torna mais espessa, rachaduras geram na incrustação, e a incrustação derrama prontamente, mesmo se adesão entre o metal de base e incrustação é alta. Na presente invenção, por conseguinte, o tempo de permanência em uma atmosfera oxidante e em 800°C ou superior foi definido para 40 segundos ou menos dentro de um período de tempo a partir do início de aquecimento até conclusão de conformação por pressão a quente na conformação por pressão a quente. O tempo de permanência é de preferência 35 segundos ou menos, mais de preferência 32 segundos ou menos, e ainda de preferência 30 segundos ou menos, 25 segundos ou menos, 22 segundos ou menos, e particularmente de preferência 20 segundos ou menos. O limite inferior do tempo de permanência é definido cerca de 5 segundos, a partir do ponto de vista de agregação da camada de óxido interna na interface.

[0049] A limitação do tempo de permanência se aplica a um caso onde a atmosfera é uma atmosfera oxidante, mas não nos casos onda a atmosfera é uma atmosfera não oxidante ou uma atmosfera de redução. Isto é por causa de geração de incrustação de óxido de incrustação completa durante aquecimento virtualmente não ocorre no caso de uma atmosfera não oxidante ou uma atmosfera de redução. Por conseguinte, em um caso onde, por exemplo, a atmosfera em que a chapa de aço é mantida a partir do início de aquecimento, até atingir a temperatura de aquecimento e enquanto mantida na temperatura de aquecimento, é uma atmosfera não oxidante ou uma atmosfera de redução, após o que a chapa de aço é exposta para uma atmosfera de ar, então o ponto de tempo em que a chapa de aço é exposta à atmosfera de ar, ou seja, o ponto no tempo em que a chapa de aço é exposta à atmosfera oxidante, é tomado aqui como o tempo de início do tempo de permanência.

[0050] Temperatura de início de conformação por pressão a quente: 600°C ou superior.

[0051] É considerado que quando a temperatura de início de conformação por pressão a quente é excessivamente baixa, ou seja, quando a temperatura do vazio no tempo em que parte do vazio entra em contato com um molde pela primeira vez é excessivamente baixa, a ductilidade de incrustação em si é pobre, e derramamento de incrustação ocorre durante conformação neste caso também. A temperatura de início da conformação por pressão a quente pode também ser referida a seguir como “temperatura de início de conformação”. Na presente invenção, a temperatura de início de conformação é definida para 600°C ou superior. Temperatura de início de conformação é de preferência 650°C ou superior, mais de preferência 680°C ou superior. O limite de temperatura da temperatura de início de conformação pode ser definido, por exemplo, para 800°C ou inferior.

[0052] De outro modo, as condições na conformação por pressão a quente são não particularmente limitadas. Conformação por pressão a quente pode ser realizada apenas uma vez ou um pluralidade de vezes. A partir do ponto de vista da produtividade de pressão, o ponto morto de fundo durante conformação pode ser mantido por 15 segundos ou menos, sendo um intervalo que inclui 0 segundos, ou seja, sem manter no ponto morto de fundo. Arrefecimento depois de liberação de molde não é particularmente restrito, e pode envolver, por exemplo, arrefecimento natural.

[0053] O presente pedido reivindica o direito de propriedade com base em Pedido de Patente Japonês No. 2013267835, depositado em 25 de dezembro de 2013. Todo o conteúdo da especificação do Pedido de Patente Japonês No. 2013-267835, depositado em 25 de dezembro de 2013 foi incorporado no presente pedido por referência.

EXEMPLOS

[0054] A presente invenção será explicada a seguir por meio de exemplos, mas a invenção não é limitada aos exemplos abaixo, e não é necessário dizer pode ser incorporada incluindo modificações apropriadas, dentro do escopo, que são compatíveis com a essência na divulgação acima e abaixo, todas tais modificações sendo englobadas dentro do escopo técnico da invenção.

EXEMPLO 1

[0055] No exemplo 1 chapas de aço foram avaliadas como segue. Uma chapa de aço tendo a composição química dada na Tabela 1 foi fundida em um conversor, e uma chapa de 230 mm de espessura foi produzida através de fusão contínua. A chapa foi então laminada a quente. Laminação a quente envolveu aquecer a chapa a 1250° C em um forno de aquecimento seguido por laminagem grosseira e laminagem final, para trazer a espessura da chapa para 2,3 mm. Em seguida, a chapa foi resfriada para a temperatura de bobinagem ilustrada na Tabela 2, e foi bobinada na forma de uma bobina. A bobina foi submetida, depois disso, a decapagem. Em todos os casos, a solução de decapagem que foi usada foi ácido clorídrico em uma concentração de 10% em massa e temperatura de solução de 83°C como ilustrado na Tabela 2.

[0056] Como um experimento preliminar no processo de decapagem, primeiramente peças de teste de 50 mm2 foram cortadas a partir da chapa de aço após laminagem. No laboratório, as peças de teste foram tratadas com a solução de decapagem na forma de ácido clorídrico em uma concentração de 10% em massa e uma temperatura de solução de 83°C, enquanto modificando o tempo de decapagem para as respectivas peças de testem para realizar assim uma relação entre tempo de decapagem e extensão de presença residual da camada de óxido interna. A extensão de presença residual da camada de óxido interna foi verificada na base da massa antes de decapagem e depois de decapagem, e na base de observações de seção transversal. Os resultados revelaram que incrustação de óxido sozinha é removida em um tempo de decapagem de 30 segundos, pelo que não apenas a incrustação de óxido, mas também a camada de óxido interna em si é completamente removida em um tempo de decapagem de 86 segundos. Na luz das observações acima, o tempo de decapagem foi alterado como dado na Tabela 2 para modificar assim a extensão de presença residual da camada de óxido interna acompanhando remoção da incrustação de óxido gerada na superfície de chapa de aço.

[0057] Após decapagem, cada chapa de aço foi laminada a frio, como estava, para uma espessura de 1,4 mm, para fornecer uma chapa de aço laminada a frio respectiva.

[0058] Usando as chapas de aço laminadas a frio, a concentração de oxigênio de camada de superfície foi medida e um teste de conformação a quente para avaliação de adesão de incrustação a quente foi realizado da seguinte maneira. Medição de concentração de oxigênio de camada de superfície

[0059] A concentração de oxigênio de camada de superfície, ou seja, a “concentração de oxigênio média a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm na direção de espessura de chapa” foi medida por Espectometria de Emissão Óptica de Descarga Incandescente. A análise foi realizada usando o instrumento GDA 750 por SPECTRUMA ANALYTIK GmbH. As condições de medição incluíram um alvo de medição na forma de uma região tendo um diâmetro de 4 mm dentro da superfície de chapa de aço, potência de 50 W, gás argônio em uma pressão de 2,5 hectopascal, e o uso de uma fonte de descarga incandescente (GDS seco, Espectometria de Descarga Incandescente) modelo Scpectruma Alalytik-Grimm, com o pulso de medição definido para 50%.

[0060] Em termos mais detalhados, a concentração de oxigênio de camada de superfície foi calculada por realizar um perfil de concentração de oxigênio na direção de profundidade de uma peça de teste tendo sido cortada de uma porção central de largura de cada chapa de aço laminada a frio, integrando a concentração de oxigênio em uma região a partir da superfície mais exterior, ou seja, a partir de uma profundidade de 0 μm, para uma profundidade de 10 μm, e dividindo o valor integral por 10 μm. Esta medição foi realizada em um local das respectivas peças de teste tendo sido preparadas dos números de chapa de aço dados na Tabela 2. Os resultados são dados na Tabela 2. Tabela 1

* Equilíbrio: ferro e impurezas inevitáveis outras que P, S, N e O. Tabela 2

[0061] Tabela 2 revela o seguinte. O tempo de decapagem de chapa de aço No. 2 na Tabela 2 foi excessivamente longo, e por conseguinte, a concentração de oxigênio de camada de superfície foi baixo. Em chapa de aço No. 1, por contraste, a chapa de aço foi bobinada em alta temperatura depois de bobinagem e tempo de decapagem foi curto; portanto uma chapa de aço foi de concentração de oxigênio de camada de superfície suficientemente alta foi obtida como um resultado. Em chapa de aço No. 3 o tempo de decapagem foi ligeiramente mais longo do que em chapa de aço No. 1, e portanto a concentração de oxigênio de camada de superfície foi ligeiramente inferior do que de chapa de aço No. 1, dentro do intervalo prescrito da presente invenção.

[0062] A Figura 1A e Figura 1B mostram medição de GDOES de chapa de aço No. 2 e No. 1 na tabela 2, respectivamente. A Figura 2A e Figura 2B ilustram, respectivamente, micrografias de SEM de uma seção transversal, na direção de espessura de chapa, das chapas de aço de chapas de aço No. 2 e No. 1 de Tabela 2, incluindo as camadas de superfícies. O símbolo X na Figura 2 denota o resultado de observação de seção transversal da camada de óxido interna. Os gráficos nas Figuras 1A e 1B ilustram também um perfil de concentração de Si, para referência, além do perfil de concentração de oxigênio.

[0063] Uma comparação entre os resultados de medição de GDOES de chapa de aço No. 2, sendo um exemplo em que a concentração de oxigênio de camada de superfície foi insuficiente e virtualmente nenhuma camada de óxido interna foi conformada, e chapa de aço No. 1 sendo um exemplo em que a concentração de oxigênio de camada de superfície foi igual a ou superior que uma concentração dada e houve uma camada de óxido interna, revela que em chapa de aço No. 2 ilustrada na Figura 1A a concentração de oxigênio diminui bruscamente a partir da superfície mais exterior da chapa de aço para uma profundidade de cerca de 2 a 3 μm, e é substancialmente idêntica à concentração de oxigênio dentro da chapa de aço, ou seja, virtualmente nenhuma camada de oxigênio interna é conformada. Isto pode ser conseguido na Figura 2A a partir do fato que virtualmente nenhum óxido interno é gerado em uma região acima da linha tracejada. Em chapa de aço No. 1 ilustrada na Figura 1B, por contraste, é encontrado que o perfil de concentração de oxigênio a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm exibe uma curva suave, e oxigênio é suficientemente presente a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm, ou seja, uma camada de óxido interna é conformada. Isto pode ser alcançado na Figura 2B a partir do fato que uma camada de óxido interna está presente em uma região a partir da superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm, ou seja, em uma região acima da linha tracejada.

EXEMPLO 2

[0064] No exemplo 2 foi avaliado um método para fabricar um componente de aço. Em termos mais detalhados, um teste de conformação a quente foi realizado como descrito abaixo para avaliar adesão de incrustação de óxido a quente. Teste de conformação a quente

[0065] As chapas de aço bobinadas a frio foram cortadas para um tamanho de 1,4 mm (espessura) x 150 mm (largura) x 50 mm (comprimento), e foram desengorduradas, para produzir peças de teste respectivas. Um teste de conformação a quente foi realizado usando as peças de teste. O dispositivo de teste usado no teste foi um dispositivo de teste de reprodução de trabalho a quente “Thermomaster Z” com aquecedor elétrico, por Fuji Electronic Industrial Co., Ltd. Como ilustrado na figura 3, ferramentas para conformação por estiramento-expansão que consistem de um molde superior fixo 2 e um molde inferior 3 tendo uma mola de pressão 8 e uma peça de teste 4 foram instalados dentro do dispositivo de teste 1, e aquecimento de condução elétrico foi realizado usando eletrodos 5. Em seguida, o molde inferior 3 foi primeiramente elevado, para ensanduichar a peça de teste 4 entre o molde inferior e o molde superior fixo 2, e conformação a quente foi subsequentemente realizada por mover o perfurador de conformação de estiramento expansão 7 para cima. A temperatura da chapa de aço, como a peça de teste, pode ser aprendida usando um termoacoplamento 6. As condições de conformação a quente foram como segue. Condições de conformação a quente Atmosfera de aquecimento: atmosfera de ar Altura de conformação: 8 mm Taxa de conformação: 13 mm/s Tempo de manutenção de ponto morto de fundo de conformação: 0,1 s Diâmetro de perfurador pendurado: 20 mm Ponta R de perfurador pendurado: 10 mm

[0066] A Figura 4 ilustra um padrão de aquecimento arrefecimento realizado no presente exemplo. Na Figura 4, o símbolo Z denota o tempo de conformação por pressão a quente. Como a Figura 4 ilustra, a taxa de aquecimento média em que a temperatura é aquecida a partir de temperatura ambiente, sendo a temperatura de início de aquecimento, até a temperatura de aquecimento, ou seja, T1: 900°C, sendo a “temperatura atingida mais alta” no presente exemplo, foi definida para taxa de aquecimento média: 25°C/s. Uma vez que a temperatura atingida mais alta T1 foi atingida, aquecimento foi descontinuado imediatamente, ou seja, o tempo de manutenção t1 foi definido t1 = 0 segundos na temperatura atingida mais alta, e arrefecimento natural foi iniciado. A Figura 4 ilustra um estado t1 > 0 a fim de explicar o tempo de manutenção t1 na temperatura atingida mais alta. Conformação por pressão a quente foi iniciada no ponto de tempo em que a temperatura da chapa de aço atingiu a temperatura de início de conformação dada na Tabela 3-1 ou Tabela 3-2. Durante conformação, o ponto morto de fundo foi mantido por 0,1 segundos, depois do que o molde foi retraído e arrefecimento natural foi então permitido para prosseguir para temperatura ambiente.

[0067] No presente exemplo, a atmosfera a partir do início do aquecimento até a conclusão da conformação por pressão a quente foi uma atmosfera oxidante. Por conseguinte, o “tempo de permanência em uma atmosfera oxidante e em 800°C ou superior” foi realizado como um total de soma (th + t1 + tc) de um tempo th necessário para a temperatura atingir a temperatura atingida mais alta T1 a partir de 800°C, em um processo de aumento de temperatura, um tempo de manutenção t1 na temperatura atingida mais alta, e um tempo tc necessário para atingir 800°C a partir da temperatura atingida mais alta T1, em um processo de arrefecimento, como ilustrado no padrão de aquecimento arrefecimento de Figura 4.

Avaliação de adesão de incrustação

[0068] A superfície de cada componente de aço obtido na conformação por pressão a quente, ou seja, o componente de aço em um estado de ter arrefecido para temperatura normal, por arrefecimento natural, a partir de um estado provocado através de retração de molde após conformação por pressão a quente, foi observada visualmente, para avaliar a presença ou ausência de descamação de incrustação. Casos em que nenhuma descamação de incrustação foi observada foram classificados como OK, indicativo de boa adesão de incrustação, enquanto casos onde descamação de incrustação foi observada foram classificados como NG, indicativo de adesão de incrustação pobre. Os resultados são dados na Tabela 3-1 e Tabela 3-2.

[0069] As Figuras 5A e 5B ilustram fotografias de exemplo da superfície dos componentes de aço. A Figura 5A é uma fotografia de um componente de aço obtido em um exemplo onde a chapa de aço de Experimento No. 11B na Tabela 3-1, ou seja, chapa de aço No. 2, foi utilizada. A Figura 5A mostra descamação da superfície do componente de aço. A Figura 5B é uma fotografia de um componente de aço obtido em um exemplo onde a chapa de aço de Experimento No. 11A na Tabela 3-1, ou seja, chapa de aço No. 1, foi utilizada. A Figura 5B mostra um componente de aço obtido de boa aparência, sem descamação na superfície do componente de aço. Outros exemplos na Tabela 3-1 e os exemplos na Tabela 3-2 foram avaliados através de observação da superfície como nas Figuras 5A e 5B.

[0070] As Figuras 6A a 6C ilustram diagramas em que a relação entre as condições de conformação por pressão a quente prescritas na presente invenção e adesão de incrustação foram postas em conjunto usando os resultados na Tabela 3-1 e Tabela 3-2. De acordo com a Figura 6A, em um caso onde chapa de aço No. 2, ou seja chapa de aço tendo concentração de oxigênio de camada de superfície de 0,63% em massa foi usada para conformação por pressão a quente, adesão de incrustação foi pobre e adesão de incrustação superior não foi conseguida confiavelmente dentro do intervalo das condições de pressão a quente prescritas, dependendo das combinações destas condições, especificamente temperatura de aquecimento: 1100°C ou inferior, tempo de permanência em uma atmosfera oxidante e em 800°C ou superior dentro de um período de tempo a partir de início de aquecimento até conclusão de conformação por pressão a quente: 40 segundos ou menos; e temperatura de início da conformação por pressão a quente: 600°C ou superior. Por contraste, adesão de incrustação excelente foi obtida confiavelmente, dentro dos intervalos das condições de conformação por pressão a quente, em um caso onde chapa de aço No. 3 prescrita na presente invenção, ou seja, uma chapa de aço tendo uma concentração de oxigênio de camada de superfície de 0,85% em massa foi usada em conformação por pressão a quente, como ilustrado na Figura 6B, e em um caso onde chapa de aço No. 1, ou seja, uma chapa de aço tendo uma concentração de oxigênio de camada de superfície de 0,95% em massa foi usada em conformação por pressão a quente, como ilustrado na Figura 6C. Figuras 6A a 6C revelaram que a presente invenção permite suprimir descamação de incrustação durante conformação por pressão a quente, e obter confiavelmente um componente de aço de boa aparência, mesmo se o tempo de permanência prescrito é 22 segundos ou mais, em particular 32 segundos.

[0071] Incrustação descamada prontamente durante processo de conformação por pressão a quente, e adesão de incrustação superior não puderam ser conseguidos confiavelmente, em um caso onde a temperatura de início de conformação foi excessivamente baixa, como ilustrado em Experimentos Nos. 4A, 7A, 10A, e 13A na Tabela 3-1 e Tabela 3-2, e em um caso onde o tempo de permanência em 800°C ou superior em conformação por pressão a quente foi excessivamente longo, como ilustrado em Experimentos Nos. 14A a 18A em Tabela 3-2, mesmo quando usando para chapa de aço No. 1 de conformação por pressão a quente em que a concentração de oxigênio de camada de superfície foi 0,95% em massa. 1 Dispositivo de teste de reprodução de trabalho a quente 2 molde superior de pressurizador tipo fixo 3 molde inferior de pressurizador 4 peça de teste 5 eletrodo de aquecimento 6 termoacoplamento 7 perfurador pendurado 8 mola de pressurizador X camada de óxido interna Z conformação por pressão a quente

Claims

1. Chapa de aço para conformação a quente, caracterizada pelo fato de que consiste, em proporção de massa: C: 0,15% a 0,35%; Si: 1,1% a 3,0%; Mn: 1,0% a 3,0%; Al: mais de 0% a 0,10%; Ti: ([N]x48/14)% a 0,10% (onde [N] denota a quantidade de N na chapa de aço); B: 5 ppm a 50 ppm; P: mais de 0% a menos de 0,015%; S: mais de 0% a 0,010%; e N: mais de 0% a 0,010%, opcionalmente, em proporção de massa: Cr: mais de 0% a 1,0%, o equilíbrio sendo ferro e impurezas inevitáveis, em que a concentração de oxigênio média a partir de uma superfície mais exterior da chapa de aço até uma profundidade de 10 μm em uma direção de espessura de chapa é 0,70 % em massa ou superior.

2. Método para fabricar um componente de aço conformado por pressão a quente, caracterizado por aquecer e conformar por pressão a quente a chapa de aço para conformação a quente, conforme definida na reivindicação 1, em que o aquecimento é realizado em uma temperatura de aquecimento de 850 °C até 1100 °C, um tempo de permanência em uma atmosfera oxidante e a 800°C ou superior é definido de 5 segundos até 40 segundos dentro de um período de tempo a partir do início de aquecimento até conclusão de conformação por pressão a quente, e uma temperatura de início da conformação por pressão a quente é definida para 600 °C até 800 °C.