BR112016022053B1

BR112016022053B1 - Método para a produção de um produto plano de aço

Info

Publication number: BR112016022053B1
Application number: BR112016022053-6A
Authority: BR
Inventors: Alexander Gaganov; Wolfgang Gervers; Andreas Kern; Gabriel Kolek; Elena Schaffnit; Hans-Joachim Tschersich
Original assignee: Thyssenkrupp Steel Europe Ag; Thyssenkrupp Ag
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2021-04-27
Also published as: CN106133154A; ES2659544T3; JP2017512905A; CA2941202C; JP6603669B2; US10934602B2; US20170137911A1; RU2016141474A; RU2016141474A3; EP2924140A1; ES2745046T3; EP3305935B1; US20190203318A1; US10280477B2; SI2924140T1; PL2924140T3; KR20160137588A; CA2941202A1; DK3305935T3; DK2924140T3

Abstract

método para a produção de um produto plano de aço para produzir um produto plano de aço com um limite de elasticidade de > 700 mpa e com uma estrutura bainítica de > 70 % em volume, são realizadas as seguintes etapas operacionais de acordo com a invenção: a) fusão de uma massa fundida de aço, que (em % em peso) consiste em c: 0,05-0,08 %, si: 0,015-0,500 %, mn: 1,60-2,00 %, p: < 0,025 %, s: < 0,010 %, al: 0,020-0,050 %, n: < 0,006 %, cr: < 0,40 %, nb: 0,060-0,070 %, b: 0,0005-0,0025 %, ti: 0,090-0,130 %, bem como impurezas inevitáveis, o restante é fe; b) fundição da massa fundida para formar um lingote; c) reaquecimento do lingote para 1200-1300 °c; d) pré-laminação do lingote a 950-1250 ºc e com uma redução total do passe de < 50 %; e) laminação a quente pronta do lingote pré-laminado com uma temperatura final de laminação a quente de 800-880 ºc; f) resfriamento do produto plano de aço laminado a quente pronto dentro de < 10 s depois da laminação a quente pronta a 50-620 ºc com uma velocidade de resfriamento de <40 k/s; g) enrolamento do produto plano de aço laminado a quente pronto.

Description

[001] A invenção se refere a um método para a produção de um produto plano de aço com um limite de elasticidade de pelo menos 700 MPa e com uma estrutura bainítica de pelo menos 70 % em volume.

[002] No caso dos produtos planos de aço do tipo aqui em questão, trata-se tipicamente de produtos de laminação, tais como tiras de aço ou chapas, bem como de recortes e platinas produzidos a partir dos mesmos.

[003] Em particular, a invenção se refere a um método para a produção das chamadas “chapas grossas” altamente resistentes, que possuem uma espessura de pelo menos 3 mm.

[004] Todos os dados relativos aos teores das composições de aço indicadas no presente pedido se referem ao peso, desde que não seja citado expressamente de outro modo. Todos os “dados em %” não especificados em detalhes, que estão relacionados a uma liga de aço, devem ser entendidos, por conseguinte, como dados em “% em peso”.

[005] Produtos planos de aço altamente resistentes têm, em particular, na área de construção de veículos comerciais, uma importância cada vez maior, visto que esses possibilitam uma redução do peso morto do veículo e um aumento da carga útil. Um baixo peso não contribui apenas para a utilização ideal da capacidade técnica do respectivo agregado de acionamento, mas sim, apoia a eficiência de recursos, a otimização de custos e a proteção climática.

[006] Uma redução decisiva do peso morto de construções de chapas de aço pode ser obtida através de um aumento das propriedades mecânicas, em particular, da estabilidade do produto plano de aço respectivamente processado. Além de uma alta estabilidade, esperam-se, contudo, de produtos planos de aço modernos, previstos para a construção de veículos comerciais, mas também boas propriedades de tenacidade, um bom comportamento de resistência à ruptura frágil, bem como uma aptidão ideal para a moldagem a frio e para a solda.

[007] Sabe-se, que essa combinação de propriedades pode ser obtida através da seleção de um conceito de liga adequado e por um método de produção especial. No caso de métodos convencionais para produzir chapas grossas altamente resistentes com um limite de elasticidade mínimo de 700 MPa, procede-se tal como segue. Inicialmente, os lingotes são laminados a quente e depois da laminação esses são resfriados ao ar. Em seguida, as chapas são reaquecidas, endurecidas e submetidas a um tratamento de têmpera. O processo contém, portanto, várias etapas, para obter as propriedades mecânicas. As inúmeras etapas de produção associadas a esse processo levam a custos de produção comparativamente altos. Também é necessário um procedimento exato, para obter as propriedades de tenacidade e as qualidades superficiais desejadas.

[008] A partir do documento EP 2.130.938 A1 é conhecido um método para a produção de um produto plano de aço laminado a quente, no qual uma massa fundida é fundida para formar um lingote, que além de ferro e impurezas inevitáveis contém (em % em peso) 0,01 - 0,1 % em peso, de C, 0,01 - 0,1 % em peso, de Si, 0,1 - 3 % em peso, de Mn, não mais do que 0,1 % em peso, de P, não mais do que 0,03 % em peso, de S, 0,001 - 1 % em peso, de Al, não mais do que 0,01 % em peso, de N, 0,005 - 0,08 % em peso, de Nb e 0,001 a 0,2 % em peso, de Ti, sendo que para o respectivo teor de Nb se aplicam %Nb e para o respectivo teor de C se aplicam %C: %Nb x %C < 4,34 x 10-3.

[009] Depois de fundir e solidificar a massa fundida, no método conhecido, o lingote de aço é reaquecido até uma faixa de temperatura, cujo limite inferior é determinado em função dos teores de C e Nb do respectivo aço fundido e cujo limite superior perfaz 1170 oC. Em seguida, o lingote reaquecido é pré-laminado a uma temperatura final, que perfaz 1080 a 1150 oC. Depois de uma pausa que perfaz 30 a 150 segundos, na qual o lingote pré-laminado é mantido a 1000 até 1080 oC, o lingote pré-laminado é, então, laminado a quente pronto para formar uma tira laminada a quente. O grau de moldagem do último passe da laminação a quente deve perfazer 3 a 15 %.

[0010] De acordo com o método conhecido, a laminação a quente é concluída a uma temperatura final de laminação a quente, que corresponde pelo menos à temperatura Ar3 do aço processado e perfaz no máximo 950 0oC. Após a conclusão da laminação a quente, a tira laminada a quente obtida é resfriada com uma velocidade de resfriamento de mais de 15 oC/s para uma temperatura de bobinamento de 450 a 550 oC, na qual essa é enrolada para formar uma bobina.

[0011] Na tira laminada a quente produzida dessa maneira, a densidade do limite de grão de carbono presente na solução sólida deve perfazer 1 a 4,5 átomos/nm2 e o tamanho dos grãos de cimentita separados nos limites do grão não deve perfazer mais de 1 μm. Os produtos planos de aço adquiridos dessa maneira e produzidos de acordo com o método conhecido, devem apresentar, com teores de liga dosados de modo suficientemente alto, resistências à tração de mais de 780 MPa e possuir limites de elasticidade, que perfaçam até 726 MPa. Dessa maneira, a tira laminada a quente produzida de maneira conhecida deve apresentar uma combinação de propriedades particularmente adequada para o uso na construção de automóveis. Uma natureza de superfície ideal deve ser obtida, nesse caso, pelo fato de que a temperatura de reaquecimento, à qual o lingote é aquecido antes da laminação a quente, é limitada à faixa de temperatura mencionada acima e, assim, é evitada uma formação excessiva de carepa, que na laminação a quente seria incorporada à superfície da tira laminada a quente.

[0012] No contexto do estado atual da técnica esclarecido acima, o objetivo da invenção consistiu em indicar um método, com o qual as chapas de aço altamente resistentes com propriedades mecânicas otimizadas com respeito ao uso na construção de automóveis e com uma natureza de superfície também otimizada, podem ser produzidas de acordo com a prática.

[0013] A invenção resolve esse objetivo através do método indicado na reivindicação 1.

[0014] Modalidades vantajosas da invenção são indicadas nas reivindicações dependentes e são esclarecidas a seguir, individualmente, tal como é a ideia geral da invenção.

[0015] Consequentemente, um método de acordo com a invenção para a produção de um produto plano de aço com um limite de elasticidade de pelo menos 700 MPa e com uma estrutura bainítica de pelo menos 70 % em volume, compreende as seguintes etapas operacionais: a) fusão de uma massa fundida de aço, que (em % em peso) consiste em C: 0, 05 - 0, 08 %, Si: 0,015 - 0,500 %, Mn: 1,60 - 2,00 %, P: até 0,025 %, S: até 0,010 %, Al: 0,020 - 0,050 %, N: até 0,006 %, Cr: até 0,40 %, Nb: 0,060 - 0,070 %, B: 0,0005 - 0,0025 % Ti: 0,090 - 0,130 %,

[0016] bem como em impurezas tecnicamente inevitáveis, nas quais são incluídos até 0,12 % de Cu, até 0,100 % de Ni, até 0,010 % de V, até 0,004 % de Mo e até 0,004 % de Sb e

[0017] como restante, em ferro; b) fundição da massa fundida para formar um lingote; c) reaquecimento do lingote a uma temperatura de reaquecimento de 1200 - 1300 oC; d) pré-laminação do lingote a uma temperatura de pré-laminação que perfaz 950 - 1250 oC e uma diminuição do passe total obtido através da pré-laminação de pelo menos 50 %; e) laminação a quente pronta do lingote pré- laminado, sendo que a laminação a quente pronta é concluída a uma temperatura de laminação a quente de 800 - 880 oC; f) resfriamento intenso que se inicia dentro de no máximo 10 s depois da laminação a quente pronta do produto plano de aço laminado a quente pronto com uma velocidade de resfriamento de pelo menos 40 K/s a uma temperatura de bobinamento que perfaz 550 - 620 oC; g) bobinamento do produto plano de aço laminado a quente pronto.

[0018] O método de acordo com a invenção tem por base uma liga de aço, cujos componentes de liga e teores de liga são coordenados dentro de limites estreitos de tal modo, que em um procedimento a ser efetuado com funcionamento seguro são obtidas respectivamente propriedades mecânicas maximizadas e naturezas de superfície otimizadas.

[0019] Tal como esclarecido a seguir, os componentes de liga e teores de liga da liga de aço fundida de acordo com a invenção na etapa operacional a) são selecionados de tal modo, que ao manter as etapas operacionais predeterminadas de acordo com a invenção, pode ser produzido um produto plano de aço laminado a quente com uma combinação de propriedades, que o torna particularmente adequado para o uso na construção de aço leve, em particular, na área da construção de veículos comerciais:

[0020] C: o teor de carbono do aço processado de acordo com a invenção perfaz 0,05 - 0,08 % em peso. Para obter as propriedades de resistência desejadas, é necessário um teor de C de pelo menos 0,05 % em peso. Contudo, se o teor de carbono for muito alto, as propriedades de tenacidade ou a soldabilidade e a moldabilidade do aço processado de acordo com a invenção, serão prejudicadas. Por esse motivo, o teor de carbono é limitado a um máximo de 0,08 % em peso.

[0021] Si: o silício no aço processado de acordo com a invenção é usado como agente de desoxidação, bem como para melhorar as propriedades de resistência. Se, contudo, o teor de silício for muito alto, as propriedades de tenacidade, em particular, a tenacidade na zona de influência de calor de compostos de solda, serão muito prejudicadas. Por esse motivo, o teor de silício do aço processado de acordo com a invenção não deve ultrapassar 0,50 % em peso. Para a prevenção segura de perturbações da qualidade da superfície, o teor de silício pode ser limitado a um máximo de 0,25 % em peso.

[0022] Mn: o manganês é acrescentado ao aço usado de acordo com a invenção para ajustar as propriedades de resistência desejadas com boas propriedades de tenacidade em teores de 1,6 - 2,0 % em peso. Se o teor de manganês foro inferior a 1,60 % em peso, as propriedades de resistência requeridas não serão obtidas com a suficiente segurança. Devido à limitação do teor de Mn a um máximo de 2,00 % em peso, previne-se uma piora da soldabilidade, das propriedades de tenacidade, da moldabilidade e do comportamento de aumento.

[0023] P: O elemento de acompanhamento fósforo piora o trabalho de impacto e a moldabilidade. O teor de fósforo, por conseguinte, não deve ultrapassar o limite superior de 0,025 % em peso. De maneira ideal, o teor de P é limitado a menos de 0,015 % em peso.

[0024] S: o enxofre piora o trabalho de impacto e a moldabilidade de um aço processado de acordo com a invenção em consequência da formação de MnS. Por esse motivo, o teor de S de um aço processado de acordo com a invenção deve perfazer no máximo 0,010 % em peso. Um teor de enxofre tão baixo pode ser obtido de maneira por si conhecida, por exemplo, através de um tratamento com CaSi. Para excluir com segurança as influências negativas do enxofre sobre as propriedades do aço processado de acordo com a invenção, o teor de S pode ser limitado a um máximo de 0,003 % em peso.

[0025] Al: Do mesmo modo, o alumínio é usado como agente de desoxidação e, em consequência da formação de AlN, impede o engrossamento do grão de austenita na austenitização. Se o teor de alumínio se situa abaixo de 0,020 % em peso, os processos de desoxidação não decorrem completamente. Se o teor de alumínio ultrapassar, contudo, o limite superior de 0,050 % em peso, então podem se formar inclusões de Al2O3. Essas agem de forma negativa sobre o grau de pureza e as propriedades de tenacidade.

[0026] N: O elemento de acompanhamento nitrogênio forma com alumínio o AlN ou com titânio, o TiN. Se, contudo, o teor de nitrogênio for muito alto, as propriedades de tenacidade pioram. Para evitar isso, o limite superior para o teor de nitrogênio em um aço processado de acordo com a invenção é estabelecido em 0,006 % em peso.

[0027] Cr: o cromo pode ser opcionalmente acrescentado a um aço processado de acordo com a invenção, para melhorar suas propriedades de resistência. Quando o teor de cromo é muito alto, a soldabilidade e tenacidade na zona de influência de calor, contudo, são influenciadas de forma negativa. Por conseguinte, em um aço processado de acordo com a invenção, o limite superior para o teor de cromo é estabelecido em 0,40 % em peso.

[0028] Nb: o nióbio está contido em um aço processado de acordo com a invenção, para suportar as propriedades de resistência através da finura do grão da estrutura da austenita na laminação controlada por temperatura ou através do endurecimento por separação no bobinamento. Para esse fim, estão presentes 0,060 - 0,070 % em peso, no aço processado de acordo com a invenção. Se o teor de nióbio se situa abaixo dessa faixa, as propriedades de resistência não são obtidas. Se o teor de nióbio se situa acima do limite superior dessa faixa, a soldabilidade e a tenacidade pioram na zona de influência de calor de uma solda.

[0029] B: o teor de boro de um aço processado de acordo com a invenção, perfaz 0,0005 - 0,0025 % em peso. B é usado para suportar as propriedades de resistência e para melhorar a durabilidade. Teores de boro muito altos pioram, contudo, as propriedades de tenacidade.

[0030] Ti: o titânio contribui, do mesmo modo, para melhorar as propriedades de resistência, prevenindo o crescimento do grão na austenitização ou através do endurecimento por separação no bobinamento. Para assegurar isso, os teores de Ti de um aço processado de acordo com a invenção perfazem 0,09 - 0,13 % em peso. Se o teor de titânio se situa abaixo de 0,09 % em peso, os valores de resistência ambicionados de acordo com a invenção não são alcançados. Se o limite superior da faixa do teor de Ti indicado acima é ultrapassado, a soldabilidade e a tenacidade pioram na zona de influência de calor de uma solda.

[0031] Cu, Ni, V, Mo e Sb estão presentes como elementos de acompanhamento, que ocorrem como impureza tecnicamente inevitável no processo da produção de aço no aço processado de acordo com a invenção. Seus teores são limitados a quantidades, que são ineficazes em relação às propriedades ambicionadas de acordo com a invenção do aço processado de acordo com a invenção. Para isso, o teor de Cu é limitado a um máximo de 0,12 % em peso, o teor de Ni para menos de 0,1 % em peso, o teor de V para o máximo de 0,01 % em peso, o teor de Mo para menos de 0,004 % em peso e o teor de Sb, do mesmo modo, para menos de 0,004 % em peso.

[0032] Para obter uma boa soldabilidade, o teor de C, de Mn, de Cr, de Mo, de V, de Cu e de Ni do aço de acordo com a invenção, podem ser ajustados dentro dos limites predeterminados de acordo com a invenção de tal modo, que para o equivalente de carbono CE calculado de acordo com a fórmula CE = %C + %Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Cu+%Ni)/15 com %C = o respectivo teor de C em % em peso, %Mn = o respectivo teor de Mn em % em peso, %Cr = o respectivo teor de Cr em % em peso, %Mo = o respectivo teor de Mo em % em peso, %V = o respectivo teor de V em % em peso, %Cu = o respectivo teor de Cu em % em peso, %Ni = o respectivo teor de Ni em % em peso, se aplica: CE < 0,5 % em peso.

[0033] Depois de fundir o lingote, é reaquecido a uma temperatura de austenitização, que perfaz de 1200 - 1300 oC. O valor do limite superior da faixa de temperatura, à qual o lingote é aquecido para a austenitização, não deveria ser ultrapassado, para evitar um engrossamento do grão de austenita e um aumento da formação de carepa. Na faixa da temperatura de reaquecimento predeterminada de acordo com a invenção de 1200 - 1300 oC, ainda não ocorre o aumento da formação de carepa vermelha, que diminuiria a natureza da superfície do produto plano de aço produzido de acordo com a invenção. A carepa vermelha forma-se no processamento de lingotes compostos de acordo com a invenção, exclusivamente no procedimento de laminação a quente (etapas operacionais d), e) do método de acordo com a invenção), se depois do reaquecimento estiver presente muita carepa primária na superfície do lingote.

[0034] O valor do limite inferior da temperatura de reaquecimento, ao contrário, é estabelecido de tal modo, que a homogeneização ambicionada da estrutura é garantida com uma distribuição uniforme de temperatura. A partir dessa temperatura, inicia-se uma dissolução em grande parte completa das separações grossas de carbonitreto de Ti e Nb na austenita presentes no respectivo lingote. No bobinamento final do produto plano de aço laminado a quente pronto (etapa operacional g) do método de acordo com a invenção, podem se formar, em seguida, novas separações finas de carbonitreto de Ti ou Nb que, tal como foi esclarecido, fornecem uma contribuição essencial para aumentar as propriedades de resistência. Dessa maneira é garantido, que os produtos planos de aço compostos e produzidos de acordo com a invenção possuem regularmente um limite de elasticidade mínimo de 700 MPa.

[0035] De acordo com a invenção, a temperatura de reaquecimento na austenitização do respectivo lingote perfaz pelo menos 1200 oC, para obter o efeito ambicionado da mais completa dissolução possível das separações de TiC e NbC. A uma temperatura de austenitização situada abaixo de 1200 oC, a quantidade das separações de carbeto de Ti e Nb dissolvidas na austenita é, ao contrário, tão baixa, que os efeitos utilizados de acordo com a invenção não ocorrem. Uma temperatura de reaquecimento situada abaixo de 1200 oC teria, por conseguinte, no processamento de produtos planos de aço, que são compostos de modo correspondente à seleção da liga otimizada de acordo com a invenção, como consequência, que as propriedades de resistência requeridas não seriam obtidas. A mais completa dissolução possível das separações de TiC e NbC pode ser, então, garantida de modo particularmente seguro, se a temperatura de reaquecimento for de pelo menos 1250 oC.

[0036] Um produto plano de aço, que satisfaz os maiores requisitos quanto a natureza da superfície, pode ser produzido pelo fato, de que antes da pré-laminação a carepa presente no lingote é completamente removida. Isso pode ocorrer pelo fato, de que a superfície do lingote, depois da descarga do forno e o mais possível diretamente antes da pré- laminação, é completamente decapada. Para esse fim, o lingote pode passar por um lavador de carepa convencional.

[0037] Para produzir um produto plano de aço com natureza da superfície otimizada, o tempo t_l, que a transferência do lingote da estação operacional (“reaquecimento (etapa operacional c)”) ou da “remoção da carepa primária (etapa operacional c’)”) opcionalmente percorrida depois do reaquecimento necessita até o início da laminação a quente pronta (etapa operacional e)), pode ser limitado a um máximo de 300 segundos. Esse inclui de maneira ideal a pré-laminação. Em um tempo de transferência tão curto, regenera-se apenas uma quantidade tão pequena de carepa primária, que a carepa vermelha que se forma a partir da mesma na laminação a quente é inofensiva para a qualidade da superfície do produto plano de aço obtido depois da laminação a quente. No caso de ocorrer uma decapagem antes da pré-laminação, a duração do transporte entre o agregado de decapagem e até a estrutura da pré-laminação deveria perfazer no máximo 30 segundos. Com uma duração de transporte tão curta, é possível, dessa maneira, que não se forme qualquer ou, em todo caso, que se forme uma camada de óxido fina inofensiva no lingote decapado anteriormente.

[0038] Na etapa operacional d), o lingote respectivamente processado é pré-laminado a uma temperatura de pré-laminação de 950 - 1250 oC. A diminuição do passe obtida na pré-laminação perfaz ao todo pelo menos 50 %. Como diminuição total do passe Δhv designada, neste caso, a proporção formada da diferença das espessuras do lingote antes (espessura dVv) e depois (espessura dNv) da pré- laminação e da espessura dVv do lingote antes da pré- laminação (Δhv [%] = (dVv=dNv)/dVv x 100 %).

[0039] O limite inferior da faixa predeterminada para a temperatura de pré-laminação e do valor mínimo da diminuição total do passe Δhv são estabelecidos, neste caso, de tal modo, que os procedimentos de recristalização no lingote respectivamente pré-laminado podem ser executados completamente. Dessa maneira, é garantida a formação de uma estrutura austenítica de granulação fina antes da laminação pronta, com o que são obtidas propriedades de tenacidade e de alongamento de ruptura otimizadas do produto plano de aço produzido de acordo com a invenção.

[0040] O tempo de permanência e pausa t_2 entre a pré-laminação e a laminação pronta é limitado a 50 segundos, para evitar um crescimento indesejado de grãos de austenita.

[0041] À pré-laminação segue-se na etapa operacional e) a laminação a quente do lingote pré-laminado para formar um produto plano de aço laminado a quente com uma espessura da tira laminada a quente, que perfaz tipicamente 3 - 15 mm. Os produtos planos de aço com tais espessuras são designados na linguagem técnica também como "chapa grossa”.

[0042] A temperatura final da laminação a quente situa-se, neste caso, em 800 - 880 oC. Mantendo essa faixa de temperatura final da laminação a quente, obtém-se um grão de austenita muito estirado na estrutura da tira laminada a quente obtida. Através da temperatura final de laminação a quente comparavelmente baixa, o efeito da laminação a quente aumenta. Na estrutura da tira laminada a quente obtida há austenita rica em desalinhamento. Depois de um intenso resfriamento (etapa operacional f)), essa se transforma em uma bainita finamente estruturada, rica em desalinhamento, de modo que o limite de elasticidade é aumentado. O limite superior da faixa da temperatura final de laminação a quente é estabelecido de tal modo, que não se realiza qualquer recristalização da austenita durante a laminação na linha de produção da laminação a quente. Essa também contribui para a expressão de uma estrutura de granulação fina. A temperatura limite inferior perfaz pelo menos 800 oC, para que não se forme qualquer ferrita durante a laminação.

[0043] A diminuição do passe Δhf obtida na laminação pronta perfaz ao todo pelo menos 70 %, sendo que aqui a diminuição do passe Δhf é calculada de acordo com a fórmula Δhf = (dVf-dNf)/dVf x 100 % (com dVf sendo a espessura do material laminado na entrada da linha de laminação a quente pronta e dNf é a espessura do material laminado na saída da linha de laminação a quente pronta). Devido à alta diminuição do passe Δhf, a transformação da fase se realiza a partir de austenita muito moldada. Isso age de forma positiva sobre a finura do grão, de modo que na estrutura do produto plano de aço produzido de acordo com a invenção estão presentes pequenos tamanhos de grãos.

[0044] Depois que o produto plano de aço laminado a quente pronto saiu da última estrutura da linha de laminação a quente pronta, inicia-se um intenso resfriamento dentro de no máximo 10 segundos, no qual o produto plano de aço laminado a quente é resfriado com uma velocidade de resfriamento dT de pelo menos 40 K/s para uma temperatura de bobinamento de 550 - 620 oC.

[0045] A pausa de resfriamento depois da laminação a quente perfaz no máximo 10 segundos, para evitar, que entre a laminação a quente e o resfriamento acelerado controlado, ocorram mudanças indesejadas da estrutura.

[0046] Mantendo a faixa da temperatura de bobinamento predeterminada de acordo com a invenção, são criadas as condições para a formação de uma estrutura bainítica do produto plano de aço produzido de acordo com a invenção.

[0047] Ao mesmo tempo, a seleção da temperatura de bobinamento tem uma influência decisiva sobre o endurecimento por separação. Para isso, a faixa de temperatura de bobinamento é selecionada de acordo com a invenção de tal modo, que por um lado, essa se situa abaixo da temperatura de partida da bainita, por outro lado, no máximo de separação para a formação de separações de carbonitreto. Uma temperatura de bobinamento muito baixa levaria, contudo, a que o potencial de separação não seria mais útil e, dessa maneira, não seria mais obtido o limite de elasticidade mínimo requerido. As condições de resfriamento, neste caso, são selecionadas de acordo com a invenção de tal modo, que o produto plano de aço laminado a quente apresenta, imediatamente antes do bobinamento, uma estrutura bainítica com uma proporção de fase de pelo menos 70 % em volume. Uma outra formação de bainita termina, então, na bobina. Com respeito à combinação de propriedades requerida, essa é comprovada, neste caso, de forma ideal, se a estrutura do produto plano de aço laminado a quente produzido de acordo com a invenção consiste, depois do bobinamento, no sentido técnico, completamente em bainita. Isso é obtido mantendo a faixa da temperatura de bobinamento predeterminada de acordo com a invenção.

[0048] Devido à alta velocidade de resfriamento, evita-se a formação de componentes indesejáveis das fases. Para obter, neste caso, um produto plano de aço otimamente plano, a velocidade de resfriamento do resfriamento depois da laminação a quente pode ser limitada a 150 K/s.

[0049] O limite de elasticidade dos produtos planos de aço laminados a quente produzidos de acordo com a invenção da maneira esclarecida acima, perfaz, de forma segura, de 700 - 850 MPa. Seu alongamento de ruptura situa- se, neste caso, respectivamente em pelo menos 12 %. Do mesmo modo, os produtos planos de aço de acordo com a invenção alcançam regularmente resistências à tração de 750 - 950 MPa. O trabalho de impacto determinado para os produtos de acordo com a invenção a -20 oC situa-se na faixa de 50 - 110 J e a - 40 oC, na faixa de 30 - 110 J.

[0050] Produtos planos de aço produzidos de acordo com a invenção apresentam uma estrutura de granulação fina com um tamanho médio do grão de no máximo 2 0 μm, para obter um bom alongamento de ruptura e tenacidade.

[0051] Nesse caso, na modalidade de acordo com a invenção, as propriedades mencionadas acima de um produto de aço plano laminado a quente estão presentes no estado de laminação depois do bobinamento. Não é necessário um outro tratamento de calor para ajustar ou expressar certas propriedades importantes para o uso destinado como chapa altamente resistente na construção de veículos comerciais.

[0052] A seguir, a invenção é esclarecida em detalhes com base em exemplos de execução.

[0053] Massas fundidas de aço A - E com a composição indicada na tabela 1 foram derretidas e fundidas de maneira conhecida para formar lingotes 1 - 26.

[0054] Em seguida, os lingotes formados a partir dos aços A - E foram aquecidos a uma temperatura de reaquecimento TW.

[0055] Os lingotes reaquecidos foram transportados do forno de reaquecimento em menos de 30 segundos para um lavador de carepa, no qual a carepa primária aderente sobre o mesmo foi removida dos lingotes.

[0056] Os lingotes retirados do lavador de carepa foram transportados, em seguida, para uma estrutura de pré-laminação, onde esses foram pré-laminados com uma temperatura de pré-laminação TVW e com uma diminuição total do passe Δhv obtida através da pré-laminação.

[0057] Em seguida, os lingotes pré-laminados foram laminados a quente prontos em uma linha de laminação a quente pronta para formar tiras laminadas a quente com uma espessura BD e com uma largura BB. A laminação a quente foi concluída respectivamente com uma diminuição total do passe na linha de laminação a quente pronta Δhf a uma temperatura final de laminação a quente TEW. O tempo, que decorreu entre a saída do lavador de carepa e o início da laminação a quente pronta, perfez respectivamente menos de 300 segundos.

[0058] O produto plano de aço laminado a quente pronto que sai da última estrutura, depois de uma pausa t_p de 1 - 7 segundos, na qual esse é lentamente resfriado no ar, foi resfriado por meio de intenso resfriamento com água com uma taxa de resfriamento dT de 50 - 120 K/s a uma temperatura de bobinamento HT. Depois do resfriamento, os produtos planos de aço já apresentaram uma estrutura bainítica de pelo menos 70 % em volume.

[0059] Nessa temperatura de bobinamento HT, as tiras laminadas a quente obtidas foram respectivamente enroladas para formar uma bobina. No decorrer do resfriamento dos produtos planos de aço na bobina, ocorreu a transformação completa da estrutura em bainita, de modo que os produtos planos de aço obtidos possuíram uma estrutura bainítica no sentido técnico de 100 % em volume.

[0060] Nas tabela 2a, 2b são indicados os parâmetros do método temperatura de reaquecimento TW, temperatura de pré-laminação TVW, a diminuição global do passe Δhv obtida através da pré-laminação, tempo t_1 entre a decapagem efetuada depois do reaquecimento e antes da pré- laminação e o início da laminação a quente pronta, o tempo t_2 entre a pré-laminação e a laminação a quente, a diminuição do passe Δhf obtida no total através da laminação pronta, temperatura de laminação final TEW, pausa do resfriamento t_p entre o final da laminação a quente e o início do resfriamento forçado, velocidade de resfriamento dT, temperatura de bobinamento HT, espessura da tira BD e largura da tira BB, respectivamente ajustados no processamento dos lingotes 1 - 26.

[0061] As propriedades mecânicas, bem como a estrutura das tiras laminadas a quente obtidas foram examinadas.

[0062] Os testes de tração para determinar o limite de elasticidade ReH, da resistência à tração Rm e do alongamento de ruptura A foram efetuados de acordo com a norma DIN EN ISO 6892-1 em amostras longitudinais das tiras laminadas a quente.

[0063] Os testes de flexão por choque para determinar o trabalho de impacto Av a -20 oC ou -40 oC e -60 oC foram efetuados em amostras longitudinais de acordo com a norma DIN EN ISO 148-1.

[0064] Os exames estruturais foram efetuados por meio de um fotomicroscópio e um microscópio eletrônico de exploração. Para isso, as amostras foram retiradas de um quarto da largura da tira, preparadas como polimento longitudinal e causticadas com nital (isto é, ácido nítrico alcoólico, que contém uma proporção de ácido nítrico de 3 % em volume) ou dissulfito de sódio. A determinação dos componentes estruturais foi efetuada por meio de análise de superfície na localização da amostra com 1/3 da espessura da chapa, tal como descrevem H. Schumann e H. Oettel “Metallografie” 14. Auflage, 2005 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

[0065] As propriedades mecânicas e os componentes estruturais das tiras laminadas a quente produzidas de acordo com a invenção são indicadas na tabela 3. As chapas das tiras produzidas de acordo com o método da presente invenção apresentam propriedades de resistência elevadas com boas propriedades de tenacidade, bem como bom alongamento de ruptura.

[0066] Os limites de elasticidade das tiras laminadas a quente produzidas da maneira esclarecida acima, situam-se entre 700 MPa e 790 MPa. O alongamento de ruptura perfaz pelo menos 12 % e a resistência à tração, 750 - 880 MPa. O trabalho de impacto a -20 oC situa-se na faixa de 60 a 100 J. A -40 oC, o trabalho de impacto perfaz 40 a 75 J e a - 60 oC o trabalho de impacto situa-se a 30 - 70 J.

[0067] Dados em % em peso, o restante são ferro e impurezas inevitáveis

Claims

1. MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UM PRODUTO PLANO DE AÇO, com um limite de elasticidade de pelo menos 700 MPa e com uma estrutura bainítica de pelo menos 70 % em peso, caracterizado por compreender as seguintes etapas operacionais: a) fusão de uma massa fundida de aço, que (em % em peso) consiste em C: 0, 05 - 0, 08 %, Si: 0,015 - 0,500 %, Mn: 1,60 - 2,00 %, P: até 0,025 %, S: até 0,010 %, Al: 0,020 - 0,050 %, N: até 0,006 %, Cr: até 0,40 %, Nb: 0,060 - 0,070 %, B: 0,0005 - 0,0025 % Ti: 0,090 - 0,130 %, bem como em impurezas tecnicamente inevitáveis, nas quais são incluídos até 0,12 % de Cu, até 0,100 % de Ni, até 0,010 % de V, até 0,004 % de Mo e até 0,004 % de Sb e como restante, em ferro; b) fundição da massa fundida para formar um lingote; c) reaquecimento do lingote a uma temperatura de reaquecimento de 1200 - 1300 oC; d) pré-laminação do lingote a uma temperatura de pré-laminação que perfaz 950 - 1250 oC e uma diminuição total do passe obtida através da pré-laminação de pelo menos 50 %; e) laminação a quente pronta do lingote pré- laminado, sendo que a laminação a quente pronta é concluída a uma temperatura de laminação a quente de 800 - 880 oC; f) resfriamento que se inicia dentro de no máximo 10 s depois da laminação a quente pronta do produto plano de aço laminado a quente pronto com uma velocidade de resfriamento de pelo menos 40 K/s a uma temperatura de bobinamento que perfaz 550 - 620 oC; g) bobinamento do produto plano de aço laminado a quente pronto, em que o alongamento de ruptura dos produtos planos de aço laminados a quente obtidos depois do bobinamento perfaz pelo menos 12 %.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo equivalente de carbono CE da massa fundida da etapa operacional a) calculado de acordo com a fórmula CE = %C + %Mn/6+(%Cr+%Mo+%V)/5+(%Cu+%Ni)/15 com %C = o respectivo teor de C em % em peso, %Mn = o respectivo teor de Mn em % em peso, %Cr = o respectivo teor de Cr em % em peso, %Mo = o respectivo teor de Mo em % em peso, %V = o respectivo teor de V em % em peso, %Cu = o respectivo teor de Cu em % em peso, %Ni = o respectivo teor de Ni em % em peso, se aplicar: CE < 0,5 % em peso.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela temperatura de reaquecimento perfazer 1250 - 1300oC.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela etapa operacional c’) que passa entre o reaquecimento (etapa operacional c)) e a pré-laminação (etapa operacional d)) remover as carepas primárias aderentes no respectivo lingote processado.

5. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo tempo de transporte, que decorre para o transporte do lingote a partir da estação operacional respectivamente passada anteriormente (etapa operacional c) ou opcionalmente etapa operacional c’)) até a laminação a quente pronta (etapa operacional e)), ser limitada ao máximo de 300 segundos.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo tempo de permanência que decorre entre a pré-laminação (etapa operacional d)) e a laminação a quente pronta (etapa operacional e)) perfazer no máximo 50 segundos.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela velocidade de resfriamento no resfriamento na etapa operacional f) perfazer no máximo 150 K/s.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pela espessura do produto plano de aço laminado a quente obtido depois da laminação a quente perfazer 3 - 15 mm.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo limite de elasticidade dos produtos planos de aço laminados a quente obtidos depois do bobinamento perfazer 700 - 850 MPa.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pela resistência à tração dos produtos planos de aço laminados a quente obtidos depois do bobinamento perfazer 750 - 950 MPa.

11. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pela energia de impacto dos corpos de prova entalhados dos produtos planos de aço laminados a quente obtidos depois do bobinamento, a -20°C, se situar na faixa de 50 - 110 J.

12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelos produtos planos de aço laminados a quente obtidos depois do bobinamento possuírem uma estrutura exclusivamente bainítica com exceção de outros componentes estruturais tecnicamente inevitáveis.

13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo diâmetro médio do grão da estrutura dos produtos planos de aço laminados a quente obtidos depois do bobinamento perfazer no máximo 20 μm.