BR112016025380B1

BR112016025380B1 - folha de aço de alta resistência para recipientes e método para produção da mesma

Info

Publication number: BR112016025380B1
Application number: BR112016025380-9A
Authority: BR
Inventors: Masaki Tada; Hayato Saito; Katsumi Kojima; Hiroki Nakamaru
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2015-04-23
Publication date: 2021-03-09
Also published as: CN106255772B; EP3138935B1; KR101806064B1; PH12016501845B1; BR112016025380A2; US20170051376A1; KR20160146904A; AU2015254790B2; TWI570247B; TW201544605A; CA2944403A1; EP3138935A4; WO2015166653A1; CA2944403C; JP5858208B1; CN106255772A; MY180058A; JPWO2015166653A1; EP3138935A1; MX2016014062A

Abstract

FOLHA DE AÇO DE ALTA RESISTÊNCIA PARA RECIPIENTES E PROCESSO PARA PRODUÇÃO DA MESMA. A presente invenção proporciona uma folha de aço para recipientes, que é adequada como um material de tampas de latas e é particularmente adequado como um material para latas EOE, e a um processo para produzir a folha de aço de alta resistência. A folha de aço de alta resistência para recipientes tem uma composição contendo, em massa: C: 0,0010% a 0,10%, Si: 0,04% ou menos, Mn: 0,10% a 0,80%, P: 0,007% a 0,100%, S: 0,10% ou menos, Al: 0,001% a 0,100%, N: 0,0010% a 0,0250%, e o restante sendo Fe e impurezas inevitáveis. A diferença entre uma densidade de deslocamento, na camada mais superior da folha de aço de alta resistência, na direção da espessura, e a densidade de deslocamento a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço de alta resistência de uma superfície dela, é igual ou inferior a 1,94 x 10(14) m-2. A folha de aço de alta resistência tem uma resistência à tração igual ou superior a 400 MPa e um alongamento de fratura igual ou superior a 10%.

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere a uma folha de aço de alta resistência para recipientes e a um método para produção da mesma.

Antecedentes da Invenção

[002] Um tipo específico de folhas de aço, que são referidas como "folhas de aço DR (de redução dupla)”, pode ser usado na produção de tampas e fundos de latas de bebida e latas de alimentos, corpos de latas de três peças, latas estiradas e similares. As folhas de aço DR são produzidas por execução de laminação a frio, recozimento e de novo laminação a frio. A espessura das folhas de aço DR pode ser reduzida facilmente em comparação com as folhas de aço SR (de redução única), que são produzidas por execução apenas de laminação de tempera, subsequente às etapas de laminação a frio e recozimento.

[003] Um dos modos de reduzir o custo de produção de latas é reduzir os pesos dos elementos constituintes das latas. Por exemplo, é possível reduzir os pesos das tampas das latas por redução, por exemplo, da espessura de um material das tampas das latas. Desse modo, a redução da espessura de uma folha de aço, usada na produção de tampas de latas por uso de folhas DR ou similares, possibilita reduzir o custo da produção de latas.

[004] Enquanto que a redução da espessura de uma folha de aço, usada na produção de tampas de latas e similares, possibilite reduzir o custo de produção de latas, é necessário impedir a diminuição da resistência das tampas de latas e similares. Desse modo, é necessário não apenas reduzir a espessura da folha de aço, mas também aumentar a resistência da folha de aço. Por exemplo, no caso no qual folhas DR finas são usadas, as folhas DR precisam ter uma resistência à tração igual a cerca de 400 MPa ou mais, a fim de produzir latas tendo uma certa resistência. No entanto, as folhas de aço de alta resistência, tendo uma espessura menor do que as folhas de aço usadas na técnica relacionada, são igualmente incapazes de suportar trabalhos. Especificamente, uma lata é produzida por execução de operação de recorte de pedaços, uma formação de invólucro, e uma formação de onda (ondulação), nessa ordem, por conformação à prensa viradeira, para formar uma tampa, e, subsequentemente, costura da parte flangeada de um corpo de lata com a porção ondulada da tampa, para selar a mesma. Na formação de onda, que é feita na periferia da lata, é provável a ocorrência de enrugamento. Portanto, folhas de alta resistência finas apresentam uma baixa plasticidade, a despeito de suas resistências suficientemente altas.

[005] No caso no qual as tampas são produzidas de folhas de alta resistência, finas, pode ocorrer encurvatura na direção circunferencial, quando um trabalho de redução de diâmetro é executado, como uma formação de onda, para reduzir o diâmetro da tampa, para que este seja menor do que o diâmetro do modelo. Para reduzir a ocorrência de encurvatura, em alguns casos, a formação de onda é feita usando, por exemplo, moldes internos e externos. No entanto, a introdução de uma nova instalação de trabalho de ondulação requer uma grande quantidade de investimento de capital.

[006] Na produção de folhas DR, a laminação a frio é executada subsequente ao recozimento. Isso provoca trabalho de endurecimento. Desse modo, as folhas DR são folhas de aço duro, finas. As folhas DR têm ductilidade e trabalhabilidade inferiores àquelas das folhas SR. Portanto, na maior parte dos casos, o uso das folhas DR requer o aperfeiçoamento da trabalhabilidade das folhas DR.

[007] Além de fins sanitários, houve um uso disseminado de latas EOE (de extremidade de fácil abertura), que podem ser abertas sem um abridor de lata. Na produção de latas EOE, é necessário formar um rebite, ao qual uma aba é presa, por abaulamento e estiramento. Esse trabalho requer um certo grau de ductilidade de um material, que corresponde a um alongamento de cerca de 10% em um ensaio de tração.

[008] Embora seja difícil obter os determinados graus de ductilidade e resistência descritos acima por uso de folhas DR, usadas na técnica relacionada, houve uma demanda crescente para a aplicação de folhas DR na produção de latas EOE e de latas de bebida, do ponto de vista de uma redução no custo de produção de latas.

[009] A literatura de patente 1 descreve uma técnica na qual o teor de N (N total - N como AlN) soluto em uma folha de aço contendo, em massa: C: 0,002% a 0,06%, Si: 0,03% ou menos, Mn: 0,05% a 0,5%, P: 0,02% ou menos, S: 0,02% ou menos, Al: 0,02% a 0,10%, N: 0,008% a 0,015, o restante sendo Fe e impurezas inevitáveis, é limitado a ser 0,006% ou mais, o alongamento total da folha de aço, submetida a um tratamento de envelhecimento, é limitado a 10% ou mais, na direção de laminação, e 5% ou mais, na direção da largura, e o valor de Lankford médio da folha de aço, submetida ao tratamento de envelhecimento, é limitado 1,0 ou menos.

[010] A literatura de patente 2 descreve uma técnica na qual o teor de N soluto, em uma folha de aço contendo, em massa: C: superior a 0,02% e igual ou inferior a 0,10%, Si: 0,10% ou menos, Mn: 1,5% ou menos, P: 0,20% ou menos, S: 0,20% ou menos, Al: 0,10% ou menos, N: 0,0120% a 0,0250%, N soluto: 0,0100% ou mais, e o restante sendo Fe e impurezas inevitáveis, é limitado a um valor predeterminado ou mais, e a folha de aço é endurecida por envelhecimento por têmpera e envelhecimento por estresse executados em uma etapa de impressão, uma etapa de laminação de filme, uma etapa de secagem - cozimento ou similares, que são conduzidas antes que a folha de aço seja formada em latas, para aumentar a resistência da folha de aço. A literatura de patente 2 também descreve um método para produção de uma folha de aço, no qual a laminação a quente é conduzida de modo que a temperatura de extração da placa é de 1.200°C ou mais, e a temperatura de laminação de acabamento é a (temperatura de transformação Ar3 - 30)°C ou mais, e a folha laminada a quente resultante é bobinada a uma temperatura de 650°C ou menos.

Lista de Citações Literaturas de Patentes

[011] PTL 1: WO2008/018531

[012] PTL 1: Publicação do pedido de patente japonesa não examinado de n° 2009-263788

Resumo da Invenção Problema Técnico

[013] As invenções descritas nas literaturas de patentes 1 e 2 apresentam os seguintes problemas.

[014] Embora a folha DR, descrita na literatura de patente 1 tenha um valor de Lankford médio igual ou inferior a 1,0, é necessário aumentar o valor de Lankford da folha DE, para atingir uma alta plasticidade. Se o valor de Lankford médio de uma folha de aço for 1,0 ou menos, fica difícil atingir uma alta plasticidade necessária por folhas de aço para latas. Além do mais, na técnica descrita na literatura de patente 1, o alongamento de fratura da folha DR não está em um nível suficiente.

[015] No método descrito na literatura de patente 2, a fim de aumentar a quantidade absoluta de N soluto a um valor predeterminado, é necessário ajustar a temperatura de extração de placa, na etapa de laminação a quente, para que seja de 1.200°C ou mais, de modo que o AlN seja refundido. No entanto, se a temperatura de extração da placa for ajustada a um valor de 1.200°C ou mais, a ocorrência de defeito de carepa pode ser aumentada devido à alta temperatura.

[016] A presente invenção foi desenvolvida à luz dos problemas mencionados acima. Um objeto da presente invenção é proporcionar uma folha de aço de alta resistência para recipientes, que seja adequadamente usada como um material de tampas de latas, particularmente, usada adequadamente como um material de latas EOE, e um método para proporcionar a folha de aço de alta resistência.

Solução para o Problema

[017] Os inventores da presente invenção fizeram estudos intensos para considerar os aspectos descritos acima, e verificaram que, para aumentar a ductilidade de uma folha de alta resistência, é necessário limitar a diferença entre a densidade de deslocamento, na camada mais superior da folha de aço, na direção da espessura, e a densidade de deslocamento, a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço, da superfície, como sendo 1,94 x 1014m'2 ou menos. A razão pela qual a plasticidade da folha de aço é aumentada, quando a diferença na densidade de deslocamento fica dentro da faixa predeterminada, não é clara. Isso é uma presunção porque, no caso no qual a diferença em densidade de deslocamento é grande, a folha de aço se deforma desuniformemente, quando é trabalhada, e ocorre uma diferença da distribuição de tração. Isso resulta em desuniformidade na forma da folha de aço, após esta ser formada, e a ocorrência de estreitamento, o que aumenta o risco de fratura e rachadura. A presente invenção foi desenvolvida com base nas descobertas mencionadas acima. O resumo da presente invenção é apresentado abaixo.

[018] (1) Uma folha de aço de alta resistência para recipiente, a folha de aço de alta resistência tendo uma composição contendo, em massa: C: 0,0010% a 0,10%, Si: 0,04% ou menos, Mn: 0,10% a 0,80%, P: 0,007% a 0,100%, S: 0,10% ou menos, Al: 0,001% a 0,100%, N: 0,0010% a 0,0250%, e o restante sendo Fe e impurezas inevitáveis; uma diferença entre uma densidade de deslocamento, em uma camada mais superior da folha de aço de alta resistência, em uma direção de sua espessura, e uma densidade de deslocamento a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço de alta resistência de uma superfície dela, sendo 1,94 x 1014m'2 ou menos, a folha de aço de alta resistência tendo uma resistência à tração igual ou superior a 400 MPa e um alongamento de fratura de 10% ou mais.

[019] (2) Um método para produzir a folha de aço de alta resistência para recipientes, descrito em (1), o método incluindo: uma etapa de laminação a quente de laminação a quente de uma placa aquecida e bobinagem da folha de aço laminada a quente a uma temperatura inferior a 710°C; uma etapa de laminação a frio primária de laminação a frio da folha de aço laminada a quente com uma redução de laminação a frio primária total superior a 85%; uma etapa de recozimento de recozimento da folha laminada a frio; e uma etapa de laminação a frio secundária de laminação a frio da folha recozida com uma instalação incluindo um primeiro e um segundo suportes, o primeiro suporte incluindo um cilindro tendo uma rugosidade Ra de 0,70 a 1,60 μm, o segundo suporte incluindo um cilindro tendo uma rugosidade Ra de 0,20 a 0,69 μm, a laminação a frio secundária sendo executada usando um lubrificante líquido com uma redução total de 18% ou menos.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[020] Na folha de aço de alta resistência para recipientes de acordo com a presente invenção, a diferença entre a densidade de deslocamento, em uma camada mais superior da folha de aço de alta resistência, em uma direção de sua espessura, e a densidade de deslocamento, a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço de alta resistência da superfície dela, é controlada para que seja 1,94 x 1014m'2 ou menos. Isso possibilita obter uma resistência à tração de 400 Mpa ou mais, e um alongamento de fratura de 10% ou mais. A folha de aço de alta resistência para recipientes, tendo uma alta resistência e uma alta ductilidade, tem resistência a rachadura, que pode ocorrer em um método de trabalho de rebitagem conduzido na produção de latas EOE. Além do mais, uma vez que a diferença em densidade de deslocamento é controlada para que seja de 1,94 x 1014m'2 ou menos, a trabalhabilidade de onda da folha de aço de alta resistência é aumentada. Por conseguinte, a folha de aço de alta resistência para recipientes, de acordo com a presente invenção, tem uma resistência a enrugamento, que pode ocorrer no trabalho de onda. Como descrito acima, uma vez que a folha de aço de alta resistência para recipientes, de acordo com a presente invenção, é um material de alta resistência, tendo excelente trabalhabilidade de rebitagem e excelente trabalhabilidade de onda, é, particularmente, usado, de preferência, na produção de tampas de latas como uma folha DR fina, e permite que a espessura das tampas de latas seja reduzida acentuadamente.

[021] De acordo com a presente invenção, o controle da diferença em densidade de deslocamento para que seja igual de 1,94 x 1014m'2ou menos possibilita que se obtenha uma alta resistência e uma alta ductilidade. Na presente invenção, a ocorrência de defeitos superficiais, que podem ser provocados por ajuste da temperatura de reaquecimento de placa para que seja alta, isto é, de 1.200°C ou mais, é reduzida.

[022] Uma vez que a folha de aço de alta resistência para recipientes, de acordo com a presente invenção, não é composta de uma liga de alumínio, uma redução na resistência à pressão, que pode ocorrer quando uma liga de alumínio é usada, não ocorre.

Descrição das Modalidades

[023] Uma modalidade da presente invenção é descrita abaixo. A presente invenção não é limitada à modalidade apresentada abaixo.

[024] Uma folha de aço de alta resistência para recipientes, de acordo com a presente invenção (a seguir, pode ser referida como uma "folha de aço para tampas de latas), tem uma composição específica. Além do mais, a diferença entre a densidade de deslocamento, na camada mais superior da folha de aço de alta resistência, na direção de sua espessura, e a densidade de deslocamento, a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço de alta resistência da superfície dela, é controlada para que seja de 1,94 x 1014m'2 ou menos. Isso possibilita que a folha de aço de alta resistência para recipientes, de acordo com a presente invenção, tenha uma alta resistência e uma alta ductilidade. A composição, as propriedades tais como a diferença em densidade de deslocamento, e o método de produção da folha de aço de alta resistência para recipientes, de acordo com a presente invenção, são descritos abaixo nessa ordem.

Composição

[025] A folha de aço para recipientes, de acordo com a presente invenção, tem uma composição contendo, em massa: C: 0,0010% a 0,10%, Si: 0,04% ou menos, Mn: 0,10% a 0,80%, P: 0,007% a 0,100%, S: 0,10% ou menos, Al: 0,001% a 0,100%, N: 0,0010% a 0,0250%, e o restante sendo Fe e impurezas inevitáveis. Na descrição apresentada a seguir dos constituintes, "%" se refere a "% em massa".

[026] C: 0,0010% a 0,10%

[027] A folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, tem um alongamento de fratura suficientemente grande, uma vez que uma redução de laminação a frio secundária tenha sido controlada na produção da folha de aço. A folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, tem uma alta resistência desde que o teor de C seja alto. Se o teor de C for inferior a 0,0010%, não é possível obter a resistência à tração necessária de 400 MPa. Se a resistência à tração necessária não for obtida, fica difícil obter um impacto econômico significativo por redução da espessura da folha de aço para tampas de latas. Consequentemente, o teor de C é limitado para ser 0,0010% ou mais. No entanto, um teor de C excedendo 0,10% aumenta excessivamente a dureza da folha de aço para tampas de latas, no qual fica difícil produzir uma folha de aço tendo uma trabalhabilidade (ductilidade) adequada, mesmo por controle da redução de laminação a frio secundária. Consequentemente, o limite superior do teor de C é ajustado a 0,10%.

[028] Si: 0,04% ou menos

[029] Se o teor de Si na folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, exceder 0,04%, por exemplo, a propriedade de tratamento superficial pode ser reduzida e a resistência à corrosão da folha de aço pode ser degradada. Consequentemente, o limite superior do teor de Si é ajustado a 0,04%. No entanto, a redução do teor de Si para que fique inferior a 0,003% requer um grande valor de custo de refino. Desse modo, o teor de Si é ajustado, de preferência, a 0,003% ou mais.

[030] Mn: 0,10% a 0,80%

[031] O Mn limita a probabilidade da fragilidade a quente ser provocada devido ao S, durante a laminação a quente, e reduz o tamanho dos grãos cristalinos. Portanto, o Mn é um elemento necessário para obter as propriedades desejadas da folha de aço. Para obter a resistência predeterminada por uso da folha de aço para tampas de latas, tendo uma espessura reduzida, a resistência do material precisa ser aumentada. O teor de Mn precisa ser 0,10% ou mais, para aumentar a resistência do material. No entanto, um teor de Mn excessivamente grande deteriora a resistência à corrosão da folha de aço e aumenta excessivamente a dureza da folha de aço. Consequentemente, o limite superior do teor de Mn é ajustado em 0,80%.

[032] P: 0,007% a 0,100%

[033] O P é um elemento nocivo que aumenta a dureza do aço e deteriora a trabalhabilidade e a resistência à corrosão da folha de aço para tampas de latas. Portanto, o limite superior do teor de P é estabelecido em 0,100%. No entanto, a redução do teor de P para que seja inferior a 0,007% requer uma grande quantidade de custo de desfosforação. Consequentemente, o limite inferior do teor de P é estabelecido em 0,007%.

[034] S: 0,10% ou menos

[035] O S é um elemento nocivo, que está presente no aço na forma de uma inclusão e deteriora a ductilidade e a resistência à corrosão da folha de aço. Para reduzir os impactos negativos mencionados acima, o limite superior do teor de S é estabelecido em 0,10%. No entanto, a redução do teor de S para que seja inferior a 0,001% requer um alto valor de custo de dessulfurização. Consequentemente, o teor de S é, de preferência, estabelecido em 0,001% ou mais.

[036] Al: 0,001% a 0,100%

[037] O Al é um elemento necessário, que serve como um desoxidante na produção de aço. Um baixo teor de Al pode resultar em insuficiência de desoxidação, o que aumenta o grau de inclusão e deteriora a trabalhabilidade da folha de aço para tampas de latas. Considera-se que a desoxidação é conduzida a um grau suficiente quando o teor de Al é de 0,001% ou mais. No entanto, o teor de Al excedendo 0,100% aumenta a probabilidade de defeitos superficiais serem provocados devido aos aglomerados de alumina e similares. Consequentemente, o teor de Al é limitado para que seja de 0,001% ou mais e 0,100% ou menos.

[038] N: 0,0010 a 0,0250%

[039] Um alto teor de N deteriora a ductilidade a quente da folha de aço e provoca rachadura na placa, durante a fundição contínua. Para reduzir os impactos negativos mencionados acima, o limite superior do teor de N é estabelecido em 0,0250%. No entanto, se o teor de N for inferior a 0,0010%, a resistência à tração de 400 MPa ou mais pode não ser obtida. Desse modo, o teor de N é limitado a um valor de 0,0010% ou mais.

[040] O restante da composição da folha de aço, de acordo com a presente invenção, que é diferentes dos constituintes essenciais descritos acima, inclui Fe e impurezas inevitáveis.

Propriedades Diferença em Densidade de Deslocamento

[041] Um dos aspectos da folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, é que as densidades de deslocamento nas superfícies superior e inferior da folha de aço são altas, e, embora a densidade de deslocamento na parte interna da folha de aço seja inferior àquela nas superfícies da folha de aço, a diferença em densidade de deslocamento entre a parte interna da folha de aço e as superfícies da folha de aço é pequena. Especificamente, a diferença entre a densidade de deslocamento, na camada mais superior da folha de aço na direção da espessura, e a densidade de deslocamento, a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço da superfície é de 1,94 x 1014m'2 ou menos.

[042] A folha de aço para latas é passível de ser submetida a uma força particularmente grande, tal como uma grande força de flexão, quando é formada em partes laterais de latas ou tampas de latas. Por exemplo, uma forte força de tração ou compressiva é aplicada à porção no lado superficial da folha de aço, quando a folha de aço é flexionada. Portanto, a porção no lado superficial da folha de aço é dura, sendo difícil de trabalhar a folha de aço em tampas de latas ou similares. Quando a diferença em densidades de deslocamento é de 1,94 x 1014m'2 ou menos, como na presente invenção, a trabalhabilidade da folha de aço pode ser melhorada. A presente invenção foi desenvolvida por descoberta da relação entre a diferença em densidade de deslocamento e a trabalhabilidade da folha de aço.

[043] As densidades de deslocamento na camada mais superior, na direção da espessura, e as densidades de deslocamento, a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço, não são limitadas, mas todas ficam dentro da faixa de 1014a 1016m'2, de modo a satisfazer a diferença em densidade de deslocamento. É preferível estabelecer as densidades de deslocamento na camada mais superior, na direção da espessura, e as densidades de deslocamento, a uma profundidade de 1/4 da espessura, da folha de aço a 1014a 1016m'2do ponto de vista da consistência da produção.

[044] Isso é porque com o aumento da carga de laminação de uma máquina de rolamento, para aumentar a densidade de deslocamento, coloca uma carga pesada na máquina de rolamento, e a redução da carga de rolamento de uma máquina de rolamento, para reduzir a densidade de deslocamento, provoca deslizamento do cilindro na folha de aço e dificulta laminar a folha de aço.

[045] A densidade de deslocamento pode ser determinada pelo método de Williamson'Hall. Especificamente, as meias larguras de faixa dos picos de difração, correspondentes aos planos (110), (211) e (220), são medidas a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço. Após fazer a correção por uso das meias larguras de faixas de um corpo de prova de Si não distorcido, a deformação ε é determinada. Então, a densidade de deslocamento (m’2) é avaliada por p = 14,4 ε2 / (0,25 x 10’9)2.

[046] Quando a diferença em densidade de deslocamento é controlada para que fique dentro da faixa descrita acima, a folha de aço tem uma rugosidade superficial Ra igual ou superior a 0,20 μm, um PPCM (PPI) de 39,4 (100) ou menos, e um brilho de 63 ou menos.

[047] Quando a rugosidade superficial Ra da folha de aço é 0,20 μm ou mais, a folha de aço apresenta uma excelente aparência. A rugosidade superficial Ra da folha de aço é, de preferência, de 0,20 a 1,60 μm. Isso é porque se a rugosidade superficial Ra da folha de aço for menor do que 0,20 μm, defeitos operacionais, que podem ser formados quando as amostras são esfregadas entre si, ficam aparentes, e, se a rugosidade superficial Ra da folha de aço for grande, um filme de revestimento desuniforme é provável de ser depositado na folha de aço, na etapa subsequente, e a aparência da folha de aço revestida pode ficar degradada. A rugosidade superficial Ra da folha de aço é determinada pelo método descrito nos exemplos apresentados abaixo.

[048] Se o PPCM (PPI) da folha de aço exceder 39,4 (100), a superfície da folha de aço fica esbranquiçada e a aparência da folha de aço é provável de ficar degradada. Consequentemente, o PPCM (PPI) da folha de aço é, de preferência, igual ou inferior a 39,4 (100). Se o PPCM (PPI) da folha de aço for inferior a 3,9 (10), a cor metálica da folha de aço pode ficar significativa. Desse modo, o PPCM (PPI) da folha de aço é, de preferência, 3,9 (10) ou mais e é, mais preferível, de 3,9 a 31,5 (10 a 80). O PPCM (PPI) da folha de aço é determinado pelo método descrito nos exemplos apresentados abaixo.

[049] Se o brilho da folha de aço for superior a 63, a folha de aço é passível de ter uma aparência de modo que a folha de aço reflita luz, como faz um espelho, e a aparência da folha de aço pode ser degradada. Consequentemente, o brilho da folha de aço é, de preferência, 63 ou menos. O brilho da folha de aço é ainda, de preferência, de 20 a 62, porque se o brilho da folha de aço for inferior a 20, a folha de aço é passível de ter uma aparência, de modo que a superfície da folha de aço fique nublada. O brilho da folha de aço é determinado pelo método descrito nos exemplos apresentados abaixo.

[050] O valor de Lankford médio, de acordo com a presente invenção, é, de preferência, superior a 1,0 e inferior a 2,0, para manter a precisão da dimensão dos produtos formados pelos trabalhos.

Diâmetro Médio dos Grãos Cristalinos

[051] Os grãos cristalinos da folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, são descritos abaixo. Na presente invenção, o diâmetro médio dos grãos cristalinos, incluídos em uma seção transversal da folha de aço, que é paralela à direção de laminação, é, de preferência, 5 μm ou mais. As condições dos grãos cristalinos afetam bastante as propriedades mecânicas finais (resistência à tração e alongamento de fratura) da folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção. Se o diâmetro médio dos grãos cristalinos, incluídos em uma seção transversal da folha de aço, que é paralela à direção de laminação, for inferior a 5 μm, o alongamento de fratura predeterminado da folha de aço pode falhar em ser obtido, e a trabalhabilidade da folha de aço pode ficar degradada. Por outro lado, grãos cristalinos excessivamente grandes podem reduzir a resistência à tração da folha de aço. Desse modo, o diâmetro médio dos grãos cristalinos é, de preferência, 7 μm ou menos, e é ainda, de preferência, de 5,0 a 6,3 μm.

[052] O diâmetro médio dos grãos cristalinos pode ser controlado por mudança das condições de recozimento. Por exemplo, o diâmetro médio dos grãos cristalinos é provável de ser aumentado quando a temperatura de encharcamento no tratamento de recozimento é aumentada. O diâmetro médio dos grãos cristalinos é provável de ser reduzido quando a temperatura de encharcamento no tratamento de recozimento é reduzida.

Resistência à Tração e Alongamento de Fratura

[053] As propriedades mecânicas da folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, são descritas abaixo. A folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, tem uma resistência à tração de 400 Mpa ou mais. Se a resistência à tração da folha de aço for inferior a 400 MPa, não é possível reduzir a espessura da folha de aço a um nível no qual um impacto econômico significativo é obtido, enquanto mantendo a resistência da folha de aço a um nível necessário pelas tampas de latas. Desse modo, a resistência à tração da folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, é limitada a ser de 400 Mpa ou mais.

[054] A folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, tem um alongamento de fratura de 10% ou mais. Se uma folha de aço tendo um alongamento de fratura inferior a 10% for usada para produzir latas EOE, pode ocorrer rachadura no trabalho de rebitagem.

[055] A resistência à tração e o alongamento de fratura da folha de aço podem ser determinados de acordo com um método de resistência de materiais metálicos, que é descrito na norma JIS Z 2241.

Método de Produção

[056] Um método para produção da folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, é descrito abaixo. A folha de aço para tampas de latas, de acordo com a presente invenção, pode ser produzida por, por exemplo, um método incluindo uma etapa de laminação a quente, uma etapa de laminação a frio primária, uma etapa de recozimento e uma etapa de laminação a frio secundária.

[057] Normalmente, é difícil reduzir a espessura da folha de aço a um nível no qual um impacto econômico significativo é obtido por condução apenas de uma única etapa de laminação a frio. Em outras palavras, a redução da espessura da folha de aço a um grau suficiente, por condução de uma única etapa de laminação a frio, coloca uma carga excessivamente grande em uma máquina de laminação e pode ser difícil, dependendo da capacidade da instalação.

[058] É possível reduzir a espessura da folha de aço laminada a frio por laminação da folha de aço a uma menor espessura do que a normal na etapa de laminação a quente. No entanto, se a redução da laminação na etapa de laminação a quente for aumentada, uma redução na temperatura da folha de aço, que ocorre durante a etapa de laminação, é aumentada. Isso dificulta estabelecer uma temperatura de acabamento predeterminada. Além do mais, se a espessura da folha de aço, que ainda não foi submetida a um tratamento de recozimento, for reduzida, no caso no qual recozimento contínuo é executado, o risco de ruptura, deformação e similares da folha de aço, ocorrendo no tratamento de recozimento, é aumentado. Pelas razões expostas acima, na presente invenção, uma segunda etapa de laminação a frio é conduzida subsequente à etapa de recozimento, para produzir uma folha de aço tendo uma espessura acentuadamente pequena. As razões para limitar as condições de produção preferíveis são descritas abaixo.

Etapa de Laminação a Quente

[059] Na etapa de laminação a quente, uma placa aquecida é laminada a quente e subsequentemente bobinada a uma temperatura inferior a 710°C.

[060] Se a temperatura na qual a folha laminada a quente é bobinada for de 710°C ou mais, uma microestrutura de perlita, tendo um grande tamanho de grão, é formada e uma fratura frágil pode ocorrer na microestrutura de perlita. Isso reduz o alongamento local da folha de aço e impossibilita obter um alongamento de fratura de 10% ou mais. Se a temperatura de bobinagem for de 710°C ou mais, carepas mais espessas ficam na superfície da folha de aço. As carepas se mantêm mesmo após execução de decapagem para remover as carepas. Por conseguinte, podem ocorrer defeitos superficiais. Consequentemente, a temperatura na qual a folha laminada a quente é bobinada é estabelecida como sendo inferior a 710°C, e é, mais preferivelmente, estabelecida de 560°C a 620°C.

Etapa de Laminação a Frio Primária

[061] A etapa de laminação a frio primária é uma etapa subsequente à etapa de laminação a quente descrita acima, na qual a folha laminada a quente é laminada a frio, de modo que a redução da laminação a frio primária total é superior a 85%.

[062] Na presente invenção, a etapa de laminação a frio primária inclui a laminação da folha laminada a quente por meio de vários suportes. Se a redução da laminação a frio primária total for pequena, é necessário aumentar a redução da laminação a quente e a redução da laminação a frio secundária para produzir uma folha de aço para tampas de latas, tendo uma espessura acentuadamente pequena como um produto final. No entanto, não é preferível aumentar a redução da laminação a quente pelas razões descritas acima, e a redução da laminação a frio secundária precisa ser limitada pelas razões descritas abaixo. Pelas razões expostas acima, o estabelecimento da redução da laminação a frio primária total de 85% ou menos dificulta a produção da folha de aço para tampas de latas de acordo com a presente invenção. Consequentemente, a redução da laminação a frio primária total é estabelecida como sendo superior a 85%, e é, de preferência, estabelecida como 90% ou mais. Se a espessura da folha laminada a quente for reduzida a um nível no qual uma redução superior a 92% é obtida, a temperatura no último suporte, usado na etapa de laminação a quente, é provável diminuir para a temperatura de transformação ou inferior a ela. Portanto, a redução da laminação a frio primária total é estabelecida, de preferência, para ser 92% ou menos.

Etapa de Recozimento

[063] A etapa de recozimento é uma etapa subsequente à etapa de laminação a frio primária, na qual a folha laminada a frio é recozida. É necessário completar a recristalização por execução de recozimento. A temperatura de encharcamento na etapa de recozimento é, de preferência, estabelecida de 600°C a 750°C, dos pontos de vista de eficiência operacional e prevenção de ruptura da folha de aço fina, que pode ocorrer durante a etapa de recozimento.

Etapa de Laminação a Frio Secundária

[064] A etapa de laminação a frio secundária é uma etapa subsequente à etapa de recozimento, na qual a folha recozida é laminada a frio com uma instalação incluindo um primeiro e um segundo suportes. O primeiro suporte inclui um cilindro tendo uma rugosidade RA de 0,70 a 1,60 μm. O segundo suporte inclui um cilindro tendo uma rugosidade Ra de 0,20 a 0,69 μm. A etapa de laminação a frio secundária é conduzida usando um líquido lubrificante, de modo que a redução total seja de 18% ou menos. Os primeiro e segundo suportes podem ser ambos constituídos por vários sub suportes, desde que a redução total fique dentro da faixa predeterminada, e a rugosidade do cilindro fique dentro da faixa predeterminada. No caso no qual vários sub suportes são usados, pelo menos um sub suporte inclui um cilindro tendo uma Ra de 0,70 a 1,60 μm, que corresponde à rugosidade do cilindro do primeiro suporte, e pelo menos um sub suporte inclui um cilindro tendo uma Ra de 0,20 a 0,69 μm, que corresponde à rugosidade do cilindro do segundo suporte.

[065] A execução da laminação a frio com dois cilindros, na etapa de laminação a frio secundária, e o controle da rugosidade Ra do cilindro do primeiro suporte e da rugosidade Ra do cilindro do segundo suporte permitem que a diferença em densidade de deslocamento seja controlada.

[066] A diferença em densidade de deslocamento pode ser controlada por variação da rugosidade Ra do cilindro do primeiro suporte e da rugosidade Ra do cilindro do segundo suporte na etapa de laminação a frio secundária. O controle da rugosidade Ra do cilindro do primeiro suporte, na etapa de laminação a frio secundária, provoca uma maior densidade de deslocamento na camada mais superior. O controle da rugosidade Ra do cilindro do segundo suporte para que seja menor reduz a área de porções nas quais o cilindro e a folha de aço são postos em contato entre si. Isso possibilita o controle da densidade de deslocamento a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço. Como descrito acima, a densidade de deslocamento na camada superficial pode ser controlada por variação da rugosidade Ra do cilindro do primeiro suporte, e a densidade de deslocamento, a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço, pode ser controlada por variação da rugosidade Ra do cilindro do segundo suporte. Desse modo, a diferença em densidade de deslocamento pode ser controlada. As reduções nas quais a folha recozida é laminada a frio, pelos primeiro e segundo suportes, não são limitadas. É preferível obter 80% a 95% da redução total necessária na etapa de laminação a frio secundária por uso do primeiro suporte, tendo uma maior rugosidade, e 5% a 20% da redução total por uso da suporte secundária, tendo uma menor rugosidade.

[067] Na etapa de laminação a frio secundária, um líquido lubrificante é usado, e a redução total é estabelecida a 18% ou menos. Líquidos lubrificantes comuns podem ser usados. O uso de um líquido lubrificante uniformiza as condições de lubrificação e permite que a laminação seja conduzida sob uma condição de baixa redução, de modo que a redução é de 18% ou menos, sem flutuações na espessura da folha de aço. O estabelecimento da redução total em 18% ou menos é necessário para obter uma alta resistência, sem reduzir o alongamento de fratura da folha de aço. A redução total é, de preferência, estabelecida a 15% ou menos, e é estabelecida, mais preferivelmente, de 10% ou menos. O limite inferior da redução total não é especificado, mas estabelecido, de preferência, a 1% ou mais. A redução de laminação é, particularmente, superior a 5%, a fim de laminar consistentemente a folha de aço, sem deslizamento da folha de aço, que pode ocorrer durante a laminação. Espessura: 0,1 a 0,34 mm

[068] Na presente invenção, a espessura da folha de aço para tampas de latas não é limitada, mas estabelecida, de preferência, a 0,1 a 0,34 mm por controle das reduções na etapa de laminação a quente, etapa de laminação a frio primária e etapa de laminação a frio secundária. Se a espessura da folha de aço for menor do que 0,1 mm, a quantidade de carga colocada na etapa de laminação a frio é aumentada e pode ficar difícil executar a laminação. Se a espessura da folha de aço for maior do que 0,34 mm, a espessura da folha de aço fica excessivamente grande, e a vantagem da redução no peso das latas pode ser reduzida. Desse modo, a espessura da folha de aço para tampas de latas é, de preferência, de 0,1 mm ou mais, e é, mais preferível, de 0,30 mm ou menos.

EXEMPLOS

[069] Aços tendo as composições descritas na Tabela 1, com o restante sendo Fe e impurezas inevitáveis, foram todos refinados em um conversor efetivo e formados em uma placa de aço por fundição contínua. As placas de aço foram reaquecidas a 1.230°C e submetidas subsequentemente a laminação a quente e laminação a frio primária, sob as condições descritas na Tabela 2. A temperatura da laminação de acabamento na etapa de laminação a quente foi estabelecida como sendo 890°C. A decapagem foi executada depois da etapa de laminação a frio primária. Depois da etapa de laminação a frio primária, as folhas laminadas a frio resultantes foram todas submetidas a recozimento contínuo, a uma temperatura de encharcamento de 670°C por um tempo de encharcamento de 20 segundos. Depois, a laminação a frio secundária foi conduzida sob as condições descritas na Tabela 2.

[070] A rugosidade do cilindro do primeiro suporte e a rugosidade do cilindro do segundo suporte foram a rugosidade superficial Ra de uma folha de aço, que é definida na norma JIS B 0601 e medida pelo método definido na norma JIS B 0633.

[071] Em ambas as superfícies de todas as folhas de aço resultantes, um revestimento de Sn foi aplicado continuamente. Desse modo, as folhas de aço revestidas (chapas de estanho), nas quais 2,8 g/m2de Sn foram depositados por lado, foram preparadas. As chapas de estanho foram submetidas aos seguintes ensaios. As Tabelas 2 e 3 resumem os resultados dos ensaios.

Resistência à Tração e Alongamento de Fratura

[072] As chapas de estanho foram submetidas a um tratamento térmico a 210°C por 10 minutos, correspondente a um método de revestimento - cozimento. As chapas de estanho tratadas termicamente foram submetidas a um ensaio de tração. No ensaio de tração, a resistência à tração (resistência à ruptura) e o alongamento de fratura de todas as chapas de estanho foram medidos usando um corpo de prova de ensaio de tração da norma JIS n° 5, a uma velocidade de ensaio de 10 mm/min. A Tabela 2 resume os resultados.

Valor de Lankford Médio

[073] O valor de Lankford médio de todas as chapas de estanho foi avaliado de acordo com o Apêndice JA (Especificação) "Natural Frequency Method" da norma JIS Z 2254 "Metallic materials-Sheet and strip-Determination of plastic strain ratio".

Diâmetro Médio dos Grãos Cristalinos

[074] O diâmetro médio dos grãos cristalinos de todas as chapas de estanho foi determinado por retificação de uma seção transversal da folha de aço, que era perpendicular à direção da laminação, executando gravura com nital, de modo a expor os contornos dos grãos, e aplicar um método de interceptação usando uma linha de ensaio linear, que é descrita na norma JIS G 0551.

Rugosidade Superficial Ra de Folha de Aço

[075] A rugosidade superficial Ra de uma folha de aço, que é definida na norma JIS B 0601, foi medida por esse método definido na norma JIS B 0633. A Tabela 2 resume os resultados.

PPI

[076] O Pico por Polegada (PPI) (PPCM - Pico por Centímetro), definido na norma JIS B 0601, foi medido pelo método definido na norma JIS B 0633. A Tabela 2 resume os resultados.

Brilho

[077] O brilho das placas de estanho foi medido pelo método definido na norma JIS Z 8741. A Tabela 2 resume os resultados.

Densidade de Deslocamento

[078] As densidades de deslocamento na camada mais superior e na camada de 1/4 das placas de estanho foram determinadas da seguinte maneira. Quatro planos, isto é, os planos Fe(110), (200), (211) e (220) foram medidos por XRD (difração de raios X), usando Co como uma fonte de radiação, a fim de determinar uma meio largura de faixa e uma posição de pico. Ao mesmo tempo, uma amostra de cristal único de Si, tendo uma densidade de deslocamento conhecida, também foi medida. A densidade de deslocamento foi determinada por uma comparação da meio largura de faixa. A Tabela 3 resume os resultados.

Avaliação de Resistência à Pressão

[079] A resistência à pressão das placas de estanho foi medida da seguinte maneira. Uma amostra (a folha de aço revestida), tendo uma espessura de 0,21 mm, foi formada em uma tampa de lata, tendo um diâmetro de 63 mm. A tampa de lata foi presa em um lado da lata soldado, tendo um diâmetro de 63 mm, por costura com o lado da lata. Ar comprimido foi introduzido na parte interna da lata, e a pressão na qual a tampa da lata foi deformada foi medida. Uma avaliação de "0" foi apresentada no caso em que a tampa da lata não foi deformada, mesmo quando a pressão dentro da lata atingiu 0,20 MPa. Uma avaliação de "O" foi apresentada no caso no qual a tampa da lata não foi deformada, mesmo quando a pressão dentro da lata foi aumentada a 0,19 MPa. Uma avaliação de "x" foi apresentada no caso no qual a tampa da lata foi deformada, quando a pressão dentro da lata estava inferior a 0,19 MPa. A Tabela 3 resume os resultados.

Avaliação de Plasticidade

[080] A plasticidade das folhas de estanho foi avaliada por submissão da amostra, tendo uma espessura de 0,21 mm, a uma máquina de ensaio especificada na norma JIS B 7729 pelo método especificado na norma JIS Z 2247. Uma avaliação de "0" foi apresentada no caso em que o valor de Erichsen (a altura da protuberância medida quando da ocorrência de rachadura de fora a fora) era de 6,5 mm ou mais. Uma avaliação de "O" foi apresentada no caso o valor de Erichsen era inferior a 6,5 mm e de 6 mm ou superior. Uma avaliação de "x" foi apresentada no caso em que o valor de Erichsen era inferior a 6 mm. A Tabela 3 resume os resultados. Tabela 1

Tabela 2

Tabela 3

[081] Os resultados descritos nas Tabelas 1 a 3 confirmam que os números 6 a 11, 15 a 19 e 22 a 26, que são exemplos da invenção, apresentam uma excelente resistência à tração. Especificamente, obtiveram uma resistência à tração de 400 Mpa ou mais (de preferência, de 500 Mpa ou mais), que é necessária para uma folha de aço ultrafina para as tampas de latas. Os números 6 a 11, 15 a 19 e 22 a 26 apresentam excelente trabalhabilidade, isto é, um alongamento de 10% ou mais, que é necessário para trabalhar a folha de aço em tampas de latas.

[082] O n° 1, que é um exemplo comparativo, não apresentou uma resistência à tração predeterminada porque o teor de C era excessivamente baixo. O n° 1 foi também avaliado como inferior em termos de resistência à pressão.

[083] O n° 2, que é um exemplo comparativo, apresentou um teor de C excessivamente alto. Portanto, a ductilidade da folha de aço foi degradada pela laminação a frio secundária, e o alongamento de fratura da folha de aço foi degradado. O n° 2 foi também avaliado como inferior em termos de plasticidade.

[084] O n° 3, que é um exemplo comparativo, não apresentou uma resistência à tração predeterminada porque o teor de Mn era excessivamente baixo. O n° 3 foi também avaliado como inferior em termos de resistência à pressão.

[085] O n° 4, que é um exemplo comparativo, apresentou um teor de Mn excessivamente alto. Portanto, a ductilidade da folha de aço foi degradada pela laminação a frio secundária, e o alongamento de fratura da folha de aço foi degradado. O n° 4 foi também avaliado como inferior em termos de plasticidade.

[086] O n° 5, que é um exemplo comparativo, não apresentou uma resistência à tração predeterminada porque o teor de N era excessivamente alto. O n° 5 foi também avaliado como inferior em termos de plasticidade.

[087] No n° 12, que é um exemplo comparativo, a temperatura de bobinagem era excessivamente alta. Por conseguinte, o tamanho dos grãos cristalinos era excessivamente grande (isto é, o diâmetro médio dos grãos cristalinos - em uma seção transversal perpendicular à direção da laminação - era grande), e a resistência à tração predeterminada também não foi obtida. O n° 12 foi também avaliado como inferior em termos de resistência à pressão. O n° 12, que é um exemplo comparativo, apresentou um diâmetro médio dos grãos cristalinos de 6,7 μm.

[088] Nos números 13 e 14, que são exemplos comparativos, a redução da laminação a frio secundária foi excessivamente alta. Por conseguinte, a ductilidade da folha de aço foi degradada pela laminação a frio secundária, e o alongamento de fratura predeterminado não foi obtido. Os números 13 e 14 também foram avaliados como inferiores em termos de plasticidade.

[089] No n° 20, que é um exemplo comparativo, a rugosidade da folha de aço do segundo suporte, usada na etapa de laminação a frio secundária, era excessivamente grande. No n° 21, que é um exemplo comparativo, a rugosidade do cilindro do primeiro suporte, usada na etapa de laminação a frio secundária, era excessivamente grande. Por conseguinte, nos números 20 e 21, o alongamento de fratura da folha de aço foi reduzido, e a resistência à pressão e a plasticidade da folha de aço foram deterioradas. Os números 20 e 21 apresentaram um valor de Lankford médio ligeiramente inferior àqueles dos exemplos da invenção.

Claims

1. Folha de aço de alta resistência para recipientes, a folha de aço de alta resistência caracterizada pelo fato de compreender uma composição consistindo, em massa, C: 0,0010% a 0,10%, Si: 0,04% ou menos, Mn: 0,10% a 0,80%, P: 0,007% a 0,100%, S: 0,10% ou menos, Al: 0,001% a 0,100%, N: 0,0010% a 0,0250%, e o equilíbrio sendo Fe e impurezas inevitáveis, a folha de aço de alta resistência tendo uma diferença entre uma densidade de deslocamento, em uma camada mais superior da folha de aço de alta resistência, em uma direção de sua espessura, e uma densidade de deslocamento a uma profundidade de 1/4 da espessura da folha de aço de alta resistência de uma superfície dela, sendo igual ou inferior 1,94 x 1014m-2; a folha de aço de alta resistência tendo uma resistência à tração igual ou superior a 400 MPa e um alongamento de fratura igual ou superior a 10%.

2. Método para produzir a folha de aço de alta resistência para recipientes, conforme definida na reivindicação 1, o método caracterizado pelo fato de compreender: uma etapa de laminação a quente de laminação a quente de uma placa aquecida e bobinagem da folha de aço laminada a quente a uma temperatura inferior a 710°C; uma etapa de laminação a frio primária de laminação a frio da folha de aço laminada a quente com uma redução de laminação a frio total superior a 85%; uma etapa de recozimento de recozimento da folha laminada a frio; e uma etapa de laminação a frio secundária de laminação a frio da folha recozida com uma instalação incluindo um primeiro e um segundo suportes, o primeiro suporte incluindo um cilindro tendo uma rugosidade Ra de 0,70 a 1,60 μm, o segundo suporte incluindo um cilindro tendo uma rugosidade Ra de 0,20 a 0,69 μm, a laminação a frio secundária sendo executada usando um lubrificante líquido com uma redução total igual ou inferior a 18%.