BR112019019173A2

BR112019019173A2 - chapa de aço com tratamento de superfície

Info

Publication number: BR112019019173A2
Application number: BR112019019173A
Authority: BR
Inventors: Sengoku Akihiro; Takebayashi Hiroshi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2020-04-14
Also published as: JP6897757B2; WO2018179397A1; CA3057007A1; EP3604603A4; US20200024708A1; CN110475899A; MX2019011429A; JPWO2018179397A1; US11884998B2; EP3604603A1; KR20190133753A

Abstract

a presente invenção refere-se a uma chapa de aço com tratamento de superfície que inclui um metal base e uma camada galvanizada formada sobre uma superfície do metal base, em que uma composição média da camada galvanizada contém, em %, em massa, mg: 0,5 a 2,0%, e (60,0=zn+al=98,0), (0,4=zn/al=1,5), e (zn/alxmg=1,6) são satisfeitas.

Description

Relatório Descritivo de Patente de Invenção para CHAPA DE AÇO COM TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE.

CAMPO DA TÉCNICA [001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço com tratamento de superfície.

TÉCNICA ANTECEDENTE [002] Os membros estruturais (corpos formados) usados para automóveis ou similares podem ser produzidos realizando a estampagem a quente (prensagem a quente) para aumentar tanto a resistência como a precisão dimensional. Na produção de um corpo formado pela realização de estampagem a quente, uma chapa de aço é aquecida até o ponto de Ac₃ ou superior e é rapidamente resfriada enquanto é submetida à prensagem por ferramentas de prensagem. Ou seja, nesse processo de produção, a prensagem e o arrefecimento brusco são realizados simultaneamente. Ao realizar a estampagem a quente, é possível produzir um corpo formado com alta precisão dimensional e alta resistência.

[003] No entanto, um corpo formado produzido pela realização de estampagem a quente foi submetido a uma alta temperatura e, então, carepas são formadas sobre a superfície. Consequentemente, é proposta uma técnica em que uma chapa de aço galvanizada (chapa de aço com tratamento de superfície) é usada como uma chapa de aço de estampagem a quente de modo que a formação de carepa seja suprimida e, além disso, a resistência à corrosão seja aprimorada (consultar os Documentos de Patentes 1 a 3).

[004] Por exemplo, o Documento de Patente 1 descreve uma chapa de aço para prensagem a quente que tem uma camada galvanizada com Zn. O Documento de Patente 2 descreve uma chapa de aço galvanizada com alumínio para componente de automóvel de alta resistência que tem uma camada galvanizada com Al. Ademais, o DoPetição 870190092140, de 16/09/2019, pág. 28/69

2/34 cumento de Patente 3 descreve um material de aço folheado à base de Zn para prensagem a quente em que vários elementos, como Mn, são adicionados na camada galvanizada de uma chapa de aço galvanizada com Zn.

LISTA DE DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTO DE PATENTE [005] Documento de Patente 1: JP2003-73774A [006] Documento de Patente 2: JP2003-49256A [007] Documento de Patente 3: JP2005-113233A

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO [008] Na técnica descrita no Documento de Patente 1, Zn permanece em uma camada externa de um material de aço após a estampagem a quente ser realizada e, então, uma alta ação anticorrosiva sacrificial pode ser esperada. Entretanto, uma chapa de aço é trabalhada em um estado em que Zn é dissolvido e, então, há uma possibilidade que Zn fundido entre na chapa de aço de tal modo que ocorrem trincas no material de aço. Essa trinca é chamada de Fragilização por Metal Líquido (mais adiante neste documento também chamada de LME). As propriedades de fadiga do corpo formado se deterioram devido à LME.

[009] Atualmente, para evitar a ocorrência de LME, é necessário controlar adequadamente as condições de aquecimento para realizar o trabalho em uma chapa de aço. Mais especificamente, um método ou similar é adotado em que o aquecimento é realizado até que todo o Zn fundido seja difundido em uma chapa de aço para formar uma solução sólida de Fe-Zn. Entretanto, esses métodos exigem um longo tempo de aquecimento e, como resultado, há um problema que a produtividade diminui.

[0010] Na técnica descrita no Documento de Patente 2, Al que tem

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3/34 um ponto de fusão mais alto que Zn é usado para uma camada galvanizada e, então, diferente do Documento de Patente 1, é menos provável que o metal fundido entre em uma chapa de aço. Consequentemente, prevê-se que uma excelente resistência à LME possa ser obtida e, eventualmente, o corpo formado submetido à estampagem a quente é excelente em propriedade de fadiga. Entretanto, um material de aço em que uma camada galvanizada com Al é formada tem um problema que é difícil de formar um filme de fosfato no momento de realizar o tratamento com fosfato, que é realizado antes de o revestimento ser aplicado a componentes de automóveis. Em outras palavras, alguns materiais de aço podem não obter fosfatabilidade suficiente, degradando assim a resistência à corrosão após o revestimento.

[0011] Ademais, na técnica descrita no Documento de Patente 3, a soldabilidade a ponto é aprimorada modificando uma camada mais externa (filme de óxido) após a estampagem a quente ser realizada. Entretanto, dependendo de um elemento que será adicionado, a LME ainda ocorre de modo que haja uma possibilidade de que um material de aço de estampagem a quente não possa obter uma propriedade de fadiga suficiente. Ademais, dependendo de um elemento que será adicionado, também há uma possibilidade de que a fosfatabilidade do material de aço também seja degradada além da propriedade de fadiga.

[0012] Um objetivo da presente invenção, que foi realizada para superar os problemas acima mencionados, é fornecer uma chapa de aço com tratamento de superfície que seja, de preferência, usada como um material de partida de um corpo formado excelente em propriedade de fadiga, soldabilidade a ponto e resistência à corrosão após o revestimento.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA [0013] A presente invenção foi realizada para superar os problePetição 870190092140, de 16/09/2019, pág. 30/69

4/34 mas mencionados acima, e a essência da presente invenção é a seguinte chapa de aço com tratamento de superfície.

(1) Uma chapa de aço com tratamento de superfície que inclui: um metal base e uma camada galvanizada formada sobre uma superfície do metal base, em que uma composição média da camada galvanizada contém, em %, em massa,

Mg: 0,5 a 2,0%, e as seguintes fórmulas (i) a (iii) são satisfeitas:

75,0<Zn + Al<98,5 ... (i)

0,4<Zn/AI<1,5 ... (ii)

Zn/AlxMg<1,6 ... (iii) em que, o símbolo de um elemento nas fórmulas refere-se ao teor (% em massa) de cada elemento contido na camada galvanizada.

(2) A chapa de aço com tratamento de superfície descrita em (1) mencionado acima, em que a composição média da camada galvanizada contém ainda, em %, em massa, Si: mais de 0% e 15,0% ou menos.

(3) A chapa de aço com tratamento de superfície descrita em (1) ou (2) mencionado acima, em que a composição média da camada galvanizada satisfaz ainda a seguinte fórmula (iv):

Mg+Ca+Ti+Sr+Cr<2,0 ... (iv) em que, o símbolo de um elemento na fórmula refere-se ao teor (% em massa) de cada elemento contido na camada galvanizada.

(4) A chapa de aço com tratamento de superfície descrita em qualquer um dentre (1) a (3) mencionados acima, em que a camada galvanizada inclui uma camada de difusão de Fe em um lado de metal base da camada galvanizada, e uma razão de uma espessura da camada de difusão de Fe

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5/34 para toda a espessura da camada galvanizada é entre 15 e 50%.

(5) A chapa de aço com tratamento de superfície descrita em (4) mencionado acima, em que a composição média da camada galvanizada contém ainda, em % em massa,

Fe: 5,0 a 25,0%.

(6) A chapa de aço com tratamento de superfície descrita em qualquer um dentre (1) a (5) mencionados acima, em que uma composição química do metal base contém, em % em massa, C: 0,05 a 0,4%,

Si: 0,5% ou menos, e

Mn: 0,5 a 2,5%.

(7) A chapa de aço com tratamento de superfície descrita em qualquer um dentre (1) a (6) mencionados acima, em que a chapa de aço com tratamento de superfície serve para estampagem a quente.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO [0014] Uma chapa de aço com tratamento de superfície de acordo com a presente invenção pode ser submetida à estampagem a quente para obter um corpo formado excelente em propriedade de fadiga, soldabilidade a ponto e resistência à corrosão após o revestimento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0015] A Figura 1 é um exemplo de uma imagem de um corte transversal da chapa de aço com tratamento de superfície de acordo com uma modalidade da presente invenção obtida realizando a observação de SEM.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES [0016] Os inventores da presente invenção conduziram estudos sobre a configuração de uma chapa de aço com tratamento de superfície que é, de preferência, usada como um material de partida de um corpo formado excelente em resistência à LME no momento de realiPetição 870190092140, de 16/09/2019, pág. 32/69

6/34 zar a conformação por estampagem a quente, e também excelente em soldabilidade a ponto e resistência à corrosão após o revestimento após a estampagem a quente ser realizada.

[0017] Em primeiro lugar, os inventores da presente invenção conduziram estudos sobre um método para aumentar a resistência à corrosão após o revestimento de um corpo formado. Como resultado, os inventores da presente invenção constataram que a resistência à corrosão de um corpo formado submetido à estampagem a quente pode ser aumentada fazendo com que uma camada galvanizada da chapa de aço com tratamento de superfície contenha Mg. Entretanto, constatou-se que quando a conformação por estampagem a quente é realizada em uma chapa de aço com tratamento de superfície cuja camada galvanizada contém Mg, a LME ocorre facilmente, deteriorando assim a propriedade de fadiga. Ademais, quando o teor de Mg na camada galvanizada for excessivamente alto, a soldabilidade a ponto de um corpo formado produzido usando uma camada galvanizada incluindo tal camada galvanizada também é reduzida.

[0018] Consequentemente, os inventores da presente invenção conduziram estudos abrangentes sobre um método para aumentar a resistência à corrosão sem deteriorar a resistência à LME e a soldabilidade a ponto. Como resultado, o seguinte estudo é obtido. Todas as propriedades mencionadas acima podem ser garantidas com um saldo satisfatório controlando adequadamente o teor de Mg na camada galvanizada da chapa de aço com tratamento de superfície.

[0019] A presente invenção é realizada com base nas constatações mencionadas acima. Mais adiante neste documento, os respectivos requisitos da presente invenção serão descritos em detalhes.

Configuração geral [0020] A chapa de aço com tratamento de superfície de acordo com uma modalidade da presente invenção inclui um metal base e

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7/34 uma camada galvanizada formada sobre a superfície do metal base. Cada componente é descrito em detalhes neste documento.

Metal base [0021] O aprimoramento de propriedade de fadiga, soldabilidade a ponto e resistência à corrosão após o revestimento após a conformação por estampagem a quente ser realizada, que é a tarefa para essa modalidade, pode ser obtido pela configuração da camada galvanizada da chapa de aço com tratamento de superfície. Consequentemente, o metal base da chapa de aço com tratamento de superfície de acordo com essa modalidade não é particularmente limitado. Entretanto, quando os componentes do metal base se ajustarem dentro das faixas descritas posteriormente, é possível obter o corpo formado com propriedades mecânicas favoráveis além da propriedade de fadiga, soldabilidade a ponto e resistência à corrosão após o revestimento.

[0022] Os motivos para limitar os respectivos elementos são os seguintes. Na descrição feita a seguir, o símbolo % para teor referese a% em massa.

C: 0,05 a 0,4% [0023] C (carbono) é um elemento que aumenta a resistência de um corpo formado em que a estampagem a quente é realizada. Quando um teor de C for excessivamente baixo, o efeito mencionado acima não pode ser obtido. Por outro lado, quando o teor de C for excessivamente alto, a tenacidade de uma chapa de aço diminui. Consequentemente, o teor de C é ajustado para 0,05 a 0,4%. O teor de C é, de preferência, 0,10% ou mais e é, com mais preferência, 0,13% ou mais. Ademais, o teor de C é, de preferência, 0,35% ou menos.

Si: 0,5% ou menos [0024] Si (silício) é um elemento que está inevitavelmente contido, e tem uma ação de desoxidação de aço. Entretanto, quando um teor de Si for excessivamente alto, Si no aço é difundido durante o aqueciPetição 870190092140, de 16/09/2019, pág. 34/69

8/34 mento de uma estampa a quente e, então, óxido é formado sobre a superfície de uma chapa de aço, degradando assim a fosfatabilidade. Si também é um elemento que aumenta o ponto de Acs de uma chapa de aço. Quando o ponto de Acs for elevado, há uma possibilidade de que uma temperatura de aquecimento no momento de realizar a estampagem a quente exceda a temperatura de evaporação de galvanização com Zn. Consequentemente, o teor de Si é ajustado para 0,5% ou menos. O teor de Si é, de preferência, 0,3% ou menos e é, com mais preferência, 0,2% ou menos. Não há limitação sobre o valor limite inferior do teor de Si em termos das propriedades mencionadas acima de um produto. Entretanto, conforme descrito acima, Si é usado para desoxidação e, então, há um valor limite inferior substancial. Embora o valor limite inferior do teor de Si varie de acordo com o nível de desoxidação necessário, o valor limite inferior do teor de Si é geralmente 0,05%.

Mn: 0,5 a 2,5% [0025] Mn (Manganês) é um elemento que aumenta a temperabilidade aumentando assim a resistência de um corpo formado em que a estampagem a quente é realizada. Quando um teor de Mn for excessivamente baixo, esse efeito não pode ser obtido. Por outro lado, quando o teor de Mn for excessivamente alto, esse efeito é saturado. Consequentemente, o teor de Mn é ajustado para um valor dentro de uma faixa de 0,5 a 2,5%. O teor de Mn é, de preferência, 0,6% ou mais e é, com mais preferência, 0,7% ou mais. Ademais, o teor de Mn é, de preferência, 2,4% ou menos e é, com mais preferência, 2,3% ou menos. P: 0,03% ou menos [0026] P (fósforo) é uma impureza contida no aço. P se segrega nos contornos de grãos de cristal, diminuindo assim a tenacidade do aço, então, levando à degradação da resistência à fratura atrasada.

Consequentemente, um teor de P é ajustado para 0,03% ou menos. É

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9/34 preferível reduzir o teor de P o máximo possível.

S: 0,01% ou menos [0027] S (enxofre) é uma impureza contida no aço. S forma sulfetos, diminuindo assim a tenacidade do aço, então, levando à degradação da resistência à fratura atrasada. Consequentemente, um teor de S é ajustado para 0,01% ou menos. É preferível reduzir o teor de S o máximo possível.

Al sol.: 0,1% ou menos [0028] Al (Alumínio) é um elemento que é geralmente usado para desoxidação de aço, e está inevitavelmente contido. No entanto, quando um teor de Al for excessivamente alto, embora a desoxidação seja suficientemente realizada, há a possibilidade de que o ponto de Acs de uma chapa de aço seja elevado, de modo que uma temperatura de aquecimento no momento de realizar a estampagem a quente exceda a temperatura de evaporação de galvanização com Zn. Consequentemente, o teor de Al é ajustado para 0,1% ou menos. O teor de Al é, de preferência, 0,05% ou menos. Para se obter os efeitos vantajosos mencionados acima, o teor de Al é, de preferência, 0,01% ou mais. Neste relatório descritivo, o teor de Al significa teor de Al sol. (Al solúvel em ácido).

N: 0,01% ou menos [0029] N (nitrogênio) é uma impureza que está inevitavelmente contida no aço. N forma nitretos, diminuindo assim a tenacidade do aço. Ademais, no caso em que B esteja contido no aço, N é ligado a B, reduzindo assim a quantidade de B dissolvido e, eventualmente, diminuindo a temperabilidade. Consequentemente, um teor de N é ajustado para 0,01% ou menos. É preferível reduzir o teor de N o máximo possível.

B: 0 a 0,005% [0030] B (boro) tem um efeito de aumentar a temperabilidade do

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10/34 aço, aumentando assim a resistência de um corpo formado em que a estampagem a quente é realizada. Consequentemente, B pode estar contido quando necessário. Entretanto, quando um teor de B for excessivamente alto, esse efeito é saturado. Consequentemente, o teor de B é ajustado para 0,005% ou menos. Para se obter os efeitos vantajosos mencionados acima, o teor de B é, de preferência, 0,0001% ou mais.

Ti: 0 a 0,1% [0031] Ti (titânio) é ligado a N, formando assim nitretos. Quando Ti e N forem ligados entre si dessa maneira, a ligação entre B e N é suprimida e, então, é possível suprimir a degradação da temperabilidade causada pela formação de BN. Consequentemente, Ti pode estar contido quando necessário. Entretanto, quando um teor de Ti for excessivamente alto, o efeito mencionado acima é saturado e, além disso, uma quantidade excessivamente grande de nitreto de Ti se precipita, diminuindo assim a tenacidade do aço. Consequentemente, o teor de Ti é ajustado para 0,1% ou menos. Ti produz um tamanho de grão fino de austenita no momento do aquecimento por uma estampa a quente por um efeito de ancoragem de Ti, aumentando assim a tenacidade e similares do corpo formado. Para se obter os efeitos vantajosos mencionados acima, o teor de Ti é, de preferência, 0,01% ou mais.

Cr: 0 a 0,5% [0032] Cr (cromo) tem um efeito de aumentar a temperabilidade do aço. Consequentemente, Cr pode estar contido quando necessário. Entretanto, quando um teor de Cr for excessivamente alto, carboneto de Cr é formado. Esse carboneto de Cr não é facilmente dissolvido no momento de aquecimento da estampa a quente e, então, a austenitização é impedida de progredir facilmente, degradando assim a temperabilidade. Consequentemente, o teor de Cr é ajustado para 0,5% ou menos. Para se obter os efeitos vantajosos mencionados acima, o teor

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11/34 de Cr é, de preferência, 0,1% ou mais.

Mo: 0 a 0,5% [0033] Mo (molibdênio) tem um efeito de aumentar a temperabilidade do aço. Consequentemente, Mo pode estar contido quando necessário. Entretanto, quando um teor de Mo for excessivamente alto, o efeito mencionado acima é saturado. Consequentemente, o teor de Mo é ajustado para 0,5% ou menos. Para se obter os efeitos vantajosos mencionados acima, o teor de Mo é, de preferência, 0,05% ou mais. Nb: 0a0,1% [0034] Nb (nióbio) forma carbonetos, tendo assim um efeito de refinar grãos no momento de realizar a estampagem a quente, então, levando a um aumento na tenacidade do aço. Consequentemente, Nb pode estar contido quando necessário. Entretanto, quando um teor de Nb for excessivamente alto, não só o efeito mencionado acima é saturado, como também a temperabilidade é degradada. Consequentemente, o teor de Nb é ajustado para 0,1% ou menos. Para se obter os efeitos vantajosos mencionados acima, o teor de Nb é, de preferência, 0,02% ou mais.

Ni: 0 a 1,0% [0035] Ni (níquel) tem um efeito de aumentar a tenacidade do aço. Ademais, Ni suprime a fragilização atribuível à presença de Zn fundido no momento do aquecimento pela estampa a quente. Consequentemente, Ni pode estar contido quando necessário. Entretanto, quando um teor de Ni for excessivamente alto, esses efeitos são saturados. Consequentemente, o teor de Ni é ajustado para 1,0% ou menos. Para se obter os efeitos vantajosos mencionados acima, o teor de Ni é, de preferência, 0,1% ou mais.

[0036] Na composição química do metal base que forma a chapa de aço com tratamento de superfície dessa modalidade, o saldo consiste em Fe e impurezas. Nessa modalidade, impureza significa um

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12/34 componente que, na produção industrial de chapas de aço, pode ser misturado em minérios ou matérias-primas formadoras de refugo, ou um componente que pode ser misturado devido a um ambiente de produção ou similares, sendo que o componente não é intencionalmente adicionado.

(C) Camada galvanizada [0037] A camada galvanizada de acordo com a presente invenção contém Zn e Al como um componente principal. Ou seja, a composição média da camada galvanizada satisfaz a seguinte fórmula (i). Fazer com que a camada galvanizada da chapa de aço com tratamento de superfície satisfaça a seguinte condição pode melhorar a propriedade de fadiga, soldabilidade a ponto e resistência à corrosão após o revestimento do corpo formado submetido à estampagem a quente.

75,0<Zn + Al<98,5 ... (i) em que, o símbolo de um elemento na fórmula refere-se ao teor (% em massa) de cada elemento contido na camada galvanizada. [0038] Também é dada importância à razão de Zn para Al. Consequentemente, a composição média da camada galvanizada da presente invenção satisfaz a seguinte fórmula (ii). Quando o valor de Zn/AI se torna menor que 0,4, a fosfatabilidade não pode ser garantida de tal modo que a resistência à corrosão após o revestimento é deteriorada. Por outro lado, quando o valor de Zn/A1 exceder 1,5, a LME não pode ser suprimida de tal modo que a propriedade de fadiga é deteriorada. Consequentemente, o valor de Zn/A1 é, de preferência, 1,2 ou menos, é, com mais preferência, 1,0 ou menos, e é ainda, de preferência, 0,8 ou menos.

0,4<Zn/AI<1,5 ... (ii) [0039] Na presente invenção, a composição média da camada galvanizada contém ainda, em %, em massa, Mg: 0,5 a 2,0%. Quando um teor de Mg na camada galvanizada for menor que 0,5%, um efeito

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13/34 de aumento da resistência à corrosão do corpo formado submetido à estampagem a quente é insuficiente. Por outro lado, o teor de Mg que excede 2,0% aumenta o risco de ocorrência de LME no momento da realização da estampagem a quente. Ademais, Mg é facilmente oxidado, sendo assim concentrado, como óxido, na camada externa do corpo formado submetido à estampagem a quente. Óxido de Mg tem alta resistência elétrica e, então, quando óxido de Mg estiver excessivamente concentrado, a soldabilidade do corpo formado é reduzida. O teor de Mg na camada galvanizada é, de preferência, 0,6% ou mais e é, com mais preferência 0,8% ou mais. Ademais, o teor de Mg é, de preferência, 1,8% ou menos e é, com mais preferência, 1,5% ou menos.

[0040] Também é necessário ajustar o teor de Mg na camada galvanizada em relação ao teor de Zn e ao teor de Al. Mais especificamente, é necessário que a seguinte fórmula (iii) seja satisfeita. Quando o valor de Zn/AIxMg exceder 1,6, a LME não pode ser suprimida de tal modo que a propriedade de fadiga seja deteriorada. O valor de Zn/AIxMg é, de preferência, 1,4 ou menos, é, com mais preferência,

1,2 ou menos, e é ainda, de preferência, 1,0 ou menos.

Zn/AlxMg<1,6 ... (iii) [0041] A composição média da camada galvanizada pode conter ainda, em %, em massa, Si: mais de 0% e 15,0% ou menos. Fazer com que a camada galvanizada contenha Si pode aumentar a adesividade entre o metal base e a camada galvanizada. Entretanto, quando um teor de Si na camada galvanizada exceder 15,0%, há uma possibilidade de que a propriedade, como resistência à corrosão ou soldabilidade, do corpo formado submetido à estampagem a quente não possa ser garantida. Consequentemente, o teor de Si é, de preferência, 0,1% ou mais e é, com mais preferência, 0,3% ou mais.

[0042] Quando o teor de Si na camada galvanizada aumenta, a

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14/34 formação de uma camada de difusão de Fe descrita posteriormente é suprimida. Consequentemente, quando for desejado promover a formação da camada de difusão de Fe, o teor de Si é, de preferência, 10,0% ou menos e é, com mais preferência, 5,0% ou menos.

[0043] A camada galvanizada pode conter ainda Cr, Ca, Sr, Ti ou similares. Entretanto, esses elementos são facilmente oxidados da mesma maneira que Mg. Consequentemente, esses elementos são concentrados, como óxido, na camada externa do corpo formado submetido à estampagem a quente. Os óxidos desses elementos também têm alta resistência elétrica e, então, quando esses elementos estiverem excessivamente concentrados, a soldabilidade do corpo formado é reduzida. Consequentemente, no caso em que a camada galvanizada contém esses elementos, é preferível que a composição média da camada galvanizada satisfaça a seguinte fórmula (iv) em relação ao teor de Mg.

Mg+Ca+Ti+Sr+Cr<2,0 ... (iv) [0044] Na presente invenção, supõe-se que a composição média da camada galvanizada seja obtida pelo seguinte método. Primeiramente, uma chapa de aço com tratamento de superfície que inclui a camada galvanizada é dissolvida com solução aquosa a 10% de HCI. Nesse ponto de operação, para fazer com que apenas a camada galvanizada seja dissolvida, o inibidor que suprime a dissolução de Fe no metal base é adicionado a ácido clorídrico. Então, os respectivos elementos contidos na solução dissolvida são medidos por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES).

[0045] É preferível que a camada galvanizada de acordo com a presente invenção inclua a camada de difusão de Fe no lado de metal base da camada galvanizada. A camada de difusão de Fe tem uma microestrutura que contém uma fase de Fe-AI-Zn como um componente principal. A descrição contém uma fase de Fe-AI-Zn como um comPetição 870190092140, de 16/09/2019, pág. 41/69

15/34 ponente principal significa que a fração de área total da fase de Fe-AIZn é 90% ou mais. A fração de área total da fase de Fe-AI-Zn é, de preferência, 95% ou mais e é, com mais preferência, 99% ou mais. A fase de Fe-AI-Zn da presente invenção é um termo coletivo para Fe(AI, Zn)2, Fe2(AI, Zn)s ou Fe(AI, Zn)s. Particularmente, um teor de Fe na camada de difusão de Fe é ajustado para um valor que está dentro de uma faixa de 20 a 55 %, em massa. A fase de Fe-AI-Zn mencionada acima pode conter Si.

[0046] No caso em que a chapa de aço com tratamento de superfície é submetida à laminação a frio, a presença da camada de difusão de Fe pode formar o ponto de partida de trinca. Consequentemente, em geral, é preferível impedir a formação da camada de difusão de Fe o máximo possível. Por outro lado, no caso em que a chapa de aço com tratamento de superfície é submetida à estampagem a quente, quando a camada galvanizada inclui a camada de difusão de Fe que contém uma fase de Fe-AI-Zn como um componente principal, o processo de formação de liga de Zn e Al na camada galvanizada é promovido no momento de realização de estampagem a quente e, então, uma liga de Fe-AI é rapidamente formada. A formação da liga de Fe-AI é promovida particularmente nos arredores de uma interface com o metal base, exibindo assim um efeito de supressão de LME. Na presente invenção, uma liga de Fe-AI é um termo coletivo para aFe, FesAI e FeAI.

[0047] Quando deseja-se obter o efeito vantajoso mencionado acima, é preferível ajustar a razão da espessura da camada de difusão de Fe para a espessura total da camada galvanizada da presente invenção para 15 a 50%. Quando a razão mencionada acima for menor que 15%, um efeito de supressão de LME não pode ser suficientemente obtido. Por outro lado, quando a razão mencionada acima exceder 50%, trincas podem ser formadas no momento de enrolamento da

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16/34 chapa de aço em um formato de bobina. Consequentemente, a razão da espessura da camada de difusão de Fe para a espessura total da camada galvanizada é, de preferência, 20% ou mais e é, com mais preferência, 25% ou mais. Ademais, a razão da espessura da camada de difusão de Fe é, de preferência, 45% ou menos e é, com mais preferência, 40% ou menos.

[0048] A Figura 1 mostra um exemplo de uma imagem do corte transversal da chapa de aço com tratamento de superfície de acordo com uma modalidade da presente invenção obtida realizando a observação de SEM. A Figura 1(a) mostra um exemplo em que o tratamento de galvanização é realizado sob condições para formar positivamente a camada de difusão de Fe. Por outro lado, a Figura 1(b) mostra um exemplo em que o tratamento de galvanização é realizado sob condições normais. Pode-se notar a partir da Figura 1 que as bordas entre a camada de difusão de Fe na camada galvanizada e outras camadas podem ser claramente observadas.

[0049] Também a partir dos resultados de análise de ΕΡΜΑ da camada galvanizada, pode ser confirmado que o teor de Fe na camada de difusão de Fe é 20% ou mais de modo que a camada de difusão de Fe tenha uma microestrutura que contém, como um componente principal, uma fase de Fe-AI-Zn com o teor de Fe que está dentro de uma faixa de 20 a 55 %, em massa. O teor de Fe na camada que não a camada de difusão de Fe é menor que 20%. Consequentemente, na presente invenção, a espessura total da camada galvanizada e a espessura da camada de difusão de Fe são medidas a partir dos resultados da análise de ΕΡΜΑ e a da observação SEM. Ademais, na presente invenção, após o corte transversal de galvanização ser submetido à observação SEM, a espessura total da camada galvanizada e a espessura da camada de difusão de Fe são medidas em doze pontos arbitrários. O valor médio de valores de medição em dez porções exPetição 870190092140, de 16/09/2019, pág. 43/69

17/34 cluindo os valores máximos e mínimos é adotado como a espessura total da camada galvanizada ou a espessura da camada de difusão de Fe.

[0050] A limitação não é particularmente imposta sobre a espessura total da camada galvanizada da presente invenção. Por exemplo, a espessura total da camada galvanizada pode ser ajustada para 5 a 40 pm. A espessura total da camada galvanizada é, de preferência, 10 pm ou mais e é, com mais preferência, 30 pm ou menos. A limitação também não é particularmente imposta sobre a espessura da camada de difusão de Fe. Entretanto, quando for desejado obter um efeito de supressão de LME, a espessura da camada de difusão de Fe é, de preferência, ajustada para 3 pm ou mais. Por outro lado, quando a espessura da camada da camada de difusão de Fe for excessivamente grande, trincas podem ser formadas no momento de enrolamento da chapa de aço em um formato de bobina. Consequentemente, a espessura da camada de difusão de Fe é, de preferência, ajustada para 10 pm ou menos.

[0051] Ademais, no caso em que a camada de difusão de Fe é suficientemente formada para obter um efeito de supressão de LME, é preferível que a composição média da camada galvanizada contenha ainda, em %, em massa, Fe: 5,0 a 25,0%.

(D) Método de produção [0052] Uma etapa de produção da chapa de aço com tratamento de superfície dessa modalidade inclui uma etapa de produção de um metal base, e uma etapa de formação de uma camada galvanizada sobre a superfície do metal base. Mais adiante neste documento, cada etapa é descrita em detalhes.

Etapa de produção de metal base [0053] Na etapa de produção de metal base, é produzido um metal base de uma chapa de aço com tratamento de superfície. Por exemPetição 870190092140, de 16/09/2019, pág. 44/69

18/34 pio, é produzido um aço fundido que tem a composição química mencionada acima. Então, com o uso desse aço fundido, uma placa é produzida por um processo de fundição, ou um lingote é produzido por um processo de produção de lingote. Em seguida, a placa ou o lingote é submetido à laminação a quente, obtendo assim um metal base (chapa laminada a quente) da chapa de aço com tratamento de superfície. É possível adotar a configuração em que o tratamento de decapagem é realizado na chapa laminada a quente mencionada acima, e a laminação a frio é realizada na chapa laminada a quente em que o tratamento de decapagem é realizado, obtendo assim uma chapa laminada a frio, e essa chapa laminada a frio é usada como o metal base da chapa de aço com tratamento de superfície.

Etapa de tratamento de galvanização [0054] Na etapa de tratamento de galvanização, uma camada galvanizada de Al-Zn-Mg é formada sobre a superfície do metal base mencionado acima, produzindo assim uma chapa de aço com tratamento de superfície. Como um método de formação da camada galvanizada de Al-Zn-Mg, o tratamento de galvanização por imersão a quente pode ser adotado. Alternativamente, qualquer outro tratamento pode ser adotado como tratamento de galvanização por aspersão ou tratamento de galvanização por deposição de vapor. Para aumentar a adesividade entre o metal base e a camada galvanizada, é preferível fazer com que a camada galvanizada contenha Si.

[0055] Por exemplo, um exemplo de formação da camada galvanizada de Al-Zn-Mg por tratamento de galvanização por imersão a quente é o seguinte. Ou seja, o metal base é imerso em um banho de imersão a quente que consiste em Al, Zn, Mg e impurezas para fazer com que uma camada galvanizada se adira à superfície do metal base. Em seguida, o metal base ao qual a camada galvanizada é induzido a se aderir é puxado para cima do banho de galvanização.

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19/34 [0056] Nessa etapa, ajustando-se adequadamente uma velocidade à qual a chapa de aço é puxada do banho de revestimento e a taxa de fluxo de um gás de limpeza, a espessura da camada galvanizada pode ser ajustada. Conforme descrito acima, é preferível realizar um ajuste de modo que a espessura total da camada galvanizada assuma 5 a 40 pm.

[0057] No caso em que deseja-se que a camada de difusão de Fe mencionada acima seja formada na camada galvanizada, é importante controlar, na etapa de tratamento de galvanização, o teor de Si no banho de galvanização, um tempo de imersão, e velocidade de resfriamento após a imersão. Mais especificamente, para promover a formação da camada de difusão de Fe, é necessário ajustar o teor de Si no banho de galvanização para um valor baixo conforme descrito acima.

[0058] A chapa de aço é imersa no banho de galvanização por 5s ou mais e, além disso, após a chapa de aço ser puxada do banho de galvanização, a chapa de aço é termicamente isolada ou aquecida de modo a suprimir a velocidade média de resfriamento para 30°C/s ou menos. Com tais operações, a difusão de Fe pode progredir suficientemente. Entretanto, quando a espessura da camada de difusão de Fe for excessivamente grande, trincas podem ser formadas no momento de enrolamento da chapa de aço em um formato de bobina. Consequentemente, é preferível que o tempo de imersão durante o qual a chapa de aço é imersa no banho de galvanização seja ajustado para 15s ou menos, e a velocidade média de resfriamento após a imersão seja ajustada para 5°C/s ou mais.

[0059] Consequentemente, quando deseja-se que a camada de difusão de Fe seja formada na camada galvanizada, e a razão da espessura da camada de difusão de Fe para a espessura total da camada galvanizada seja ajustada para um valor que está dentro de uma faixa de 15 a 50%, é preferível que o tempo de imersão durante o qual

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20/34 a chapa de aço é imersa no banho de galvanização seja ajustado para 5 a 15s, e a velocidade média de resfriamento após a imersão seja ajustada para 5 a 30°C/s ou menos.

(E) Condição de estampagem a quente [0060] A chapa de aço com tratamento de superfície da presente invenção pode ser submetida à estampagem a quente para obter um corpo formado excelente em propriedade de fadiga, soldabilidade a ponto e resistência à corrosão após o revestimento. Quando a estampagem a quente for realizada sob condições descritas mais adiante neste documento, é possível obter um corpo formado excelente nas propriedades mencionadas acima com mais certeza. Um tratamento de formação de filme de óleo preventivo de ferrugem e corte pode ser realizado quando necessário antes de a estampagem a quente ser realizada.

Etapa de estampagem a quente [0061] A estampagem a quente normal é realizada de modo que uma chapa de aço seja aquecida até uma temperatura dentro de uma faixa de temperatura de estampagem a quente (faixa de temperatura de trabalho a quente) e, então, a chapa de aço é submetida a trabalho a quente e, ainda, a chapa de aço é resfriada. De acordo com uma técnica de estampagem a quente normal, é preferível aumentar a velocidade de aquecimento de uma chapa de aço o máximo possível para reduzir o tempo de produção. Ademais, quando uma chapa de aço for aquecida até uma temperatura dentro de uma faixa de temperatura de estampagem a quente, a camada galvanizada é suficientemente ligada. Consequentemente, na técnica de estampagem a quente normal, não é dada importância ao controle de aquecimento da chapa de aço.

[0062] Entretanto, para se obter um corpo formado excelente nas propriedades mencionadas acima com mais certeza, é preferível realiPetição 870190092140, de 16/09/2019, pág. 47/69

21/34 zar o tratamento térmico por formação de liga, em que uma chapa de aço com tratamento de superfície é mantida durante um tempo fixo dentro de uma faixa de temperatura predeterminada, quando a temperatura da chapa de aço com tratamento de superfície for aumentada para uma temperatura de estampagem a quente. Então, após o tratamento térmico de formação de liga ser realizado, a chapa de aço com tratamento de superfície é aquecida até uma temperatura de estampagem a quente (temperatura de aquecimento e arrefecimento brusco), e é submetida a trabalho a quente e resfriamento.

[0063] Mais especificamente, primeiro, a chapa de aço com tratamento de superfície é carregada em um forno de aquecimento (forno a gás, forno elétrico, forno infravermelho ou similares). A chapa de aço com tratamento de superfície é aquecida até uma faixa de temperatura de 500 a 750°C no forno de aquecimento, e o tratamento térmico de formação de liga é realizado, em que o material de chapa galvanizada é mantido durante 10 a 450s dentro dessa faixa de temperatura. A realização do tratamento térmico de formação de liga faz com que Fe no metal base se difunda na camada galvanizada de modo que o processo de formação de liga progrida. Tal processo de formação de liga pode suprimir a LME. Uma temperatura de aquecimento de formação de liga não é necessariamente ajustada para uma temperatura fixa, e pode variar dentro de uma faixa de 500 a 750°C.

[0064] Após o tratamento térmico de formação de liga ser concluído, a chapa de aço com tratamento de superfície é aquecida até uma faixa de temperatura a partir do ponto de Ac₃ até 950°C e, então, é submetida a trabalho a quente. Nesse ponto de operação, um tempo durante o qual a temperatura da chapa de aço com tratamento de superfície se ajusta a uma faixa de temperatura (faixa de temperatura de oxidação) a partir do ponto de Ac₃ até 950°C é limitado a 60s ou menos. Quando a temperatura da chapa de aço com tratamento de suPetição 870190092140, de 16/09/2019, pág. 48/69

22/34 perfície se ajustar à faixa de temperatura de oxidação, o filme de óxido da camada externa da camada galvanizada cresce. Quando o tempo durante o qual a temperatura da chapa de aço com tratamento de superfície se ajusta à faixa de temperatura de oxidação exceder 60s, há uma possibilidade de que o filme de óxido cresça excessivamente, reduzindo assim a soldabilidade do corpo formado. Por outro lado, uma velocidade na qual um filme de óxido é formado é extremamente alta e, então, o valor limite inferior do tempo durante o qual a temperatura da chapa de aço com tratamento de superfície se ajusta à faixa de temperatura de oxidação é mais de Os. Entretanto, quando a chapa de aço com tratamento de superfície for aquecida em uma atmosfera não oxidante, como atmosfera de nitrogênio a 100%, um filme de óxido não é formado. Consequentemente, o aquecimento é realizado em uma atmosfera oxidante, como uma atmosfera de ar.

[0065] Desde que o tempo durante o qual a temperatura da chapa de aço com tratamento de superfície se ajusta à faixa de temperatura de oxidação seja 60s ou menos, as condições, como uma velocidade de aquecimento e uma temperatura máxima de aquecimento, não são particularmente definidas e várias condições sob as quais a estampagem a quente pode ser realizada podem ser selecionadas.

[0066] Em seguida, a chapa de aço com tratamento de superfície que é removida do forno de aquecimento é submetida à conformação em prensa usando uma ferramenta de prensa. Nessa etapa, a chapa de aço é bruscamente arrefecida pela ferramenta de prensa simultaneamente com essa conformação em prensa. Um meio de resfriamento (água, por exemplo) circula na ferramenta em prensa de modo que a ferramenta de prensa promova a dissipação de calor da chapa de aço com tratamento de superfície e, então, o arrefecimento brusco é realizado. Com as etapas mencionadas acima, o corpo formado pode ser produzido.

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23/34 [0067] A descrição foi feita exemplificando um método que aquece uma chapa de aço com tratamento de superfície usando um forno de aquecimento. Entretanto, a chapa de aço com tratamento de superfície pode ser aquecida por aquecimento por resistência. Também nesse caso, a chapa de aço é aquecida durante um período de tempo predeterminado por aquecimento por resistência, e a chapa de aço é submetida à conformação em prensa usando a ferramenta de prensa.

[0068] Etapa de formação de filme de óleo preventivo contra ferrugem [0069] A etapa de formação de filme de óleo preventivo contra ferrugem é uma etapa que é realizada após a etapa de tratamento de galvanização e antes da etapa de estampagem a quente, e em que o óleo preventivo contra ferrugem é aplicado por revestimento à superfície de uma chapa de aço com tratamento de superfície para formar um filme de óleo preventivo contra ferrugem. A etapa de formação de filme de óleo preventivo contra ferrugem pode ser arbitrariamente incluída no método de produção. No caso em que um longo tempo é necessário antes de a estampagem a quente ser realizada após uma chapa de aço com tratamento de superfície ser produzida, há uma possibilidade de que a superfície da chapa de aço com tratamento de superfície seja oxidada. Entretanto, quando um filme de óleo preventivo contra ferrugem for formado sobre uma chapa de aço com tratamento de superfície pela etapa de formação de filme de óleo preventivo contra ferrugem, a superfície da chapa de aço com tratamento de superfície não é facilmente oxidada. Consequentemente, a realização da etapa de formação de filme de óleo preventivo contra ferrugem pode suprimir a formação de carepa no corpo formado. Qualquer técnica conhecida pode ser usada para formar um filme de óleo preventivo contra ferrugem.

Etapa de corte

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24/34 [0070] Essa etapa é uma etapa que é realizada após a etapa de formação de filme de óleo preventivo contra ferrugem e antes da etapa de estampagem a quente, e em que o cisalhamento e/ou corte é realizado na chapa de aço com tratamento de superfície para formar a chapa de aço em um formato específico. A superfície cisalhada da chapa de aço em que o corte é realizado é facilmente oxidada. Entretanto, no caso em que um filme de óleo preventivo contra ferrugem é previamente formado sobre a superfície da chapa de aço, o óleo preventivo contra ferrugem também se expande até a superfície cisalhada mencionada acima até certo ponto. Com tal expansão do óleo preventivo contra ferrugem, é possível suprimir a oxidação da chapa de aço em que o corte é realizado.

[0071] Até o presente, uma modalidade da presente invenção foi descrita. Entretanto, a modalidade mencionada acima serve para exemplo da presente invenção. Consequentemente, a presente invenção não se limita à modalidade mencionada acima, e modificações de desenho podem ser feitas quando necessário sem que se afaste da essência da presente invenção.

[0072] Mais adiante neste documento, a presente invenção é descrita mais especificamente com referência aos exemplos. Entretanto, a presente invenção não se limita a esses exemplos.

EXEMPLO 1 [0073] Primeiro, um metal base foi preparado. Ou seja, uma placa foi produzida por um processo de fundição contínua usando aço fundido que tem uma composição química mostrada na Tabela 1.

[0074] Em seguida, a placa foi submetida à laminação a quente para produzir uma chapa de aço laminada a quente, e a chapa de aço laminada a quente foi ainda submetida à decapagem. Depois disso, a chapa de aço laminada a quente foi submetida à laminação a frio, produzindo assim uma chapa de aço laminada a frio. Essa chapa de aço

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25/34 laminada a frio foi usada como um metal base (espessura de chapa:

1,4 mm) de uma chapa de aço com tratamento de superfície.

[Tabela]

Tabela 1

Composição química de metal base (%, em massa, saldo consistindo em Fe e impurezas)
C	Si	Mn	P	S	Al sol.	N	B	Ti	Cr
0,2	0,2	1,3	0,01	0,005	0,02	0,002	0,002	0,02	0,2

[0075] A seguir, com o uso do metal base produzido conforme descrito acima, o tratamento de galvanização foi produzido de acordo com as condições mostradas na Tabela 2 para produzir chapas de aço com tratamento de superfície dos respectivos exemplos de teste.

[Tabela 2]

Tabela 2

Chapa de aço No.	Condições de tratamento de galvanização
Composição de banho de galvanização (% em massa)	Tempo de imersão (s)	Velocidade de resfriamento (°C/s)
Al	Zn	Si	Mg	Cr+Ca+Sr+Ti
1	55,0	44,5	-	0,5	-	5	10
2	55,0	42,9	1,6	0,5	-	5	10
3	55,0	44,0	-	1,0	-	5	10
4	55,0	42,4	1,6	1,0	-	5	10
5	55,0	42,4	1,6	1,0	-	5	10
6	55,0	43,0	-	2,0	-	5	10
7	60,0	39,0	-	1,0	-	5	10
8	50,0	49,0	-	1,0	-	5	10
9	55,0	42,4	1,6	1,0	-	5	15
10	55,0	42,4	1,6	1,0	-	10	8
11	55,0	42,4	1,6	1,0	-	10	15
12	60,0	39,0	-	1,0	-	5	20
13	54,5	42,4	1,6	1,0	0,5	5	10
14	54,0	42,4	1,6	1,0	1,0	5	10
15	53,0	41,9	1,6	1,0	2,5	5	10
16	45,0	39,0	15,0	1,0	-	5	10

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26/34

17	55,0	42,4	1,6	1,0	-	5	30
18	55,0	42,4	1,6	1,0	-	5	50
19	55,0	42,4	1,6	1,0	-	1	10
20	20,0	80,0	-	-	-	5	10
21	80,0	20,0	-	-	-	5	10
22	0,1	99,9	-	-	-	5	10
23	90,0	-	10,0	-	-	5	10
24	55,0	43,4	1,6	-	-	5	30
25	55,0	45,0	-	0,05	-	5	30
26	55,0	42,0	-	3,0	-	5	30

[0076] A composição média da camada galvanizada da chapa de aço com tratamento de superfície obtida foi medida. Na realização de uma medição, primeiramente, a chapa de aço com tratamento de superfície que inclui a camada galvanizada é dissolvida com solução aquosa a 10% de HCI. Nesse ponto de operação, para fazer com que apenas a camada galvanizada seja dissolvida, o inibidor que suprime a dissolução de Fe no metal base foi adicionado a ácido clorídrico. Então, os respectivos elementos contidos na solução dissolvida foram medidos por ICP-OES.

[0077] Ademais, a chapa de aço com tratamento de superfície foi recortada para ter um corte transversal, e uma observação SEM foi realizada para medir a espessura total da camada galvanizada e a espessura da camada de difusão de Fe. Os resultados dessas medições são mostrados na Tabela 3.

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Tabela 3

Aço No.	Camada galvanizada
Composição média (% em massa)	Zn+AI	Zn/AI	Zn/AIxMg	Espessura total (pm)	Espessura de camada de difusão de Fe (pm)	Razão de camada de difusão de Fe (%)
Al	Zn	Si	Mg	Fe	Cr+Ca+Sr+Ti
1	56,9	27,5	-	0,5	15,1		84,4	0,5	0,2	13	5	38
2	54,8	31,9	2,4	0,6	10,3		86,7	0,6	0,3	15	4	27
3	52,3	30,3	-	1,1	16,3		82,6	0,6	0,6	13	5	38
4	54,1	29,8	2,3	1,0	12,8		83,9	0,6	0,6	13	3	23
5	54,7	29,2	2,1	0,9	13,1		83,9	0,5	0,5	13	4	31
6	52,8	34,1	-	1,9	11,2		86,9	0,6	1,2	15	4	27
7	58,2	23,4	-	0,9	17,5		81,6	0,4	0,4	12	5	42
8	57,2	25,0	-	1,0	16,8		82,2	0,4	0,4	13	5	38
9	49,6	39,0	1,8	1,1	8,5		88,6	0,8	0,9	14	3	21
10	52,8	23,2	1,9	0,8	21,3		76,0	0,4	0,4	17	8	47
11	54,7	34,1	2,1	0,9	8,2		88,8	0,6	0,6	18	3	17
12	60,8	32,2	-	1,1	5,9		93,0	0,5	0,6	12	5	42
13	54,2	28,9	2,1	1,0	13,0	0,8	83,1	0,5	0,5	15	3	20
14	54,3	28,3	2,3	1,0	12,8	1,3	82,6	0,5	0,5	14	3	21
15	54,1	27,9	2,1	1,2	11,9	2,8	82,0	0,5	0,6	14	3	21
16	45,7	37,5	14,2	1,1	1,5		83,2	0,8	0,9	15	1	7
17	51,8	39,6	1,6	0,8	6,2		91,4	0,8	0,6	14	2	14
18	54,9	40,1	1,2	1,3	2,5		95,0	0,7	0,9	13	1	8
19	53,2	37,5	1,6	1,0	6,7		90,7	0,7	0,7	14	2	14
20	28,4	66,3	-	-	5,3		94,7	2J3		10	2	20
21	72,1	11,7	-	-	16,2		83,8	02		15	4	27
22	0,2	98,6	-	-	1,2		98,8	493		10	0	0
23	72,1	-	9,2	-	18,7		72,1	-		20	5	25
24	55,2	37,2	1,8	-	5,8		92,4	0,7		15	2	13
25	55,2	38,8	-	0J.	5,9		94,0	0,7	0,07	14	2	14
26	56,2	35,1	-	32	5,7		91,3	0,6	1,9	14	2	14

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28/34 [0078] Posteriormente, foram realizados um teste de flexão a quente em formato de V, um teste de avaliação da soldabilidade a pontos e uma resistência à corrosão após o teste de avaliação de revestimento nas chapas de aço tratadas de superfície dos respectivos exemplos de teste, conforme descrito abaixo.

Teste de flexão a quente em formato de V [0079] O tratamento térmico de formação de liga em que a chapa de aço com tratamento de superfície é mantida a 700°C durante 120s foi realizado na chapa de aço com tratamento de superfície de cada exemplo de teste. Depois disso, a chapa de aço com tratamento de superfície foi aquecida a 900°C durante 30s. Imediatamente após o aquecimento, a flexão a quente em formato de V foi realizada na chapa de aço com tratamento de superfície usando três tipos de máquina de prensa manual, formando assim um corpo formado. Os formatos de ferramenta de prensa foram ajustados de modo que uma porção de lado externo na direção de raio de flexão à qual a flexão em V é aplicada estende-se em 10%, 15% e 20%, respectivamente, no momento em que a flexão é concluída.

[0080] Depois disso, em relação ao corte transversal na direção da espessura da região dobrada em formato de V do corpo formado, uma imagem eletrônica refletida foi observada usando um SEM e um detector eletrônico refletido para observar a presença ou ausência de ocorrência de LME. Então, o caso em que a trinca se propaga até um metal base (uma porção em que a concentração de Fe é 98% ou mais) é considerado como ocorrência de LME. Na avaliação de resistência à LME pelo teste de flexão em formato de V, um corpo formado que não tem trincas com extensão em 20% é avaliado como excelente (1), um corpo formado que tem trincas com extensão em 20%, porém que não tem trincas com extensão em 15% é avaliado como satisfatório (2), um corpo formado que tem trincas com extensão em 15%, porém que não

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29/34 tem trincas com extensão em 10% é avaliado como razoável (3), e um corpo formado que tem trincas com extensão em 10% é avaliado como reprovado (4).

[0081] Quando for difícil determinar uma posição final das trincas com a observação mencionada acima, a espectroscopia de raios x dispersiva de energia (EDS) é realizada em uma região em torno da posição final das trincas usando um microanalisador de raios X de energia dispersiva para determinar se as trincas se estendem ou não até o metal base. Em tal operação, uma região em que o teor total de Al e Zn excede 0,5% é identificada como uma camada galvanizada, e uma região de um material de aço no lado interno de tal região é identificada como um metal base.

Teste de avaliação de soldabilidade a ponto [0082] O tratamento térmico de formação de liga em que a chapa de aço com tratamento de superfície é mantida a 700°C durante 120s foi realizado na chapa de aço com tratamento de superfície de cada exemplo de teste. Depois disso, a chapa de aço com tratamento de superfície foi aquecida a 900°C durante 30s. Imediatamente após o aquecimento, a chapa de aço foi ensanduichada por uma ferramenta de prensa em forma de placa plana dotada de uma camisa de resfriamento de água para produzir um corpo formado em forma de placa. O arrefecimento brusco foi realizado de modo que quando uma velocidade de resfriamento no momento de realização de estampagem a quente for baixa tenha uma velocidade de resfriamento de 50°C/s ou mais até a porção ser resfriada até um ponto aproximado (410°C) em que a transformação martensítica começa.

[0083] A soldagem a ponto foi realizada nesses corpos formados usando uma fonte de alimentação CC a uma pressão aplicada de 350 kgf. Os testes foram realizados em várias correntes de soldagem. Um valor de corrente de soldagem em que o diâmetro do ponto de uma

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30/34 porção de soldagem excede 4,7 mm foi ajustado para o valor limite inferior. Um valor de corrente de soldagem foi adequadamente aumentado, e um valor de corrente de soldagem em que o pó é gerado durante a soldagem foi ajustado para o valor limite superior. Os valores entre o valor limite superior e o valor limite inferior são ajustados como a faixa de corrente adequada, e a diferença entre o valor limite superior e o valor limite inferior foi ajustada como um índice de soldabilidade a ponto. Na avaliação de soldabilidade a ponto, um corpo de prova com esse valor de 1,5 A ou mais é avaliado como excelente (1). Um corpo de prova com esse valor de 1,0 A ou mais e menos de 1,5 A é avaliado como satisfatório (2). Um corpo de prova com esse valor de 0,5 A ou mais e menos de 1,0 A é avaliado como razoável (3). Um corpo de prova com esse valor de 0,5 A é avaliado como reprovado (4).

Resistência à corrosão após o teste de avaliação de revestimento [0084] O tratamento térmico de formação de liga em que a chapa de aço com tratamento de superfície é mantida a 700°C durante 120s foi realizado na chapa de aço com tratamento de superfície de cada exemplo de teste. Depois disso, a chapa de aço com tratamento de superfície foi aquecida a 900°C durante 30s. Imediatamente após o aquecimento, a chapa de aço foi ensanduichada por uma ferramenta de prensa em forma de placa plana dotada de uma camisa de resfriamento de água para produzir um corpo formado em forma de placa. Ademais, o arrefecimento brusco foi realizado de modo que quando uma velocidade de resfriamento no momento de realização de estampagem a quente for baixa tenha uma velocidade de resfriamento de 50°C/s ou mais até a porção ser resfriada até um ponto aproximado (410°C) em que a transformação martensítica começa.

[0085] Ademais, o condicionamento da superfície foi realizado em cada corpo formado durante 20s a uma temperatura ambiente usando

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31/34 um agente de condicionamento da superfície (nome do produto: PREPALENE X) produzido pela Nihon Parkerizing Co., Ltd. Em seguida, ο tratamento de fosfato foi realizado usando uma solução de tratamento de fosfato de zinco (nome do produto: PALBOND 3020) produzida pela Nihon Parkerizing Co., Ltd. Mais especificamente, a temperatura da solução de tratamento foi ajustada para 43°C, e o corpo formado foi imerso na solução de tratamento durante 120s. Com tais operações, um revestimento de fosfato foi formado sobre a superfície do material de aço.

[0086] Após o tratamento de fosfato mencionado acima ser realizado, a tinta de eletrodeposição catiônica produzida pela NIPPONPAINT Co., Ltd. foi aplicada a cada corpo formado por revestimento por eletrodeposição por energização por declive a uma tensão de 160 V e, além disso, foi submetida a revestimento por cozimento durante 20 minutos a uma temperatura de cozimento de 170°C. O controle da espessura do filme da tinta após o revestimento por eletrodeposição foi realizado sob condições em que o revestimento por eletrodeposição em uma chapa de aço com tratamento de superfície antes de a moldagem a quente ser realizada tem uma espessura de 15 pm.

[0087] Um corte cruzado foi feito no corpo formado em que o revestimento por eletrodeposição foi realizado, de modo que o corte cruzado atinja o material de aço que é um metal base e um ciclo de teste de corrosão de compósito ( ciclo JASO M610) foi realizado. A resistência à corrosão foi avaliada com base na largura de blister de revestimento. Após um teste de corrosão de compósito de 180 ciclos ser realizado em um corpo formado, o corpo formado com uma largura de blister de revestimento de 2,0 mm ou menos é avaliado como excelente (1), o corpo formado com uma largura de blister de revestimento superior a 2,0 mm e 3,0 mm ou menos é avaliado como satisfatório (2), o corpo formado com uma largura de blister de revestimento superior a

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3,0 mm e 4,0 mm ou menos é avaliado como razoável (3) e o corpo formado com uma largura de o blister de revestimento superior a 4,0 mm é avaliado como reprovado (4).

Resultado de avaliação [0088] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço com tratamento de superfície que é, de preferência, usado como um material de partida de um corpo formado excelente em propriedade de fadiga (resistência à LME), soldabilidade a ponto e resistência à corrosão após o revestimento com um saldo satisfatório. Consequentemente, levando-se em consideração esses resultados de avaliação de forma abrangente, uma chapa de aço com tratamento de superfície que tem uma avaliação excelente ou satisfatória em cada teste, tendo assim uma avaliação abrangente de A e uma chapa de aço com tratamento de superfície que não tem uma avaliação de reprovação em cada teste, tendo assim uma avaliação abrangente de B são consideradas aceitáveis. Uma chapa de aço com tratamento de superfície que tem uma avaliação de reprovação em cada teste, tendo assim uma avaliação completa de C é considerada como defeituosa. Esses resultados são mostrados na Tabela 4.

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Tabela 4

Teste No.	Chapa de aço No.	Resultado de avaliação	Avaliação abrangente
Propriedade de fadiga (resistência à LME)	Soldabilidade a ponto	Resistência à corrosão após o revestimento
1	1	2	2	2	A	Exemplo inventivo
2	2	2	2	2	A
3	3	2	2	2	A
4	4	2	2	2	A
5	5	2	2	2	A
6	6	2	2	2	A
7	7	2	2	2	A
8	8	2	2	2	A
9	9	2	2	2	A
10	10	2	2	2	B
11	11	2	2	2	B
12	12	2	2	2	B
13	13	2	2	2	B
14	14	2	3	2	B
15	15	2	3	2	B
16	16	3	2	2	B
17	17	3	2	2	B
18	18	3	2	2	B
19	19	3	2	2	B
20	20	4	3	3	C	Exemplo comparativo
21	21	2	2	4	C
22	22	4	3	3	C
23	23	1	2	4	C
24	24	2	1	4	C
25	25	2	1	4	C
26	26	4	4	1	C

# 1: excelente, 2: satisfatório, 3: regular, 4: reprovado [0089] Como pode ser claramente entendido na Tabela 4, confirma-se que quando a chapa de aço com tratamento de superfície de acordo com a presente invenção for usada como um material de partida, e a estampagem a quente é realizada sob condições adequadas, é possível obter um corpo formado excelente em propriedade de fadiga (resistência à LME), soldabilidade a ponto e resistência à corrosão após o revestimento com um saldo satisfatório.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL [0090] Com a realização da estampagem a quente na chapa de aço com tratamento de superfície de acordo com a presente invenção, é possível obter um corpo formado excelente em propriedade de fadiga, soldabilidade a ponto e resistência à corrosão após o revestimento.

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Consequentemente, o corpo formado usando a chapa de aço com tratamento de superfície de acordo com a presente invenção como um material de partida pode ser favoravelmente usado para um membro estrutural ou similares usado em um automóvel ou similares.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Chapa de aço com tratamento de superfície, caracterizada pelo fato de que compreende: um metal base e uma camada galvanizada formada sobre uma superfície do metal base, em que uma composição média da camada galvanizada contém, em %, em massa,

Mg: 0,5 a 2,0%, e as seguintes fórmulas (i) a (iii) são satisfeitas:

75,0<Zn+AI<98,5 ... (i)

0,4<Zn/AI<1,5 ... (ii)

Zn/AlxMg<1,6 ... (iii) em que, o símbolo de um elemento nas fórmulas refere-se ao teor (% em massa) de cada elemento contido na camada galvanizada.
2. Chapa de aço com tratamento de superfície, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição média da camada galvanizada contém ainda, em %, em massa, Si: mais de 0% e 15,0% ou menos.
3. Chapa de aço com tratamento de superfície, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a composição média da camada galvanizada satisfaz ainda a seguinte fórmula (iv):

Mg+Ca+Ti+Sr+Cr<2,0 ... (iv) em que, o símbolo de um elemento na fórmula refere-se ao teor (% em massa) de cada elemento contido na camada galvanizada.
4. Chapa de aço com tratamento de superfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a3, caracterizada pelo fato de que a camada galvanizada inclui uma camada de difusão de Fe em um lado de metal base da camada galvanizada, e

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2/2 uma razão de uma espessura da camada de difusão de Fe para toda a espessura da camada galvanizada é entre 15 e 50%.
5. Chapa de aço com tratamento de superfície, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a composição média da camada galvanizada contém ainda, em % em massa, Fe: 5,0 a 25,0%.
6. Chapa de aço com tratamento de superfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que uma composição química do metal base contém, em % em massa, C: 0,05 a 0,4%,

Si: 0,5% ou menos, e

Mn: 0,5 a 2,5%.
7. Chapa de aço com tratamento de superfície, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a6, caracterizada pelo fato de que a chapa de aço com tratamento de superfície serve para estampagem a quente.