BR112020007410B1 - Chapa de aço tratada a calor, método de produção de uma chapa de aço, uso de uma chapa de aço e veículo - Google Patents

Chapa de aço tratada a calor, método de produção de uma chapa de aço, uso de uma chapa de aço e veículo Download PDF

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Abstract

trata-se de uma chapa de aço tratada a calor e laminada a frio tendo uma composição composta pelos seguintes, expressos em porcentagem em peso 0,10% = carbono = 0,5%, 1% = manganês = 3,4%, 0,5% = silício = 2,5%, 0,03% = alumínio = 1,5%, enxofre = 0,003%, 0,002% = fósforo = 0,02%, nitrogênio = 0,01% e pode conter um ou mais dos seguintes elementos opcionais 0,05% = cromo = 1%, 0,001% = molibdênio = 0,5%, 0,001% = nióbio = 0,1%, 0,001% = titânio = 0,1%, 0,01% = cobre = 2%, 0,01% = níquel = 3%, 0,0001% = cálcio = 0,005%, vanádio = 0,1%, boro = 0,003%, cério = 0,1%, magnésio = 0,010%, zircônio = 0,010% a composição restante sendo composta de ferro e as impurezas inevitáveis causadas pelo processamento, e uma microestrutura da dita chapa de aço laminada compreende por fração de área, 10 a 30% de austenita residual, 5 a 50% de bainita recozida, 10 a 40% de bainita, 1% a 20% de martensita rapidamente arrefecida, e menos do que 30% de martensita temperada onde a presença combinada de bainita e austenita residual deve ser de 30% ou mais.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção refere-se a chapa de aço tratada a calor e laminada a frio a qual é adequado para o uso como uma chapa de aços para automóveis.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[002] Peças de automóveis são necessárias para satisfazer duas necessidades inconsistentes, a saber, facilidade de formação e resistência, mas nos últimos anos um terceiro requisito de melhoria em consumo de combustível é também concedido aos automóveis em vista das preocupações ambientais globais. Assim, agora as peças de automóveis devem ser feitas de material com alta conformabilidade, a fim de atender aos critérios de facilidade de montagem no complexo conjunto de automóveis e, ao mesmo tempo, melhorar a resistência para capacidade de resistência ao choque do veículo e durabilidade enquanto reduz o peso do veículo para melhorar a eficiência do combustível.
[003] Portanto, esforços intensos de pesquisa e desenvolvimento são feitos para reduzir a quantidade de material utilizado no carro, aumentando a resistência do material. Por outro lado, um aumento na resistência das chapas de aço diminui a formabilidade e, portanto, é necessário o desenvolvimento de materiais com alta resistência e alta formabilidade.
[004] Pesquisas e desenvolvimentos anteriores no campo de chapas de aço de alta resistência e alta conformabilidade resultaram em vários métodos para produzir chapas de aço de alta resistência e alta conformabilidade, alguns dos quais são enumerados aqui para apreciação conclusiva da presente invenção:
[005] O documento EP3144406 é uma patente que reivindica um chapa de aço laminada a frio de alta resistência tendo excelente ductilidade compreende por % em peso, Carbono (C): 0,1% a 0,3%, Silício (Si): 0,1% a 2,0%, Alumínio (Al): 0,005% a 1,5%, Manganês (Mn): 1,5% a 3,0%, Fósforo (P): 0,04% ou menos (excluindo 0%), Enxofre (S): 0,015% ou menos (excluindo 0%), Nitrogênio (N): 0,02% ou menos (excluindo 0%), e um restante de Ferro (Fe) e impurezas inevitáveis em que uma soma de Silício e Alumínio (Si+Al) (% em peso) satisfaz 1,0% ou mais, e em que uma microestrutura compreende: por fração de área, 5% ou menos de ferrita poligonal tendo um eixo menor para razão de eixo principal de 0,4 ou maior, 70% ou menos (excluindo 0%) de Ferrita acicular tendo um eixo menor para razão de eixo principal de 0,4 ou menos, 25% ou menos (excluindo 0%) de Austenita retida acicular, e um restante de Martensita. Além disso, O documento EP3144406 prevê ainda um aço de alta resistência com uma resistência à tração de 780 MPa ou mais.
[006] O documento EP3128023 menciona uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência tendo excelente alongamento, capacidade de expansão do furo, e resistência à fratura atrasada e alta razão de rendimento, e um método para produzir a chapa de aço. Uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência, alta razão de rendimento tem uma composição contendo, em termos de% por massa, C: 0,13% a 0,25%, Si: 1,2% a 2,2%, Mn: 2,0% a 3,2%, P: 0,08% ou menos, S: 0,005% ou menos, Al: 0,01% a 0,08%, N: 0,008% ou menos, Ti: 0,055% a 0,130%, e o equilíbrio sendo Fe e impurezas inevitáveis. A chapa de aço tem uma microestrutura que contém 2% a 15% de ferrita tendo um diâmetro médio de grão de cristal de 2 μm ou menos em termos de fração de volume, 5 a 20% de austenita retida tendo um diâmetro médio de grão de cristal de 0,3 a 2,0 μm em termos de fração de volume, 10% ou menos (incluindo 0%) de martensita tendo um diâmetro médio de grão de 2 μm ou menos em termos de fração de volume, e o equilíbrio sendo Bainita e martensita revenida, e a Bainita e a martensita revenida tendo um diâmetro médio de grão de cristal de 5 μm ou menos.
[007] O documento EP3009527 fornece uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência tendo excelente alongamento, excelente flangeabilidade por estiramento, e alta razão de rendimento e um método para fabricar a mesma. A chapa de aço laminada a frio de alta resistência tem uma composição e uma microestrutura. A composição contém 0,15% a 0,27% C, 0,8% a 2,4% Si, 2,3% a 3,5% Mn, 0,08% ou menos P, 0,005% ou menos S, 0,01% a 0,08% Al, e 0,010% ou menos N em uma base de massas, o restante sendo Fe e impurezas inevitáveis. A microestrutura compreende: ferrita tendo um tamanho médio de grão de 5 μm ou menos e uma fração de volume de 3% a 20%, austenita retida tendo uma fração de volume de 5% a 20%, e martensita tendo uma fração de volume de 5% a 20%, o restante sendo Bainita e/ou martensita revenida. O número total de austenita retida com um grão tamanho de 2 μm ou menos, martensita com um grão tamanho de 2 μm ou menos, ou uma fase mista da mesma é 150 ou mais por 2.000 μm 2 de uma seção transversal de espessura paralela à direção de laminação da chapa de aço.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[008] O propósito da presente invenção é resolver esses problemas fabricando-se chapas de aço laminadas a frio tratadas a calor disponíveis que simultaneamente têm: - uma resistência à tração final maior do que ou igual a 950 MPa e preferencialmente acima de 980 MPa, - um alongamento total maior do que ou igual a 20% e preferencialmente acima 21%
[009] Em uma realização preferida, a chapa de aço de acordo com a invenção tem razão de limite de elasticidade/resistência à tração acima de 0,60 ou maior.
[010] Em uma realização preferida, as chapas de aço de acordo com a invenção também podem apresentar limite de elasticidade igual a ou maior do que 600 Mpa.
[011] Preferencialmente, tal aço também pode ter uma boa adequação para formação, em particular para laminar com boa soldabilidade e revestimento.
[012] Um outro objetivo da presente invenção é também disponibilizar um método para a fabricação dessas chapas que seja compatível com as aplicações industriais convencionais e seja robusto em relação à mudança dos parâmetros de fabricação.A chapa de aço laminada a frio tratada a calor da presente invenção pode opcionalmente ser revestida com zinco ou ligas de zinco, ou com alumínio ou ligas de alumínio para melhorar sua resistência à corrosão.
DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO
[013] O carbono está presente no aço entre 0,10% e 0,5%. O carbono é um elemento necessário para aumentar a resistência do aço da presente invenção produzindo-se uma fase de transformação de baixa temperatura como martensita, além disso, o carbono também desempenha um papel central na estabilização de austenita, consequentemente, é um elemento necessário para garantir austenita residual. Portanto, o carbono desempenha dois papeis centrais, um é aumentar a resistência e um outro em retenção de austenita para comunicar ductilidade. Mas o teor de carbono menos do que 0,10% não será capaz de estabilizar a austenita em uma quantidade adequada necessária pelo aço da presente invenção. Por outro lado, em um teor de carbono excedendo 0,5%, o aço exibe baixa soldabilidade por ponto, que limita sua aplicação para as peças de automóveis.
[014] O teor de manganês do aço da presente invenção está entre 1% e 3,4%. Esse elemento é gamagêneos. O propósito de adicionar o manganês é essencialmente para obter uma estrutura que contém austenita. O manganês é um elemento que estabiliza a austenita na temperatura ambiente para obter a austenita residual. Uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso de manganês é obrigatória para fornecer a resistência e temperabilidade ao aço da presente invenção bem como estabilizar a austenita. Assim, uma porcentagem de manganês mais alta é preferida pela invenção apresentada como 3,4%. Mas quando o teor de manganês é mais do que 3,4% produz efeitos adversos como retarda a transformação de austenita para bainita durante a retenção isotérmica para transformação de bainita. Além disso, o teor de manganês acima de 3,4% também deteriora a soldabilidade do aço presente bem como os objetivos de ductilidade podem não ser obtidos. A faixa preferida para manganês é 1,2% e 2,3% e a faixa mais preferida é entre 1,2% e 2,2%.
[015] O teor de silício do aço da presente invenção está entre 0,5% e 2,5%. O silício é um constituinte que pode retardar a precipitação de carbonetos durante o excedente, portanto, devido à presença de Silício, Austenita rica em carbono é estabilizada na temperatura ambiente. Além disso, devido à fraca solubilidade de silício no carbureto eficazmente inibe ou retarda a formação de carbonetos, consequentemente, também promove a formação de carbonetos de baixa densidade na estrutura bainítica que é procurada de acordo com a presente invenção para comunicar o aço da presente invenção com suas propriedades mecânicas essenciais. Entretanto, o teor desproporcional de Silício não produz o efeito mencionado e leva a problemas como fragilidade do temperamento. Portanto, a concentração é controlada dentro de um limite superior de 2,5%.
[016] O teor do alumínio está entre 0,03% e 1,5%. Na presente invenção, o alumínio remove o oxigênio existente no aço fundido para impedir que o oxigênio forme uma fase gasosa durante o processo de solidificação. O alumínio também fixa nitrogênio no aço para formar nitreto de alumínio, a fim de reduzir o tamanho dos grãos. Um teor mais alto de alumínio, acima de 1,5%, aumenta o ponto Ac3 para uma temperatura alta, diminuindo a produtividade. O teor de alumínio entre 1,0 e 1,5% pode ser usado quando um alto teor de manganês é adicionado, a fim de contrabalançar o efeito do manganês nos pontos de transformação e na evolução da formação de austenita com a temperatura.
[017] O teor de cromo do aço da presente invenção está entre 0,05% e 1%. O cromo é um elemento essencial que fornecer resistência e endurecimento do aço, mas quando usado acima de 1% prejudica o acabamento superficial do aço. Um teor adicional de cromo abaixo de 1% engrossa o padrão de dispersão do carboneto nas estruturas bainíticas, portanto, mantém a densidade de carboneto baixa na bainita.
[018] O nióbio está presente no aço da presente invenção entre 0,001% e 0,1% e adequado para a formação de nitratos de carbono para conferir resistência ao aço da presente invenção por endurecimento por precipitação. O nióbio também afetará o tamanho dos componentes microestruturas através de sua precipitação como carbonitretos e retardando a recristalização durante o processo de aquecimento. Assim, uma microestrutura mais fina formada no final da temperatura de retenção e, como consequência, após o recozimento completo, levará ao endurecimento do produto. No entanto, o teor de nióbio acima de 0,1% não é economicamente interessante, pois se observa um efeito de saturação de sua influência, isso significa que uma quantidade adicional de nióbio não resulta em nenhuma melhoria de resistência do produto.
[019] O titânio é adicionado ao aço da presente invenção entre 0,001% a 0,1% igual ao nióbio, pois está envolvido em nitratos de carbono, por isso desempenha um papel no endurecimento. Mas também são formas de nitretos de titânio que aparecem durante a solidificação do produto fundido. A quantidade de titânio é tão limitada a 0,1% para evitar a formação de nitretos de titânio grossos prejudiciais à formabilidade. No caso de o teor de titânio abaixo de 0,001% não conferir nenhum efeito ao aço da presente invenção.
[020] O fósforo constituinte do aço da presente invenção está entre 0,002% e 0,02%, o fósforo reduz a soldabilidade por pontos e a ductilidade a quente, particularmente devido à sua tendência de segregar nos limites dos grãos ou cossegregar com manganês. Por esses motivos, seu conteúdo é limitado a 0,02% e, de preferência, menos do que 0,013%.
[021] O enxofre não é um elemento essencial, mas pode estar contido como uma impureza no aço e, do ponto de vista da presente invenção, o teor de enxofre é preferencialmente o mais baixo possível, mas é 0,003% ou menos do ponto de vista do custo de fabricação. Além disso, se houver alto teor de enxofre no aço, ele se combina para formar sulfetos, especialmente com manganês e reduz seu impacto benéfico na presente invenção.
[022] O teor de cálcio no aço da presente invenção está entre 0,001% e 0,005%. O cálcio é adicionado ao aço da presente invenção como um elemento opcional, especialmente durante o tratamento de inclusão. O cálcio contribui para o refino do aço, impedindo o conteúdo prejudicial de enxofre na forma globular, retardando assim o efeito nocivo do enxofre.
[023] O nitrogênio é limitado a 0,01% de modo a evitar o envelhecimento do material e minimizar a precipitação de nitretos de alumínio durante a solidificação, prejudiciais às propriedades mecânicas do aço.
[024] O molibdênio é um elemento opcional que constitui 0% a 0,5% do aço da presente invenção; O molibdênio desempenha um papel efetivo na melhoria da temperabilidade e dureza, atrasa a aparência da bainita e evita a precipitação de carbonetos na bainita. No entanto, a adição de molibdênio aumenta excessivamente o custo da adição de elementos de liga, de modo que, por razões econômicas, seu conteúdo é limitado a 0,5%.
[025] O cobre pode ser adicionado como um elemento opcional em uma quantidade de 0,01% a 2% para aumentar a resistência do aço e melhorar sua resistência à corrosão. É necessário um mínimo de 0,01% para obter esses efeitos. No entanto, quando seu conteúdo está acima de 2%, pode degradar os aspectos da superfície.
[026] O níquel pode ser adicionado como um elemento opcional em uma quantidade de 0,01% a 3% para aumentar a resistência do aço e melhorar sua resistência. É necessário um mínimo de 0,01% para obter esses efeitos. No entanto, quando seu conteúdo está acima de 3,0%, o níquel causa deterioração da ductilidade.
[027] O vanádio é eficaz para aumentar a resistência do aço, formando carbonetos ou nitratos de carbono e o limite superior é de 0,1% do ponto de vista econômico. Outros elementos como Cério, Boro, Magnésio ou Zircônio podem ser adicionados individualmente ou em combinação nas seguintes proporções: Cério ^ 0,1%, Boro ' 0,003%, Magnésio ^ 0,010% e Zircônio ^ 0,010%. Até os teores máximos de teor indicados, esses elementos permitem refinar o grão durante a solidificação. O restante da composição do aço consiste em ferro e impurezas inevitáveis resultantes do processamento.
[028] A microestrutura da chapa reivindicada pela invenção consiste em Bainita constituindo entre 10% e 40% de microestrutura por fração de área para o aço da presente invenção. Na presente invenção, a Bainita da presente invenção cumulativamente consiste em Bainita ripada e Bainita Granular. Para garantir um alongamento total de 20% é obrigatório ter 10% de Bainita.
[029] A austenita residual constitui 10% a 30% por fração de área do aço. Sabe-se que a austenita residual possui uma maior solubilidade de carbono do que a bainita e, portanto, atua como uma armadilha eficaz de carbono, retardando a formação de carbonetos na bainita. A porcentagem de carbono no interior da austenita residual da presente invenção é preferencialmente superior a 0,9% e preferencialmente menor do que 1,1%. A austenita residual do aço de acordo com a invenção confere uma ductilidade aprimorada.
[030] A bainita recozida constitui 5% a 50% da microestrutura do aço da presente invenção por fração de área. A bainita recozida confere resistência e formabilidade ao aço da presente invenção. A bainita recozida é formada durante o segundo recozimento a uma temperatura entre Tsoaking e Ac3. É necessário ter 5% de bainita recozida para atingir o alongamento desejado pelo aço da presente invenção, mas quando a quantidade de bainita recozida ultrapassa 50%, o aço da presente invenção é incapaz de atingir a resistência.
[031] A martensita rapidamente arrefecida constitui 1% a 20% de microestrutura por fração de área. A martensita rapidamente arrefecida confere resistência à presente invenção. A martensita rapidamente arrefecida é formada durante o arrefecimento do segundo recozimento. Não é necessário um mínimo, mas quando a martensita rapidamente arrefecida excede 20% confere resistência excessiva, mas deteriora outras propriedades mecânicas além do limite aceitável.
[032] A martensita revenida constitui 0% a 30% de microestrutura por fração de área. A martensita pode ser formada quando o aço é arrefecido entre Tcmin e Tcmax e é temperado durante a exploração excedente. A martensita revenida confere ductilidade e resistência à presente invenção. Quando a martensita revenida excede 30%, confere resistência excessiva, mas diminui o alongamento além do limite aceitável.
[033] Além da microestrutura mencionada acima, a microestrutura da chapa de aço tratada a calor e laminada a frio é isenta de componentes microestruturas, como pearlita, ferrita e cementita sem prejudicar as propriedades mecânicas das chapas de aço.
[034] Uma chapa de aço de acordo com a invenção pode ser produzida por qualquer método adequado. Um método preferido consiste em fornecer uma fundição semiacabada de aço com uma composição química de acordo com a invenção. A fundição pode ser feita em lingotes ou continuamente em forma de placas finas ou tiras finas, isto é, com uma espessura variando de aproximadamente 220 mm para placas até várias dezenas de milímetros para tira fina.
[035] Por exemplo, uma placa tendo a composição química descrita acima é fabricada por fundição contínua em que a placa opcionalmente sofreu a redução suave direta durante o processo de fundição contínua para evitar a segregação central e garantir uma razão de Carbono local para Carbono nominal, mantida abaixo de 1,10. A placa fornecida pelo processo de fundição contínua pode ser usada diretamente em uma alta temperatura depois da fundição contínua ou pode ser, primeiramente, arrefecida até a temperatura ambiente e, em seguida, reaquecida para laminação a quente.
[036] A temperatura da placa que é submetida à laminação a quente é preferencialmente pelo menos 1.200 °C e deve ser abaixo de 1.280 °C. No caso a temperatura da placa é menor do que 1.200 °C, a carga excessiva é imposta a um laminador e, além disso, a temperatura do aço pode diminuir para uma temperatura de transformação de ferrita durante o acabamento da laminação, pelo que o aço será laminado estado em que ferrita transformada contida na estrutura. Portanto, a temperatura da placa é preferencialmente suficientemente alta de modo que laminação a quente possa ser concluída na faixa de temperatura de Ac3 a Ac3+100 °C e temperatura de laminação final permanece acima de Ac3. O reaquecimento em temperaturas acima de 1.280 °C deve ser evitado, pois são industrialmente caros.
[037] Uma faixa de temperatura de laminação final entre Ac3 a Ac3+100 °C é preferida para ter uma estrutura favorável à recristalização e laminação. É necessário que a laminação final passe a ser realizada a uma temperatura maior do que Ac3, porque abaixo dessa temperatura a chapa de aço exibe uma queda significante em laminação. A chapa obtida nessa maneira é, em seguida, arrefecida em uma taxa de arrefecimento acima de 30 °C/s até a temperatura de bobinamento que deve ser abaixo de 600 °C. Preferencialmente, a taxa de arrefecimento será menor do que ou igual a 200 °C/s.
[038] A chapa de aço laminada a quente é enrolada a uma temperatura de bobinamento abaixo de 600 °C para evitar a ovalização da chapa de aço laminada a quente e preferencialmente abaixo de 570 °C para evitar formação de incrustação. A faixa preferida de temperatura de bobinamento está entre 350 e 570 °C. A chapa de aço laminada a quente enrolada é arrefecida até a temperatura ambiente de submetê-la ao recozimento opcional de banda quente.
[039] A chapa de aço laminada a quente pode ser submetida a uma etapa de remoção da incrustação opcional para remover a incrustação formada durante a laminação a quente. A chapa laminada a quente pode, em seguida, ser submetida ao recozimento opcional de banda quente em temperaturas entre 400 °C e 750 °C por pelo menos 12 horas e não mais do que 96 horas, mas a temperatura deve ser mantida abaixo de 750 °C para evitar transformar parcialmente a microestrutura laminada a quente e, portanto, a perda da homogeneidade da microestrutura. Depois disso, uma etapa de remoção da incrustação opcional pode ser realizada para remover a incrustação, por exemplo, através da decapagem dessa chapa de aço. Essa chapa de aço laminada a quente é laminada a frio com uma redução de espessura entre 35 a 90%. A chapa de aço laminada a frio obtida do processo de laminação a frio é, em seguida, submetida a duas etapas de recozimento para comunicar o aço da presente invenção com propriedades de microestrutura e mecânicas.
[040] Em primeiro recozimento da chapa de aço laminada a frio, a chapa de aço laminada a frio é aquecida a uma taxa de aquecimento que é maior do que 3 °C/s, a uma temperatura de encharque entre Ac3 e Ac3+100° C em que Ac3 para o presente aço é calculado usando-se a seguinte fórmula: Ac3 = 901 - 262*C - 29*Mn + 31*Si - 12*Cr - 155*Nb + 86*Al em que o conteúdo dos elementos é expresso em porcentagem em peso.
[041] A chapa de aço é mantida à temperatura de encharque durante 10 segundos a 500 segundos para garantir uma recristalização completa e uma transformação completa em Austenita da estrutura inicial endurecida com muito trabalho. A chapa é, em seguida, arrefecida em uma taxa de arrefecimento maior do que 25 °C/s a uma faixa entre 380 °C e 480 °C e preferível a uma faixa entre 380 a 450 °C e manter a chapa de aço laminada a frio durante 10 segundos a 500 segundos, em seguida, arrefecer a chapa de aço laminada a frio até a temperatura ambiente para obter a chapa de aço laminada a frio recozida.
[042] Segundo recozimento da chapa de aço recozida e laminada a frio é aquecido a uma taxa de aquecimento que é maior do que 3 °C/s, a uma temperatura de encharque entre Tsoaking e Ac3 em que Tsoaking = 830 -260*C -25*Mn + 22*Si + 40*Al em que o conteúdo dos elementos é expresso em porcentagem em peso. durante 10 segundos a 500 segundos para garantir uma recristalização e transformação adequadas para obter um mínimo de 50% de microestrutura de Austenita. A chapa é, em seguida, arrefecida em uma taxa de arrefecimento maior do que 20 °C/s a uma temperatura na faixa entre Tcmax e Tcmin. Estes Tcmax e Tcmin são definidos como a seguir: Tcmax = 565 - 601 * (1 - Exp(-0,868*C))- 34*Mn - 13*Si - 10*Cr + 13*Al - 361*Nb Tcmin = 565 - 601 * (1 - Exp(-1,736*C))- 34*Mn - 13*Si - 10*Cr + 13*Al - 361*Nb em que o conteúdo dos elementos é expresso em porcentagem em peso.
[043] Depois disso, a chapa de aço recozida e laminada a frio é trazida a uma faixa de temperatura de 380 a 580 °C e mantida durante 10 segundos a 500 segundos para garantir a formação de uma quantidade adequada de Bainita bem como temperar a martensita para comunicar o aço da presente invenção com propriedades mecânicas desejadas. Depois, a chapa de aço recozida e laminada a frio é arrefecida até a temperatura ambiente com uma taxa de arrefecimento de pelo menos 1 °C/s para formar a Martensita rapidamente arrefecida para obter a chapa de aço tratada a calor e laminada a frio.
[044] A chapa de aço laminada a frio tratada a calor, em seguida, pode ser opcionalmente revestida por qualquer um dos processos industriais conhecidos como Eletrogalvanização, JVD, PVD, imersão a quente (GI/GA) etc. A Eletrogalvanização não altera ou modifica qualquer uma das propriedades mecânicas ou microestrutura da chapa de aço laminada a frio tratada a calor como reivindicado. A eletrogalvanização pode ser feita por qualquer processo industrial convencional, por exemplo, por Galvanoplastia.
[045] Os seguintes testes, exemplos, exemplificação figurativa e tabelas que são aqui apresentadas são de natureza não restritiva e devem ser considerados apenas para fins ilustrativos e exibirão as características vantajosas da presente invenção.
[046] As chapas de aço feitas de aço com diferentes composições são enumeradas e reunidas na Tabela 1, onde as chapas de aço são produzidas de acordo com os parâmetros do processo, conforme estipulado na Tabela 2, respectivamente. Posteriormente, a Tabela 3 reúne a microestrutura das chapas de aço obtidas durante as trilhas e a Tabela 4 reúne o resultado das avaliações das propriedades obtidas.
[047] A Tabela 1 mostra os aços com as composições expressas em porcentagens em peso. As composições de aço I1 a I5 para a fabricação de chapas de acordo com a invenção, esta tabela também especifica as composições de aço de referência que são designadas na tabela por R1 a R4. A Tabela 1 também serve como tabulação de comparação entre o aço da invenção e o aço de referência. A Tabela 1 está aqui: TABELA 1 I = de acordo com a invenção; R = referência; valores sublinhados: não de acordo com a invenção.
TABELA 2
[048] A Tabela 2 reúne os parâmetros do processo de recozimento implementados nos aços da Tabela 1. As composições de aço I1 a I5 que servem para a fabricação de chapas de acordo com a invenção, esta tabela também especifica o aço de referência que é designado na tabela por R1 a R4. A tabela 2 também mostra a tabulação de Tcmin e Tcmax. Estes Tcmax e Tcmin são definidos para os aços inventivos e aços de referências como a seguir: Tcmax = 565 - 601 * (1 - Exp(-0,868*C))- 34*Mn - 13*Si - 10*Cr + 13*Al - 361*Nb Tcmin = 565 - 601 * (1 - Exp(-1,736*C))- 34*Mn - 13*Si - 10*Cr + 13*Al - 361*Nb
[049] Além disso, antes de realizar o tratamento de recozimento nos aços da invenção, bem como nos de referência, os aços foram aquecidos a uma temperatura entre 1.000 °C e 1.280 °C e, em seguida, submetido à laminação a quente com temperatura final acima de 850° C e, depois disso, foram enrolados a uma temperatura abaixo de 600 °C. As bobinas laminadas a quente foram então processadas como reivindicadas e, depois disso, laminadas a frio com uma redução de espessura entre 30 a 95%. Estas chapas de aço laminadas a frio tanto do aço inventivo quanto do aço de referência foram submetidas a tratamentos de calor como enumeradas na Tabela 2 aqui: TABELA 2 I = de acordo com a invenção; R = referência; valores sublinhados: não de acordo com a invenção.
TABELA 3
[050] Tabela 3 exemplifica os resultados de teste conduzidos de acordo com os padrões em diferentes microscópios, como o Microscópio Eletrônico de Varredura, para determinar a composição microestrutural do aço da invenção e do aço de referência.
[051] Os resultados são estipulados aqui: I = de acordo com a invenção; R = referência; valores sublinhados: não de acordo com a invenção.
TABELA 4
[052] A Tabela 4 exemplifica as propriedades mecânicas tanto do aço inventivo quanto do aço de referência. De modo a determinar a resistência à tração, limite de elasticidade e alongamento total, os testes de tração são conduzidos de acordo com os padrões de JIS Z2241.
[053] Doravante, o resultado dos vários testes mecânicos conduzidos de acordo com os padrões é tabulado: I = de acordo com a invenção; R = referência; valores sublinhados: não de acordo com a invenção.

Claims (20)

1. CHAPA DE AÇO TRATADA A CALOR e laminada a frio, caracterizada por ter uma composição composta pelos seguintes elementos, expressos em porcentagem em peso: 0,10% < Carbono < 0,5% 1 % < Manganês < 3,4% 0,5% < Silício < 2,5% 0,03% < Alumínio < 1,5% Enxofre < 0,003% 0,002% < Fósforo < 0,02% Nitrogênio < 0,01% 0,05% < Cromo < 1% 0,001% < Nióbio < 0,1% 0,001% < Titânio < 0,1% e consistir de um ou mais dos seguintes elementos opcionais 0,001% < Molibdênio < 0,5% 0,01% < Cobre < 2% 0,01% < Níquel < 3% 0,0001% < Cálcio < 0,005% Vanádio < 0,1% Boro < 0,003% Cério < 0,1% Magnésio< 0,010% Zircônio< 0,010% sendo que a composição restante é composta de ferro e as impurezas inevitáveis causadas pelo processamento, e uma microestrutura da chapa de aço laminada compreende por fração de área, 10 a 30% de Austenita residual, 5 a 50% de Bainita recozida, 10 a 40% de Bainita, 1% a 20% de Martensita rapidamente arrefecida, e menos do que 30% de Martensita revenida onde a presença combinada de Bainita e Austenita residual é de 30% ou mais.
2. CHAPA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela composição consistir em 0,7% ^ Silício ^ 2,2%.
3. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pela composição consistir em 1% ^ Silício ^ 2,2%.
4. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pela composição consistir em 0,03% ^ Alumínio ^ 1,0%.
5. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pela composição consistir em 1,2% ^ Manganês ^ 2,3%.
6. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pela composição consistir em 0,05% ^ Cromo ^ 0,5%.
7. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pela soma de fase de Austenita residual e Bainita ser maior do que 35%.
8. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pela soma de fase de Bainita recozida e Bainita ser maior do que 45%.
9. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pela Austenita residual estar entre 15 e 30%.
10. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pela Bainita estar entre 15% e 40%.
11. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por ter resistência à tração maior do que 950 MPa e alongamento total de 20% ou mais.
12. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada por ter um limite de elasticidade acima de 600 MPa e uma razão de limite de elasticidade para resistência à tração é de 0,6 ou mais.
13. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada por ter uma resistência à tração entre 1.000 MPa e 1.100 MPa e um alongamento total de 23% ou mais.
14. CHAPA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pela Ferrita deixar de estar contida.
15. MÉTODO DE PRODUÇÃO DE UMA CHAPA DE AÇO tratada a calor e laminada a frio, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado por compreender as seguintes etapas: - fornecer uma composição de aço conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6; - reaquecer o produto semiacabado a uma temperatura entre 1.200 °C e 1.280 °C; - laminar o roduto semiacabado na faixa austenística em que a temperatura de acabamento de laminação a quente deve ser acima de Ac3 para obter uma chapa de aço laminada a quente; - arrefecer a chapa a uma taxa de arrefecimento acima de 30 °C/s até uma temperatura de bobinamento que é abaixo de 600 °C; e enrolar a chapa laminada a quente; - arrefecer a chapa laminada a quente até a temperatura ambiente; - opcionalmente realizar a etapa de remoção da incrustação na chapa de aço laminada a quente; - opcionalmente o recozimento é realizado na chapa de aço laminada a quente na temperatura entre 400 °C e 750 °C; - opcionalmente realizar a etapa de remoção da incrustação na chapa de aço laminada a quente; - laminar a frio a chapa de aço laminada a quente com uma taxa de redução entre 35 e 90% para obter uma chapa de aço laminada a frio; - em seguida, realizar um primeiro recozimento aquecendo-se a chapa de aço laminada a frio em uma taxa maior do que 3 °C/s a uma temperatura de encharque entre Ac3 e Ac3+100 °C onde é mantida durante 10 segundos a 500 segundos; - em seguida, arrefecer a chapa a uma taxa maior do que 25 °C/s a uma temperatura entre 380 °C e 480 °C e manter a chapa de aço laminada a frio por um tempo entre 10 e 500 segundos; - arrefecer a chapa de aço laminada a frio à temperatura ambiente para obter a chapa de aço recozida e laminada a frio; - em seguida, realizar um segundo recozimento aquecendo-se a chapa de aço recozida e laminada a frio em uma taxa maior do que 3 °C/s a uma temperatura de encharque entre Tsoaking e Ac3 onde é mantido durante 10 segundos a 500 segundos; em que o Ac3 e Tsoaking são definidos da seguinte maneira: Ac3 = 901 - 262*C - 29*Mn + 31*Si - 12*Cr - 155*Nb + 86*Al Tsoaking = 830 -260*C -25*Mn + 22*Si + 40*Al em que o conteúdo dos elementos é expresso em porcentagem em peso; - em seguida, arrefecer a chapa a uma taxa maior do que 20 °C/s a uma faixa de temperatura entre Tcmax e Tcmin; em que Tcmax e Tcmin são definidas como a seguir: Tcmax = 565 - 601 * (1 - Exp(-0,868*C)) - 34*Mn - 13*Si - 10*Cr + 13*Al - 361*Nb Tcmin = 565 - 601 * (1 - Exp(-1,736*C)) - 34*Mn - 13*Si - 10*Cr + 13*Al - 361*Nb em que C, Mn, Si, Cr, Al e Nb estão em % em peso dos elementos no aço - em seguida, a chapa de aço recozida e laminada a frio é trazida à faixa de temperatura entre 350 °C e 550 °C durante 5 segundos e 500 segundos e a chapa de aço laminada a frio recozida é arrefecida até a temperatura ambiente com uma taxa de arrefecimento maior do que 1 °C/s para obter a chapa de aço tratada a calor e laminada a frio.
16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela temperatura de bobinamento da chapa de aço laminada a quente ser abaixo de 570 °C.
17. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 16, caracterizado pela chapa de aço laminada a frio ser, primeiramente, recozida entre a temperatura de encharque de Ac3 e Ac3 + 75 °C durante 10 segundos e 500 segundos.
18. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pela chapa de aço laminada a frio recozida primária ser continuamente recozida entre Tsoaking e Ac3 para ter razão de Austenita para Bainita recozida entre 50:50 a 90:10 durante 10 segundos e 500 segundos.
19. USO DE UMA CHAPA DE AÇO, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 14, ou de uma chapa de aço produzida pelo método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado por ser para a fabricação de peças estruturais ou de segurança de um veículo.
20. VEÍCULO, caracterizado por compreender uma peça obtida, conforme definido na reivindicação 19.
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