BR112020008962A2 - chapa de aço laminada a frio de alta resistência - Google Patents

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BR112020008962-1A
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Yuri Toda
Kunio Hayashi
Katsuya Nakano
Eisaku Sakurada
Akihiro Uenishi
Kengo Takeda
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Nippon Steel Corporation
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Abstract

Uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência, a qual é uma chapa de aço que tem uma resistência à tração de 980 MPa ou mais, tem uma composição de componentes químicos predeterminada, uma microestrutura metalográfica da chapa de aço contém, por proporção de área, ferrita e bainita granular: 10 % ou mais e 50 % ou menos no total, um ou ambos de bainita superior e bainita inferior: 10 % ou mais e 50 % ou menos no total, martensita revenida: mais de 0 % e 30 % ou menos, austenita retida: 5% ou mais, e um ou mais de perlita, cementita e martensita: 0 % a 10 % no total, e a proporção de área da ferrita em relação à proporção de área total da ferrita e da bainita granular é 25% ou menos.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO DE ALTA RESISTÊNCIA". Campo Técnico da Invenção
[001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço lamina- da a frio de alta resistência. Técnica Relacionada
[002] Nos últimos anos, a redução do peso de um corpo de veí- culo ao aplicar uma chapa de aço de alta resistência progrediu para suprimir a quantidade de descarga de dióxido de carbono de um veícu- lo. Além disso, uma chapa de aço de alta resistência tem sido frequen- temente usada para o corpo de veículo para assegurar a segurança dos ocupantes. Para reduzir ainda mais o peso do corpo de veículo e melhorar a segurança, é necessário aumentar o nível de resistência de uma chapa de aço a ser usada mais do que antes.
[003] Uma chapa de aço a ser formada em um membro para um veículo deve ter capacidade de deformação (trabalhabilidade), além de resistência. Por exemplo, é necessário que uma chapa de aço usada para um componente esquelético tenha alongamento e expansibilida- de de furos suficientes. No entanto, em geral, em um caso onde a re- sistência de uma chapa de aço aumenta, a capacidade de deformação diminui. Portanto, em um caso onde a resistência de uma chapa de aço a ser aplicada a um membro para um veículo é aumentada, é de- sejável melhorar a capacidade de deformação.
[004] Vários métodos foram propostos para conseguir isto. Por exemplo, o Documento de Patente 1 descreve uma chapa de aço fina de alta resistência na qual o gradiente de concentração de carbono nos grãos e nas proximidades da interface em austenita retida é espe- cificado e a resistência e o alongamento são aprimorados por trans- formação induzida por deformação. O Documento de Patente 2 des- creve uma chapa de aço laminada a frio na qual a microestrutura me-
talográfica da chapa de aço se baseia principalmente em bainita supe- rior ou bainita inferior que tem uma dureza intermediária entre a ferrita e a martensita para reduzir a diferença de dureza entre as estruturas e melhorar a resistência e a expansibilidade de furos. O Documento de Patente 3 descreve uma chapa de aço laminada a frio com uma mi- croestrutura compósita na qual a microestrutura metalográfica da cha- pa de aço é composta por três fases de ferrita, bainita superior ou bai- nita inferior e austenita retida, ou quatro fases, incluindo ainda a mar- tensita, de modo que uma alta trabalhabilidade seja obtida com um nível de resistência de 45 a 65 kgf/mm2.
[005] No entanto, estas técnicas têm os seguintes problemas. Isto é, para fabricar a chapa de aço do Documento de Patente 1, é ne- cessário controlar o gradiente de concentração de carbono na austeni- ta retida ao controlar a taxa de resfriamento após superenvelhecimen- to a qual, em geral, é difícil de controlar. Portanto, não é fácil obter a estrutura descrita no Documento de Patente 1 usando equipamento normal. Além disso, na técnica do Documento de Patente 2, uma vez que a estrutura inclui principalmente bainita, é obtida excelente expan- sibilidade de furos, mas é difícil obter ductilidade suficiente. Além dis- so, o Documento de Patente 3 se destina a fornecer uma chapa de aço que tem uma resistência à tração de 45 a 65 kgf/mm2 e, na técnica do Documento de Patente 3, é difícil alcançar uma resistência à tração de 980 MPa ou mais e capacidade de deformação suficiente. Documentos do Estado da Técnica Documento de Patente Documento de patente 1 Patente Japonesa N° 5589893 Documento de patente 2 Patente Japonesa N° 2616350 Documento de patente 3 Pedido de patente Japonesa Não Examinado, Primeira Publicação N° H7-207413 Descrição da Invenção
Problema a Ser Resolvido Pela Invenção
[006] Conforme descrito acima, para reduzir o peso do corpo de veículo , é necessário aumentar o nível de resistência ao uso de uma chapa de aço mais do que antes. Particularmente, por exemplo, para usar uma chapa de aço de alta resistência para um componente es- quelético, é necessário melhorar a expansibilidade de furos sem dete- riorar o alongamento. Especificamente, para permitir a formação de um componente esquelético e garantir a segurança no momento da colisão, a chapa de aço satisfaz, de preferência, todos de uma resis- tência à tração de 980 MPa ou mais, resistência × alongamento total (TS × EL) de 12.000 MPa· % ou mais e resistência × expansibilidade de furos ( TS × λ) de 18.000 MPa· % ou mais. No entanto, conforme mostrado nos Documentos de Patente 1 a 3, é extremamente difícil ter todos da resistência, alongamento e expansibilidade de furos em um nível tão alto na chapa de aço de alta resistência. Consequentemente, tendo em vista o estado atual da técnica relacionada, um objetivo da presente invenção é fornecer uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência que tem uma resistência à tração de 980 MPa ou mais e que tem excelente alongamento e expansibilidade de furos. Meios Para Resolver o Problema
[007] Os inventores estudaram intensivamente um método para resolver os problemas descritos acima. Como um resultado, eles des- cobriram recentemente que em uma chapa de aço que tem uma resis- tência à tração de 980 MPa ou mais, em um caso onde a microestrutu- ra metalográfica inclui ferrita e/ou bainita granular, bainita superior e/ou bainita inferior, martensita revenida e austenita retida e uma proporção de área da ferrita em relação à proporção de área total da ferrita e da bainita granular é controlada para 25 % ou menos, é possível obter excelente expansibilidade de furos, ao mesmo tempo em que assegu- ra resistência e alongamento.
[008] A presente invenção foi feita com base nas descobertas acima, e sua essência é como segue.
[009] (1) Uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência de acordo com um aspecto da presente invenção que contém, como composição química, em % em massa: C: 0,15 % ou mais e 0,30 % ou menos; P: 0,040 % ou menos; S: 0,0100 % ou menos; N: 0,0100 % ou menos; O: 0,0060 % ou menos; um ou ambos de Si e Al: 0,70 % ou mais e 2,50 % ou menos no total; um ou ambos de Mn e Cr: 1,50 % ou mais e 3,50 % ou menos no total; Mo: 0 % ou mais e 1,00 % ou me- nos; Ni: 0 % ou mais e 1,00 % ou menos; Cu: 0 % ou mais e 1,00 % ou menos; Nb : 0 % ou mais e 0,30 % ou menos; Ti : 0 % ou mais e 0,30 % ou menos; V: 0 % ou mais e 0,30 % ou menos; B: 0 % ou mais e 0,0050 % ou menos; Ca: 0 % ou mais e 0,0400 % ou menos; Mg: 0 % ou mais e 0,0400 % ou menos; REM: 0 % ou mais e 0,0400 % ou me- nos; e um restante consistindo em Fe e impurezas, na qual a microes- trutura metalográfica da chapa de aço contém, em proporção de área, um ou ambos de ferrita e bainita granular: 10 % ou mais e 50 % ou menos no total, um ou ambos os elementos bainita superior e bainita inferior: 10 % ou mais e 50 % ou menos no total, martensita revenida: mais de 0 % e 30 % ou menos, austenita retida: 5 % ou mais e uma ou mais de perlita, cementita e martensita: 0 % a 10 % no total, a propor- ção de área da ferrita em relação à proporção de área total da ferrita e da bainita granular é de 25 % ou menos e a chapa de aço tem uma resistência à tração de 980 MPa ou mais.
[0010] (2) Na chapa de aço laminada a frio de alta resistência de acordo com (1), a martensita pode estar contida em uma quantidade de 3 % ou menos por proporção de área na microestrutura metalográ- fica.
[0011] (3) Na chapa de aço laminada a frio de alta resistência de acordo com (1) ou (2), a composição química pode conter, em % em massa, um ou mais selecionados a partir de Mo: 0,01 % ou mais e 1,00 % ou menos, Ni: 0,05 % ou mais e 1,00 % ou menos, Cu: 0,05 % ou mais e 1,00 % ou menos, Nb : 0,005 % ou mais e 0,30 % ou me- nos, Ti : 0,005 % ou mais e 0,30 % ou menos, V: 0,005 % ou mais e 0,30 % ou menos, B: 0,0001 % ou mais e 0,0050 % ou menos, Ca: 0,0005 % ou mais e 0,0400 % ou menos, Mg: 0,0005 % ou mais e 0,0400 % ou menos e REM: 0,0005 % ou mais e 0,0400 % ou menos.
[0012] (4) A chapa de aço laminada a frio de alta resistência de acordo com qualquer um de (1) a (3), em que uma camada galvaniza- da por imersão a quente pode ser formada sobre uma superfície da chapa de aço.
[0013] (5) A chapa de aço laminada a frio de alta resistência de acordo com qualquer um de (1) a (3), em que uma camada galvaniza- da por imersão a quente de formação de liga pode ser formada sobre uma superfície da chapa de aço. Efeitos da Invenção
[0014] De acordo com o aspecto da presente invenção, é possível fornecer uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência que seja adequada como elemento estrutural de um veículo ou similar, tenha excelente alongamento e expansibilidade de furos e tenha uma resis- tência à tração de 980 MPa ou mais. Modalidades da Invenção
[0015] Uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência de acordo com uma modalidade da presente invenção (daqui em diante, pode ser denominada como uma chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade) tem as características a seguir. (a) A composição química contém, em % em massa, C: 0,15 % ou mais e 0,30 % ou menos, P: 0,040 % ou menos, S: 0,0100 % ou me- nos, N: 0,0100 % ou menos, O: 0,0060 % ou menos, Si e Al: 0,70 % ou mais e 2,50 % ou menos no total, e Mn e Cr: 1,50 % ou mais e 3,50
% ou menos no total e, opcionalmente, contém ainda um ou mais de Mo: 1,00 % ou menos , Ni: 1,00 % ou menos, Cu: 1,00 % ou menos, Nb : 0,30 % ou menos, Ti : 0,30 % ou menos, V: 0,30 % ou menos, B: 0,0050 % ou menos, Ca: 0,0400 % ou menos, Mg: 0,0400 % ou menos e REM: 0,0400 % ou menos, com um restante de Fe e impurezas. (b) A microestrutura metalográfica contém, por proporção de área, 10 % ou mais e 50 % ou menos de um ou ambos de ferrita e bainita gra- nular no total, 10 % ou mais e 50 % ou menos de um ou ambos de bainita superior e bainita inferior no total, mais de 0 % e 30 % ou me- nos de martensita revenida, 5 % ou mais de austenita retida e 0 % a 10 % de um ou mais de perlita, cimentita e martensita no total e uma proporção de área da ferrita em relação à proporção de área total da ferrita e da bainita granular é de 25 % ou menos. (c) A resistência à tração é de 980 MPa ou mais.
[0016] A composição química (teor de cada elemento) da chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade será descrita. O símbolo % em relação ao teor significa % em massa. C: 0,15 % ou mais e 0,30 % ou menos
[0017] O C é um elemento eficaz para melhorar a resistência da chapa de aço. Além disso, o C é um elemento necessário para asse- gurar uma quantidade predeterminada de austenita retida. Em um ca- so onde o teor de C é menor do que 0,15 %, a austenita é transforma- da em martensita e 5 % ou mais de austenita retida não podem ser assegurados. Portanto, o teor C é definido como 0,15 % ou mais. O teor de C é, de preferência, 0,18 % ou mais.
[0018] No caso onde o teor de C é maior do que 0,30 %, a trans- formação da fase de austenita em bainita superior ou bainita inferior é significativamente suprimida e martensita é facilmente formada. Como um resultado, 5 % ou mais de austenita retida não podem ser assegu- rados. Portanto, o teor C é definido como 0,30 % ou menos. O teor de
C é, de preferência, 0,25 % ou menos e, mais preferivelmente, 0,22 % ou menos. P: 0,040 % ou menos
[0019] O P é um elemento de impureza. O P é um elemento que segrega em uma porção central de espessura de chapa da chapa de aço, deste modo, deteriorando a tenacidade ou fragilizando a solda. Quanto menor o teor de P, mais preferível. No entanto, em um caso onde o teor de P é maior do que 0,040 %, a expansibilidade de furos deteriora significativamente. Portanto, o teor de P é definido como 0,040 % ou menos. O teor de P é, de preferência, 0,015 % ou menos. Uma vez que quanto menor o teor de P mais preferível, não é neces- sário limitar o limite mínimo. No entanto, uma vez que é economica- mente desvantajoso tornar o teor de P menor do que 0,0001 % em uma chapa de aço prática, o limite mínimo pode ser substancialmente 0,0001 %. S: 0,0100 % ou menos
[0020] O S é um elemento de impureza. O S é um elemento que deteriora a soldabilidade ou prejudica a capacidade de fabricação du- rante fundição e laminação a quente. Além disso, o S é um elemento que forma MnS grosseiro na chapa de aço e deteriora a expansibilida- de de furos. Quanto menor o teor de S, mais preferível. No entanto, em um caso onde o teor de S é maior do que 0,0100 %, a soldabilida- de, a capacidade de fabricação e a expansibilidade de furos são signi- ficativamente deterioradas. Portanto, o teor S é definido como 0,0100 % ou menos. O teor de S é, de preferência, 0,0050 % ou menos. Uma vez que quanto menor o teor de S, mais preferível, não é necessário limitar o limite mínimo. No entanto, uma vez que é economicamente desvantajoso tornar o teor de S menor do que 0,0001 % em uma cha- pa de aço prática, o limite mínimo pode ser substancialmente 0,0001%.
N: 0,0100 % ou menos
[0021] O N é um elemento que forma um nitreto grosseiro na cha- pa de aço e deteriora a flexibilidade e a expansibilidade de furos da chapa de aço. Além disso, o N é um elemento que causa bolhas du- rante a soldagem. Quanto menor o teor de N, mais preferível. No en- tanto, em um caso onde o teor de N é maior do que 0,0100 %, uma redução na expansibilidade de furos ou na geração de bolhas é signifi- cativamente exibida. Portanto, o teor de N é definido como 0,0100 % ou menos. Uma vez que quanto menor o teor de N, mais preferível, não é necessário limitar o limite mínimo. No entanto, o custo de fabri- cação aumenta significativamente no caso onde o teor de N é menor do que 0,0005 % em uma chapa de aço prática. Portanto, o limite mí- nimo pode ser substancialmente 0,0005 %. O: 0,0060 % ou menos
[0022] O O é um elemento que forma um óxido grosseiro na chapa de aço e deteriora a flexibilidade e a expansibilidade de furos da chapa de aço. Além disso, o O é um elemento que causa bolhas durante a soldagem. Quanto menor o teor de O, mais preferível. No entanto, em um caso onde o teor de O é maior do que 0,0060 %, uma redução na expansibilidade de furos ou na geração de bolhas é exibida significati- vamente. Portanto, o teor O é definido como 0,0060 % ou menos. Uma vez que quanto menor o teor de O, mais preferível, não é necessário limitar o limite mínimo. No entanto, o custo de fabricação é significati- vamente aumentado no caso onde o teor de O é obtido abaixo de 0,0005 % em uma chapa de aço prática. Portanto, o limite mínimo po- de ser substancialmente 0,0005 %.
[0023] Um ou ambos de Si e Al: 0,70 % ou mais e 2,50 % ou me- nos no total
[0024] Tanto o Si quanto o Al são elementos eficazes para a ob- tenção de uma quantidade predeterminada de bainita granular e aus-
tenita retida. A bainita granular é uma microestrutura metalográfica na qual os deslocamentos presentes na interface são recuperados por um tratamento térmico e formam uma forma maciça na ferrita bainítica acicular. Isto é, a ferrita bainítica e a bainita granular não são as mes- mas.
[0025] Depois que a cementita é formada na interface da ferrita bainítica, a bainita granular não pode ser obtida. Uma vez que o Si e o Al são elementos que suprimem a formação de cementita, estes são elementos importantes para a obtenção da bainita granular.
[0026] Além disso, o Si e o Al são elementos importantes para ob- tenção de austenita retida. No caso onde uma parte da austenita é transformada em bainita, o carbono é concentrado na austenita não transformada e a concentração de carbono na austenita não transfor- mada é aumentada. Uma vez que a austenita se torna estável em vir- tude da concentração de carbono, a austenita na qual o carbono está suficientemente concentrado permanece sem ser transformada em outra estrutura, mesmo após resfriamento para a temperatura ambien- te. Tal austenita é austenita retida. Em um caso onde a cementita é precipitada no estágio de concentração de carbono na austenita não transformada, a concentração de carbono na austenita diminui e é difí- cil manter austenita não transformada, mesmo em temperatura ambi- ente. Isto é, uma vez que o Si e o Al são elementos que suprimem a formação de cementita, estes são elementos importantes para a ob- tenção da austenita retida.
[0027] Como um resultado de estudos intensivos realizados pelos inventores, descobriu-se que uma quantidade predeterminada de bai- nita granular e austenita retida pode ser obtida ao definir a soma do teor de Si e/ou Al para 0,70 % ou mais. Portanto, o teor total de Si e Al é definido como 0,70 % ou mais. No caso onde a soma do teor (teor total) de Si e/ou Al é excessiva, o próprio aço fragiliza e a expansibili-
dade de furos deteriora significativamente. Portanto, a soma do teor de Si e/ou Al é definida como 2,50 % ou menos. A soma do teor de Si e/ou Al é, de preferência, menor do que 1,40 %.
[0028] Na chapa de aço laminada a frio de acordo com esta moda- lidade, uma vez que o Si e o Al têm os mesmos efeitos, o teor total dos mesmos pode ser especificado e não é necessário especificar o teor de cada elemento. Isto é, em um caso onde o teor total está dentro da faixa acima, por exemplo, um de Si e Al pode ser 0 %.
[0029] Um ou ambos de Mn e Cr: 1,50 % ou mais e 3,50 % ou menos no total
[0030] O Mn e o Cr são elementos eficazes para melhorar a resis- tência da chapa de aço. Além disso, o Mn e o Cr são elementos que suprimem a transformação ferrítica durante um tratamento térmico no processo de recozimento contínuo ou no processo de galvanização por imersão a quente contínuo. A supressão da transformação ferrítica durante o tratamento térmico é vantajosa para definir a proporção da área de ferrita em 25 % ou menos, isto é, para definir a proporção da área da bainita granular em 75 % ou mais em relação à proporção da área total da ferrita e bainita granular. Para obter este efeito, a soma do teor de Mn e/ou Cr é definida para 1,50 % ou mais. No caso onde a soma do teor de Mn e/ou Cr é maior do que 3,50 %, a transformação de fase de austenita em bainita superior ou bainita inferior é significati- vamente suprimida. Neste caso, como um resultado, 5 % ou mais da austenita retida não podem ser assegurados e a proporção de área da martensita é maior do que 10 %. Portanto, a soma do teor de Mn e/ou Cr é definida como 3,50 % ou menos.
[0031] Na chapa de aço laminada a frio de acordo com esta moda- lidade, uma vez que o Mn e o Cr têm os mesmos efeitos, o teor total dos mesmos pode ser especificado e não é necessário especificar o teor de cada elemento. Isto é, em um caso onde o teor total está den-
tro da faixa acima, por exemplo, um de Mn e Cr pode ser 0 %.
[0032] A chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modali- dade se baseia no fato de que os elementos acima estão contidos e o restante é Fe e impurezas. No entanto, em vez de uma parte de Fe, um ou mais selecionados a partir de Mo, Ni, Cu, Nb , Ti , V, B, Ca, Mg e REM podem opcionalmente estar contidos em uma faixa a ser des- crita posteriormente. No entanto, uma vez que estes elementos não precisam estar necessariamente contidos, o limite mínimo é de 0 %. Impurezas significam componentes que são misturados a partir de ma- térias-primas tais como minério ou sucata ou em virtude de vários fato- res dos processos de fabricação durante a fabricação industrial de aço, e são permitidos dentro de uma faixa que não afeta adversamen- te a chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade. Mo: 0 % ou mais e 1,00 % ou menos
[0033] O Mo é um elemento eficaz para melhorar a resistência da chapa de aço. Além disso, o Mo é um elemento que tem o efeito de suprimir a transformação ferrítica que ocorre durante um tratamento térmico no processo de recozimento contínuo ou no processo de gal- vanização por imersão a quente contínuo. O teor de Mo é, de prefe- rência, definido para 0,01 % ou mais para obter os efeitos acima. Em um caso onde o teor de Mo é maior do que 1,00 %, o efeito de suprimir a transformação ferrítica é saturado. Portanto, o teor de Mo é, de pre- ferência, definido para 1,00 % ou menos, mesmo no caso em que o Mo está contido. Ni: 0 % ou mais e 1,00 % ou menos
[0034] O Ni é um elemento eficaz para melhorar a resistência da chapa de aço. Além disso, o Ni é um elemento que tem o efeito de su- primir a transformação ferrítica que ocorre durante um tratamento tér- mico no processo de recozimento contínuo ou no processo de galvani- zação por imersão a quente contínuo. O teor de Ni é, de preferência,
definido para 0,05 % ou mais para obter os efeitos acima. Em um caso onde o teor de Ni é maior do que 1,00 %, o efeito de suprimir a trans- formação ferrítica é saturado. Portanto, o teor de Ni é, de preferência, definido para 1,00 % ou menos, mesmo no caso onde o Ni está conti- do. Cu: 0 % ou mais e 1,00 % ou menos
[0035] O Cu é um elemento eficaz para melhorar a resistência da chapa de aço. O teor de Cu é, de preferência, definido para 0,05 % ou mais para obter o efeito acima. Em um caso onde o teor de Cu é ex- cessivo, o aço fragiliza durante laminação a quente e a laminação a quente não pode ser executada. Portanto, o teor de Cu é, de preferên- cia, definido para 1,00 % ou menos, mesmo no caso onde o Cu está contido. Nb : 0 % ou mais e 0,30 % ou menos
[0036] O Nb é um elemento eficaz para reduzir o tamanho dos grãos de cristal e melhorar a resistência da chapa de aço. Além disso, o Nb é um elemento que tem o efeito de suprimir a transformação ferrí- tica que ocorre durante um tratamento térmico no processo de recozi- mento contínuo ou no processo de galvanização por imersão a quente contínuo. O teor de Nb é, de preferência, definido para 0,005 % ou mais para obter os efeitos acima. No caso onde o teor de Nb é maior do que 0,30 %, a transformação da fase de austenita em bainita supe- rior ou bainita inferior é significativamente suprimida. Como um resul- tado, martensita é formada excessivamente e 5 % ou mais de austeni- ta retida não podem ser assegurados. Portanto, o teor de Nb é, de pre- ferência, definido para 0,30 % ou menos, mesmo no caso onde o Nb está contido. Ti : 0 % ou mais e 0,30 % ou menos
[0037] O Ti é um elemento eficaz para melhorar a resistência da chapa de aço. Além disso, o Ti é um elemento que tem o efeito de su-
primir a transformação ferrítica que ocorre durante um tratamento tér- mico no processo de recozimento contínuo ou no processo de galvani- zação por imersão a quente contínuo. O teor de Ti é, de preferência, definido para 0,005 % ou mais para obter os efeitos acima. No caso onde o teor de Ti é maior do que 0,30 %, a transformação de fase de austenita em bainita superior ou bainita inferior é significativamente suprimida. Como um resultado, martensita é formada excessivamente e 5% ou mais de austenita retida não podem ser assegurados. Portan- to, o teor de Ti é, de preferência, definido para 0,30 % ou menos, mesmo no caso onde o Ti está contido. V: 0 % ou mais e 0,30 % ou menos
[0038] O V é um elemento eficaz para melhorar a resistência da chapa de aço. Além disso, o V é um elemento que tem o efeito de su- primir a transformação ferrítica que ocorre durante um tratamento tér- mico no processo de recozimento contínuo ou no processo de galvani- zação por imersão a quente contínuo. O teor de V é, de preferência, definido para 0,005 % ou mais para obter os efeitos acima. No caso onde o teor de V é maior do que 0,30 %, a transformação de fase de austenita em bainita superior ou bainita inferior é significativamente suprimida. Como um resultado, martensita é excessivamente formada e 5 % ou mais de austenita retida não podem ser assegurados. Por- tanto, o teor de V é, de preferência, definido para 0,30 % ou menos, mesmo no caso onde V está contido. B: 0 % ou mais e 0,0050 % ou menos
[0039] O B é um elemento que segrega em um limite de grão de austenita durante um processo de tratamento térmico, deste modo, suprimindo a transformação ferrítica. O teor de B é, de preferência, definido para 0,0001 % ou mais para obter o efeito acima. No caso on- de o teor de B é maior do que 0,0050 %, o efeito de suprimir a trans- formação ferrítica é saturado e, substancialmente, o limite máximo é,
portanto, de preferência 0,0050 %. Ca: 0 % ou mais e 0,0400 % ou menos Mg: 0 % ou mais e 0,0400 % ou menos REM: 0 % ou mais e 0,0400 % ou menos
[0040] Todos de Ca, Mg e REM são elementos que controlam a forma de um óxido ou sulfeto e contribuem para o aprimoramento da expansibilidade de furos. O teor de qualquer um dos elementos é, de preferência, definido para 0,0005 % ou mais para obter o efeito acima. O teor de qualquer um dos elementos é, mais preferivelmente, 0,0010% ou mais. Em um caso onde o teor de Ca, Mg ou REM é maior do que 0,0400 %, um óxido grosseiro é formado e a expansibilidade de furos deteriora. Portanto, o teor de qualquer um dos elementos é defi- nido como 0,0400 % ou menos. O teor de qualquer um dos elementos é, mais preferivelmente, 0,0100 % ou menos.
[0041] Em um caso em que um elemento de terras raras (REM) está contido, o metal de liga de cério, lantânio e neodímio é adicionado em muitos casos e, em alguns casos, um elemento da série lantanoide diferente de La e Ce é adicionado em combinação. Mesmo neste caso, e mesmo no caso onde é adicionado um REM metálico, tal como um La ou Ce metálico, a chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade pode exibir os efeitos. Nesta modalidade, REM significa 17 elementos, incluindo Sc, Y e lantanoide, e o teor REM é um teor total dos elementos.
[0042] A seguir, será descrita a microestrutura metalográfica da chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade.
[0043] Com base na premissa de usar o processo de laminação a quente contínuo e o processo de recozimento contínuo que normal- mente são empregados atualmente, os inventores estudaram para as- segurar uma resistência e alongamento e melhorar a expansibilidade de furos em uma chapa de aço que tem uma resistência à tração de
980 MPa ou mais.
[0044] Conforme descrito acima, a fim de melhorar a expansibili- dade de furos sem deteriorar a resistência e o alongamento em uma chapa de aço adequada como um elemento estrutural de um veículo ou similar, foi estudado o uso de ferrita como uma microestrutura me- talográfica da chapa de aço. No entanto, uma vez que a ferrita é uma microestrutura metalográfica macia, a ferrita se torna um fator que au- menta a diferença de dureza entre as estruturas em uma chapa de aço de alta resistência constituída de uma microestrutura compósita. Como um resultado, ocorre um problema pelo fato de que a expansibilidade de furos deteriora. Consequentemente, os inventores mantiveram o foco no uso de bainita granular como uma microestrutura metalográfi- ca da chapa de aço. Como um resultado, os inventores obtiveram com sucesso excelente expansibilidade de furos, assegurando resistência e ductilidade ao controlar a proporção de área total de ferrita e bainita granular e a proporção de área da ferrita em relação à proporção de área total da ferrita e da bainita granular.
[0045] A microestrutura metalográfica (microestrutura) da chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade é limitada com base no conhecimento acima. A seguir, será fornecida uma descrição detalhada. Um ou ambos de ferrita e bainita granular estão contidos em uma quantidade de 10 % ou mais e 50 % ou menos na proporção de área total Proporção da área de ferrita em relação à proporção da área total de ferrita e bainita granular é 25 % ou menos
[0046] A ferrita contida na microestrutura metalográfica da chapa de aço é uma estrutura macia e é facilmente deformada. Portanto, a ferrita contribui para um aprimoramento do alongamento. Por outro la- do, uma vez que a ferrita é uma estrutura macia, a ferrita é significati-
vamente diferente da fase dura em termos de dureza e, portanto, se torna um fator na deterioração da expansibilidade de furos na chapa de aço que tem uma microestrutura compósita. Da mesma forma que a ferrita, a bainita granular contribui para um aprimoramento do alon- gamento. Por outro lado, a bainita granular é mais dura do que a ferrita e tem uma dureza intermediária entre ferrita e bainita superior ou baini- ta inferior. Consequentemente, comparado com a ferrita, a bainita gra- nular tem um efeito de reduzir a diferença de dureza entre as estrutu- ras na chapa de aço com uma microestrutura compósita.
[0047] Em um caso onde a proporção da área total de ferrita e bainita granular é menor do que 10 %, não é possível obter alonga- mento suficiente. Em um caso onde a proporção da área total de ferrita e bainita granular é maior do que 50 %, uma resistência à tração de 980 MPa ou mais não pode ser obtida. Além disso, em um caso onde a proporção de área de ferrita em relação à proporção de área total de ferrita e bainita granular (a proporção de área de ferrita na proporção de área total de ferrita e bainita granular) é maior do que 25 %, a dife- rença de dureza entre as estruturas é aumentada na chapa de aço que tem uma microestrutura compósita e a expansibilidade de furos deteri- ora.
[0048] Isto é, em um caso onde a ferrita e a bainita granular estão contidas em uma quantidade de 10 % ou mais e 50 % ou menos no total e a proporção da área de ferrita em relação à proporção da área total de ferrita e bainita granular é 25 % ou menos (isto é, a proporção da área de bainita granular é de 75 % ou mais), o alongamento e a ex- pansibilidade de furos podem ser aprimorados ao mesmo tempo. A proporção da área de ferrita pode ser 0 %. 5 % ou mais de austenita retida estão contidos
[0049] A austenita retida é uma microestrutura metalográfica que é transformada em martensita (transformação induzida por deformação)
durante a deformação através de processamento, deste modo, contri- buindo para um aprimoramento do alongamento. Para obter um alon- gamento predeterminado, a proporção de área da austenita retida na chapa de aço é definida para 5 % ou mais por proporção de área. Em um caso onde a proporção de área da austenita retida é menor do que 5 %, não é possível obter alongamento suficiente. Quanto maior a pro- porção de área da austenita retida, melhor do ponto de vista de um aprimoramento do alongamento. No entanto, uma vez que é necessá- rio aumentar o teor de C ou Mn para obter uma proporção de área da austenita retida maior do que 20 %, o limite máximo é substancialmen- te 20 %. Um ou ambos de bainita superior e bainita inferior estão contidos em uma quantidade de 10 % ou mais e 50 % ou menos no total por proporção de área
[0050] A bainita superior e a bainita inferior são microestruturas metalográficas que influenciam a formação de austenita retida e são necessárias para obter uma alta resistência. Estas estruturas são co- mumente denominadas de bainita. Em um caso onde a proporção de área da bainita superior e/ou da bainita inferior é 10 % ou mais, o car- bono fica concentrado na austenita não transformada quando a trans- formação da fase de austenita em bainita superior ou bainita inferior ocorre em um processo de recozimento, e se torna possível reter 5 % ou mais de austenita não transformada, mesmo em temperatura ambi- ente. Em um caso onde a proporção de área da bainita superior e/ou da bainita inferior é menor do que 10 %, a resistência da chapa de aço se torna insuficiente e 5 % ou mais de austenita retida não podem ser assegurados. Em um caso onde a proporção da área de bainita supe- rior e/ou bainita inferior é maior do que 50 %, a transformação da fase de austenita em bainita superior ou bainita inferior é muito promovida. Consequentemente, a austenita não transformada é reduzida e, final-
mente, 5 % ou mais de austenita retida não podem ser assegurados. Portanto, a proporção de área da bainita superior e/ou da bainita infe- rior é definida para 50 % ou menos no total. Martensita revenida está contida em uma quantidade de mais de 0% e 30 % ou menos por proporção de área
[0051] A martensita revenida contida na microestrutura metalográ- fica da chapa de aço é uma microestrutura metalográfica que influen- cia na formação de austenita retida e é eficaz para obter uma alta re- sistência. Portanto, a proporção de área da martensita revenida é defi- nida para mais de 0 %. A proporção de área da martensita revenida é, de preferência, 3 % ou mais e, mais preferivelmente, 5 % ou mais. Por outro lado, uma vez que a martensita revenida é uma estrutura rígida, a martensita revenida é uma microestrutura metalográfica que faz dife- rença na diferença de dureza entre as estruturas na chapa de aço que tem uma microestrutura compósita grande, deste modo, deteriorando a expansibilidade de furos. Em um caso onde a proporção de área da martensita revenida é maior do que 30 %, a expansibilidade de furos deteriora significativamente. Portanto, a proporção de área da marten- sita revenida é definida para 30 % ou menos. Um ou mais de perlita, cimentita e martensita estão contidos em uma quantidade de 0 a 10 % no total por proporção de área
[0052] A chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modali- dade pode conter um ou mais de perlita, cimentita e martensita como um restante diferente das estruturas acima. No entanto, estas estrutu- ras contêm um carboneto de ferro duro e se tornam um ponto de parti- da para a geração de vazios durante a expansão de furos. Em um ca- so onde a soma das proporções de área das estruturas acima é maior do que 10%, a expansibilidade de furos deteriora significativamente. Portanto, a soma das proporções de área está limitada a 10% ou me- nos. Particularmente, a martensita é, de preferência, 3% ou menos tendo em vista a diferença de dureza entre as estruturas. Quanto me- nor o teor das estruturas acima, mais preferível. Isto é, a soma das proporções de área de perlita, cementita e martensita pode ser 0%. A martensita mencionada aqui é a assim denominada martensita fresca, que é diferente da martensita revenida.
[0053] A identificação e o cálculo das proporções de área da ferri- ta, bainita granular, martensita, bainita superior, bainita inferior, auste- nita retida, perlita, cimentita e martensita revenida podem ser realiza- dos ao executar observação e medição de uma seção transversal da chapa de aço em uma direção de laminação ou uma seção transversal em uma direção perpendicular à direção de laminação, com uma am- pliação de 1.000 a 50.000 vezes através de observação da estrutura por meio de difração por retrodispersão de elétrons (EBSD), difração de raios X e um microscópio de varredura eletrônico após corrosão usando um reagente Nital ou um líquido Lepera.
[0054] Especificamente, a proporção da área de ferrita pode ser medida por meio do método a seguir. Isto é, uma faixa de 1/8 a 3/8 de espessura centralizada na posição de 1/4 da espessura de chapa da superfície da chapa de aço é medida em um intervalo (passo) de 0,2 µm pelo EBSD conectado a um microscópio de varredura eletrônico. O valor de desorientação média dos grãos é calculado a partir dos dados de medição. Uma região onde o valor de desorientação média dos grãos é menor do que 0,5° é definida como ferrita e a proporção da área é medida. Aqui, a desorientação média dos grãos é um valor ob- tido ao calcular a diferença de orientação entre pontos de medição ad- jacentes em uma região cercada por um limite de grãos com uma dife- rença de orientação de cristal igual ou maior do que 5° e calcular a média de todos os valores calculados nos pontos de medição nos grãos de cristal.
[0055] A proporção da área de austenita retida pode ser calculada através de medição usando raios X. Isto é, uma parte de uma superfí- cie até uma posição de 1/4 de profundidade na direção da espessura da chapa de uma amostra é removida através de polimento mecânico e polimento químico. A partir da proporção de intensidade integrada dos picos de difração de (200) e (211) da fase bcc e (200), (220) e (311) da fase fcc , obtidos usando raios MoKα como raios X caracterís- ticos na amostra após polimento, é calculada a fração estrutural da austenita retida, e esta é definida como a proporção de área da auste- nita retida.
[0056] Para calcular a proporção de área da martensita, uma se- ção transversal da chapa de aço na direção da espessura da chapa é gravada com um líquido Lepera, uma faixa a partir de 1/8 a 3/8 de es- pessura centralizada na posição de 1/4 de espessura da chapa a partir da superfície é observada por FE-SEM e a proporção de área da aus- tenita retida medida por raios X é subtraída da proporção de área de uma região onde o grau de corrosão é relativamente menor do que outras estruturas. Caso contrário, uma vez que a martensita é uma es- trutura que tem uma alta densidade de deslocamento e que tem uma subestrutura tal como um bloco ou um pacote nos grãos, a martensita pode ser distinguida de outras microestruturas metalográficas de acor- do com uma imagem de contraste de canalização de elétrons obtida usando um microscópio de varredura eletrônico. Portanto, a proporção de área da martensita pode ser obtida a partir da imagem de contraste da canalização de elétrons.
[0057] Para identificar a bainita superior, a bainita inferior e a mar- tensita revenida, uma seção transversal na direção da espessura da chapa é gravada com um reagente Nital, uma faixa de 1/8 a 3/8 de es- pessura centralizada na posição de 1/4 da espessura de chapa a partir da superfície da chapa de aço (1/8 a 3/8 da espessura de chapa da superfície da chapa de aço) é observada por FE-SEM, e a posição e a variante de cementita contida na estrutura são observadas. Especifi- camente, na bainita superior, cementita ou austenita retida é formada em uma interface de ferrita bainítica de tipo treliça. Na bainita inferior, uma vez que a cementita é transformada em ferrita bainítica de tipo treliça, há um tipo de relação de orientação de cristal entre a ferrita bainítica e a cementita, a cementita formada tem a mesma variante. Na martensita revenida, a cementita é formada em treliças de marten- sita e, uma vez que há duas ou mais relações de orientação de cristal entre a treliça de martensita e a cementita, a cementita formada tem uma pluralidade de variantes. Ao detectar as características da cemen- tita, cada estrutura é identificada e a proporção de área das mesmas é calculada.
[0058] Para identificar perlita ou cimentita, a corrosão é realizada com um reagente Nital e uma faixa de 1/8 a 3/8 de espessura centrali- zada na posição de 1/4 da espessura de chapa a partir da superfície da chapa de aço é observada usando uma imagem eletrônica secun- dária obtida por um microscópio de varredura eletrônico. Uma região cuja imagem é brilhante na imagem eletrônica secundária é definida como perlita ou cimentita e a proporção de área da mesma é calcula- da.
[0059] A bainita granular é composta por ferrita bainítica, a qual raramente contém cementita dura e tem baixa densidade de desloca- mento. Portanto, ela não pode ser diferenciada da ferrita por meio de um método convencional de corrosão ou observação da imagem ele- trônica secundária usando um microscópio de varredura eletrônico. No entanto, os inventores conduziram estudos intensivos e, como um re- sultado, descobriram que, uma vez que a bainita granular é composta de um agregado de ferrita bainítica, a bainita granular tem uma dife- rença diminuta na orientação de cristal nos grãos e, portanto, pode ser distinguida da ferrita ao detectar a diferença diminuta da orientação de cristal nos grãos. Portanto, a proporção de área da bainita granular pode ser medida por meio do método a seguir.
[0060] Isto é, uma faixa de 1/8 a 3/8 da espessura centralizada na posição de 1/4 da espessura de chapa a partir da superfície da chapa de aço é medida em um intervalo de 0,2 µm usando EBSD e o valor de desorientação média de grão é calculado a partir dos dados de medi- ção. Um valor obtido ao subtrair a proporção de área da bainita supe- rior, bainita inferior, martensita revenida, perlita e martensita da pro- porção de área de uma região onde o valor da desorientação média dos grãos é de 0,5° ou mais é definido como a proporção de área da bainita granular.
[0061] A proporção de área de cada estrutura é uma proporção de área de cada estrutura para a área de toda a microestrutura metalo- gráfica.
[0062] A chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modali- dade tem uma resistência à tração de 980 MPa ou mais e tem uma resistência suficientemente alta. Portanto, em um caso onde a chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade é aplicada a um membro de um veículo ou similar, a chapa de aço laminada a frio contribui para uma redução no peso do corpo de veículo ou um apri- moramento na segurança no caso de uma colisão. Não há necessida- de de limitar o limite máximo da resistência. No entanto, em um caso onde a resistência é maior do que 1.470 MPa, é difícil obter a resistên- cia em uma microestrutura compósita, conforme mostrado nesta mo- dalidade, e é necessário formar uma estrutura que inclui martensita como uma fase primária. Portanto, o limite máximo da resistência pode ser 1.470 MPa.
[0063] A chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modali- dade pode ter uma camada galvanizada por imersão a quente sobre a superfície. Quando a camada galvanizada por imersão a quente é for-
mada sobre a superfície, a resistência à corrosão é aprimorada, o que é preferível. A camada galvanizada por imersão a quente contém, de preferência, 1% ou mais e menos de 7% de Fe, com um restante de Zn, Al e impurezas.
[0064] A chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modali- dade pode ter uma camada galvanizada por imersão a quente de for- mação de liga sobre a superfície. Quando a camada galvanizada por imersão a quente de formação de liga é formada sobre a superfície, a resistência à corrosão é aprimorada, o que é preferível. A camada gal- vanizada por imersão a quente de formação de liga contém, de prefe- rência, 7 % ou mais e 15 % ou menos de Fe, com um restante consis- tindo em Zn, Al e impurezas.
[0065] A camada galvanizada por imersão a quente ou a camada galvanizada por imersão a quente de formação de liga pode ser for- mada sobre uma ou ambas as superfícies da chapa de aço.
[0066] Em seguida, será descrito um método de fabricação prefe- rível para obter a chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade. Contanto que a chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade satisfaça a composição de componentes quími- cos e a microestrutura metalográfica descritas acima, seus efeitos são obtidos independentemente do método de fabricação. No entanto, a chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade pode ser fabricada de forma estável através de um método de fabricação que inclui os processos (A) a (G) a seguir, o que é preferível.
[0067] (A) Uma placa fundida com a mesma composição que a chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade é manti- da após moldagem de modo que a temperatura da mesma não seja reduzida para uma temperatura de menos de 1.150°C ou é aquecida para 1.150°C ou mais após ser resfriada (processo de aquecimento).
[0068] (B) A placa aquecida para uma temperatura de 1.150°C ou mais (ou mantida em uma temperatura de 1.150 °C ou mais) é subme- tida à laminação a quente e a laminação a quente é concluída na faixa de temperatura de um ponto de transformação Ar3 ou maior para obter uma chapa de aço laminada a quente (processo de laminação a quen- te).
[0069] (C) A chapa de aço laminada a quente é enrolada em uma faixa de temperatura de 700°C ou menos (processo de enrolamento).
[0070] (D) A chapa de aço laminada a quente desenrolada é de- capada e depois submetida à laminação a frio com uma redução cu- mulativa de laminação de 30 % ou mais e 80 % ou menos para obter uma chapa de aço laminada a frio (processo de decapagem e lamina- ção a frio).
[0071] (E) A chapa de aço laminada a frio é submetida a um reco- zimento contínuo em uma faixa de temperatura de 760°C ou maior e 900 °C ou menor (processo de recozimento).
[0072] (F) Após ser submetida a um recozimento contínuo, a cha- pa de aço laminada a frio é resfriada para uma faixa de temperatura de 500 °C a 650 °C em uma taxa média de resfriamento de 55 °C/s ou maior e 100 °C/s ou menor e é mantida em uma faixa de temperatura de 500 °C a 650 °C durante 3 segundos ou mais. Após ser retida, a chapa de aço é resfriada em uma taxa média de resfriamento de 10 °C/s ou maior e 100 °C/s ou menor, e o resfriamento é interrompido a 180 °C ou maior e 400 °C ou menor e na Ms ou menor (processo de resfriamento).
[0073] (G) Após o processo de resfriamento, a chapa de aço lami- nada a frio é reaquecida para uma faixa de temperatura de 300 °C ou maior e 460 °C ou menor, e é mantida durante 15 segundos ou mais na faixa de temperatura acima (processo de reaquecimento).
[0074] As condições desejáveis para cada processo serão descri- tas.
(A) Processo de aquecimento
[0075] Uma placa fundida com a mesma composição que a chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade que tem uma resistência à tração de 980 MPa ou mais pode conter uma grande quantidade de um elemento de formação de liga. Portanto, é necessá- rio solucionar o elemento de formação de liga na placa fundida antes da laminação a quente. Consequentemente, em um caso onde a placa fundida é resfriada, a placa fundida é, de preferência, aquecida para
1.150 °C ou maior e submetida à laminação a quente. Em um caso onde a temperatura de aquecimento é menor do que 1.150 °C, um carboneto de formação de liga grosseiro permanece e a resistência à deformação durante a laminação a quente aumenta. Consequente- mente, a placa fundida é aquecida para 1.150 °C ou maior.
[0076] No entanto, em um caso onde a placa fundida é submetida à laminação a quente sem ser resfriada para uma temperatura menor do que 1.150°C após a fundição, não é necessário aquecimento.
[0077] A placa fundida a ser submetida à laminação a quente pode ser uma placa obtida por meio de vazamento e não está limitada a uma placa fundida específica. Por exemplo, a placa fundida pode ser uma placa fundida continuamente ou uma placa fabricada por um fun- didor de placas finas. Conforme descrito acima, a placa fundida é dire- tamente submetida à laminação a quente ou é resfriada, aquecida e, em seguida, submetida à laminação a quente. (B) Processo de laminação a quente
[0078] A placa a 1.150°C ou maior que sofreu o processo de aquecimento é submetida à laminação a quente, incluindo laminação grosseira e laminação de acabamento, para obter uma chapa de aço laminada a quente. Na laminação a quente, a temperatura da lamina- ção de acabamento (temperatura de conclusão de laminação de aca- bamento) é importante para controlar a estrutura da chapa de aço. Em um caso onde a temperatura de laminação de acabamento está na faixa de temperatura bifásica de (austenita + ferrita), há a preocupação de que a força de laminação durante a laminação a quente possa au- mentar e formar trincas durante a laminação a quente. Portanto, a temperatura de laminação de acabamento é, de preferência, um ponto de transformação Ar3 ou mais. Durante a laminação a quente, chapas grosseiramente laminadas podem ser unidas e laminadas a quente continuamente.
[0079] Aqui, o ponto de transformação Ar3 é uma temperatura na qual a transformação de austenita começa no estágio de resfriamento e é simplesmente calculada usando a Fórmula (1) nesta modalidade. Ar3 = 901-325 × C + 33 × Si-92 × ( Mn + Ni/2 + Cr/2 + Cu/2 + Mo/2) (1) (C) Processo de enrolamento
[0080] A chapa de aço laminada a quente após o processo de la- minação a quente é, de preferência, enrolada em uma temperatura de 700 °C ou menos. No caso onde a temperatura de enrolamento é mai- or do que 700 °C, há a preocupação de que uma incrustação espessa de óxido possa ser formada sobre a superfície da chapa de aço e não possa ser removida no processo de decapagem. Neste caso, é difícil submeter a chapa de aço aos processos de laminação a frio ou sub- sequentes. Além disso, em um caso onde a chapa de aço é enrolada em uma temperatura maior do que 700°C, os carbonetos na chapa de aço laminada a quente se tornam grosseiros e não são facilmente dis- solvidos no processo de recozimento subsequente. Em um caso onde a dissolução de carbonetos não ocorre durante aquecimento no pro- cesso de recozimento, há a preocupação de que uma resistência pre- determinada possa não ser obtida ou a fração de ferrita possa aumen- tar em virtude de temperabilidade insuficiente durante o processo de recozimento e, como um resultado, uma estrutura que tem uma pro- porção de área predeterminada pode não ser obtida. A temperatura de enrolamento pode ser definida para 700 °C ou menor e não é necessá-
rio determinar particularmente o limite mínimo. No entanto, uma vez que é tecnicamente difícil enrolar a chapa de aço em uma temperatura menor do que a temperatura ambiente, o limite mínimo é substancial- mente a temperatura ambiente. Quanto mais baixa a temperatura de enrolamento, mais uniforme é a microestrutura da chapa de aço lami- nada a quente. Consequentemente, as propriedades mecânicas após o recozimento tendem a ser aprimoradas e a temperatura de enrola- mento é, de preferência, a mais baixa possível. Entretanto, quanto menor a temperatura de enrolamento, maior a resistência da chapa de aço laminada a quente e maior a resistência à deformação durante a laminação a frio. Portanto, em um caso onde a temperatura de enro- lamento é reduzida, o revenimento para amolecimento pode ser reali- zado na chapa de aço laminada a quente a cerca de 650°C usando um forno de recozimento de caixa ou processo de recozimento contínuo. Considerando a resistência da chapa de aço laminada a quente e a fluidez na linha, o enrolamento é, de preferência, realizado a 450°C ou maior e 650°C ou menor. (D) Processo de decapagem e laminação a frio
[0081] A chapa de aço laminada a quente enrolada é desenrolada, decapada e depois submetida à laminação a frio. Ao realizar a deca- pagem, a incrustação de óxido sobre a superfície da chapa de aço la- minada a quente pode ser removida, e a conversibilidade química e a capacidade de expansão da chapa de aço laminada a frio podem ser aprimoradas. A decapagem pode ser realizada uma vez ou várias ve- zes. No caso onde a chapa de aço laminada a quente decapada é submetida à laminação a frio para obter uma chapa de aço laminada a frio, a redução cumulativa de laminação na laminação a frio é, de pre- ferência, 30 % ou mais e 80 % ou menos. No caso onde a redução cumulativa de laminação é menor do que 30 %, é difícil manter o for- mato da chapa de aço laminada a frio e a chapa de aço não pode ser submetida ao processo de recozimento subsequente. Portanto, a re- dução cumulativa de laminação é, de preferência, 30 % ou mais. A re- dução cumulativa de laminação é, mais preferivelmente, 40 % ou mais. Em um caso onde a redução cumulativa de laminação é maior do que 80 %, há a preocupação de que a força de laminação possa ser ex- cessiva, formando trincas durante a laminação a frio e pode ser difícil sujeitar a chapa de aço ao processo de recozimento subsequente. Portanto, a redução cumulativa de laminação é, de preferência, 80 % ou menos. A redução cumulativa da laminação é, mais preferivelmen- te, 70 % ou menos. O número de passes contínuos e a redução contí- nua de cada passe não estão particularmente limitados. A redução cumulativa de laminação pode ser definida adequadamente, de modo a ser assegurada dentro de uma faixa de 30 % ou mais e 80 % ou me- nos. (E) Processo de recozimento
[0082] A chapa de aço laminada a frio é transferida para a linha de recozimento contínuo e recozida ao ser aquecida para a temperatura de recozimento. Neste caso, a temperatura de recozimento é, de pre- ferência, de 760 °C ou maior e 900 °C ou menor, e o tempo de recozi- mento é, de preferência, 10 a 600 segundos. No caso onde a tempera- tura de recozimento é menor do que 760 °C, a austenita não é sufici- entemente formada. Neste caso, há a preocupação de que a propor- ção de área da ferrita possa aumentar e a resistência predeterminada não seja satisfeita. Além disso, uma vez que a proporção de área da austenita na temperatura de aquecimento mais alta (temperatura de recozimento) também é reduzida, a proporção de área da bainita gra- nular, bainita (bainita superior, bainita inferior) e martensita revenida, as quais são estruturas de transformação a serem formadas durante subsequente resfriamento, é reduzida. Neste caso, há a preocupação de que o carbono necessário para obter austenita retida possa não estar concentrado na austenita e pode ser impossível assegurar 5 % ou mais de austenita retida.
[0083] Em um caso onde a temperatura de recozimento é maior do que 900 °C, o tamanho de grãos da austenita é aumentado e a tempe- rabilidade se torna excessiva. Neste caso, uma proporção de área da ferrita e bainita granular predeterminada não é obtida. Além disso, a transformação de austenita em bainita superior ou bainita inferior é suprimida. Como um resultado, há a preocupação de que seja impos- sível assegurar 5 % ou mais da austenita retida. Portanto, o limite má- ximo da temperatura de recozimento contínuo é, de preferência, 900°C. O recozimento contínuo pode ser realizado no ar ou em uma atmosfera de redução-oxidação com o objetivo de melhorar a aderên- cia do revestimento.
[0084] Além disso, em um caso onde o tempo de recozimento é menor do que 10 segundos, há a preocupação de que a fração de aus- tenita na temperatura de recozimento possa ser insuficiente ou que o carboneto existente antes de recozimento possa não ser suficiente- mente dissolvido e, portanto, uma estrutura predeterminada e caracte- rísticas predeterminadas não possam ser obtidas. Mesmo em um caso onde o tempo de recozimento é maior do que 600 segundos, não há problema nas características. No entanto, uma vez que o comprimento da linha do equipamento aumenta, o limite máximo é substancialmente de cerca de 600 segundos. (F) Processo de resfriamento
[0085] Após o processo de recozimento, a chapa de aço laminada a frio é imediatamente resfriada (por exemplo, em 30 segundos, de preferência em 10 segundos) para uma faixa de temperatura de 500°C a 650 °C em uma taxa média de resfriamento de 55 °C/s ou mais e 100 °C/s ou menos. Depois disso, a chapa de aço é retida durante 3 segundos ou mais em uma faixa de temperatura de 500 °C a 650 °C.
Depois de retida a chapa de aço é, de preferência, resfriada para 180°C ou maior e 400 °C ou menor e uma temperatura de início de transformação martensítica (daqui em diante denominada Ms (°C)) ou menor em uma taxa média de resfriamento de 10 °C/s ou mais e 100°C/s ou menos.
[0086] Este processo é um processo eficaz para obter uma quanti- dade predeterminada de bainita granular. Ao manter uma faixa de temperatura predeterminada após a transformação de fases ocorrer usando uma quantidade diminuta de deslocamentos como núcleos, os quais estão incluídos nos grãos de austenita antes de transformação, os deslocamentos no limite da ferrita bainítica são recuperados e a bainita granular é formada. Portanto, para suprimir a formação exces- siva de ferrita e obter uma quantidade predeterminada de ferrita e bai- nita granular, é necessário suprimir a transformação ferrítica até certo ponto ao definir a taxa média de resfriamento para uma faixa de tem- peratura de 500°C a 650°C a 55°C/s ou mais. O resfriamento em uma taxa média de resfriamento de mais de 100 °C/s é economicamente desvantajoso levando em conta a capacidade do processo de resfria- mento no processo de recozimento. Portanto, o limite máximo da taxa média de resfriamento é substancialmente 100°C/s.
[0087] Neste processo de resfriamento, a chapa de aço é, de pre- ferência, retida durante 3 segundos ou mais em uma faixa de tempera- tura de 500°C a 650°C. Ao manter a ferrita bainítica formada durante o resfriamento no lado de alta temperatura da temperatura de formação da bainita, a ferrita bainítica formada é recuperada e a bainita granular é obtida. Isto é, é eficaz realizar a retenção descrita acima a fim de as- segurar o tempo para a recuperação de deslocamento imediatamente após a formação de ferrita bainítica ao executar o resfriamento na taxa de resfriamento média descrita acima. Em um caso onde o tempo de retenção de 500°C a 650°C é menor do que 3 segundos, a ferrita bai-
nítica não é suficientemente recuperada e é difícil obter uma proporção de área da bainita granular predeterminada. Nesta modalidade, a re- tenção não se limita à retenção isotérmica e indica que a temperatura da chapa de aço é de 500°C a 650°C durante 3 segundos ou mais. Nenhum limite máximo é definido para o tempo de retenção, porém, em um caso onde o tempo de retenção é longo, a produtividade é re- duzida. Portanto, o tempo de retenção pode ser de 600 segundos ou menos.
[0088] Após a retenção, ocorre o resfriamento para uma faixa de temperatura de 180 °C a 400 °C e a Ms ou menos em uma taxa média de resfriamento de 10 °C/s ou mais e 100 °C/s ou menos. No caso on- de a taxa média de resfriamento é de 10 °C/s ou mais e a temperatura de término de resfriamento é de 180 °C a 400 °C e Ms ou menos, mar- tensita é formada. A martensita sofre revenimento no próximo proces- so de reaquecimento e se torna martensita revenida. Portanto, a tem- peratura de término de resfriamento é, de preferência, definida para 400 °C ou menor e Ms ou menos para obter martensita revenida. Em um caso onde a temperatura de término de resfriamento é maior do que 400 °C ou Ms, martensita não é obtida durante o resfriamento, a transformação de bainita não ocorre suficientemente durante o subse- quente reaquecimento, a concentração de carbono na austenita não transformada não progride e uma quantidade predeterminada de aus- tenita retida não é obtida. Neste caso, uma vez que a austenita não transformada é transformada em martensita durante o resfriamento final, a expansibilidade de furos deteriora significativamente. Em um caso onde a temperatura de término de resfriamento é menor do que 180 °C, há a preocupação de que a transformação de fase da austeni- ta em martensita possa ser excessivamente promovida, a quantidade de martensita formada pode exceder 30 % e a expansibilidade de fu- ros pode deteriorar significativamente.
[0089] Nesta modalidade, a taxa média de resfriamento pode ser calculada ao dividir a diferença entre a temperatura de início de resfri- amento e a temperatura de término de resfriamento pelo tempo de res- friamento.
[0090] Além disso, a Ms varia dependendo da proporção da área de ferrita e bainita granular formada no processo de recozimento e no processo de resfriamento, e é difícil calcular a Ms através de uma fór- mula de cálculo. No entanto, em um caso onde a presença de marten- sita revenida é reconhecida na microestrutura final, isto significa que a chapa de aço foi resfriada para a Ms ou mais baixa durante o resfria- mento. Consequentemente, a Ms pode ser determinada ao executar previamente um teste preliminar ou similar sobre a temperatura de término de resfriamento e a proporção de área da martensita revenida, e a proporção de área da martensita revenida predeterminada pode ser obtida. (G) Processo de reaquecimento
[0091] Depois que o resfriamento é interrompido em uma faixa de temperatura de 180 °C a 400 °C e da Ms ou menor, a chapa de aço laminada a frio é, de preferência, reaquecida e mantida durante 15 se- gundos ou mais em uma faixa de temperatura de 300 °C ou maior e 460 °C ou menor. De acordo com este processo, ocorre a difusão de carbono para austenita que acompanha o revenido da martensita for- mada no processo de resfriamento e a difusão de carbono para auste- nita em virtude do progresso da transformação de bainita. Em um caso onde a temperatura de retenção é menor do que 300 °C ou o tempo de retenção é menor do que 15 segundos, há a preocupação de que a transformação de bainita possa não progredir suficientemente e a difu- são de carbono em austenita seja insuficiente. Em um caso onde a temperatura de retenção é maior do que 460 °C, há a preocupação de que a transformação de austenita em perlita possa progredir e, portan-
to, a proporção de área da perlita pode ser aumentada ou a proporção de área da austenita retida é reduzida em virtude da instabilidade da austenita.
[0092] Após o processo de reaquecimento, a chapa de aço lami- nada a frio é resfriada para a temperatura ambiente. Neste caso, não é necessário especificar a taxa de resfriamento, porém, a taxa de resfri- amento pode ser 2 °C/s ou mais e 100 °C/s ou menos.
[0093] Na fabricação da chapa de aço laminada a frio de acordo com esta modalidade, os processos (H) a (J) a seguir podem ser ainda realizados para melhorar as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão. (H) Processo de Revenimento
[0094] Após o processo de reaquecimento, o reaquecimento da chapa de aço laminada a frio é iniciado após ou durante o resfriamento para a temperatura ambiente (Ms ou menor) e a retenção é realizada durante 2 segundos ou mais em uma faixa de temperatura de 150 °C ou maior e 400 °C ou menor. De acordo com este processo, a marten- sita revenida é formada, uma vez que a martensita formada durante o resfriamento após o aquecimento sofre revenimento. Consequente- mente, a diferença de dureza entre as estruturas pode ser reduzida ainda mais. Como um resultado, é possível assegurar excelente ex- pansibilidade de furos sem deteriorar a ductilidade. Em um caso onde o processo de revenimento é realizado e em um caso onde a tempera- tura de retenção é menor do que 150 °C ou o tempo de retenção é menor do que 2 segundos, a martensita não sofre revenimento o sufi- ciente e a microestrutura e as propriedades mecânicas dificilmente mudam. Em um caso onde a temperatura de retenção é maior do que 400 °C, há a preocupação de que a densidade de deslocamento na martensita revenida possa ser reduzida e uma resistência à tração de 980 MPa ou mais não pode ser obtida. Além disso, uma vez que a cementita precipita na austenita não transformada, há a preocupação de que a austenita possa se tornar instável, a austenita possa se transformar em martensita durante o resfriamento e martensita possa ser formada após o resfriamento. Portanto, em um caso onde o reve- nimento é realizado, a retenção é, de preferência, realizada durante 2 segundos ou mais em uma faixa de temperatura de 150 °C ou maior e 400 °C ou menor.
[0095] O revenimento pode ser realizado no processo de recozi- mento contínuo ou em um equipamento offline separado após o reco- zimento contínuo. Neste caso, o tempo de revenimento varia de acor- do com a temperatura de revenimento. Isto é, quanto menor a tempe- ratura de revenimento, maior o tempo de revenimento e quanto maior a temperatura de revenimento, menor o tempo de revenimento. Em um caso onde o revenimento é realizado em alta temperatura durante um longo período de tempo, a resistência é reduzida e é difícil obter uma resistência de 980 MPa ou mais. Portanto, o limite máximo do tempo de revenimento é, de preferência, definido após confirmação prévia da relação entre a temperatura e o tempo de revenimento e a permissão para redução de resistência no laboratório, de modo a não adquirir uma resistência abaixo do nível desejado pela temperatura de reveni- mento e os componentes. (I) Processo de galvanização por imersão a quente
[0096] A chapa de aço laminada a frio após o processo de reaque- cimento ou revenimento pode ser opcionalmente aquecida ou resfriada a (temperatura do banho de zinco fundido de -40 °C a (temperatura do banho de zinco fundido + 50 °C), de modo a ser submetida à galvani- zação por imersão a quente. Através do processo de galvanização por imersão a quente, uma camada galvanizada por imersão a quente é formada sobre a superfície da chapa de aço laminada a frio. Isto é pre- ferível, uma vez que a resistência à corrosão da chapa de aço lamina-
da a frio é aprimorada. O alongamento e a expansibilidade de furos da chapa de aço laminada a frio podem ser suficientemente mantidos, mesmo em um caso onde a galvanização por imersão a quente é rea- lizada. (J) Processo de galvanização por imersão a quente
[0097] Tratamento térmico pode ser realizado na chapa de aço laminada a frio que tem a camada galvanizada por imersão a quente formada sobre a mesma em uma faixa de temperatura de 460 °C ou maior e 600 °C ou menor como tratamento de formação de liga. No caso onde o tratamento de formação de liga é realizado em uma tem- peratura menor do que 460 °C, a camada de revestimento não forma uma liga suficientemente. Em um caso onde o tratamento de formação de liga é realizado em uma temperatura maior do que 600 °C, a forma- ção de liga prossegue excessivamente e a resistência à corrosão dete- riora. Portanto, em um caso onde o tratamento de formação de liga é realizado, a temperatura é definida para 460 °C ou maior e 600 °C ou menor.
[0098] O revestimento por eletrodeposição ou deposição de vapor pode ser realizado, em vez da galvanização por imersão a quente. Po- de ser aplicado um tratamento de superfície, tal como formação de fil- me orgânico, laminação de filme, tratamento com sal orgânico/sal inorgânico ou tratamento sem cromo. O alongamento e a expansibili- dade de furos da chapa de aço laminada a frio podem ser suficiente- mente mantidos, mesmo em um caso onde o tratamento de superfície descrito acima é realizado. Exemplos
[0099] A seguir, serão descritos exemplos da presente invenção. As condições nos exemplos são meramente condições exemplificati- vas empregadas para confirmar a viabilidade e os efeitos da presente invenção, embora a presente invenção não esteja limitada às condi-
ções exemplificativas. A presente invenção pode empregar várias con- dições, contanto que o objetivo da presente invenção seja alcançado sem se afastar da essência da presente invenção.
[00100] Uma placa fundida que tem uma composição de compo- nentes (composição química) mostrada na Tabela 1 foi diretamente laminada a quente após fundição ou laminada a quente após ser res- friada e depois aquecida sob as condições mostradas nas Tabelas 2 e
3. Em seguida, foi realizado o enrolamento. A chapa de aço laminada a quente foi decapada e, em seguida, laminada a frio, recozida e res- friada sob as condições mostradas nas Tabelas 2 e 3. Após o resfria- mento, a chapa de aço foi reaquecida em uma zona de superenvelhe- cimento sob as condições mostradas nas Tabelas 4 e 5. Alguns exem- plos foram ainda submetidos ao revenimento, galvanização por imer- são a quente e/ou tratamento de formação de liga sob as condições mostradas nas Tabelas 4 e 5. Na Tabela 1, um espaço em branco in- dica que o elemento não foi adicionado intencionalmente e o símbolo "-" nas Tabelas 4 e 5 indica que o processo correspondente não foi realizado. O símbolo "-" na coluna de temperatura de término de resfri- amento no processo de reaquecimento indica que o resfriamento foi realizado em temperatura ambiente sem que o progresso fosse inter- rompido. Um valor sublinhado nas tabelas indica que o valor está fora da faixa da presente invenção.
[00101] A microestrutura metalográfica e as propriedades mecâni- cas da chapa de aço após recozimento, revenimento ou galvanização por imersão a quente e/ou tratamento de formação de liga foram exa- minadas. Microestrutura Metalográfica
[00102] Como microestrutura metalográfica, foram observadas as proporções de área da ferrita, bainita granular, bainita superior ou bai- nita inferior, martensita revenida, austenita retida e estrutura retida
(perlita, martensita, cimentita). A identificação e o cálculo das propor- ções de área da ferrita, bainita granular, martensita revenida, bainita superior, bainita inferior, austenita retida, perlita, cimentita e martensita foram realizados ao observar e medir uma seção transversal da chapa de aço na direção de laminação ou uma seção transversal em uma direção perpendicular à direção de laminação, com uma ampliação de
1.000 a 50.000 vezes ao observar a estrutura em uma faixa de 1/8 a 3/8 de espessura, centralizada na posição de 1/4 de espessura da chapa a partir da superfície por meio de difração por retrodispersão de elétrons (EBSD), medição de raios X, usando uma corrosão com rea- gente Nital ou um líquido Lepera , e um microscópio de varredura ele- trônico, conforme descrito acima. Os resultados são mostrados nas Tabelas 6 e 7. Propriedades Mecânicas
[00103] A resistência à tração, o alongamento total e a expansibili- dade de furos foram avaliados como propriedades mecânicas. A resis- tência à tração (TS) e o alongamento total (EL) foram medidos ao cole- tar um corpo de prova JIS No. 5 em uma direção perpendicular à dire- ção de laminação da chapa de aço e realizar um ensaio de tração de acordo com a norma JISZ2242. A expansibilidade de furos (λ) foi ava- liada de acordo com o método de ensaio de expansão de furos des- crito nas Normas Industriais Japonesas JISZ2256. Os resultados são mostrados nas Tabelas 6 e 7.
Tabela 1 Composição química/% em massa (restante: Fe e impurezas) Aço Ponto de trans- Observações No. fomação Ar3 C P S N O Si Al Mn Cr Si+Al Mn+Cr Mo Ni Cu Nb Ti V B Ca Mg REM
A 0,12 0,012 0,0042 0,0032 0,0009 1,35 0,01 2,35 0,01 1,36 2,36 690 Aço Comparativo
B 0,19 0,013 0,0033 0,0035 0,0013 1,44 0,02 2,11 0,01 1,46 2,12 692 Aço da Invenção
C 0,22 0,009 0,0041 0,0029 0,0008 1,71 0,02 2,34 0,01 1,73 2,35 0,0011 670 Aço da Invenção
D 0,32 0,011 0,0034 0,0028 0,0008 1,31 0,01 2,45 0,01 1,32 2,46 0,0023 614 Aço Comparativo
E 0,17 0,008 0,0028 0,0034 0,0007 1,08 0,03 2,55 0,31 1,11 2,86 0,03 0,0015 633 Aço da Invenção
F 0,20 0,010 0,0037 0,0022 0,0011 1,64 0,02 2,66 0,02 1,66 2,68 0,05 0,02 0,0011 642 Aço da Invenção
38/50 Exemplo Compa- G 0,25 0,050 0,0031 0,0025 0,0014 0,85 0,33 2,35 0,01 1,18 2,36 0,13 625 rativo
H 0,16 0,008 0,0044 0,0038 0,0010 1,44 0,03 2,44 0,21 1,47 2,65 0,02 0,01 0,03 0,0022 661 Aço da Invenção
I 0,18 0,009 0,0130 0,0035 0,0010 1,22 0,03 2,33 0,01 1,25 2,34 668 Aço Comparativo
J 0,19 0,011 0,0028 0,0115 0,0010 1,46 0,02 2,22 0,01 1,48 2,23 0,02 683 Aço Comparativo
K 0,23 0,009 0,0032 0,0041 0,0077 1,41 0,02 2,35 0,01 1,43 2,36 0,03 0,0023 656 Aço Comparativo
L 0,19 0,012 0,0036 0,0035 0,0010 2,30 0,22 2,66 0,02 2,52 2,68 0,03 0,0024 670 Aço Comparativo
M 0,21 0,011 0,0041 0,0031 0,0010 1,23 1,35 2,44 0,02 2,58 2,46 648 Aço Comparativo
N 0,19 0,009 0,0044 0,0031 0,0008 1,44 0,03 3,78 0,01 1,47 3,79 0,01 0,03 0,0021 539 Aço Comparativo
O 0,18 0,008 0,0039 0,0035 0,0015 1,22 0,05 2,15 1,50 1,27 3,65 0,04 0,0025 614 Aço Comparativo
P 0,27 0,007 0,0041 0,0032 0,0011 1,44 0,03 2,44 0,01 1,47 2,45 0,0021 636 Aço da Invenção
Q 0,19 0,008 0,0032 0,0034 0,0009 1,65 0,32 2,11 0,02 1,97 2,13 0,03 0,02 697 Aço da Invenção
R 0,16 0,006 0,0033 0,0052 0,0012 1,06 0,03 2,77 0,03 1,09 2,80 0,05 0,02 0,0016 625 Aço da Invenção
S 0,21 0,008 0,0011 0,0032 0,0008 0,99 0,44 2,55 0,22 1,43 2,77 0,03 0,02 0,0016 619 Aço da Invenção
T 0,25 0,007 0,0022 0,0034 0,0009 1,34 0,03 1,85 0,03 1,37 1,88 0,25 0,03 0,02 0,0025 680 Aço da Invenção
U 0,22 0,009 0,0034 0,0031 0,0011 1,55 0,04 2,11 0,31 1,59 2,42 0,05 0,03 0,0022 670 Aço da Invenção
V 0,19 0,011 0,0035 0,0051 0,0019 0,65 0,03 2,35 0,01 0,68 2,36 0,03 0,0019 644 Aço Comparativo
W 0,21 0,013 0,0041 0,0031 0,0015 0,04 0,61 2,20 0,03 0,65 2,23 0,065 0,01 0,02 0,0018 627 Aço Comparativo
X 0,19 0,009 0,0034 0,0030 0,0011 1,34 0,03 1,34 0,02 1,37 1,36 0,01 0,0019 759 Aço Comparativo
Y 0,24 0,012 0,0034 0,0036 0,0009 1,35 0,11 1,06 0,35 1,46 1,41 0,02 0,0017 754 Aço Comparativo
39/50 Z 0,19 0,010 0,0041 0,0056 0,0008 1,35 0,04 1,55 0,15 1,39 1,70 0,150 0,02 0,03 0,0021 727 Aço da Invenção
Tabela 2 Laminação a quente Laminação a frio Recozimento Resfriamento Tempera- Tempo Ponto de Taxa de Taxa de tura de Propor- de Ms imedi- Tempera- Fabri- Tempera- Tempera- Tempera- Tempo resfriamento resfria- Aço término Espes- ção de Espes- reten- atamente tura de cação tura de tura de tura de de para a faixa mento No. de lami- sura da Lamina- sura da ção a antes de término No. aqueci- enrola- recozi- recozi- de tempera- após nação de chapa ção a chapa 500 °C término de resfri- mento mento mento mento tura de 500 reten- acaba- (mm) frio (mm) a 650 de resfri- amento (°C) (°C) (°C) (s) °C a 650 °C ção mento (%) °C amento (°C) (°C/s) (°C/s) (°C) (s) (°C) 1 A 1230 900 550 3,2 56 1,4 815 93 87 43 27 275 255 2 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 809 165 82 15 68 356 264 3 C 1230 900 550 3,2 56 1,4 810 144 73 31 53 333 253
40/50 4 D 1230 900 550 3,2 56 1,4 806 155 82 10 77 323 221 5 E 1230 900 550 3,2 56 1,4 805 82 59 38 81 348 281 6 F 1230 900 550 3,2 56 1,4 807 67 77 580 79 350 265 7 G 1230 900 550 3,2 56 1,4 810 72 62 6 25 334 235 8 H 1230 900 550 3,2 56 1,4 806 115 82 5 74 357 266 9 I 1230 900 550 3,2 56 1,4 820 166 86 34 27 368 235 10 J 1230 900 550 3,2 56 1,4 810 175 60 32 51 367 269 11 K 1230 900 550 3,2 56 1,4 815 88 80 11 29 322 233 12 L 1230 900 550 3,2 56 1,4 804 56 95 41 17 273 242 13 M 1230 900 550 3,2 56 1,4 803 55 85 31 62 291 235 14 N 1230 900 550 3,2 56 1,4 809 64 90 38 88 328 281 15 O 1230 900 550 3,2 56 1,4 811 68 92 10 41 379 261 16 P 1230 900 550 3,2 56 1,4 831 82 61 46 57 332 219
17 Q 1230 900 550 3,2 56 1,4 809 76 60 23 50 368 266 18 R 1230 900 550 3,2 56 1,4 810 228 69 92 70 352 277 19 S 1230 900 550 3,2 56 1,4 798 315 64 41 51 349 261 20 T 1230 900 550 3,2 56 1,4 801 305 67 29 48 361 234 21 U 1230 900 550 3,2 56 1,4 795 166 80 242 67 357 266 22 V 1230 900 550 3,2 56 1,4 815 199 73 4 57 341 254 23 W 1230 900 550 3,2 56 1,4 816 288 82 18 81 348 266 24 X 1230 900 550 3,2 56 1,4 814 177 87 22 58 370 266 25 Y 1230 900 550 3,2 56 1,4 813 155 94 7 45 365 275 26 Z 1230 900 550 3,2 56 1,4 809 165 88 19 42 375 253 38 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 808 124 79 8 79 350 289
41/50 39 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 802 99 73 21 81 344 325
Tabela 3 Laminação a quente Laminação a frio Recozimento Resfriamento Taxa de Tempera- Tempo Ponto de resfriamen- Taxa de tura de Propor- de Ms imedi- Tempera- Fabri- Tempera- Tempera- Tempera- to para a resfria- Aço término Espes- ção de Espes- Tempo reten- atamente tura de cação tura de tura de tura de faixa de mento No. de lami- sura da Lamina- sura da de reco- ção a antes de término No. aqueci- enrola- recozi- temperatu- após nação de chapa ção a chapa zimento 500 °C término de resfri- mento mento mento ra de 500 reten- acaba- (mm) frio (mm) (s) a 650 de resfri- amento (°C) (°C) (°C) °C a 650 ção mento (%) °C amento (°C) °C (°C/s) (°C) (s) (°C) (°C/s) 27 B 1230 900 720 3,2 56 1,4 815 211 97 29 75 358 266 28 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 905 166 85 37 23 384 247 29 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 809 155 83 44 61 357 156
42/50 30 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 816 157 83 42 62 362 219 31 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 816 134 70 41 29 360 225 32 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 733 144 59 17 59 290 255 33 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 795 146 73 19 53 354 277 34 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 799 366 59 16 61 356 275 35 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 811 377 97 38 64 360 211 36 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 813 9 65 18 91 359 254 37 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 809 92 80 40 46 353 416 40 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 813 306 90 2 19 351 245 41 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 821 423 46 3 33 361 226 42 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 882 262 52 17 28 377 322 43 B 1230 900 550 3,2 56 1,4 815 373 82 24 8 352 247
Tabela 4 Reaquecimento Revenimento Galvanização Ponto de Ms no Temperatu- Temperatu- ra de for- Fabrica- Temperatura da Tempo momento de conclu- Temperatu- Tempo de Temperatu- Temperatu- ra de térmi- Presen- mação de ção No. zona de superenve- de re- são de retenção na ra de reve- revenimen- ra de galva- ra de aque- no de resfri- ça/ liga lhecimento tenção zona de superenve- nimento to nização cimento amento Ausência (°C) (s) lhecimento (°C) (s) (°C) (°C) (°C) (°C) (°C) 1 355 412 - - - - Ausência - - - 2 389 244 - - - - Ausência - - - 3 395 132 - - - - Ausência - - - 4 367 67 - - - - Ausência - - - 5 367 108 - - - - Ausência - - -
43/50 6 395 110 - - - - Ausência - - - 7 377 241 - - - - Ausência - - - 8 371 254 - - - - Ausência - - - 9 365 344 - - - - Ausência - - - 10 346 108 - - - - Ausência - - - 11 368 191 - - - - Ausência - - - 12 399 79 - - - - Ausência - - - 13 366 201 - - - - Ausência - - - 14 371 119 - - - - Ausência - - - 15 355 131 - - - - Ausência - - - 16 344 175 - - - - Ausência - - - 17 377 121 - - - - Ausência - - - 18 381 233 - - - - Ausência - - - 19 395 143 - - - - Ausência - - - 20 406 119 - - - - Ausência - - -
21 400 76 - - - - Ausência - - - 22 382 88 - - - - Ausência - - - 23 375 223 - - - - Ausência - - - 24 401 220 - - - - Ausência - - - 25 388 195 - - - - Ausência - - - 26 385 205 - - - - Ausência - - - 38 433 278 - - - - Presença 462 458 - 39 301 103 - - - - Presença 454 469 478
44/50
Tabela 5 Reaquecimento Revenimento Galvanização Temperatu- Ponto de Ms no Temperatu- ra de for- Fabrica- Temperatura da Tempo momento de conclu- Temperatu- Tempo de Temperatu- Temperatu- ra de térmi- Presen- mação de ção No. zona de superenve- de re- são de retenção na ra de reve- revenimen- ra de galva- ra de aque- no de resfri- ça/ liga lhecimento tenção zona de superenve- nimento to nização cimento amento Ausência (°C) (°C) (s) lhecimento (°C) (s) (°C) (°C) (°C) (°C) 27 377 68 - - - - Ausência - - - 28 366 223 - - - - Ausência - - - 29 346 306 - - - - Ausência - - - 30 264 309 - - - - Ausência - - -
45/50 31 493 68 - - - Ausência - - - 32 376 91 - - - - Ausência - - - 33 366 10 - - - - Ausência - - - 34 355 194 - - - - Ausência - - - 35 366 235 193 43 419 30 Presença 466 460 488 36 345 255 - - - - Ausência - - - 37 377 124 - - - - Ausência - - - 40 429 115 - - - - Ausência - - - 41 329 92 - - - - Ausência - - - 42 433 342 - - - - Ausência - - - 45 333 31 - - - - Ausência - - -
Tabela 6 Microestrutura metalográfica Propriedades mecânicas Soma das Proporção de Proporção de Soma das pro- Proporção proporções ferrita na bainita granular Proporção Proporção Fabrica- Aço de área de porções de área de área fração de na fração de de área de área TS Observações ção No.
No. de bainita supe- da mar- TS×EL TS×λ ferrita e área total de área total de da auste- do restan- (MPa rior e bainita tensita (MPa·%) (MPa·%) bainita ferrita e bai- ferrita e bainita nita retida te ) inferior revenida granular nita granular granular (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) 1 A 65 65 35 15 5 2 13 1011 11121 17187 Exemplo Comparativo 2 B 35 18 82 39 12 11 3 1015 21315 23345 Exemplo 3 C 35 13 87 38 9 12 6 1032 24768 26832 Exemplo 4 D 9 60 40 36 21 16 18 1410 26790 2820 Exemplo Comparativo 5 E 31 23 77 41 13 7 8 1020 13260 23460 Exemplo
46/50 6 F 19 21 79 32 28 12 9 1195 19120 38240 Exemplo 7 G 25 19 81 33 19 13 10 1051 23122 13663 Exemplo Comparativo 8 H 31 21 79 31 23 9 6 991 20811 22793 Exemplo 9 I 22 21 79 41 22 9 6 985 18715 12805 Exemplo Comparativo 10 J 23 24 76 35 23 11 8 998 18962 15968 Exemplo Comparativo 11 K 39 9 91 38 11 8 4 1035 18630 13455 Exemplo Comparativo 12 L 55 38 62 29 6 9 1 981 15696 15696 Exemplo Comparativo 13 M 52 44 56 21 5 8 14 971 17478 11652 Exemplo Comparativo 14 N 9 9 91 22 9 5 55 1235 11115 13585 Exemplo Comparativo 15 O 8 7 93 21 21 6 44 1246 9968 16198 Exemplo Comparativo 16 P 19 9 91 35 26 19 1 1316 17108 32900 Exemplo 17 Q 25 13 87 36 24 9 6 985 22655 28565 Exemplo 18 R 25 12 88 33 26 13 3 1191 17865 38112 Exemplo 19 S 19 21 79 45 21 13 2 1193 19088 46527 Exemplo
20 T 18 22 78 43 23 13 3 1183 16562 18928 Exemplo 21 U 23 9 91 40 27 10 0 1199 14388 35970 Exemplo 22 V 37 35 65 32 25 4 2 1033 9297 13429 Exemplo Comparativo 23 W 32 33 67 36 22 3 7 1025 10250 16400 Exemplo Comparativo 24 X 52 65 35 21 13 3 11 996 13944 12948 Exemplo Comparativo 25 Y 53 69 31 19 9 3 16 1186 11860 35580 Exemplo Comparativo 26 Z 38 16 84 35 13 12 2 1011 29319 31341 Exemplo 38 B 33 20 80 41 11 11 4 1009 21953 31572 Exemplo 39 B 37 11 89 35 13 14 1 1017 22781 26243 Exemplo
47/50
Tabela 7 Microestrutura metalográfica Propriedades mecânicas Proporção de Soma das Soma das Proporção de bainita granular proporções Proporção Proporção Proporção Fabricação Aço proporções de ferrita na fração na fração de de área de de área da de área de área TS TS×EL TS×λ Observações No.
No. área de ferrita de área total de área total de bainita supe- martensita da auste- do restan- e bainita gra- ferrita e bainita (MPa) (MPa·%) (MPa·%) ferrita e bainita rior e bainita revenida nita retida te nular granular granular inferior (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) Exemplo Com- 27 B 52 66 34 24 8 3 13 981 11772 17658 parativo Exemplo Com- 28 B 9 7 93 35 51 3 2 1051 8408 45193 parativo Exemplo Com-
48/50 29 B 34 21 79 29 32 3 2 1035 9315 45540 parativo Exemplo Com- 30 B 31 19 81 15 29 4 21 1044 11484 19836 parativo Exemplo Com- 31 B 32 11 89 22 16 0 30 1023 13299 16368 parativo Exemplo Com- 32 B 55 90 10 13 6 0 26 924 17556 30492 parativo Exemplo Com- 33 B 36 12 88 9 19 4 32 1044 16704 15660 parativo Exemplo Com- 34 B 56 71 29 21 5 3 15 944 16048 15104 parativo Exemplo Com- 35 B 32 16 84 33 19 4 12 988 11856 25688 parativo Exemplo Com- 36 B 33 15 85 36 12 4 15 934 13076 31756 parativo
Exemplo Com- 37 B 37 16 84 17 3 4 39 1035 11385 15525 parativo Exemplo Com- 40 B 62 88 12 10 16 11 1 917 19181 25100 parativo Exemplo Com- 41 B 56 73 27 14 14 12 4 922 19123 22174 parativo Exemplo Com- 42 B 48 27 73 28 13 4 7 994 11275 17238 parativo Exemplo Com- 45 B 30 14 86 51 11 7 1 891 9815 34144 parativo
49/50
[00104] Conforme pode ser visto a partir das Tabelas 1 a 7, desco- briu-se que todos os exemplos nos quais a composição química e a microestrutura metalográfica estão dentro da faixa da presente inven- ção têm uma alta resistência de 980 MPa ou mais, têm um alto valor em TS × EL e TS × λ , e têm excelentes em alongamento e expansibi- lidade de furos, porém, os exemplos comparativos nos quais a compo- sição química e a microestrutura metalográfica estão fora da faixa da presente invenção têm uma baixa resistência, um baixo valor em TS × EL e TS × λ , e têm pobre alongamento e/ou expansibilidade de furos. Aplicabilidade Industrial
[00105] De acordo com a presente invenção, é possível fornecer uma chapa de aço laminada a frio de alta resistência que seja ade- quada como elemento estrutural de um veículo ou similar, tenha exce- lente alongamento e expansibilidade de furos e tenha uma resistência à tração de 980 MPa ou mais. No caso onde a chapa de aço laminada a frio da presente invenção é aplicada a um veículo ou similar, a chapa de aço laminada a frio contribui para uma redução no peso do corpo de veículo ou um aprimoramento na segurança no momento de uma colisão. Consequentemente, a presente invenção tem alta aplicabilida- de industrial.

Claims (5)

REIVINDICAÇÕES
1. Chapa de aço laminada a frio de alta resistência que compreende, como composição química, em % em massa: C: 0,15 % ou mais e 0,30 % ou menos; P: 0,040 % ou menos; S: 0,0100 % ou menos; N: 0,0100 % ou menos; O: 0,0060 % ou menos; um ou ambos de Si e Al: 0,70 % ou mais e 2,50 % ou me- nos no total; um ou ambos de Mn e Cr: 1,50 % ou mais e 3,50 % ou me- nos no total; Mo: 0 % ou mais e 1,00 % ou menos; Ni: 0 % ou mais e 1,00 % ou menos; Cu: 0 % ou mais e 1,00 % ou menos; Nb : 0 % ou mais e 0,30 % ou menos; Ti : 0 % ou mais e 0,30 % ou menos; V: 0 % ou mais e 0,30 % ou menos; B: 0 % ou mais e 0,0050 % ou menos; Ca: 0 % ou mais e 0,0400 % ou menos; Mg: 0 % ou mais e 0,0400 % ou menos; REM: 0 % ou mais e 0,0400 % ou menos; e um restante de Fe e impurezas, caracterizada pelo fato de que a microestrutura metalográfi- ca da chapa de aço contém, por proporção de área, um ou ambos de ferrita e bainita granular: 10 % ou mais e 50 % ou menos no total, um ou ambos de bainita superior e bainita inferior: 10 % ou mais e 50 % ou menos no total, martensita revenida: mais de 0 % e 30 % ou menos,
austenita retida: 5 % ou mais, e um ou mais de perlita, cementita e martensita: 0 % a 10% no total, uma proporção de área da ferrita em relação à proporção de área total da ferrita e da bainita granular é de 25 % ou menos, e a chapa de aço tem uma resistência à tração de 980 MPa ou mais.
2. Chapa de aço laminada a frio de alta resistência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a martensita está contida em uma quantidade de 3 % ou menos por proporção de área na microes- trutura metalográfica.
3. Chapa de aço laminada a frio de alta resistência, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a composição química con- tém, em % em massa, um ou mais selecionados a partir de: Mo: 0,01 % ou mais e 1,00 % ou menos, Ni: 0,05 % ou mais e 1,00 % ou menos, Cu: 0,05 % ou mais e 1,00 % ou menos, Nb : 0,005 % ou mais e 0,30 % ou menos, Ti : 0,005 % ou mais e 0,30 % ou menos, V: 0,005 % ou mais e 0,30 % ou menos, B: 0,0001 % ou mais e 0,0050 % ou menos, Ca: 0,0005 % ou mais e 0,0400 % ou menos, Mg: 0,0005 % ou mais e 0,0400 % ou menos, e REM: 0,0005 % ou mais e 0,0400 % ou menos.
4. Chapa de aço laminada a frio de alta resistência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que uma camada galvanizada por imersão a quente é formada sobre uma superfície da chapa de aço.
5. Chapa de aço laminada a frio de alta resistência, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que: uma camada galvanizada por imersão a quente de forma- ção de liga é formada sobre uma superfície da chapa de aço.
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