BR112020017665B1

BR112020017665B1 - Chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente e método de produção da mesma

Info

Publication number: BR112020017665B1
Application number: BR112020017665-6A
Authority: BR
Inventors: Takatoshi Yoshida; Yosuke UKAWA
Original assignee: Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.)
Priority date: 2018-03-02
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2024-04-16

Abstract

Uma chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente de acordo com um aspecto da presente invenção inclui um substrato de aço e uma camada galvanizada fornecida sobre uma superfície do substrato de aço, em que o substrato de aço contém, em % em massa, C: 0,10 a 0,5%, Si: 0,7 a 2,5%, Mn: 1,0 a 3% e Al: 0,01 a 0,5%, com o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, e o substrato de aço tem, em seu interior, uma camada interna de óxido que consiste em óxido contendo pelo menos um de Si e Mn tendo uma espessura de 1 μm ou maior, e uma camada descarburizada tendo uma espessura de 20 μm ou menor de uma interface com a camada galvanizada em direção a uma direção interna do substrato de aço.

Description

Campo técnico

[001]A presente invenção se refere a uma chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente e a um método de produção da mesma.

Antecedentes da Técnica

[002]As peças automotivas são geralmente produzidas por prensagem de uma chapa de aço. Como a chapa de aço para peças automotivas, uma chapa de aço submetida à decapagem após laminação a quente (doravante denominada “chapa de aço decapada laminada a quente”), e uma chapa de aço laminada a frio são usadas. Além disso, uma chapa de aço galvanizada produzida por galvanização dessa chapa de aço também pode ser usada com a finalidade de melhorar a resistência à corrosão. As chapas de aço galvanizadas são principalmente classificadas em uma chapa de aço galvanizada (revestida com Zn) e uma chapa de aço revestido de alumínio (Al), e a chapa de aço galvanizada é amplamente usada em termos de resistência à corrosão e semelhantes.

[003]Nos últimos anos, como uma técnica que pode alcançar tanto aumento na resistência quanto na formação de uma forma complicada na fabricação de peças automotivas, a estampagem a quente foi proposta em que uma chapa de aço (chapa de aço decapada laminada a quente, chapa de aço laminada a frio ou chapa de aço galvanizada produzida usando a chapa de aço acima como um substrato de aço) é prensada em altas temperaturas para produção. A estampagem a quente também é chamada de conformação a quente, prensagem a quente ou semelhante, e é um método para conformação por prensagem da chapa de aço acima, aquecendo a folha a uma alta temperatura acima de uma faixa de temperatura (acima do ponto de transformação Ac1) de austenita + ferrita. Essa estampagem a quente pode produzir peças automotivas tendo uma forma complicada, embora tenham uma alta resistência. Daqui em diante, uma peça obtida por estampagem a quente de uma chapa de aço também é referida como um “componente estampado a quente".

[004]Como uma chapa de aço usada para estampagem a quente, uma chapa de aço contendo elementos, tais como, Si e Mn e tendo uma boa propriedade de têmpera e produtividade relativamente alta durante a prensagem já é conhecida.

[005]No entanto, quando esta chapa de aço é usada como um substrato de aço de uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente, há um problema de ocorrência de defeitos de aparência, tais como, pontos não revestidos e irregularidades na formação da liga que ocorrem quando uma camada galvanizada é transformada em liga.

[006]Isso ocorre porque o Si e o Mn se difundem e se concentram em uma superfície da chapa de aço quando o recozimento para redução é realizado antes que o substrato de aço seja galvanizado em uma linha de revestimento por imersão a quente. Em geral, entre os elementos adicionados ao aço, Si e Mn são elementos que são mais facilmente oxidados do que Fe (elementos oxidáveis), de modo que o Si e Mn concentrados sejam oxidados seletivamente, e um filme composto de óxidos de Si e Mn é formado sobre a superfície da chapa de aço. Uma vez que o Si, Mn e óxidos dos mesmos têm baixa molhabilidade com zinco fundido, os defeitos de aparência descritos acima ocorrem quando o substrato de aço com Si e Mn concentrados na superfície é galvanizado.

[007]Como uma técnica para suprimir a ocorrência desse defeito de aparência, a Literatura Patentária 1 divulga uma técnica de realização de recozimento para redução de um substrato de aço de uma chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente contendo elementos oxidáveis, tais como Si e Mn, em uma faixa de temperatura em que Si, Mn, etc. não são precipitados como um óxido sobre uma superfície, ou em uma faixa de temperatura em que a concentração sobre a superfície é extremamente pequena, mesmo que ocorra a precipitação.

[008]A Literatura Patentária 2 divulga uma técnica de galvanização de uma chapa de aço contendo 0,1 a 0,5% em massa de C, 0,05 a 0,5% em massa de Si e 0,5 a 3% de Mn para resultar em uma chapa de aço de estampagem a quente de alta resistência excelente na conformabilidade por prensa e resistência à corrosão após o revestimento. Na chapa de aço descrita na Literatura Patentária 2, ao definir o teor de Si no aço que causa ponto sem revestimento e irregularidade na formação da liga em 0,5% em massa ou menor, as propriedades de galvanização na superfície da chapa de aço são garantidas, e a ocorrência de irregularidade na formação da liga é suprimida.

[009]A Literatura Patentária 3 divulga uma técnica na qual, por meio da formação de uma camada descarbonetada tendo uma espessura de 10 a 200 μm na superfície da chapa de aço, uma ocorrência de trincas na superfície da chapa de aço é suprimida, e uma ocorrência de trincas intergranulares devido à fragilização por metal líquido (LME) é suprimida em uma chapa de aço galvanizada com zinco produzida usando a chapa de aço.

[0010]No entanto, após um estudo adicional pelos inventores do presente pedido, a chapa de aço descrita na Literatura Patentária 1 tem algum espaço para melhoria na aparência.

[0011]A chapa de aço descrita na Literatura Patentária 2 tem um problema que o revenimento progride durante uma etapa de resfriamento lento na estampagem a quente e a resistência do componente estampado a quente diminui. Uma vez que o teor de Si é tão pequeno quanto 0,5% ou menor, há um problema que a austenita retida é difícil de ser gerada e uma boa ductilidade é difícil de ser obtida em um componente estampado a quente.

[0012]A chapa de aço descrita na Literatura Patentária 3 tem o problema de que a resistência da superfície da chapa de aço se torna instável devido à presença da camada descarbonetada. Além disso, é difícil formar uma camada descarbonetada de modo que a camada tenha uma espessura uniforme, e há o problema de a estabilidade dos materiais na direção da largura e na direção longitudinal da chapa de aço ser insuficiente.

[0013]A presente invenção foi realizada tendo em vista as circunstâncias acima, e um objetivo da mesma é fornecer uma chapa de aço galvanizada com zinco capaz de fornecer um componente estampado a quente tendo uma melhor aparência e uma qualidade estável.

Lista de citações Literatura Patentária

[0014]Literatura Patentária 1: JP 2014-159624 A.

[0015]Literatura Patentária 2: JP 2007-56307 A.

[0016]Literatura Patentária 3: JP 2013-513725 A.

Sumário da Invenção

[0017]Como resultado de vários estudos, verificou-se que o objetivo acima pode ser alcançado pela seguinte invenção.

[0018]Uma chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente de acordo com um aspecto da presente invenção inclui um substrato de aço e uma camada galvanizada fornecida sobre uma superfície do substrato de aço, na qual o substrato de aço contém, em termos de % em massa, 0,10 a 0,5% de C, 0,7 a 2,5% de Si, 1,0 a 3% de Mn e 0,01 a 0,5% de Al, com o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, e o substrato de aço tem, no interior do mesmo, uma camada interna de óxido contendo um óxido contendo pelo menos um de Si e Mn tendo uma espessura de 1 μm ou maior, e uma camada descarbonetada tendo uma espessura de 20 μm ou menor de uma interface com a camada galvanizada em direção a uma direção interna do aço substrato.

[0019]Esses e outros objetos, características e vantagens da presente invenção tornar-se-ão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada.

Descrição das Modalidades

[0020]Quando a chapa de aço para estampagem a quente descrita na Literatura Patentária 1 é usada como um substrato de aço de uma chapa de aço galvanizada e recozida, podem ocorrer irregularidades na formação da liga em casos raros. Os presentes inventores examinaram a razão e, assim, verificou-se que a causa é que a chapa de aço tem um alto teor de Si e, uma vez que um Si soluto está presente sobre a superfície e perto da superfície, a difusão de Fe do lado da chapa de aço em direção à camada galvanizada é suprimida durante a formação de liga após o galvanização.

[0021]Além disso, foi examinado repetidamente um método para suprimir a ocorrência de irregularidades na formação da liga devido ao Si soluto. Como resultado, verificou-se que adicionando vapor a uma atmosfera em um forno durante o recozimento para redução da chapa de aço, isto é, por recozimento para redução em uma atmosfera de alto ponto de orvalho, o Si soluto que é uma causa de irregularidade na formação da liga diminui na superfície da chapa de aço e próximo à superfície. Essa diminuição no Si soluto deve-se ao fato de que Si e Mn são oxidados dentro da chapa de aço para formar uma camada interna de óxido, momento em que um filme de óxido contendo óxidos de Si e Mn não é formado na superfície da chapa de aço.

[0022]No entanto, quando o recozimento é realizado em uma atmosfera de alto ponto de orvalho, uma camada (doravante referida como “camada descarbonetada”) com baixo teor de carbono tendo uma resistência à tração relativamente baixa é formada sobre a superfície da chapa de aço e perto da superfície. A camada descarbonetada é formada pela reação de vapor em um forno com átomos de carbono (C) sobre a superfície da chapa de aço e próximo à superfície para gerar monóxido de carbono (CO).

[0023]Também foi examinada uma camada descarbonetada e, como resultado, verificou-se que, definindo a camada descarbonetada para uma espessura predeterminada ou menor, é possível suprimir o efeito da camada descarbonetada sobre a resistência de uma chapa de aço galvanizada com zinco e um componente estampado a quente fabricado usando a chapa de aço galvanizada com zinco.

[0024]Os presentes inventores concluíram a presente invenção com base nessas verificações.

[0025]De acordo com a presente invenção, é possível fornecer uma chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente, que apresenta um melhor aspecto. Aplicando estampagem a quente à chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente da presente invenção, pode ser obtido um componente estampado a quente de qualidade estável.

[0026]Além disso, de acordo com a presente invenção, uma chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente pode ser obtida de forma estável.

[0027]A seguir, os modos para realizar a presente invenção serão descritos em detalhes. A presente invenção não está limitada às modalidades descritas abaixo.

[0028]Na descrição a seguir, uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente (GI) e uma chapa de aço galvanizada e recozida (GA) também são coletivamente referidas como “chapa de aço galvanizada com zinco" e uma camada galvanizada por imersão a quente e uma camada galvanizada e recozida por imersão a quente também são coletivamente denominadas “camada galvanizada”. (Configuração de chapa de aço galvanizada com zinco)

[0029]A chapa de aço galvanizada com zinco de acordo com a modalidade da presente invenção tem uma camada galvanizada com zinco sobre uma superfície de um substrato de aço. O substrato de aço tem uma camada interna de óxido e uma camada descarbonetada. (Camada interna de óxido)

[0030]A camada interna de óxido é uma camada formada dentro do substrato de aço e contendo pelo menos um óxido de Si e Mn. A camada interna de óxido é formada perto da superfície do substrato de aço por recozimento de alto ponto de orvalho e não aparece sobre a superfície do substrato de aço.

[0031]Na chapa de aço galvanizada com zinco de acordo com a modalidade da presente invenção, a camada interna de óxido do substrato de aço tem uma espessura de 1,0 μm ou maior. Ao formar essa camada interna de óxido, a ocorrência de pontos não revestidos na chapa de aço galvanizada com zinco pode ser suficientemente suprimida, e a adesão entre uma camada galvanizada formada e o substrato de aço pode ser suficientemente elevada. Ou seja, as propriedades de galvanização podem ser garantidas.

[0032]Isso é devido ao fato de que quando tal camada interna de óxido é formada, o Si se torna um óxido próximo à superfície do substrato de aço, de modo que um Si soluto diminui na superfície do substrato de aço e próximo à superfície. O Si soluto tem a função de reduzir a molhabilidade entre o substrato de aço e o zinco e retardar a formação de liga da camada galvanizada, o que causa a deterioração das propriedades de galvanização.

[0033]Na chapa de aço revestida de zinco de acordo com a modalidade da presente invenção, uma profundidade da camada interna de óxido de uma interface entre o substrato de aço e a camada revestida de zinco é, de preferência, 1 μm ou maior, mais de preferência 1,5 μm ou maior, e ainda mais de preferência 2 μm ou maior. A profundidade da camada interna de óxido refere-se a uma profundidade de uma porção da camada interna de óxido mais próxima da interface. A espessura da camada interna de óxido é, de preferência, 2 μm ou maior, e mais de preferência 3 μm ou maior. (Camada descarbonetada)

[0034]A camada descarbonetada é uma região onde o teor de carbono é reduzido, que é formado sobre a superfície do substrato de aço e próximo à superfície por recozimento de alto ponto de orvalho. Na chapa de aço galvanizada com zinco, a camada descarbonetada está localizada perto de uma interface entre a camada galvanizada e o substrato de aço da interface em direção a uma direção interna do substrato de aço.

[0035]Na presente modalidade, a camada descarbonetada é uma camada que é formada na superfície do substrato de aço e perto da superfície por recozimento e tem um teor de carbono de 80% ou menor do teor de carbono do substrato de aço antes do recozimento. Uma vez que o teor de carbono da camada descarbonetada é menor do que o de uma porção descarbonetada do substrato de aço, a resistência à tração é menor do que a da porção descarbonetada.

[0036]Se a espessura da camada descarbonetada, isto é, uma profundidade da camada descarbonetada de uma interface entre a camada galvanizada e o substrato de aço na chapa de aço galvanizada com zinco, varia, as características da chapa de aço galvanizada com zinco também variam. Assim, na chapa de aço galvanizada com zinco de acordo com a presente modalidade, a espessura da camada descarbonetada é de 20 μm ou menor. A espessura da camada descarbonetada é, de preferência, 15 μm ou menor, e mais de preferência 10 μm ou menor. Uma vez que é mais preferível que nenhuma camada descarbonetada seja formada, a espessura da camada descarbonetada é mais de preferência 0 μm.

[0037]Quando a espessura da camada descarbonetada do substrato de aço é de 20 μm ou menor, é possível reduzir suficientemente as variações nas propriedades mecânicas da chapa de aço galvanizada com zinco obtida.

[0038]Durante a estampagem a quente da chapa de aço galvanizada com zinco, o Fe no substrato de aço se difunde em direção à camada galvanizada através de uma interface entre o substrato de aço e a camada galvanizada. Dependendo das condições de estampagem a quente, o Fe localizado a uma profundidade de cerca de 10 a 20 μm da superfície do substrato de aço é incorporado na camada galvanizada. Assim, se a espessura da camada descarbonetada na chapa de aço galvanizada com zinco antes da estampagem a quente for 20 μm ou menor, a influência da camada descarbonetada na resistência pode ser suprimida no componente estampado a quente.

[0039]A camada interna de óxido e a camada descarbonetada podem se sobrepor a partir da superfície da chapa de aço em direção à direção interna. Como descrito nos Exemplos descritos posteriormente, a espessura da camada descarbonetada pode ser medida pela obtenção de um perfil de uma concentração de cada elemento em uma direção de profundidade (direção da espessura) da superfície da chapa de aço por espectrometria de emissão ótica por descarga luminescente (GDOES). A profundidade e espessura da camada interna de óxido podem ser medidas por uma fotografia de uma seção transversal da chapa de aço tirada usando um microscópio eletrônico de varredura (MEV).

(Composição do componente do substrato de aço)

[0040]Em seguida, a composição do componente do substrato de aço que forma a chapa de aço galvanizada com zinco de acordo com a presente modalidade será descrita. Todo o “%” nas seguintes composições de componentes significa “% em massa”. [C: 0,10-0,5%]

[0041]C é um elemento que contribui para um aumento na resistência do componente estampado a quente como um elemento de reforço de solução sólida. A fim de obter uma alta resistência de, por exemplo, 980 MPa ou maior no componente estampado a quente, o limite inferior do teor de C é 0,10% ou maior. O limite inferior do teor de C é, de preferência, 0,13% ou maior, mais de preferência 0,15% ou maior, e ainda mais de preferência 0,17% ou maior.

[0042]Por outro lado, o teor excessivo de C degrada a soldabilidade do componente estampado a quente. Assim, o limite superior do teor de C é de 0,5%. O limite superior do teor de C é, de preferência, 0,40% ou menor, mais de preferência 0,35% ou menor, e ainda mais de preferência 0,30% ou menor. [Si: 0,7-2,5%]

[0043]Si é um elemento que contribui para a melhoria da resistência de ligação de uma porção soldada por pontos do componente estampado a quente. O Si tem o efeito de manter a resistência do componente estampado a quente evitando o revenimento durante uma etapa de resfriamento lento na estampagem a quente. Além disso, o Si é um elemento que contribui para a melhoria da ductilidade do componente estampado a quente por meio da formação de austenita retida. De modo a exibir eficazmente esses efeitos, o limite inferior do teor de Si é de 0,7% ou maior. O limite inferior do teor de Si é, de preferência, 0,75% ou maior, mais de preferência 0,80% ou maior, ainda mais de preferência 0,90% ou maior, e ainda mais de preferência 1,0% ou maior.

[0044]Por outro lado, o teor excessivo de Si leva a um aumento excessivo na resistência do aço, aumentando assim a carga de laminação na produção de uma chapa de aço decapada laminada a quente ou de uma chapa de aço laminada a frio, ou seja, o substrato de aço. Adicionalmente, o teor excessivo de Si gera escamas contendo SiO2 na superfície do substrato de aço durante o processo de laminação a quente, o que pode degradar as propriedades da superfície da chapa de aço galvanizada. Assim, o limite superior do teor de Si é de 2,5% ou menor. O limite superior do teor de Si é, de preferência, 2,3% ou menor, e mais de preferência 2,1% ou menor. [Mn: 1,0-3%]

[0045]Mn é um elemento que é eficaz para melhorar uma propriedade de têmpera para suprimir variações na resistência em uma faixa de alta resistência do componente estampado a quente. Além disso, Mn é um elemento que promove a formação de liga em um processo de formação de liga de uma camada galvanizada a ser descrito posteriormente para garantir, assim, a concentração de Fe na camada galvanizada. Para exibir eficazmente esses efeitos, o limite inferior do teor de Mn é 1,0% ou maior. O limite inferior do teor de Mn é, de preferência, 1,2% ou maior, mais de preferência 1,5% ou maior, e ainda mais de preferência 1,7% ou maior.

[0046]Por outro lado, o teor excessivo de Mn leva a um aumento excessivo na resistência do aço, aumentando assim a carga de laminação na produção do substrato de aço. Assim, o limite superior do teor de Mn é de 3% ou menor. O limite superior do teor de Mn é, de preferência, 2,8% ou menor, e mais de preferência 2,5% ou menor. [Al: 0,01-0,5%]

[0047]Al é um elemento necessário para a desoxidação. Assim, o limite superior do teor de Al é 0,01% ou maior. O limite inferior do teor de Al é, de preferência, 0,03% ou maior. Por outro lado, o teor excessivo de Al não só satura o efeito acima mencionado, mas também aumenta a quantidade de inclusões feitas de alumina e semelhantes, degradando assim a trabalhabilidade. Assim, o limite superior do teor de Al é de 0,5% ou menor. O limite superior do teor de Al é, de preferência, 0,3% ou menor.

[0048]O substrato de aço da chapa de aço galvanizada com zinco de acordo com a presente modalidade inclui aqueles que contêm os componentes acima e o restante sendo ferro (Fe) e impurezas inevitáveis. Exemplos de impurezas inevitáveis incluem P, S e N.

[0049]P é um elemento que afeta adversamente a resistência de ligação da porção soldada por pontos. O teor excessivo de P leva à segregação sobre uma última superfície solidificada de pepitas formadas na soldagem por pontos para tornar as pepitas quebradiças, resultando na redução da resistência de ligação. Assim, o limite superior do teor de P é, de preferência, 0,02% ou menor, e mais de preferência 0,015% ou menor.

[0050]Como P, S é um elemento que afeta adversamente a resistência de ligação da porção soldada por pontos. O teor excessivo de S auxilia na geração de trincas intergranulares devido à segregação do contorno do grão nas pepitas, reduzindo a resistência de ligação. Assim, o limite superior do teor de S é, de preferência, 0,01% ou menor, e mais de preferência 0,008% ou menor.

[0051]N liga-se a B para reduzir a quantidade de elemento de soluto B, afetando adversamente a propriedade de têmpera do substrato de aço. O teor excessivo de N aumenta a quantidade de precipitação de nitretos, afetando adversamente a tenacidade do substrato de aço. Assim, o limite superior do teor de N é, de preferência, 0,01% ou menor, e mais de preferência 0,008% ou menor. O teor de N é geralmente 0,001% ou maior, levando em consideração o custo de produção de aço e semelhantes.

[0052]Na presente invenção, além dos componentes descritos acima, B pode ser adicionalmente adicionado como um elemento selecionado quando necessário. [B: 0,005% ou menor (excluindo 0%)]

[0053]B é um elemento que melhora a propriedade de têmpera do aço. Para exibir este efeito, o teor de B é, de preferência, 0,0003% ou maior. O limite inferior do teor de B é mais de preferência 0,0005% ou maior, e ainda mais de preferência 0,0010% ou maior. Por outro lado, quando o teor de B excede 0,005%, partículas grosseiras de boretos podem ser precipitadas no componente estampado a quente, degradando a tenacidade do componente. Consequentemente, o limite superior do teor de B é. de preferência. 0,005% ou menor, e mais de preferência 0,004% ou menor.

(Método para a produção de chapa de aço galvanizada com zinco)

[0054]A chapa de aço galvanizada com zinco de acordo com a presente modalidade pode ser produzida, por exemplo, através das seguintes etapas sequencialmente: fundição de aço com uma composição predeterminada, aquecimento, laminação a quente, decapagem, se necessário, laminação a frio, galvanização por imersão a quente e, se necessário, formação de liga.

[0055]Na presente modalidade, como descrito posteriormente, a fim de formar a camada interna de óxido e a camada descarbonetada definida na presente modalidade, as condições de recozimento pelo uso de um forno de redução em uma etapa de recozimento incluída na etapa de galvanização por imersão a quente, isto é, as condições de recozimento no tratamento térmico sob uma atmosfera redutora são adequadamente controladas.

[0056]A seguir, o método para a produção de uma chapa de aço galvanizada com zinco de acordo com a presente modalidade será descrito na ordem das etapas.

[0057]Em primeiro lugar, o aço que satisfaz a composição de componente descrita acima é fundido e aquecido. As condições de aquecimento não são particularmente limitadas. As condições normalmente usadas para o tratamento térmico podem ser adotadas como apropriado, mas o aquecimento é, de preferência, realizado a uma temperatura de cerca de 1100°C a 1300°C.

[0058]Em seguida, o aço fundido é laminado a quente para obter uma chapa de aço laminada a quente. As condições de laminação a quente não são particularmente limitadas. As condições normalmente usadas para a laminação a quente podem ser adotadas como apropriado. As condições preferenciais são substancialmente como a seguir.

[0059]Temperatura de laminação de acabamento (Temperatura De Dispensação Do Finalizador FDT): 800 a 950°C. Temperatura de bobinagem (CT): 500 a 700°C.

[0060]O limite superior da espessura da chapa de aço laminada a quente é, de preferência, 3,5 mm ou menor. O limite superior da espessura da chapa de aço laminada a quente é mais de preferência 3,0 mm ou menor, e ainda mais de preferência 2,5 mm ou menor. O limite inferior da espessura da chapa de aço laminada a quente é, de preferência, 2,0 mm ou maior.

[0061]A chapa de aço laminada a quente é decapada na etapa de decapagem para produzir uma chapa de aço decapada laminada a quente. Na etapa de decapagem, pelo menos as escamas formadas após a etapa de laminação a quente precisam apenas ser removidas.

[0062]Por exemplo, uma bobina tendo uma alta temperatura de bobinagem durante a laminação a quente, muitas vezes tem uma camada de óxido de contorno de grão formada de óxidos de Si ou Mn na vizinhança de uma interface entre as incrustações laminadas a quente e a chapa de aço. No entanto, mesmo se a camada de óxido de contorno de grão estiver presente, a camada de óxido de contorno de grão não afeta adversamente, como pontos sem revestimento durante um processo de galvanização. Assim, na etapa de decapagem, a camada de óxido de contorno de grão não é necessariamente removida.

[0063]No entanto, a fim de estabilizar as propriedades superficiais da chapa de aço galvanizada com zinco, tal como o aspecto ou a rugosidade, é preferível remover a camada de óxido de contorno de grão tanto quanto possível. A fim de remover a camada de óxido de contorno de grão, um método de decapagem normalmente usado pode ser adotado apropriadamente. Exemplos do método de decapagem da chapa de aço laminada a quente incluem um método no qual ácido clorídrico aquecido a 80 a 90°C ou semelhante é usado para decapar a chapa de aço por um período de tempo de 20 a 300 segundos. Nesse momento, uma quantidade adequada de pelo menos um de um acelerador de decapagem e um inibidor é, de preferência, adicionada ao ácido clorídrico. Por exemplo, um composto contendo um grupo mercapto pode ser usado como o acelerador de decapagem e, por exemplo, um composto orgânico à base de amina pode ser usado como o inibidor.

[0064]A chapa de aço decapada laminada a quente tem, de preferência, substancialmente a mesma espessura da chapa de aço laminada a quente.

[0065]A chapa de aço decapada laminada a quente pode ser laminada a frio para formar uma chapa de aço laminada a frio, se necessário. A chapa de aço galvanizada com zinco de acordo com a presente modalidade é adequadamente usada em peças automotivas, particularmente, com a finalidade de redução de peso de veículos motorizados ou semelhantes. Por esta razão, o substrato de aço que forma a chapa de aço galvanizada com zinco é, de preferência, a chapa de aço laminada a frio em termos de precisão de tamanho e planicidade.

[0066]Uma razão de laminação a frio, isto é, uma razão de redução na laminação a frio é, de preferência, controlada para estar dentro de uma faixa de cerca de 20 a 70%, levando em consideração a produtividade nas fábricas. O limite superior da espessura da chapa de aço laminada a frio é, de preferência, 2,5 mm ou menor. O limite superior da espessura da chapa de aço laminada a frio é mais de preferência 2,0 mm ou menor, e ainda mais de preferência 1,8 mm ou menor.

[0067]Em seguida, a chapa de aço decapada laminada a quente assim obtida ou chapa de aço laminada a frio (doravante também denominada coletivamente como “chapa de aço de base”) é alimentada a um processo de galvanização contínuo do tipo forno de redução.

[0068]Em geral, o processo realizado na linha de galvanização por imersão a quente do tipo forno de redução é dividido em uma etapa de pré-tratamento, uma etapa de recozimento e uma etapa de galvanização. Na etapa de galvanização, um processo de formação de liga também é realizado, se necessário.

[0069]A etapa de recozimento na linha de galvanização por imersão a quente é geralmente composta por um forno de redução e uma zona de resfriamento. A presente modalidade é mais caracterizada pelo controle adequado das condições de recozimento no forno de redução, particularmente o ponto de orvalho da atmosfera de redução.

[0070]Obviamente, o método de acordo com a presente modalidade não está limitado à modalidade descrita acima, e também pode ser implementado, por exemplo, aplicando a linha de galvanização por imersão a quente acima mencionada a uma linha de recozimento contínuo do tipo forno sem oxidação. A seguir, o método de acordo com a presente modalidade será descrito com base na modalidade acima.

[0071]Em primeiro lugar, o substrato de aço é pré- tratado. O pré-tratamento é usualmente realizado para remoção de oleosidade (gordura e óleo) ou manchas na superfície do substrato de aço e, tipicamente, realizado por desengraxamento alcalino.

[0072]Como alcalino contido em um líquido desengraxante usado no desengraxamento alcalino, por exemplo, soda cáustica, silicato ou uma mistura dos mesmos é, de preferência, usado, e o alcalino não é particularmente limitado, desde que possa remover a gordura e o óleo, e semelhantes na forma de sabão solúvel em água. A fim de melhorar as propriedades desengraxantes, pode ser realizada(o) uma limpeza eletrolítica, um processo de depuração ou adição de um agente tensoativo e um agente quelante a uma solução desengraxante.

[0073]Na presente modalidade, desde que a superfície do substrato de aço seja adequadamente desengraxada, o método de pré-tratamento não é limitado, e os processos acima podem ser realizados sozinhos ou em qualquer combinação. Quando o desengraxamento alcalino é realizado como pré-tratamento, o substrato de aço é enxaguado a quente (lavado com água quente) para remover a solução desengraxante afixada ao substrato de aço. O substrato de aço lavado com água quente é seco por um secador ou semelhante.

[0074]A seguir, o substrato de aço pré-tratado é introduzido no forno de redução e, em seguida, recozido. Ou seja, o substrato de aço é submetido ao tratamento térmico sob a atmosfera redutora. As condições de recozimento nesse momento são definidas para um ponto de orvalho da atmosfera redutora de -20 a 0°C e uma temperatura de recozimento de 500 a 720°C. O tempo de manutenção na temperatura de recozimento, ou seja, o tempo de recozimento é ajustado para 90 a 400 segundos. O processo de recozimento na faixa de temperatura acima mencionada é chamado de processo de encharque. Nesse caso, a temperatura de recozimento é chamada de temperatura de encharque e o tempo de recozimento é chamado de temperatura de encharque.

[0075]O limite inferior do ponto de orvalho da atmosfera redutora é de preferência -15°C ou superior, e mais de preferência -10°C ou superior.

[0076]A composição da atmosfera redutora não é particularmente limitada, desde que seja redutora, e, por exemplo, uma concentração de H2 em uma mistura de H2-N2 gasosa é, de preferência, de 1 a 30% em volume.

[0077]O limite inferior da temperatura de recozimento é, de preferência, 530°C ou superior, mais de preferência 560°C ou superior, e ainda mais de preferência 600°C ou superior. O limite superior da temperatura de recozimento é de preferência 700°C ou inferior, e mais de preferência 680°C ou inferior.

[0078]O limite inferior do tempo de recozimento é, de preferência, 120 segundos ou mais, e mais de preferência 150 segundos ou mais. O limite superior do tempo de recozimento é, de preferência, 270 segundos ou menos, e mais de preferência 240 segundos ou menos. O tempo de recozimento pode ser controlado pela velocidade (doravante também referida como “velocidade de linha” ou abreviada como “LS”) na qual o substrato de aço passa através do forno de redução.

[0079]Do ponto de vista da economia de energia, antes de entrar no forno de redução, o substrato de aço pré-tratado pode ser pré-aquecido em um forno de pré-aquecimento sob a atmosfera redutora usando gás de exaustão. As condições de pré-aquecimento nesse momento não são particularmente limitadas, desde que o ponto de orvalho da atmosfera redutora esteja na faixa acima.

[0080]As condições de recozimento acima mencionadas são determinadas por uma série de experimentos básicos do ponto de vista de (1) formando a camada interna de óxido na chapa de aço para suprimir a concentração do Si soluto na superfície do substrato de aço e geração de óxido à base de Si na superfície do substrato de aço acompanhando a concentração de Si e, assim, suprimir a ocorrência de ponto sem revestimento e irregularidade na formação da liga, e (2) reduzir a camada descarbonetada formada sobre a superfície da chapa de aço e suprimir variações nas propriedades mecânicas da chapa de aço galvanizada com zinco e componentes após estampagem a quente.

[0081]Do ponto de vista de (1) acima, quando os limites superior e inferior do ponto de orvalho da atmosfera redutora durante o recozimento, os limites superior e inferior da temperatura de recozimento, e os limites superior e inferior do tempo de recozimento estão fora das faixas mencionadas acima, ocorre o ponto sem revestimento.

[0082]Em particular, quando o ponto de orvalho da atmosfera redutora é excessivamente baixo, quando a temperatura de recozimento é excessivamente alta, ou quando o tempo de recozimento é excessivamente longo, os óxidos à base de Si são facilmente formados na superfície, o que tende a causar ponto sem revestimento.

[0083]Em contraste, quando a temperatura de recozimento é excessivamente baixa, ou quando o tempo de recozimento é excessivamente curto, os óxidos à base de Fe são mais propensos a permanecer, o que também tende a causar pontos sem revestimento. Se o ponto de orvalho da atmosfera redutora for muito alto, podem ocorrer efeitos adversos, tal como a oxidação da chapa de aço e do equipamento no forno.

[0084]Do ponto de vista de (2) acima, se a temperatura de recozimento for muito alta, ou se o tempo de recozimento for muito longo, a camada descarbonetada provavelmente terá uma espessura de 20 μm ou maior, e podem ocorrer variações nas propriedades mecânicas dos componentes após a estampagem a quente.

[0085]Especificamente, é preferível que as condições de recozimento sejam adequadamente controladas por um restante entre o ponto de orvalho da atmosfera redutora e a temperatura e o tempo durante o recozimento, de modo que não ocorram pontos não revestidos, irregularidades na formação da liga e variações nas propriedades mecânicas. Por exemplo, quando o ponto de orvalho da atmosfera redutora é baixo, a temperatura de recozimento pode ser reduzida ou o tempo de recozimento pode ser encurtado. Em contraste, quando o ponto de orvalho da atmosfera redutora é alto, a temperatura de recozimento pode ser aumentada ou o tempo de recozimento pode ser prolongado.

[0086]Além da aplicação à estampagem a quente, quando o aço contendo uma grande quantidade de Si é galvanizado como na presente modalidade, a fim de evitar a ocorrência de ponto sem revestimento, por exemplo, um método de pré-galvanização antes de um recozimento e um método de oxidação e redução, de oxidação antes do recozimento para redução em um forno de redução são geralmente empregados. No entanto, na presente modalidade, a galvanização é realizada após o recozimento para redução adequado, como descrito em detalhes abaixo e, portanto, esses métodos são desnecessários. O método de pré- galvanização tem que empregar equipamentos especiais, o que leva a um aumento de custo. Na produção usando o método de redução de oxidação, uma camada de óxido formada em uma interface entre uma camada galvanizada e um substrato de aço inibe a difusão de Fe para a camada galvanizada durante o aquecimento na estampagem a quente, e um tempo de aquecimento necessário para evitar LME torna-se mais longo, o que reduz a produtividade da impressora.

[0087]Em seguida, o substrato de aço descarregado do forno de redução é resfriado na zona de resfriamento. Usualmente, a zona de resfriamento inclui uma zona de resfriamento lento, uma zona de resfriamento rápido e uma zona de ajuste. A zona de ajuste também é chamada de zona de manutenção. No entanto, os métodos de resfriamento podem ser realizados em condições normalmente usadas para não causar pontos sem revestimento. Por exemplo, os métodos de resfriamento podem incluir um método de resfriamento de uma chapa de aço por pulverização de gás da atmosfera redutora sobre a chapa de aço.

[0088]Após a etapa de recozimento contínuo desta forma, a galvanização é realizada. Em detalhes, uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente (GI) é produzida por uma etapa de galvanização por imersão a quente. Alternativamente, o GI mencionado acima pode ser ligado para produzir uma chapa de aço galvanizada e recozida por imersão a quente (GA).

[0089]A etapa de galvanização por imersão a quente acima mencionada não é particularmente limitada à mesma, e pode ser realizada por um método normalmente usado. Por exemplo, um banho de galvanização por imersão a quente pode ser controlado para estar a uma temperatura de cerca de 430 a 500°C. O peso do revestimento da camada galvanizada por imersão a quente (que é o mesmo que aquele da camada galvanizada e recozida por imersão a quente descrita abaixo) é, de preferência, 30 g/m2 ou maior, mais de preferência 40 g/m2 ou maior, e ainda mais de preferência mais de 75 g/m2 do ponto de vista de garantir a resistência à corrosão. Por outro lado, o peso do revestimento da camada galvanizada por imersão a quente (em particular, camada galvanizada e recozida por imersão a quente) é, de preferência, pequeno do ponto de vista de alcançar facilmente a concentração de Fe predeterminada da camada galvanizada na presente invenção. Assim, o peso do revestimento da camada galvanizada por imersão a quente é, de preferência, 120 g/m2 ou menor, e mais de preferência 100 g/m2 ou menor.

[0090]A etapa de formação de liga não é particularmente limitada a isso, e pode ser realizada por um método normalmente usado. Na etapa de formação de liga, a concentração de Fe na camada galvanizada é aumentada. Deste ponto de vista, a temperatura da formação de liga é, de preferência, controlada para estar a uma temperatura de cerca de 500 a 700°C, por exemplo. A temperatura da liga é mais de preferência 530°C ou superior, ainda mais de preferência 570°C ou superior, e ainda mais de preferência 600°C ou superior. Por outro lado, se a temperatura da formação de liga for muito alta, a concentração de Fe na camada galvanizada será muito alta, de modo que a temperatura da liga seja, de preferência, 680°C ou inferior, e mais de preferência 650°C ou inferior.

[0091]As etapas após a etapa de galvanização não são particularmente limitadas às mesmas, e podem ser realizadas por um método de processo normalmente usado. Usualmente, um processo de laminação de encruamento, um processo de nivelamento por ar quente sob tração, lubrificação e semelhantes são realizados. Esses processos podem ser realizados em condições normalmente usadas, se necessário, ou não podem ser realizados, se desnecessário.

[0092]As condições recomendadas para o novo recozimento são como a seguir. Ou seja, a temperatura de aquecimento (temperatura de novo recozimento) no novo recozimento é, de preferência, 400°C ou superior, e mais de preferência 450°C ou superior. Por outro lado, do ponto de vista da supressão da evaporação do zinco, a temperatura de novo recozimento é, de preferência, 750°C ou inferior, e mais de preferência 700°C ou inferior.

[0093]O tempo para manter a temperatura de novo recozimento (tempo de novo recozimento) pode ser adequadamente definido por um método de aquecimento ou semelhante. Por exemplo, no caso de aquecimento de forno, o tempo de novo recozimento é, de preferência, 1 hora ou mais, e mais de preferência 2 horas ou mais. No caso de aquecimento por indução, o tempo de novo recozimento é, de preferência, de 10 segundos ou mais. Por outro lado, do ponto de vista da supressão da evaporação do zinco, no caso do aquecimento do forno, o tempo de recozimento é, de preferência, de 15 horas ou menos, e mais de preferência de 10 horas ou menos. No caso do aquecimento por indução, o tempo de recozimento é, de preferência, 3 minutos ou menos, e mais de preferência 1 minuto ou menos.

[0094]A chapa de aço galvanizada com zinco (GI ou GA) assim obtida é adequada para uso como uma chapa de aço para estampagem a quente.

[0095]Na presente modalidade, a etapa de estampagem a quente não é particularmente limitada, e os métodos normalmente usados podem ser adotados. Por exemplo, existe um método no qual, de acordo com um método normal de estampagem a quente, a chapa de aço acima é aquecida a uma temperatura de um ponto de transformação Ac3 ou superior para ser convertida em austenita, e então, por exemplo, a temperatura no momento quando a conformação está completa, isto é, a temperatura no momento em que uma matriz atinge um ponto morto de fundo é ajustada para cerca de 550°C ou mais. Os métodos de aquecimento podem incluir o aquecimento do forno, aquecimento por energização, aquecimento por indução e semelhantes.

[0096]Como a condição de aquecimento, quando o tempo de manutenção (também referido a um tempo dentro do forno no caso de aquecimento do forno; e referido a um tempo desde o início até o final do aquecimento no caso de aquecimento por energização ou aquecimento por indução) a uma temperatura do ponto de transformação Ac3 ou superior é controlado para ser, de preferência, 30 minutos ou menos, mais de preferência 15 minutos ou menos, e ainda mais de preferência 7 minutos ou menos, o crescimento de grãos de austenita é suprimido para melhorar as propriedades, incluindo capacidade de retirada a quente, e tenacidade do componente estampado a quente. O limite inferior do tempo de manutenção a uma temperatura do ponto de transformação Ac3 ou superior não é particularmente limitado, desde que a temperatura alcance o ponto de transformação Ac3 ou superior durante o aquecimento.

[0097]Quando o componente estampado a quente é produzido usando a chapa de aço galvanizada com zinco de acordo com a presente modalidade, é possível empregar adicionalmente uma etapa e condições gerais, incluindo o corte de acordo com o formato de um componente e semelhantes, além disso para a etapa de estampagem a quente. Exemplos de componentes estampados a quente incluem chassis de veículos motorizados, os chamados sistemas de suspensão e peças de reforço.

[0098]O presente relatório descritivo divulga vários aspectos técnicos, como mencionado acima. Entre eles, as principais técnicas serão resumidas a seguir.

[0099]Uma chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente de acordo com um aspecto da presente invenção inclui um substrato de aço e uma camada galvanizada fornecida sobre uma superfície do substrato de aço, em que o substrato de aço contém, em % em massa: C: 0,10 a 0,5%, Si: 0,7 a 2,5%, Mn: 1,0 a 3% e Al: 0,01 a 0,5%, com o saldo sendo ferro e impurezas inevitáveis, e o substrato de aço tem, em seu interior, um camada interna de óxido contendo um óxido contendo pelo menos um de Si e Mn tendo uma espessura de 1 μm ou maior, e uma camada descarbonetada tendo uma espessura de 20 μm ou menor de uma interface com a camada galvanizada em direção a uma direção interna do substrato de aço.

[00100]Com tal configuração, é possível obter uma chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente, na qual é suprimida a ocorrência de defeitos de aparência como pontos sem revestimento e irregularidades na formação da liga.

[00101]Na configuração acima, o substrato de aço pode conter adicionalmente B em uma quantidade de 0,005% ou menos (excluindo 0%). Isso torna possível intensificar a propriedade de têmpera do substrato de aço e intensificar a resistência da chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente.

[00102]Um método para a produção de uma chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente de acordo com outro aspecto da presente invenção é um método para a produção da chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente e é caracterizado por uma chapa de aço laminada a frio satisfazendo uma composição de componente da chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente é mantida a 500 a 720°C por 90 a 400 segundos em uma atmosfera redutora com um ponto de orvalho de -20 a 0°C e então galvanizada.

[00103]Com tal configuração, a chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente pode ser obtida.

[00104]A presente invenção será descrita em mais detalhes usando os exemplos abaixo. No entanto, estes exemplos nunca são interpretados como limitando o escopo da invenção, e a presente invenção também pode ser implementada com modificações sendo adicionadas dentro de um escopo adaptável aos fins descritos acima e abaixo, e qualquer um deles deve ser incluído no âmbito técnico gama da presente invenção.

Exemplos

[00105]Depois que uma placa feita de aço com a composição do componente mostrada na Tabela 1 foi aquecida a 1200°C, laminação a quente sob as condições da temperatura de laminação de acabamento (FDT) e a temperatura de bobinagem (CT) mostrada na Tabela 1, tratamento de desincrustação pela etapa de decapagem, e laminação a frio foram realizados sequencialmente para obter uma chapa de aço laminada a frio. A chapa de aço laminada a frio foi usada como substrato de aço de uma chapa de aço galvanizada. [Tabela 1]

[00106]Cada chapa de aço laminada a frio obtida desta forma foi avaliada para os respectivos itens abaixo. (Profundidade e espessura da camada interna de óxido)

[00107]A chapa de aço laminada a frio foi cortada para produzir um corpo de prova com um tamanho de 10 mm x 20 mm. O corpo de prova foi embebido em um substrato de suporte, seguido de polimento em sua seção transversal e, em seguida, atacado levemente com nital. Posteriormente, uma porção da seção transversal na vizinhança da camada galvanizada foi observada por FE-SEM (SUPRA35, fabricado pela ZEISS) em uma magnificação de 1500 vezes com uma imagem de elétron retroespalhado. Em seguida, sobre o lado do substrato de aço de uma interface entre uma camada de liga galvanizada e o substrato de aço, dentro do substrato de aço, uma região, onde pelo menos um óxido de Si e Mn observado como um ponto preto minúsculo foi distribuído, foi tomada como um camada interna de óxido. Um caso em que a espessura média da camada interna de óxido era de 1 μm ou mais e uma profundidade de uma interface entre a camada de liga galvanizada e o substrato de aço era de 1 μm ou mais foi avaliado como bom (aceitável) e os outros casos foram avaliados tão pobre (inaceitável). Os resultados da avaliação são mostrados na Tabela 3 abaixo.

(Espessura da camada descarbonetada)

[00108]A espessura da camada descarbonetada foi calculada somando os efeitos do tempo de encharque, temperatura de encharque e ponto de orvalho da atmosfera aos valores numéricos obtidos a partir de uma equação modelo criada pelo método descrito abaixo. Quando a espessura calculada da camada descarbonetada (profundidade da superfície da chapa de aço laminada a frio) foi de 20 μm ou menor, considerou-se que as propriedades mecânicas podiam ser garantidas, e este caso foi avaliado como bom (aceitável). Um caso em que a espessura era maior que 20 μm foi avaliado como ruim (inaceitável). Os resultados da avaliação são mostrados na Tabela 3 abaixo.

(Método de criação de equação modelo)

[00109]A chapa de aço laminada a frio foi cortada para produzir um corpo de prova com um tamanho de 100 mm x 200 mm. Esse corpo de prova foi recozido alterando a temperatura de recozimento, o ponto de orvalho da atmosfera (a seguir também referido simplesmente como “ponto de orvalho”) e o tempo de recozimento com um simulador de galvanização. O ponto de orvalho e a temperatura de recozimento foram mostrados na Tabela 2 abaixo, e o tempo de recozimento foi de 0s, 120s e 240s para cada ponto de orvalho e temperatura de recozimento. Com relação ao corpo de prova recozido, um perfil de concentração de carbono na direção da profundidade (direção da espessura) da superfície da chapa de aço foi obtido por GDOES, e a espessura da camada descarbonetada foi medida. A espessura da camada descarbonetada foi definida como uma profundidade da superfície do corpo de prova até uma posição onde a concentração de carbono era de 80% da concentração de carbono do substrato de aço antes do recozimento. [Tabela 2]

[00110]Uma relação entre o tempo de recozimento e a espessura da camada descarbonetada é representada pela seguinte equação (1): X = Kt ... (1)

[00111]Nesse documento, X: espessura da camada descarbonetada (μm), K: constante da taxa de descarbonetação (μm/s) e t: tempo de recozimento (s).

[00112]A partir da equação acima (1), a constante da taxa de descarbonetação K para cada temperatura de recozimento e ponto de orvalho foi determinada como uma inclinação de um gráfico obtido plotando quando o eixo horizontal era o tempo de recozimento t e o eixo vertical era a espessura da camada descarbonetada medida X. O K obtido é mostrado na Tabela 2.

[00113]Uma relação entre a constante da taxa de descarbonetação e a temperatura de recozimento é representada pela seguinte equação de Arrhenius: K = Aexp(-E/RT)

[00114]Nesse documento, K: constante da taxa de descarbonetação (μm/s), A: constante (μm/s), E: constante (J/mol), R: constante de gás (8,31 J/molK) e T: temperatura de recozimento (K).

[00115]A equação de Arrhenius pode ser transformada na seguinte equação (2): InK = lnA + (-E/R) x 1/T ... (2)

[00116]Quando o eixo horizontal era 1/T (recíproco da temperatura de recozimento expressada em temperatura absoluta) e o eixo vertical era lnK, a partir da equação acima (2), E foi obtido a partir de uma inclinação de um gráfico obtido traçando o valor mostrado na Tabela 2, e A foi obtido a partir de uma interceptação. E foi consistente em 146 kJ/mol, independentemente do ponto de orvalho. A era um valor representado pela seguinte equação (3): A = 2,49 x 105 x DP + 1,15 x 107 ... (3)

[00117]Nesse documento, DP é o ponto de orvalho (°C).

[00118]Do exposto, K na equação acima (1) era um valor representado pela seguinte equação. A equação obtida substituindo K na equação (1) é a equação modelo. K = (2,49 x 105 x DP + 1,15 x 107) x exp((-146000/8,31) x 1/T)

[00119]No experimento de laboratório, quando a temperatura de recozimento foi de 700°C ou inferior, o efeito do ponto de orvalho não foi visto em um ponto de orvalho de -10°C ou superior e, portanto, quando a temperatura de recozimento foi de 700°C ou inferior e o ponto de orvalho era -10°C ou superior, K foi calculado com DP = -10°C.

(Estado de galvanização)

[00120]A chapa de aço laminada a frio foi cortada para produzir um corpo de prova com um tamanho de 100 mm x 150 mm. O corpo de prova foi desengraxado eletroliticamente em ortossilicato de sódio a 3% a 60°C em uma corrente de 20 A por 20 segundos e, em seguida, lavado com água corrente por 5 segundos. O corpo de prova foi submetido a um desengraxamento alcalino desta forma e então recozido (encharcado) por um simulador de galvanização. A Tabela 2 mostra a temperatura de encharque, o ponto de orvalho da atmosfera redutora, e a velocidade da linha (LS) como condições de encharque. A velocidade da linha é a velocidade do corpo de prova passando por um forno de recozimento. A atmosfera redutora era um gás misto contendo 5% em volume de gás H2 e o restante era gás N2.

[00121]Especificamente, sob a atmosfera de redução mencionada acima, o corpo de prova foi aquecido da temperatura ambiente a uma temperatura de encharque e, em seguida, foi submetido ao processo de encharque sob as condições mostradas na Tabela 2, seguido por resfriamento da temperatura de encharque até 460°C. Em seguida, uma chapa de aço galvanizada por imersão a quente (GI) foi obtida por galvanização em banho de galvanização tendo um teor de Al de 0,1% em massa e temperatura de 460°C e limpeza. Além disso, o tratamento de formação de liga foi realizado a uma temperatura de formação de liga de 550°C por um tempo de formação de liga de 20 segundos para obter uma chapa de aço galvanizada e recozida (GA) por imersão a quente.

[00122]Com relação ao GA acima, a superfície da chapa de aço em uma faixa (cerca de 100 mm x 120 mm) imersa no banho de galvanização foi observada visualmente para determinar uma razão de área de ponto sem revestimento e confirmar a presença ou ausência de irregularidade na formação da liga. Em relação ao ponto sem revestimento, um caso em que a razão de área de ponto sem revestimento era de 5% ou menor foi avaliada como bom (aceitável), e um caso em que a razão de área de ponto sem revestimento era maior que 5% foi avaliada como ruim (inaceitável). Em relação à irregularidade da formação de liga, um caso em que a concentração de Fe era de 8% ou maior foi avaliada como bom (aceitável), e um caso em que a concentração de Fe era menor que 8% foi avaliada como ruim (inaceitável). Os resultados são apresentados na Tabela 3. Para o n° 17, a profundidade e a espessura da camada interna de óxido não foram medidas. [Tabela 3]

[00123]Os dados da Tabela 3 levam à seguinte consideração.

[00124]Nos números 1, 2, 4 a 6, 8 a 13, 15 e 16, as condições de encharque sob a atmosfera redutora satisfazem os requisitos da presente invenção, e a espessura da camada descarbonetada, a razão de área do ponto sem revestimento, e a irregularidade na formação da liga foram avaliadas como boas. Embora não mostrado na Tabela 3, nos 1 a 16, a profundidade da camada interna de óxido foi de 1 a 3 μm, e todas foram avaliadas como boas.

[00125]Nos N° 3, N° 7 e N° 14, a irregularidade na formação da liga foi avaliada como ruim. Isso ocorre provavelmente porque o ponto de orvalho da atmosfera redutora é tão baixo quanto -45°C, e nenhuma camada interna de óxido é formada, ou a espessura e a profundidade da camada interna de óxido são insuficientes.

[00126]Entre esses, nos 7 e 14, a razão da área de ponto sem revestimento também foi avaliada como ruim. Isso ocorre provavelmente porque o óxido à base de Si é formado sobre a superfície do substrato de aço.

[00127]No N° 17, a espessura da camada descarbonetada foi avaliada como ruim. Isso provavelmente ocorre porque a temperatura de encharque é muito alta.

[00128]Esse pedido é baseado no Pedido de Patente japonês N° de série 2018-037132 depositado no Escritório de Patentes do Japão em 2 de março de 2018, cujo conteúdo é incorporado nesse documento por referência.

[00129]Para descrever a presente invenção, a invenção foi descrita na descrição anterior de forma adequada e suficiente usando modalidades com referência a exemplos específicos e semelhantes. No entanto, deve ser entendido que mudanças e/ou modificações nas modalidades anteriores ocorrerão prontamente para aqueles habilitados na técnica. Portanto, a menos que uma alteração ou modificação feita por aqueles habilitados na técnica esteja além do escopo das reivindicações anexas, tal alteração ou modificação deve ser abrangida pelo escopo das reivindicações anexas.

Aplicabilidade Industrial

[00130]A presente invenção tem uma ampla faixa de aplicabilidade industrial em campos técnicos relacionados a uma chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente.

Claims

1. Chapa de aço galvanizada com zinco para estampagem a quente compreendendo: um substrato de aço; e uma camada galvanizada fornecida sobre uma superfície do substrato de aço, em que o substrato de aço compreende, em % em massa em relação a uma massa total do substrato de aço: 0,10 a 0,5% de C, 0,7 a 2,5% de Si, 1,0 a 3% de Mn, 0,01 a 0,5% de Al e opcionalmente 0,005% ou menos, excluindo 0% de B, com um restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, caracterizada pelo fato de que o substrato de aço compreende uma camada interna de óxido e uma camada descarbonetada, a camada interna de óxido compreende um óxido de pelo menos um selecionado do grupo que consiste em Si e Mn e tem uma espessura de pelo menos 1 μm, a camada descarbonetada tem uma espessura de 20 μm ou menos de uma interface com a camada galvanizada em direção a uma direção interna do substrato de aço, a camada interna de óxido é uma camada formada dentro do substrato de aço e perto da superfície do substrato de aço, a profundidade da camada interna de óxido a partir de uma interface entre a superfície do substrato de aço e a camada galvanizada com zinco é de 1 μm ou mais e a camada interna de óxido não aparece na superfície do substrato de aço, e um filme de óxido contendo óxidos de Si não é formado na superfície do substrato de aço.

2. Método para produzir a chapa de aço galvanizada com zinco, conforme definida na reivindicação 1, o método caracterizado por compreender: manter uma chapa de aço laminada a frio a 500 a 720°C por 120 a 400 segundos na velocidade de linha de 45 a 200 mpm em uma atmosfera redutora com um ponto de orvalho de - 20 a 0°C, galvanizar a chapa de aço laminada a frio com uma camada galvanizada com zinco após a manutenção a uma temperatura de 430 a 500°C, e formar a liga da chapa galvanizada com zinco a uma temperatura de 500 a 700°C, em que a chapa de aço laminada a frio compreende, em % em massa em relação a uma massa total da chapa de aço laminada a frio: 0,10 a 0,5% de C, 0,7 a 2,5% de Si, 1,0 a 3% de Mn, e 0,01 a 0,5% de Al.