BR112020023352A2

BR112020023352A2 - chapa de aço elétrico não orientado e método de produção da mesma

Info

Publication number: BR112020023352A2
Application number: BR112020023352-8A
Authority: BR
Inventors: Masanori Uesaka; Yoshiaki Zaizen; Tomoyuki Okubo; Hiroaki Nakajima; Yoshihiko Oda
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2018-05-21
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2021-02-09
Also published as: TW202043502A; TWI729905B; EP3798328A4; BR112020023352B1; KR102457575B1; EP3798328A1; US11946123B2; WO2019225529A1; US11649532B2; US20230257860A1; CA3100847A1; JPWO2019225529A1; TW202003875A; KR20210003908A; JP6662501B1; RU2755916C1; CN112154221A; EP3798328B1; CA3100847C; US20210332464A1

Abstract

A presente invenção refere-se a chapa de aço elétrico não orientado que não contém substancialmente nenhum Al e contém grandes quantidades de Si e Mn e tem baixa perda de ferro, compreendendo uma composição química contendo C: 0,0050 % ou menos, Si: 2,0 % ou mais e 6,0 % ou menos, Mn: 1,0 % ou mais e 3,0 % ou menos, P: 0,20 % ou menos, S: 0,0050 % ou menos, N: 0,0050 % ou menos, Al: 0,0050 % ou menos, e um ou mais selecionados a partir de B: 0,0001 % ou mais e 0,0050 % ou menos, Nb: 0,0001 % ou mais e 0,0050 % ou menos, e V: 0,0005 % ou mais e 0,0500 % ou menos, com um equilíbrio consistindo em Fe e impurezas inevitáveis, em que uma densidade do número de nitretos de Si-Mn com um diâmetro médio de 50 nm ou mais e 500 nm ou menos é de 1 ou menos por ¿m3.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA

DE AÇO ELÉTRICO NÃO ORIENTADO E MÉTODO DE PRODUÇÃO DA MESMA". CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente descrição se refere a uma chapa de aço elétrico não orientado e um método de produção da mesma.

HISTÓRICO

[0002] Chapas de aço elétrico não orientado são um tipo de mate- rial magnético macio amplamente usado como material de núcleo de ferro de motores e similares. Nas recentes tendências de economia de eletricidade mundial e proteção ambiental global, dispositivos elétricos mais eficientes são muito necessários. Existe assim uma demanda crescente por propriedades magnéticas melhoradas das chapas de aço elétrico não orientado amplamente usadas como material de nú- cleo de ferro de máquinas rotativas, transformadores do tipo pequeno ou médio, e similares. Esta tendência é particularmente perceptível em mo- tores para carros elétricos ou compressores, onde o melhoramento na eficiência das máquinas rotativas é desenvolvido. Para cumprir esta de- manda, medidas tais como a adição de elementos de liga tais como Si e Al, redução da espessura da chapa, controle do estado da superfície e controle dos precipitados para melhoramento do crescimento do grão são convencionalmente tomadas de modo a reduzir a perda de ferro.

[0003] Por exemplo, O pedido JP 3490048 B2 (PTL 1) divulga uma técnica de adição de 1,0 % ou mais Si e 0,7 % ou mais Al e controle da dureza da superfície da chapa de aço depois da laminação a frio e a razão de pressão parcial de hidrogênio e vapor de água na atmosfera do recozimento final, para reduzir a camada de óxido de Al na camada da superfície da chapa de aço e reduzir a perda de ferro.

[0004] Existem movimentos recentes para dissolver núcleos de motor usados e reusá-los nas estruturas do motor e similares como moldagens, para reciclagem de motores. Já que a chapa de aço elétri- co divulgada em PTL 1 contém Al, há um problema no qual, quando a chapa de aço elétrico é reutilizada, a viscosidade do aço fundido durante a moldagem aumenta e deformações se formam. Sendo assim, no caso de reciclagem de um núcleo de motor como ferro gusa para moldagens, é desejável que substancialmente nenhum Al esteja contido.

[0005] Como um método de produção de uma chapa de aço elétri- co não orientado que não contenha substancialmente nenhum Al e te- nha excelente propriedade de perda de ferro, o pedido JP 4218136 B2 (PTL 2) divulga a seguinte técnica: 0,01 % a 1 % de Si e 1,5 % ou me- nos de Mn são adicionados e a quantidade de oxigênio dissolvido na pré-desoxidação é adequadamente ajustada para tornar as inclusões de SiO2-MnO-Al203 não maleáveis e melhorar o crescimento do grão no recozimento final. As quantidades de adição de Si e Mn de acordo com esta técnica são relativamente pequenas. Consequentemente, deseja-se maior redução da perda de ferro ao aumentar a quantidade de adição de Si e/ou Mn.

LISTA DE CITAÇÃO Literaturas de Patente

[0006] PTL 1: JP 3490048 B2

[0007] PTL 2: JP 4218136 B2

SUMÁRIO (Problema técnico)

[0008] Poderia, portanto, ser útil prover uma chapa de aço elétrico não orientado que não contenha substancialmente nenhum Al e con- tenha grandes quantidades de Si e Mn e tenha perda de ferro, e um método de fácil produção da chapa de aço elétrico não orientado.

(Solução para o problema)

[0009] Como um resultado de um exame minucioso, verificou-se que, para aço que não contém nenhum Al e contém grandes quantida-

des de Si e Mn, o crescimento de grãos no recozimento final pode ser melhorado e a perda de ferro pode ser reduzida ao se diminuir a tem- peratura de bobinamento depois da laminação a quente para suprimir a precipitação dos nitretos de Si-Mn.

[0010] Primeiro, os experimentos que levaram ao desenvolvimento das técnicas divulgadas atualmente serão descritos abaixo.

[0011] <Experimento 1>

[0012] Para desenvolver a chapa de aço elétrico não orientado tendo excelente propriedade de perda de ferro, observou-se no efeito de redução da perda de ferro novamente através de um aumento no teor de Mn, e estudou-se a influência de Mn na perda de ferro. Na descrição a seguir, “%” com relação às composições químicas denota “% em massa” a menos que especificado de outra forma.

[0013] Como materiais de amostra, vários lingotes de aço foram preparados através da adição, a uma composição de aço contendo C: 0,002 %; Si: 2,0 %; P: 0,01 %; S: 0,002 %; Al: 0,001 %; N: 0,0015 %, B: 0,0005 % e V: 0,0010 % como uma composição de base, Mn em uma quantidade variada de 0,5 % a 3,0 %. Esses materiais de amostra fo- ram cada um laminados a quente para obter uma chapa laminada a quente com uma espessura de chapa de 2,0 mm. Depois da lamina- ção a quente, a chapa laminada a quente foi resfriada em uma taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC de 35 ºC/s. Em seguida, a cha- pa laminada a quente foi submetida ao tratamento de bobinamento em uma temperatura de 650ºC, e depois submetida ao recozimento da chapa laminada a quente em 1000ºC por 10 s. A taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC depois do recozimento da chapa laminada a quente foi de 35ºC/s. A chapa laminada a quente foi então laminada a frio para obter uma chapa laminada a frio com uma espessura de cha- pa de 0,25 mm. Por fim, a chapa laminada a frio foi submetida ao re- cozimento final em 1000ºC por 10 s, em uma atmosfera 20 % vol H2-80

% vol N2. A perda de ferro W5'50 da chapa de aço resultante foi medi- da por um dispositivo Epstein de 25 cm.

[0014] A FIG. 1 ilustra a relação entre o teor de Mn na chapa de aço e a perda de ferro Wi5/50. Conforme ilustrado na FIG. 1, quando o teor de Mn era menor do que 1,0 %, a perda de ferro diminuía à medi- da que o teor de Mn aumentava, conforme conhecido convencional- mente. Quando o teor de Mn era de 1,0 % ou mais, no entanto, a taxa de redução na perda de ferro com um aumento em teor de Mn não era igual porém menor do que a taxa de redução na perda de ferro (indi- cada pela linha de corrente no desenho) quando o teor de Mn era me- nor do que 1,0 %, e a perda de ferro dificilmente diminuía. Para inves- tigar a causa disso, a microestrutura transversal da chapa de aço de- pois do recozimento final foi observada com um microscópio ótico. Os resultados revelaram que cada chapa de aço tendo um teor de Mn de 1,0 % ou mais tinham um tamanho de grão pequeno. Além do mais, os precipitados na chapa de aço foram observados com um microscópio eletrônico de transmissão (MET) usando um método de extração de réplica. Os resultados revelaram que cada chapa de aço tendo um teor de Mn de 1,0 % ou mais tinha muitos nitretos finos de Si-Mn.

[0015] Na presente descrição, o termo “nitretos de Si-Mn” se refere a precipitados nos quais a soma das razões de Si e Mn é de 10 % ou mais e a razão de N é de 5% ou mais, em razão atômica determinada pela espectrometria de raios X de dispersão de energia (EDS). Em ca- da chapa de aço tendo um teor de Mn de 1,0 % ou mais, determinou- se o número de nitretos de Si-Mn finos (conforme definido acima) com um diâmetro médio de 50 nm a 500 nm, que influencia de forma signi- ficativa o deslocamento da parede.

[0016] A FIG. 2 ilustra a relação entre o teor de Mn e a densidade do número de nitretos de Si-Mn com um diâmetro médio de 50 nm a 500 nm, em relação aos resultados de observação dos precipitados. Confor-

me ilustrado na FIG. 2, quando o teor de Mn era de 1,0 % ou mais, a densidade do número de nitretos de Si-Mn era maior do que 1 por um?. Consequentemente, presume-se que a razão pela qual a perda de ferro é aumentada é devido ao fato do aumento na densidade do número de nitretos de Si-Mn ter causado uma diminuição no crescimento de grãos, como um resultado do qual a perda de histerese aumentou.

[0017] <Experimento 2>

[0018] Para aço com alto teor de Mn tendo um teor de Mn de 1,0 % ou mais, estudou-se a influência da temperatura de bobinamento da chapa laminada a quente na perda de ferro. Em detalhes, um lingote de aço contendo C: 0,002 %; Si: 2,0 %; Mn: 2,0 %; P: 0,02 %; S: 0,002 %; Al: 0,001 %; N: 0,0015 % e Nb: 0,0005 % foi preparado como um material de amostra. O material de amostra foi laminado a quente para obter uma chapa laminada a quente com uma espessura de chapa de 2,0 mm. Depois da laminação a quente, a chapa laminada a quente foi resfriada em uma taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC de 35ºC/s. Em seguida, a chapa laminada a quente foi submetida ao tra- tamento de bobinamento em uma temperatura de 500ºC a 700ºC, e então submetida ao recozimento de chapa laminada a quente em 1000ºC por 10 s. A taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC de- pois do recozimento da chapa laminada a quente era de 35ºC/s. A chapa laminada a quente foi então laminada a frio para obter uma chapa laminada a frio com uma espessura de chapa de 0,25 mm. Fi- nalmente, a chapa laminada a frio foi submetida ao recozimento final em 1000ºC por 10 s em uma atmosfera 20 % vol H2-80 % vol N2. A perda de ferro W1550 da chapa de aço resultante foi medida por um dispositivo Epstein de 25 cm.

[0019] A FIG. 3 ilustra a relação entre a temperatura de bobina- mento da chapa laminada a quente e a perda de ferro W15/50. Confor- me ilustrado na FIG. 3, a perda de ferro diminuiu quando a temperatu-

ra de bobinamento era de 650ºC ou menos. Para investigar a causa disso, a microestrutura transversal da chapa de aço depois do recozi- mento final foi observada com um microscópio ótico. Os resultados revelaram que, quando a temperatura do tratamento de bobinamento era de 650ºC ou menos, o tamanho de grão da chapa de aço depois do recozimento final aumentou, e consequentemente a perda de ferro diminuiu.

[0020] A seguir, os precipitados na chapa laminada final foram ob- servados com um MET usando um método de extração de réplica. À FIG. 4 ilustra a relação entre a temperatura de bobinamento da chapa laminada a quente e a densidade do número de nitretos de Si-Mn com um diâmetro médio de 50 nm a 500 nm. Conforme ilustrado na FIG. 4, quando a temperatura de bobinamento era de 650ºC ou menos, a densi- dade do número de nitretos de Si-Mn diminuiu até 1 ou menos por um?.

[0021] Conforme descrito acima, quando a temperatura de bobi- namento era de 650ºC ou menos, a precipitação de nitretos de Si-Mn durante o tratamento de bobinamento foi suprimida mesmo no caso onde o teor de Mn era de 1,0 % ou mais, de forma que o crescimento de grãos no recozimento final fosse melhorado. A razão pela qual a precipitação de nitretos de Si-Mn foi suprimida quando a temperatura de bobinamento era de 650ºC ou menos não está clara, porém presu- me-se que se deve a, como um resultado da redução da temperatura de bobinamento, a difusão de Si e Mn se tornou insuficiente e conse- quentemente a precipitação de nitretos de Si-Mn foi suprimida.

[0022] Esses resultados demonstram que, ao se ajustar adequa- damente a temperatura de bobinamento depois da laminação a quente para aço que não contém substancialmente nenhum Al e contém grandes quantidades de Si e Mn, a precipitação de nitretos de Si-Mn é suprimida e a perda de ferro é reduzida.

[0023] A presente descrição se baseia em novas descobertas.

Sendo assim, se provê:

[0024] 1. A chapa de aço elétrico não orientado, compreendendo uma composição química contendo (consistindo em), em % de massa, C: 0,0050 % ou menos, Si: 2,0 % ou mais e 6,0 % ou menos, Mn: 1,0 % ou mais e 3,0 % ou menos, P: 0,20 % ou menos, S: 0,0050 % ou menos, N: 0,0050 % ou menos, Al: 0,0050 % ou menos, e um ou mais selecionados a partir do grupo consistindo em B: 0,0001 % ou mais e 0,0050 % ou menos, Nb: 0,0001 % ou mais e 0,0050 % ou menos, e V: 0,0005 % ou mais e 0,0500 % ou menos, com um equilíbrio consistin- do em Fe e impurezas inevitáveis, em que uma densidade do número de nitretos de Si-Mn com um diâmetro médio de 50 nm ou mais e 500 nm ou menos é de 1 ou menos por umº?.

[0025] 2. A chapa de aço elétrico não orientado de acordo com 1, em que a composição química ainda contém, em % em massa, um ou dois selecionados a partir do grupo consistindo em Sn: 0,01 % ou mais e 0,50 % ou menos e Sb: 0,01 % ou mais e 0,50 % ou menos.

[0026] 3. A chapa de aço elétrico não orientado de acordo com 1 ou 2, em que a composição química ainda contém, em % em massa, um ou mais selecionados a partir do grupo consistindo em Ca: 0,0001 % ou mais e 0,0300 % ou menos, Mg: 0,0001 % ou mais e 0,0300 % ou menos, e REM: 0,0001 % ou mais e 0,0300 % ou menos.

[0027] 4. A chapa de aço elétrico não orientado de acordo com qualquer um de 1 a 3, em que a composição química ainda contém, em % em massa, um ou dois selecionados a partir do grupo consistin- do em Ni: 0,01 % ou mais e 5,00 % ou menos e Co: 0,01 % ou mais e 5,00 % ou menos.

[0028] 5. Um método de produção da chapa de aço elétrico não orientado, o método compreendendo: uma placa de laminação a quen- te tendo a composição química de acordo com qualquer um de 1 a 4 para obter uma chapa laminada a quente; bobinar a chapa laminada a quente; laminar a frio a chapa laminada a quente uma ou duas vezes com recozimento intermediário sendo realizado entre elas, para obter uma chapa laminada a frio; e submeter a chapa laminada a frio ao re- cozimento final, em que a chapa laminada a quente depois da lamina- ção a quente é resfriada em uma taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC de 30 ºC/s ou mais, e depois disso o bobinamento é realizado em 650ºC ou menos.

[0029] 6. Um método de produção da chapa de aço elétrico não orientado, o método compreendendo: uma placa de laminação a quente tendo a composição química de acordo com qualquer um de 1 a 4 para obter uma chapa laminada a quente; bobinar a chapa laminada a quente; submeter a chapa laminada a quente ao recozimento da chapa laminada a quente; depois disso laminar a frio a chapa laminada a quente uma ou duas vezes com recozimento intermediário sendo realizado entre elas, para obter uma chapa laminada a frio; e submeter a chapa laminada a frio ao recozimento final, em que a chapa laminada a quente depois da laminação a quente é resfriada em uma taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC de 30ºC/s ou mais, e depois disso o bobinamento é realizado em 650 ºC ou menos, e a chapa laminada a quente depois do recozimento da chapa laminada a quente é resfriada em uma taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC de 30 ºC/s ou mais. (Efeito vantajoso)

[0030] É, portanto, possível prover uma chapa de aço elétrico não orientado que alcance baixa perda de ferro contendo grandes quanti- dades de Si e Mn, embora não contenha substancialmente nenhum Al.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0031] Nos desenhos anexos:

[0032] A FIG. 1 é um gráfico ilustrando a relação entre o teor de Mn e a perda de ferro W5/50;

[0033] A FIG. 2 é um gráfico ilustrando a relação entre o teor de

Mn e a densidade do número de nitretos de Si-Mn com um diâmetro médio de 50 nm ou mais e 500 nm ou menos;

[0034] A FIG. 3 é um gráfico ilustrando a relação entre a tempera- tura de bobinamento de uma chapa laminada a quente e a perda de ferro Wi15/50; €

[0035] A FIG. 4 é um gráfico ilustrando a relação entre a tempera- tura de bobinamento de uma chapa laminada a quente e a densidade do número de nitretos de Si-Mn com um diâmetro médio de 50 nm ou mais e 500 nm ou menos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0036] Uma composição química da chapa de aço elétrico não ori- entado de acordo com a presente descrição será descrita abaixo.

[0037] C: 0,0050 % ou menos

[0038] C causa envelhecimento magnético na chapa do produto, e, portanto, o teor de C é limitado a 0,0050 % ou menos. O teor de C é preferivelmente de 0,0040 % ou menos. Limitar o teor de C a menos do que 0,0005 % requer um custo de produção considerável. Conse- quentemente, o teor de C é preferivelmente de 0,0005 % ou mais em termos de custo.

[0039] Si: 2,0 % ou mais e 6,0 % ou menos

[0040] Si é um elemento eficaz no melhoramento da resistência específica do aço e na redução da perda de ferro. Si é, portanto, adici- onado intencionalmente em uma quantidade de 2,0 % ou mais. Adicio- nar excessivamente Si, no entanto, causa significativa fragilização e dificulta a laminação a frio. O limite superior é, portanto, de 6,0 %. O teor de Si é preferivelmente de 2,5 % ou mais e 4,0 % ou menos.

[0041] Mn: 1,0 % ou mais e 3,0 % ou menos

[0042] Mn é um elemento eficaz no melhoramento da resistência específica do aço e na redução da perda de ferro. Mn é, portanto, adi- cionado intencionalmente em uma quantidade de 1,0 % ou mais. Se o teor de Mn for maior do que 3,0 %, no entanto, a operacionalidade da laminação a frio diminui ou a densidade do fluxo magnético diminui. O limite superior é, portanto, de 3,0 %. O teor de Mn é preferivelmente de 1,0 % ou mais e 2,0 % ou menos. O teor de Mn é mais preferivelmen- te de 1,2% ou mais, e ainda mais preferivelmente de 1,4 % ou mais.

[0043] P: 0,20 % ou menos

[0044] P é um elemento que é excelente no fortalecimento de so- lução sólida e assim é eficaz no ajuste da dureza e aperfeiçoamento da trabalhabilidade. Se o teor de P for maior do que 0,20 %, nota-se a fragilização. O limite superior é, portanto, de 0,20 %. O teor de P é pre- ferivelmente de 0,050 % ou menos. Limitar o teor de P a menos do que 0,0005 % requer um custo de produção considerável. Consequente- mente, o teor de P é preferivelmente de 0,0005 % ou mais em termos de custo.

[0045] S: 0,0050 % ou menos

[0046] S é um elemento prejudicial que forma sulfetos e aumenta a perda de ferro. O limite superior é, portanto, de 0,0050 %. O teor de S é preferivelmente de 0,0040 % ou menos. Limitar o teor de S a menos do que 0,0001 % requer um custo de produção considerável. Conse- quentemente, o teor de S é preferivelmente de 0,0001 % ou mais em termos de custo.

[0047] N: 0,0050 % ou menos

[0048] N é um elemento prejudicial que forma nitretos de Si-Mn e aumenta a perda de ferro, conforme mencionado acima. O limite supe- rior é, portanto, de 0,0050 %. O teor de N é preferivelmente de 0,0030 % ou menos, e mais preferivelmente de 0,0015 % ou menos. Limitar o teor de N a menos do que 0,0001 % requer um custo de produção considerável. Consequentemente, o teor de N é preferivelmente de 0,0001 % ou mais em termos de custo.

[0049] Al: 0,0050 % ou menos

[0050] É desejável não adicionar substancialmente nenhum Al, em termos de reciclagem. Se Al estiver presente em uma quantidade mí- nima, Al forma AIN fino e impede o crescimento de grãos, prejudicando assim as propriedades magnéticas. O limite superior é, portanto, de 0,0050 %. O teor de Al é preferivelmente de 0,0030 % ou menos. À expressão “conter (ou adicionar) substancialmente nenhum Al” signifi- ca que Al está presente em uma faixa que permite inevitável mistura- ção, incluindo o caso onde o teor de Al é 0 %.

[0051] Sn, Sb: 0,01 % ou mais e 0,50 % ou menos

[0052] Sn e Sb são elementos que melhoram a textura e assim são eficazes no melhoramento da densidade do fluxo magnético. Cada um desses elementos não é eficaz, a não ser que o seu teor seja de 0,01 % ou mais. Se o teor for maior do que 0,50 %, o efeito é saturado. Consequentemente, o teor de Sn e o teor de Sb são cada de 0,01 % ou mais e 0,50 % ou menos. O teor de Sn e o teor de Sb são cada pre- ferivelmente de 0,03 % ou mais e 0,50 % ou menos.

[0053] Ca, Mg, REM: 0,0001 % ou mais e 0,0300 % ou menos

[0054] Ca, Mg e REM são elementos que reparam S e suprimem a precipitação dos sulfetos finos e assim são eficazes na redução da perda de ferro. Cada um desses elementos não é eficaz, a não ser que o seu teor seja de 0,0001 % ou mais. Se o teor for maior do que 0,0300 %, o efeito é saturado. Consequentemente, o teor de Ca, o teor de Mg e o teor de REM são cada de 0,0001 % ou mais e 0,0300 % ou menos. O teor de Ca, o teor de Mg e o teor de REM são cada pre- ferivelmente de 0,0020 % ou mais e 0,0300 % ou menos.

[0055] Ni, Co: 0,01 % ou mais e 5,00 % ou menos

[0056] Ni e Co são elementos eficazes no melhoramento da resis- tência específica do aço e reduzir a perda de ferro. Cada um desses elementos não é eficaz a menos que o seu teor seja de 0,01 % ou mais. Se o teor for maior do que 5,00 %, o custo da liga aumenta. Consequentemente, o teor de Ni e o teor de Co são cada de 0,01 % ou mais e 5,00 % ou menos. O teor de Ni e o teor de Co são cada preferi- velmente de 0,05 % ou mais e 5,00 % ou menos.

[0057] Um ou mais selecionados a partir do grupo consistindo em B, Nb: 0,0001 % ou mais e 0,0050 % ou menos e V: 0,0005 % ou mais e 0,0500 % ou menos

[0058] B, Nb e V são elementos que reparam N e suprimem a pre- cipitação de nitretos de Si-Mn finos e assim são eficazes na redução da perda de ferro. Para alcançar o efeito, o teor de B e o teor de Nb são cada de 0,0001 % ou mais, e o teor de V é de 0,0005 % ou mais. Se o teor de B ou o teor de Nb for maior do que 0,0050 % ou se o teor de V for maior do que 0,0500 %, o elemento não se dissolve durante aquecimento no recozimento final, e impede o crescimento de grãos. Consequentemente, o teor de B e o teor de Nb são cada de 0,0001 % ou mais e 0,0050 % ou menos, e o teor de V é de 0,0005 % ou mais e 0,0500 % ou menos. Preferivelmente, o teor de B e o teor de Nb são cada de 0,0010 % ou mais e 0,0040 % ou menos, e o teor de V é de 0,0010 % ou mais e 0,0200 % ou menos.

[0059] O equilíbrio, diferente dos componentes anteriores na cha- pa de aço elétrico não orientado de acordo com a presente descrição consiste de Fe e impurezas inevitáveis. A chapa de aço elétrico não orientado de acordo com a presente descrição pode conter outros componentes em uma faixa que não impede os efeitos de acordo com a presente descrição.

[0060] Na presente descrição, é importante limitar a densidade do número de nitretos de Si-Mn com um diâmetro médio de 50 nm ou mais e 500 nm ou menos na chapa de aço, que é um tamanho que significativamente influencia o deslocamento da parede de domínio, em 1 ou menos por um?, conforme mencionado acima. Se a densidade do número for maior do que 1 por um3, a perda de ferro da chapa re- cozida final não é reduzida de forma suficiente. A densidade do núme- ro é preferivelmente de 0,8 ou menos por um?, e mais preferivelmente de 0,7 ou menos por um?. A densidade do número pode ser O por um?.

[0061] Os nitretos de Si-Mn são observados com um MET usando um método de extração de réplica, conforme mencionado acima. À medição é realizada para campos de observação nos quais os diâme- tros e números de nitretos de Si-Mn são equilibrados. Especificamen- te, a observação é preferivelmente realizada para campos de observa- ção dentro de uma faixa de 1000 um? em 10000 ou mais. Os nitretos de Si-Mn de 50 nm ou mais e 500 nm ou menos em diâmetro, que sig- nificativamente influenciam o deslocamento da parede de domínio, são observados. Para cada nitreto de Si-Mn não isotrópico no formato, um valor obtido pela divisão da soma do comprimento de maior eixo e do comprimento de menor eixo do nitreto de Si-Mn por 2 é considerada ser o diâmetro do nitreto de Si-Mn. A densidade do número de nitretos de Si-Mn é calculada na suposição de que a carga elétrica total con- duzida na superfície da amostra em uma etapa de eletrólise em um processo de produção de réplica seja consumida para eletrólise em íons divalentes de Fe e todos os precipitados que ficam como sobras na eletrólise são capturados em uma réplica. Em nossa típica produ- ção de réplica, a eletrólise é realizada com uma carga elétrica de 3 C/cm? em área de superfície de amostra, e consequentemente os pre- cipitados dentro de uma espessura de cerca de 1,1 um a partir da su- perfície da amostra são observados na réplica.

[0062] Um método de produção da chapa de aço elétrico não ori- entado de acordo com a presente descrição será descrito abaixo.

[0063] A chapa de aço elétrico não orientado de acordo com a pre-

sente descrição pode ser produzida por um método de produção de chapa de aço elétrico não orientado conhecido, à medida que o mate- rial de aço usado na produção tenha a composição química descrita acima e as condições de resfriamento depois da laminação a quente e a temperatura de bobinamento estejam dentro da faixa prescrita. Um exemplo de um método que pode ser usado envolve obter, através da siderurgia, aço ajustado à determinada composição química descrita acima através de um processo de refinamento usando um conversor, um forno de aquecimento elétrico e similar, submeter o aço ao refina- mento secundário em uma linha de desgaseificação e similar, continu- amente fundindo o aço para formar uma placa de aço, posteriormente submetendo a placa de aço à laminação a quente e opcionalmente ao recozimento da chapa laminada a quente, depois disso submetendo a chapa laminada a quente à decapagem, laminação a frio e recozimen- to final, e ainda submetendo a chapa laminada a frio ao recozimento para alívio da tensão.

[0064] A espessura da chapa laminada a quente obtida como um resultado da laminação a quente é preferivelmente de 1,0 mm a 5,0 mm. Se a espessura da chapa laminada a quente for menor do que 1,0 mm, os problemas de laminação na laminação a quente aumen- tam. Se a espessura da chapa laminada a quente for maior do que 5,0 mm, a razão de redução da laminação a frio na etapa subsequente é excessivamente alta, o que causa degradação da textura.

[0065] É importante que a taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC no resfriamento depois da laminação a quente seja de 30ºC/s ou mais. Se a taxa de resfriamento médio for menor do que 30ºC/s, muitos nitretos de Si-Mn precipitam durante o resfriamento depois da laminação a quente, causando um aumento na perda de ferro. A taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC é preferivelmente de 300ºC/s ou menos, em termos de supressão da deformação devido à tensão de resfriamento.

[0066] A taxa de resfriamento médio depois da laminação a quente pode ser aumentada, por exemplo, por um método de pulverização de um refrigerante de uma temperatura de água de 30ºC ou menos na cha- pa de aço em uma mesa de execução depois da laminação a quente. Para aumentar adicionalmente a taxa de resfriamento, é preferível que bocais que difiram na direção da pulverização do refrigerante sejam al- ternadamente dispostos na direção transversa da chapa laminada a quente de modo a não formar uma película de água na chapa de aço.

[0067] A chapa laminada a quente na qual o resfriamento foi reali- zado é então bobinada. A temperatura de bobinamento precisa ser de 650ºC ou menos. A temperatura de bobinamento é mais preferivel- mente de 600ºC ou menos, e ainda preferivelmente de 550ºC ou me- nos. Isto é porque a precipitação de nitretos de Si-Mn diminui com uma diminuição na temperatura de bobinamento, e a precipitação é dificil- mente reconhecida quando a temperatura de bobinamento é de 550ºC ou menos. Se a temperatura de bobinamento for menor do que 300ºC, a quantidade de nitretos precipitados não é modificada, e a ca- pacidade da unidade de fabricação é excessiva. Consequentemente, a temperatura de bobinamento é preferivelmente de 300ºC ou mais.

[0068] A chapa laminada a quente pode ser opcionalmente subme- tida ao recozimento da chapa laminada a quente. No entanto, os efei- tos de acordo com a presente descrição são mais proeminentes no caso onde a chapa laminada a quente não é submetida ao recozimen- to da chapa laminada a quente, porque o recozimento da chapa lami- nada a quente facilita a precipitação de nitretos de Si-Mn em um pro- cesso de resfriamento depois do recozimento da chapa laminada a quente. No caso da realização do recozimento da chapa laminada a quente, a temperatura de imersão está preferivelmente em uma faixa de 900ºC a 1200ºC. Se a temperatura de imersão for menor do que

900ºC, o efeito do recozimento da chapa laminada a quente é insufici- ente, e as propriedades magnéticas não podem ser melhoradas. Se a temperatura de imersão for maior do que 1200ºC, não há somente uma desvantagem de custo, mas também os defeitos de superfície são causados em escala. Depois do recozimento da chapa laminada a quente, o resfriamento é realizado em uma taxa de resfriamento de 800ºC a 650ºC de 30ºC/s ou mais conforme mencionado acima, de modo a suprimir a precipitação de nitretos de Si-Mn.

[0069] A laminação a frio da chapa laminada a quente ou a chapa laminada a quente ou recozida é preferivelmente realizada uma vez ou duas vezes ou mais com o recozimento intermediário sendo realizado entre elas. Em particular, é preferível realizar, como a laminação a frio final, laminação a morno em uma temperatura de chapa de cerca de 200ºC a menos que não seja problemático em termos de unidade de fa- bricação, restrições de produção ou custo, já que a referida laminação a morno é eficaz no melhoramento da densidade de fluxo magnético.

[0070] A espessura da chapa (espessura da chapa final) da chapa laminada a frio está preferivelmente em uma faixa de 0,1 mm a 0,5 mm. Se a espessura da chapa for menor do que 0,1 mm, a produtivi- dade diminui. Se a espessura da chapa for maior do que 0,5 mm, o efeito da redução da perda de ferro é baixo.

[0071] No recozimento final realizado na chapa laminada a frio tendo a espessura da chapa final, a chapa laminada a frio é imersa em uma temperatura de 700ºC a 1200ºC por 1 s a 300 s em um forno de recozimento contínuo. Se a temperatura de imersão for menor do que 700ºC, a recristalização é insuficiente, e as propriedades magnéticas favoráveis não podem ser alcançadas. Além disso, o efeito do ajuste do formato da chapa em recozimento contínuo é insuficiente. Se a temperatura de imersão for maior do que 1200ºC, os grãos de cristal aumentam e a dureza diminui. Se o tempo de imersão for menor do que 1 s, o controle do tamanho de grão é difícil. Se o tempo de imer- são for maior do que 300 s, a produtividade diminui.

[0072] Um revestimento de insulação é preferivelmente aplicado na superfície da chapa de aço da chapa de aço depois do recozimento final, de modo a aumentar a resistência interlaminar e reduzir a perda de ferro. Em particular, para assegurar favorável trabalhabilidade, é desejável usar um revestimento de insulação semiorgânico contendo resina.

[0073] A chapa de aço elétrico não orientado à qual o revestimento de insulação foi aplicado pode ou não ser submetida ao recozimento para alívio da tensão pelo usuário, antes do uso. O recozimento para alívio da tensão é tipicamente realizado sob as condições de aproxi- madamente 750ºC e 2 h.

EXEMPLOS (Exemplo 1)

[0074] Em um processo de refinamento de conversor e tratamento de desgaseificação a vácuo, aços de No. 1 a No. 73 tendo as compo- sições químicas listadas na Tabela 1 foram cada um obtidos através da siderurgia, e continuamente fundidos em uma placa. A placa foi en- tão aquecida em 1140ºC por 1 h e laminada a quente até uma espes- sura de chapa de 2,0 mm, e submetida ao resfriamento e tratamento de bobinamento depois da laminação a quente sob as condições lista- das na Tabela 2. Em seguida, a chapa laminada a quente foi submeti- da ao recozimento da chapa laminada a quente em 1000ºC por 30 s, e então decapada e laminada a frio até uma espessura de chapa de 0,25 mm. A taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC depois do recozimento da chapa laminada a quente era de 32ºC/s. A chapa la- minada a frio foi então submetida ao recozimento final em 1000ºC por s em uma atmosfera de 20 % vol H2-80 % vol N,, e um revestimen- to de insulação foi aplicado à placa de aço resultante para obter a chapa de aço elétrico não orientado. Finalmente, usando partes do teste Epstein de 30 mm x 280 mm, a perda de ferro W5/50 foi avaliada com um dispositivo de Epstein de 25 cm, e adicionalmente a densida- de do número de nitretos de Si-Mn na chapa recozida final foi medida com um MET usando um método de extração de réplica. Os resulta- dos são listados na Tabela 2. Aqui, a densidade do número de nitretos de Si-Mn foi calculada a partir do número de nitretos de Si-Mn presen- tes em observação para campos de observação dentro de uma faixa de 1000 um? em 10000.

[0075] Conforme pode ser compreendido a partir da Tabela 2, ao controlar a composição química do material de aço e as condições do tratamento de bobinamento dentro da faixa de acordo com a presente descrição, a chapa de aço elétrico não orientado tendo excelente pro- priedade de perda de ferro pode ser facilmente obtida. Tabela 1 (2% em massa)

Tb eoinação)

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(Exemplo 2)

[0076] As placas de No. 1 a No. 73 na Tabela 1 produzidas no pro- cesso de refinamento de conversor- tratamento de desgaseificação a vácuo foram cada uma tratadas da mesma forma que no exemplo 1, exceto que o recozimento da chapa laminada a quente foi omitido, pa- ra obter a chapa de aço elétrico não orientado. Finalmente, usando partes de teste Epstein de 30 mm x 280 mm, a perda de ferro W 5/50 foi avaliada com um dispositivo Epstein de 25 cm, e adicionalmente a densidade do número de nitretos de Si-Mn na chapa recozida final fpo medida com um MET usão o mesmo método de extração de réplica que no exemplo 1. Os resultados são listados na Tabela 3.

[0077] Conforme compreendido a partir da Tabela 3, ao controlar a composição química do material de aço e as condições do tratamento de bobinamento dentro da faixa de acordo com a presente descrição, a chapa de aço elétrico não orientado tendo excelente propriedade de perda de ferro pode ser facilmente obtida. Tabela 3 1 Densidade do núme- condição ro de nitretos de Si- o Bso (T) Observações ' Mn (por um?) 9 1 1 | os [216| 168 Exemplo comparativo 1,681 | 4 | oe [218| 166 1,631 | 6 | os [195|16% Exemplo comparativo (ra- 7 nã ; chadura na laminação a frio) | ss | o6& [241|1685| Exemplocomparatvo | e | o [229| 16% 1,660 Pon | oe [217 /162| Exmo — | 1,632 | — Exemplo comparativo Exemplo comparativo

Condiçã Densidade do núme- w o ro de nitretos de Si- (Wko) Bso (T) Observações ' Mn (por um?) 9 1,674 1,678 1,675 1,672 | — Exemplo comparativo 1,681 1,680 1,672 | — Exemplo comparativo

1.682 1,681 Exemplo comparativo (ra- 24 e ; chadura na laminação a frio) Tr. Tabela 3 (continuação 1) Condicã Densidade do núme- Ww Oneição | ro de nitretos de Si- F155o Bso (T) Observações No. 3 (W/kg) Mn (por um?) | 28 | o6w | 228 | 168 1,662 | Exemplo comparativo 1,682 | 29 | oo | 229 | 168 1,662 1,682 L 3 | o | 281 | 1652 | Exemplocomparativo | 33 | 06 | 221 | 1687 [34 | ow | 222 | 1687 1,702 1,705 1,701 1,701 1,692 | Exemplo comparativo [| 40 | 06 | 226 | 1703 1,680 1,682 1,681 1,679 | Exemplo comparativo 1,682 1,683 1,682 1,671 [49 | o | 211 | 1680 1,681

Tabela 3 (continuação 2) Condição Densidade do núme- Wiso . No ro de nitretos de Si- (WIk: Bso (T) Observações : 3 9) Mn (por um?) [6 | “os | 211 | 164 | Exemplo | | 6 | 033 | 261 | 1,663 | Exemplocomparativo | | 6 | os | 217 | 165 | Exemplo | | 68 | o4 | 212 | 168| Exmpo |

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Chapa de aço elétrico não orientado, caracterizada pelo fato de que compreende uma composição química contendo, % em massa, C: 0,0050 % ou menos, Si: 2,0 % ou mais e 6,0 % ou menos, Mn: 1,0 % ou mais e 3,0 % ou menos, P: 0,20 % ou menos, S: 0,0050 % ou menos, N: 0,0050 % ou menos, Al: 0,0050 % ou menos, e um ou mais selecionado a partir do grupo consistindo em B: 0,0001 % ou mais e 0,0050 % ou menos, Nb: 0,0001 % ou mais e 0,0050 % ou menos, e V: 0,0005 % ou mais e 0,0500 % ou menos, com um equilíbrio consistindo em Fe e impurezas inevitá- veis, em que uma densidade do número de nitretos de Si-Mn com um diâmetro médio de 50 nm ou mais e 500 nm ou menos é de 1 ou menos por umº?.

2. Chapa de aço elétrico não orientado de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a composição química ainda contém, % em massa, um ou dois selecionados a partir do grupo consistindo em Sn: 0,01 % ou mais e 0,50 % ou menos e Sb: 0,01 % ou mais e 0,50 % ou menos.

3. Chapa de aço elétrico não orientado de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a composição química ainda contém, % em massa, um ou mais selecionados a partir do grupo consistindo em Ca: 0,0001 % ou mais e 0,0300 % ou menos, Mg: 0,0001 % ou mais e 0,0300 % ou menos, e REM: 0,0001 % ou mais e 0,0300 % ou menos.

4. Chapa de aço elétrico não orientado de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a composição química ainda contém, % em massa, um ou dois seleci- onados a partir do grupo consistindo em Ni: 0,01 % ou mais e 5,00 % ou menos e Co: 0,01 % ou mais e 5,00 % ou menos.

5. Método de produção da chapa de aço elétrico não orien- tado, caracterizado por compreender: uma placa de laminação a quente tendo a composição química como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, pa- ra obter uma chapa laminada a quente; bobinar a chapa laminada a quente; laminar a frio a chapa laminada a quente uma ou duas ve- zes com recozimento intermediário sendo realizado entre elas, para obter uma chapa laminada a frio; e submeter a chapa laminada a frio ao recozimento final, em que a chapa laminada a quente depois da laminação a quente é resfri- ada em uma taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC de 30ºC/s ou mais, e depois disso o bobinamento é realizado em 650ºC ou me- nos.

6. Método de produção da chapa de aço elétrico não orien- tado, caracterizado por compreender: uma placa de laminação a quente tendo a composição química como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4 para obter uma chapa laminada a quente; bobinar a chapa laminada a quente; submeter a chapa laminada a quente ao recozimento da chapa laminada a quente; depois disso laminar a frio a chapa laminada a quente uma ou duas vezes com recozimento intermediário sendo realizado entre elas, para obter uma chapa laminada a frio; e submeter a chapa laminada a frio ao recozimento final, em que a chapa laminada a quente depois da laminação a quente é resfri- ada em uma taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC de 30ºC/s ou mais, e depois disso o bobinamento é realizado em 650 ºC ou me- nos, e a chapa laminada a quente depois do recozimento da cha- pa laminada a quente é resfriada em uma taxa de resfriamento médio de 800ºC a 650ºC de 30ºC/s ou mais.