BRPI0807565B1 - Method of termomechanical formating of a final product with very high resistance and a product produced through the same - Google Patents

Description

Relatório Descrito da Patente de Invenção para "MÉTODO DE CONFORMAÇÃO TERMOMECÂNICA DE UM PRODUTO FINAL COM RESISTÊNCIA MUITO ALTA E UM PRODUTO PRODUZIDO ATRAVÉS DO MESMO".

[001] A invenção refere-se a um método de conformação termo-mecânica de um produto final com resistência muito alta e um produto produzido através do mesmo.

[002] Em muitas das soluções de aço de alta resistência conhecidas, o aumento da resistência é acompanhado de uma diminuição na capacidade de conformação. Aços, tais como aços-TRIP, aços com fase dupla e até aços-TWIP, buscam aumentar a resistência do aço através de uma combinação cuidadosamente sintonizada de composição química e processamento. Muitos desses aços têm problemas com a soldabilidade. A composição química dos aços pode ser tal que a soldabilidade é prejudicada ou a soldagem pode destruir a microes-trutura cuidadosamente produzida como um resultado da entrada de calor durante soldagem. Isso significa que uma parte produzida, a qual é soldada à outra parte, pode ser forte em geral, mas fraca no local das soldas. Além disso, os aços antes mencionados sofrem todos de efeito mola após conformação e progressivamente, portanto, com aumento do limite de escoamento.

[003] Separando as propriedades de formação e aquelas requeridas para uso, pelo menos alguns desses problemas podem ser superados. As características requeridas para uso são obtidas através de um tratamento de conformação termomecânica de uma parte do aço. Por tratamento de conformação termomecânica entende-se um tratamento no qual conformação e tratamento térmico são integrados através de uma operação de conformação, seguido por um tratamento térmico, ou através de uma operação de conformação durante um tratamento térmico. Revestimento da parte para proteção de corrosão é usualmente realizado sobre as partes finais, o que requer uma limpeza cuidadosa das superfícies e quaisquer porções ocas. Além disso, o tratamento termomecânico deve ser realizado sob uma atmosfera controlada de forma a prevenir qualquer descarbonização e/ou oxidação do metal na chapa. Chapas de aço que não têm qualquer pré-revestimento requerem um pós-tratamento da superfície, tal como de-capagem e/ou revestimento. Se o revestimento é aplicado sobre a parte final, as superfícies e áreas ocas da parte têm de ser cuidadosamente limpas. A referida limpeza pode requerer o uso de ácidos ou bases, cuja reciclagem e armazenamento exigem custos financeiros significativos e riscos para os operadores e o ambiente. Pós-revestimento de chapas com propriedades mecânicas muito altas também pode causar fratura induzida por hidrogênio em eletrogalvaniza-ção ou alteração nas propriedades mecânicas dos aços em galvanização no banho de partes previamente formadas.

[004] Por essa razão, aços pré-revestidos adequados para um tratamento de conformação termomecânica têm sido propostos. O problema com esses aços revestidos é que a adesão do revestimento ao substrato de aço é insuficiente e descarna antes, durante e após o tratamento de conformação termomecânica. Outro problema com um revestimento de liga de zinco depositado sobre uma superfície metálica foi considerado, até agora, como provável de fundir, fluir e incrustar as ferramentas de formação a quente durante o tratamento térmico em temperaturas acima da temperatura de fusão do zinco. Isso significaria que provavelmente a qualidade do produto conformado é deteriorada, quanto à forma e qualidade de superfície, durante o curso de uma produção em série ou que as ferramentas de formação têm de ser limpas frequentemente para prevenir essa deterioração. Além disso, no processo de formação a quente, desenvolvimento de carbono pode danificar as ferramentas de formação em virtude de sua abrasividade, a qual diminui a qualidade dimensional e estética das partes produzidas ou requer reparos frequentes e caros da ferramenta.

[005] O objetivo da presente invenção é proporcionar um método para a produção de uma chapa ou fita de aço pré-revestida laminada a quente ou a frio de uma espessura desejada tendo excelente capacidade de formação e a qual, após tratamento de conformação termo-mecânica realizado sobre a chapa ou fita final, torna possível obter um limite de escoamento acima de 1000 MPa, uma resistência substancial a choques, fadiga, abrasão e desgaste, ao mesmo tempo em que retém uma boa resistência à corrosão, bem como uma boa capacidade para pintura, colagem e fosfatação, em que o revestimento mostra excelente aderência ao substrato de aço e propriedades de cobertura do substrato antes de, durante e após o tratamento de conformação ter-momecânica, desse modo, conferindo excelente proteção contra corrosão todo tempo.

[006] É também um objetivo da invenção proporcionar um aço revestido, conforme descrito aqui acima, o qual permite realizar a parte mecânica do tratamento termomecânico em temperaturas elevadas, seguido por endurecimento na ferramenta de formação, em que o revestimento mostra excelente aderência e propriedades de cobertura antes de, durante e após o tratamento termomecânico.

[007] Um ou mais desses objetivos são atingidos proporcionando um método de conformação termomecânica de um produto final com uma resistência muito alta compreendendo as etapas de: - fornecimento de uma chapa ou fita de aço revestida laminada a quente e/ou laminada a frio compreendendo (todos os percentuais em % em peso): • 0,04% < carbono < 0,5% • 0,5% < manganês < 3,5% • silício < 1,0% • 0,01% < cromo < 1% • titânio < 0,2% • alumínio < 2,0% • fósforo <0,1% • nitrogênio < 0,015% N • enxofre < 0,05% • boro < 0,015% • impurezas inevitáveis, • restante de ferro, • o aço sendo revestido com uma camada de revestimento de liga de zinco, em que a liga de zinco consiste em 0,3 - 4,0% de Mg e 0,05 - 6,0% de Al; opcionalmente no máximo 0,2% de um ou mais elementos adicionais; impurezas inevitáveis; o restante sendo zinco; - corte da chapa de aço para obter uma chapa de aço gera-triz; - conformação termomecânica da chapa de aço geratriz a um produto final com suas propriedades finais.

[008] De preferência, o teor de titânio é maior do que a quantidade requerida para ligação estequiometricamente ao nitrogênio, de modo que Ti > 3,4N. Se todo nitrogênio é preso ao titânio, o nitrogênio não pode mais reagir com o boro. O nível mínimo de alumínio de 0,05% pode ser usado, na medida em que ele não é importante para prevenir todas as reações entre o Fe e Zn. Sem qualquer alumínio, ligas sólidas espessas de Fe-Zn crescem sobre a superfície do aço e a espessura de revestimento não pode ser regulada uniformemente através de purgação com um gás. Um teor de alumínio de 0,05% é o bastante para prevenir formação problemática de liga de Fe-Zn. De preferência, o teor mínimo de alumínio na camada de revestimento de liga de zinco é de pelo menos 0,3%. Boro é necessário principalmente para suprimir a formação de ferrita, de modo a permitir formação de martensita em menores taxas de resfriamento críticas, desse modo limitando o risco de deformação dos produtos formados durante resfriamento. Se o boro reage com o nitrogênio, o BN resultante não é mais eficaz. De preferência, a quantidade de titânio é configurada ao teor de nitrogênio, de modo a não adicionar muito titânio, porque ele é um elemento de formação de liga caro. Além disso, o titânio em excesso pode reagir com o carbono para formar partículas de carbureto de titânio e essas partículas duras podem danificar as ferramentas de formação ou causar desgaste excessivo das mesmas. De preferência, o teor máximo de titânio é, portanto, limitado a Ti - 3,4N < 0,05% mas, mais preferivelmente, para Ti - 3,4N < 0,02%. De preferência, a quantidade total de elementos adicionais na liga de zinco é, no máximo, de 0,2%. Cromo, manganês e carbono são adicionados, na composição do aço de acordo com a invenção, por seu efeito de capacidade de endurecimento. Além disso, o carbono torna possível obter altas características mecânicas graças a seu efeito sobre a dureza da martensita. Alumínio é introduzido na composição de forma a encerrar o oxigênio e proteger a eficácia do boro. Também acredita-se que o alumínio impeça o crescimento de grão de austenita. O aço na chapa pode sofrer um tratamento para globularização de sulfetos realizado com cálcio, o qual tem o efeito de melhorar a resistência à fadiga da chapa. Fósforo é, de preferência, < 0,05%.

[009] O revestimento de liga de zinco pode ser aplicado em uma tubulação de galvanização por imersão a quente e pode ser combinado com uma etapa de recristalização ou têmpera de recuperação contínua. Em uma modalidade da invenção, a operação de conformação termomecânica é uma operação de formação por pressão.

[0010] A fita de chapa revestida de acordo com a invenção proporciona excelentes propriedades de corrosão. Além disso, a camada de revestimento de liga de zinco contendo magnésio fornece lubrificação durante a etapa de conformação termomecânica e a adesão da camada de revestimento antes, durante e após o tratamento de conformação termomecânica é boa. Além disso, os elementos da camada de revestimento de liga de zinco se difundem no substrato da chapa durante a exposição prolongada ao calor quando o material de aço revestido foi aquecido antes de formação a quente, desse modo resultando em um revestimento por difusão, enquanto que o magnésio e alumínio são oxidados. Esse revestimento por difusão já fornece ao substrato de aço proteção de corrosão, ao mesmo tempo em que acredita-se que ele promova a adesão da camada de revestimento de liga de zinco ao substrato de aço. A espessura da camada de difusão de Zn deverá ser escolhida de modo que a proteção ativa de corrosão após as etapas de formação e resfriamento seja obtida.

[0011] Acredita-se, em geral, que camadas de zinco contendo Mg sejam mais duras do que camadas de zinco não contendo Mg. A despeito do fato de que isso geralmente significa que as camadas são mais frágeis, os inventores descobriram que a adesão da camada de revestimento de liga de zinco era tão melhor que, mesmo durante a alta pressão de contato durante conformação, a camada de revestimento de liga de zinco não sucumbe à pressão e permanece no lugar para proteger o produto contra corrosão durante e após conformação. Isso pode ser porque acredita-se que a adição de Mg é benéfica na promoção de lubrificação entre a chapa revestida e as ferramentas de conformação (quentes). Os inventores acreditam que a formação de óxido de Mg sobre a camada de zinco protege contra evaporação do zinco. Evaporação reduzida de zinco é também benéfica na área da saída da câmara de combustão durante galvanização por imersão a quente. A saída da câmara de combustão é o local onde a fita entra no banho de zinco. Normalmente, o zinco evapora e forma pó em áreas mais frias (zinco e óxido de zinco) que pode cair sobre a fita e a super- fície do banho de zinco na saída da câmara de combustão. Isso pode levar a defeitos no revestimento de zinco. O óxido de Mg sobre a superfície do banho limita a evaporação do zinco nessa área e, assim, diminui a chance de defeitos no revestimento de zinco. Por fim, a capacidade de fosfatação do aço é melhorada como um resultado da adição de Mg.

[0012] Em virtude da formação de Fe2AI5, a camada de revestimento sempre contém algum ferro, mesmo embora o banho a partir do qual a camada de revestimento foi depositada não contenha ferro como um elemento adicional conforme definido acima. O ferro constitui uma impureza inevitável em virtude do fato de que um substrato de aço é usado. O ferro não é um elemento adicional e deverá, de preferência, não exceder a 1,5% ou, mais preferivelmente, 1,0%. Em uma modalidade da invenção, o teor de ferro na camada de revestimento está limitado a abaixo de 0,6%, de preferência abaixo de 0,4%. Ainda mais preferivelmente, a quantidade está limitada a abaixo de 0,2%.

[0013] Os inventores descobriram que os aços de acordo com a invenção proporcionam uma excelente capacidade de umedecimento do substrato para a camada de revestimento de liga de zinco de acordo com a invenção, excelente adesão durante o tratamento de conformação termomecânica, rápida formação de uma camada intermetá-lica de ferro-zinco quando submetido à alta temperatura, excelente fechamento de fratura de quaisquer fraturas formadas no revestimento durante formação, boa resistência contra abrasão durante formação e proporcionam boa resistência à corrosão antes de, durante e após a operação termomecânica, incluindo proteção das bordas da parte em virtude do comportamento galvânico do zinco com aço. Assim, uma combinação de substrato de aço tendo as propriedades mecânicas desejadas com excelente proteção contra corrosão é obtida. O teor de alumínio está limitado em 6% porque, acima de 6%, a capacidade de umedecimento é prejudicada.

[0014] Um elemento adicional que poderia ser adicionado em uma pequena quantidade, de menos de 0,2% em peso, poderia ser Pb ou Sb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni, Zr ou Bi. Pb, Sn, Bi e Sb são usualmente adicionados para formar decorações. Essas pequenas quantidades de um elemento adicional não alteram as propriedades do revestimento nem o banho em qualquer extensão significativa para as aplicações usuais. De preferência, quando um ou mais elementos adicionais estão presentes no revestimento de liga de zinco, cada um está presente em uma quantidade < 0,02% em peso, de preferência cada um está presente em uma quantidade < 0,01% em peso. Isso é porque elementos adicionais não alteram a resistência à corrosão até um grau significativo, quando comparado com a adição de magnésio e alumínio e elementos adicionais tornam a fita de aço revestida mais cara. Elementos extras são adicionados apenas para prevenir a formação de dejetos no banho com a liga de zinco fundida para a galvanização por imersão a quente ou para formar decorações na camada de revestimento. Os elementos adicionais são, assim, mantidos tão baixo quanto possível. A quantidade de liga de zinco sobre um lado da fita de aço deverá estar entre 25 e 600 g/m2. Isso corresponde a uma espessura de entre cerca de 4 e 95 μίτι. De preferência, a espessura está entre 4 e 20 μίτι (50-140 g/m2) porque revestimentos mais espessos não são necessários para a maioria das aplicações. A camada de revestimento de liga de zinco de acordo com a invenção melhora a proteção contra corrosão em uma espessura de no máximo 12 μηι. Uma camada de revestimento mais fina é benéfica para soldagem de duas chapas de aço juntas com a camada de revestimento de acordo com a invenção, por exemplo, através de soldagem a laser. Em uma modalidade preferida, a camada de revestimento de liga de zinco tem uma espessura de 3 - 10 μίτι, essa sendo uma faixa de espessura preferida para apli- cações automotivas. De acordo com uma outra modalidade preferida, a camada de revestimento de liga de zinco tem uma espessura de 3-8 μίτι ou mesmo 7 μίτι. Essa espessura é preferida quando soldas a laser aperfeiçoadas, as quais são produzidas sem um espaçador, são de importância.

[0015] Em uma modalidade da invenção, o aço revestido compreende a seguinte composição (todos os percentuais em % em peso): - 0,15% < carbono < 0,5% - 0,5% < manganês < 3% - 0,1% < silício < 0,5% - 0,01% < cromo < 1% - titânio < 0,2% - alumínio < 0,1% - fósforo <0,1% - nitrogênio < 0,01% N - enxofre < 0,05% - 0,0005% < boro < 0,015% - impurezas inevitáveis, - restante de ferro.

[0016] Em uma modalidade da invenção, o substrato de aço consiste apenas em elementos de formação de liga que são expressamente reivindicados. Outros elementos, tais como oxigênio ou elementos de terras raros, podem estar presentes apenas como impurezas inevitáveis e o equilíbrio é ferro.

[0017] De forma a melhorar adicionalmente a qualidade do revestimento de liga de zinco, um recozimento, após a etapa de revestimento com liga de zinco e antes da etapa de resfriamento para a temperatura ambiente, pode ser usada. Um recozimento pode compreender o aquecimento da fita, por exemplo, durante 20 a 40 segundos a 470 a 550 'C, imediatamente após a imersão a quente, de m odo a obter um teor de ferro no revestimento de liga de zinco de até 15%, de preferência entre 7 e 13%, por exemplo, cerca de 10%.

[0018] Em uma modalidade da invenção, a conformação termo-mecânica compreende conformação da chapa de aço geratriz em um produto em temperatura ambiente, sujeitando do referido produto a um tratamento térmico através de aquecimento do produto para acima de Ac1 de modo a austenitizar pelo menos parcialmente o produto, seguido por rápido resfriamento do produto de modo a obter o produto final com suas propriedades finais. O resfriamento rápido é, de preferência, realizado enquanto o produto está restrito, por exemplo, nas ferramentas de formação ou ferramentas de aquecimento, para evitar que defeitos de formato ou empenamento ocorra durante o resfriamento. Opcionalmente, qualquer material em excessivo é aparado após formação do produto e antes de tratamento térmico. Alternativa ou adicionalmente, aparo do produto final, isto é, após o tratamento térmico, pode ser realizado, por exemplo, através de corte a laser. O aparo também pode ser realizado enquanto o produto está sendo tratado termicamente ou esfriado.

[0019] Essa modalidade proporciona a situação em que o tratamento mecânico é distinto do tratamento térmico, isto é, a etapa de conformação é realizada em temperatura ambiente e o tratamento térmico é realizado após a etapa de conformação para proporcionar ao produto final suas propriedades. A chapa de aço é cortada para obter uma chapa de aço geratriz, a chapa de aço geratriz é conformada para obter o produto, a parte assim obtida é, então, aquecida para uma temperatura acima de Ac1, de modo a austenitizar pelo menos parcialmente a chapa de aço geratriz e esfriada rapidamente, de preferência em uma taxa de resfriamento maior do que a taxa de resfriamento crítica e, de preferência, na prensa, para conferir ao produto altas propriedades mecânicas.

[0020] Essa modalidade também se refere a um processo para a produção de um produto começando a partir da chapa revestida no qual, após conformação, o revestimento do produto é submetido a um aumento na temperatura em uma velocidade acima de õlC/s, o qual pode exceder a ΘΟΟΌ/β. Em outra modalidade da inve nção, a conformação termomecânica compreende aquecimento da chapa de aço ge-ratriz para uma temperatura acima de Ac1, tal como para uma temperatura acima de 750 O, de modo a austenitizar pelo menos parcialmente a chapa de aço geratriz, conformação da chapa de aço geratriz em um produto em temperatura elevada e resfriamento rápido do produto de modo a obter o produto final com suas propriedades finais.

[0021] Nessa modalidade, a chapa de aço é cortada para obter uma chapa de aço geratriz, a chapa de aço é aquecida para uma temperatura acima de Ac1, de modo a austenitizar pelo menos parcialmente a chapa de aço geratriz, a chapa de aço geratriz é conformada para obter o produto, a parte assim obtida é, então, resfriada rapidamente, de preferência em uma taxa maior do que a taxa de resfriamento crítica, para conferir à mesma altas propriedades mecânicas. Aparo de material em excesso e resfriamento do produto são conforme descrito acima. Em uma modalidade preferida, a operação de aparo é integrada com a operação de formação pelo fato de que meios para aparo são fornecidos nas ferramentas de formação, de modo a aparar o produto imediatamente após formação do produto na prensa.

[0022] Em ainda outra modalidade da invenção, a conformação termomecânica compreende conformação da chapa de aço geratriz em um produto precursor em temperatura ambiente, sujeição do referido produto precursor a um tratamento térmico através de aquecimento do mesmo para acima de Ac1, de modo a austenitizar pelo menos parcialmente o produto precursor, conformação do produto precursor em um produto em temperatura elevada e resfriamento rápido do pro- duto de modo a obter o produto final com suas propriedades finais. Dessa forma, graus significativa mente maiores de deformação podem ser obtidos porque a tensão da deformação do precursor será aliviada substancialmente ou mesmo completamente antes da segunda deformação em temperatura ambiente. Em uma modalidade preferida, a operação de aparo é integrada com a operação de formação pelo fato de que meios de aparo são fornecidos nas ferramentas de formação, de modo a aparar o produto imediatamente após formação do produto na prensa.

[0023] Assim, o aço de acordo com a invenção é usado em um de três tipos de operações de conformação termomecânica começando a partir de uma chapa de aço geratriz produzida a partir de uma fita ou chapa: A) conformação da chapa de aço geratriz em um produto, sujeição do referido produto a um tratamento térmico através de aquecimento do mesmo para acima de Ac1 de modo a austenítizar o mesmo pelo menos parcialmente, seguido por resfriamento rápido, de modo a obter o produto final com suas propriedades finais: itso é, algumas vezes, referido como formação a frio; B) aquecimento da chapa de aço geratriz para uma temperatura acima de Ac1, de modo a austenítizar pelo menos parcialmente a chapa de aço geratriz, conformação da chapa de aço geratriz em um produto em temperatura elevada, seguida por resfriamento rápido da mesma de modo a obter o produto final com suas propriedades finais: isto é, algumas vezes, referido como formação a quente; C) conformação da chapa de aço geratriz em um produto precursor, sujeitando do referido produto precursor a um tratamento térmico através de aquecimento do mesmo para acima de Ac1, de modo a austenítizar o mesmo pelo menos parcialmente, conformação do produto precursor em um produto em temperatura elevada, se- guida por resfriamento rápido do mesmo, de modo a obter o produto final com suas propriedades finais: isto pode ser referido como formação a frio, seguida por formação a quente.

[0024] Em todos os casos, o resfriamento rápido é, de preferência, realizado em uma taxa de resfriamento maior do que a taxa de resfriamento crítica, para conferir ao mesmo altas propriedades mecânicas. O produto final resultante não mostra efeito mola, porque as tensões induzidas pela etapa de formação foram eliminadas pelo tratamento térmico. O resfriamento é, de preferência, realizado enquanto o produto ainda está na prensa de formação.

[0025] Em todos os casos, o tratamento do aço compreende uma etapa de aquecimento para uma temperatura de pelo menos a temperatura onde o aço comece a se transformar em austenita (Ac1). A temperatura de reaquecimento depende do grau desejado de austenitiza-ção, austenitização total sendo obtida acima de Ac3. A temperatura máxima está limitada pelo crescimento de grão em altas temperaturas e evaporação da camada de revestimento. Consequentemente, uma temperatura de reaquecimento máxima adequada é Ac3 + 50Ό ou mesmo Ac3 + 20^. O tempo de reaquecimento depende da temperatura a ser atingida e da espessura do material, um material mais espesso precisando de mais tempo para atingir uma temperatura homogênea. A composição do aço é otimizada de modo a limitar o alargamento dos grãos no momento de tratamento térmico. Se a microestru-tura desejada após resfriamento é completamente martensítica, a temperatura de reaquecimento deverá estar acima de Ac3. Essas temperaturas Ac1 e Ac3 podem ser facilmente determinadas em um dilatômetro. Para uma estrutura completamente martensítica e para um aço tendo a composição do exemplo, a velocidade de resfriamento deverá estar acima da velocidade crítica de endurecimento, a qual é cerca de 30 O/s para uma austenitização a 950 *C d urante 5 minutos da chapa tendo uma espessura de aproximadamente 1,5 mm. A taxa de resfriamento crítica também pode ser determinada usando um dila-tômetro, tal como um Báhr 805A/D.

[0026] É possível obter estruturas de ferrita-bainita ou ferrita-martensita em qualquer um dos processos A, B ou C através de aquecimento para uma temperatura entre Ac1 e Ac3, seguido por um resfriamento apropriado. De acordo com o nível de resistência a ser obtido e o tratamento térmico aplicado, uma ou várias dessas fases estão presentes em proporções apropriadas na microestrutura final. A escolha da temperatura de têmpera determina a fração de austenita durante têmpera. Em combinação com a composição e a taxa de resfriamento, a microestrutura desejada após resfriamento pode ser obtida. Para os maiores níveis de resistência, a microestrutura final é composta predominantemente ou mesmo completamente de martensita. Alguma austenita retida pode estar presente na microestrutura final após resfriamento. Estudos metalográficos após um tratamento térmico ou termomecânico em um dilatômetro permite determinar os parâmetros de processo corretos para uma determinação composição química do açodada.

[0027] Em uma modalidade da invenção, a liga de zinco compreende 0,3-2,3% em peso de magnésio e 0,05-2,3% em peso de alumínio. Limitando o nível de magnésio para no máximo 2,3%, a formação de dejetos de óxido sobre o banho de zinco é reduzida, ao mesmo tempo em que se retém a proteção de corrosão em um nível suficientemente alto. Limitando o teor de alumínio, a capacidade de soldagem é aperfeiçoada. De preferência, alumínio é 0,6-2,3% em peso. Em uma modalidade preferida, o teor de silício na camada de liga de zinco está abaixo de 0,0010% em peso. Em uma modalidade da invenção, a liga de zinco compreende 0,3-4,0% em peso de magnésio e 0,05-1,6% em peso de alumínio. De preferência, o alumínio é 0,2-2,3% em peso.

[0028] De acordo com uma modalidade preferida, a fita de aço foi fornecida com uma camada de revestimento de liga de zinco na qual a liga de zinco contém 1,6-2,3% em peso de magnésio e 1,6-2,3% em peso de alumínio. Essa é uma modalidade preferida porque, nesses valores, a proteção de corrosão do revestimento está em um máximo e a proteção de corrosão não é influenciada por pequenas variações composicionais. Acima de 2,3% em peso de magnésio e alumínio, o revestimento se torna caro e o revestimento pode se tornar frágil e a qualidade de superfície do revestimento pode diminuir.

[0029] Em uma modalidade da invenção, a tira de aço foi fornecida com uma camada de revestimento de liga de zinco na qual a liga de zinco contém 0,05-1,3% em peso de alumínio e/ou 0,3-1,3% em peso de magnésio. De preferência, alumínio é 0,6-2,3% em peso. Com essas menores quantidades de alumínio e magnésio, nenhuma grande modificação do banho e aparelho convencionais de galvanização de imersão a quente é necessária, enquanto que o magnésio em níveis entre 0,3 e 1,3% melhora a resistência à corrosão consideravelmente. Usualmente, para essas quantidades de magnésio, mais de 0,5% em peso de alumínio tem de ser adicionado para impedir que mais dejeto óxido seja formado sobre o banho do que para banhos convencionais; dejetos podem levar a defeitos no revestimento. Os revestimentos com essas quantidades de magnésio e alumínio são ótimos para aplicações com altas demandas sobre a qualidade de superfície e resistência à corrosão aperfeiçoada.

[0030] De preferência, a liga de zinco contém 0,8-1,2% em peso de alumínio e/ou 0,8-1,2% em peso de magnésio. Essas quantidades de magnésio e alumínio são ótimas para proporcionar um revestimento com uma alta resistência à corrosão, uma excelente qualidade de superfície, uma excelente capacidade de formação e uma boa capacidade de soldagem em custos extras limitados quando comparada com a galvanização por imersão a quente convencional.

[0031] De acordo com uma modalidade preferida, a fita de aço foi fornecida com uma camada de revestimento de liga de zinco galvanizada por imersão a quente na qual a quantidade de alumínio, em % em peso, é a mesma que a quantidade de magnésio em % em peso mais ou menos um máximo de 0,3% em peso. Descobriu-se que os dejetos formados sobre o banho são suprimidos para um nível considerável quando a quantidade de alumínio é igual ou quase igual à quantidade de magnésio.

[0032] Em uma modalidade da invenção, o substrato de aço revestido compreende: - 0,15% < carbono < 0,40% - 0,8% < manganês < 1,5% - 0,1% < silício < 0,35% - 0,01% < cromo < 1% - titânio <0,1% - alumínio < 0,1% - nitrogênio < 0,01% N - fósforo < 0,05% - enxofre < 0,03% - 0,0005% < boro < 0,01% - impurezas inevitáveis - restante de ferro, em que Ti > 3,4N.

[0033] Em uma modalidade preferida, o substrato de aço revestido compreende: -0,15-0,25% de C -1,0-1,5% de Mn -0,1-0,35% de Si - máx. de 0,8% de Cr, de preferência 0,1-0,4% de Cr - max. de 0,1% de Al - 0-0,05% de Nb, de preferência máx. de 0,03% -0-0,01% de N -0,01-0,07% de Ti - fósforo < 0,05%, de preferência < 0,03% - enxofre < 0,03% - 0,0005% < boro < 0,008% - impurezas inevitáveis - restante de ferro em que Ti > 3,4N.

[0034] De preferência, B é pelo menos 0,0015%. Descobriu-se que o efeito do boro se torna particularmente evidente quando teor de boro era de pelo menos 15 ppm.

[0035] Em uma modalidade preferida, o substrato de aço revestido compreende: -0,015-0,25% de C -1,0-1,5% de Mn -0,1-0,35% de Si - máx. de 0,8% de Cr, de preferência 0,1-0,4% de Cr - max. de 0,1% de Al - 0-0,05% de Nb, de preferência máx. de 0,03% -0-0,01% de N

-0,0015-0,008% de B

- 0,01-0,07% de Ti, em que Ti > 3,4N - impurezas inevitáveis - restante de ferro [0036] A invenção também se refere ao uso do aço laminado a frio e/ou laminado a quente revestido para a produção de partes estruturais e/ou anti-intrusão ou subestrutura para um veículo motorizado terrestre tal como, por exemplo, um amortecedor dianteiro de um carro, um reforço de porta ou um reforço de coluna-B.

[0037] A fita ou chapa de acordo com a invenção é, de preferência, produzida através de laminação a quente de uma tábua de fundição espessa ou fina continuamente tendo, usualmente, uma espessura de entre 300 e 50 μηη. Ela também pode ser produzida através de fundição de fita para uma espessura de entre 1 e 20 mm, opcionalmente seguido por um ou mais passes de laminação a quente. Esse material precursor laminado a quente pode ser revestido e usado de acordo com a invenção, mas também pode ser laminado a frio, dependendo da espessura final desejada. Após laminação a frio, ele é, então, revestido com o revestimento de acordo com a invenção. A etapa de revestimento pode ser precedida por uma etapa de têmpera de forma a alterar a microestrutura deformada da fita laminada a frio através de recuperação ou recristalização, de modo a torná-la mais passível de formação. A fita ou chapa pode, subsequentemente, ser usada na etapa de conformação termomecânica.

[0038] O revestimento tem, em particular, a função de proteção da chapa básica contra corrosão a quente, bem como a frio. As características mecânicas no estado de distribuição da chapa de acordo com a invenção permitem uma grande variedade de conformação, em particular uma estampagem profunda. O tratamento térmico aplicado no momento de um processo de conformação a quente ou após conformação torna possível obter altos valores de resistência, os quais podem exceder uma resistência à tensão de 1500 MPa e 1200 MPa para o limite de escoamento. As propriedades mecânicas finais são ajustáveis e dependem da composição química, particularmente do teor de carbono do aço e do tratamento térmico do mesmo.

[0039] À guisa de exemplo, uma chapa de aço tratada com cálcio de acordo com a invenção contendo 0,21% de carbono, 1,27% de manganês, 0,012% de fósforo, 0,001% de enxofre, 0,18% de silício, 0,031% de alumínio, 0,014% de cobre, 0,020% de níquel, 0,18% de cromo, 0,0050% de nitrogênio, 0,018% de titânio, 0,002% de boro é revestida com uma camada de revestimento de liga de zinco de acordo com a invenção.

[0040] De acordo com a invenção, a chapa, a qual pode ter uma espessura de entre 0,25 mm e 15 mm e, de preferência, entre 0,3 e 5 mm, e a qual pode ser fornecida sobre uma bobina ou como chapas, tem boas propriedades de conformação e uma boa resistência à corrosão, bem como boa capacidade para pintura, colagem ou fosfatação.

[0041] A chapa, um produto de aço revestido, proporciona uma boa resistência à corrosão no estado conforme fornecido, durante tratamentos de conformação termomecânica, bem como durante uso do produto final formado. Após tratamento térmico, uma resistência à tensão substancial, a qual pode exceder a 1200 MPa ou mesmo maior, é obtida.

REIVINDICAÇÕES

Claims (7)

1. Método de conformação termomecânica de um produto final com resistência muito alta, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - fornecimento de uma chapa ou fita de aço revestida laminada a quente e/ou laminada a frio compreendendo (todos os percentuais em % em peso): • 0,04% < carbono < 0,5% • 0,5% < manganês < 3,5% • silício < 1,0% • 0,01% < cromo < 1% • titânio < 0,2% • alumínio < 2,0% • fósforo <0,1% • nitrogênio < 0,015% • enxofre < 0,05% • boro < 0,015% em que Ti < 3,4N + 0,05% · impurezas inevitáveis, • restante de ferro, • o aço sendo revestido com uma camada de revestimento de liga de zinco, em que a liga de zinco consiste em 0,3 - 2,3% de Mg e 0,6 - 2,3% de Al; opcionalmente no máximo 0,2% de um ou mais elementos adicionais selecionados de Pb ou Sb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Ni, Zr ou Bi; impurezas inevitáveis; o restante sendo zinco; - corte da chapa de aço para obter uma chapa de aço gera-triz; - conformação termomecânica da chapa de aço geratriz a um produto final com suas propriedades finais compreendendo o aquecimento da chapa a uma temperatura acima de Ac1 de modo a austenitizar pelo menos parcialmente a chapa, conformação da chapa de aço geratriz em um produto em temperatura elevada e resfriamento rápido do produto, de modo a obter o produto final com suas propriedades finais.

2. Método de conformação termomecânica de um produto com resistência muito alta de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: - fornecimento de uma chapa ou fita de aço revestida laminada a quente e/ou laminada a frio compreendendo (todos os percentuais em % em peso): • 0,15% < carbono < 0,5% • 0,5% < manganês < 3% • 0,1% < silício < 0,5% • 0,01% < cromo < 1% • titânio < 0,2% • alumínio < 0,1% • fósforo <0,1% • nitrogênio < 0,01% • enxofre < 0,05% • 0,0005% < boro < 0,015% • impurezas inevitáveis, • restante de ferro, • o aço sendo revestido com uma camada de revestimento de liga de zinco, em que a liga de zinco consiste em 0,3 - 2,3% de Mg e 0,6 - 2,3% de Al; opcionalmente no máximo 0,2% de um ou mais elementos adicionais; impurezas inevitáveis; o restante sendo zinco; - corte da chapa de aço para obter uma chapa de aço geratriz; - conformação termomecânica da chapa de aço geratriz a um produto final com suas propriedades finais.

3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que: - a camada de revestimento de liga de zinco contém 1,62,3% em peso de magnésio e 1,6-2,3% em peso de alumínio.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes caracterizado pelo fato de que o aço compreende: - 0,15% < carbono < 0,40% - 0,8% < manganês < 1,5% - 0,1% < silício < 0,35% - 0,01% < cromo < 1% - nitrogênio 0 - 0,01% - titânio <0,1% - alumínio < 0,1% - fósforo < 0,05% - enxofre < 0,03% - 0,0005% < boro < 0,01% - impurezas inevitáveis - restante de ferro, em que Ti > 3,4N.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes caracterizado pelo fato de que o aço compreende pelo menos 0,0015% de B.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o aço compreende Ti -3,4N < 0,02%.

7. Partes estruturais e/ou anti-intrusão ou subestrutura para um veículo motorizado terrestre tal como, por exemplo, um amortecedor dianteiro de um carro, um reforço de porta ou um reforço de colu-na-B caracterizados pelo fato de serem produzidos por um método como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes.