PT1309734E - Highly stable, steel and steel strips or steel sheets cold-formed, method for the production of steel strips and uses of said steel - Google Patents

Highly stable, steel and steel strips or steel sheets cold-formed, method for the production of steel strips and uses of said steel Download PDF

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Abstract

A steel strip or sheet steel having good cold formability and high-strength is described, comprising a light steel having (in weight-percent) C: <=1.00%, Mn: 7.00-30.00%, Al: 1.00-10.00%, Si: >2.50-8.00%, Al+Si: >3.50-12.00%, B: >0.00-<0.01%, as well as alternately Ni: <8.00%, Cu: <3.00%, N: <0.60%, Nb: <0.30%, Ti: <0.30%, V: <0.30%, P: <0.01%, with the remainder iron and unavoidable impurities.

Description

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DESCRIÇÃO &quot;AÇO E FITAS OU CHAPAS DE AÇO DE ELEVADA RESISTÊNCIA E MODELADAS A FRIO, PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UMA FITA DE AÇO E UTILIZAÇÕES DE TAL AÇO&quot; A presente invenção diz respeito a um aço leve de Fe-Mn-Al-Si com carbono e a uma fita de aço ou chapa de aço com boa modelação a frio e resistência elevada. Além disso, a presente invenção diz respeito a um processo para a produção de fitas a partir de tal aço e às utilizações particularmente adequadas de uma tal fita.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION The invention relates to a process for the production of a steel strip and uses of steel and high strength steel sheets and plates. The present invention relates to a mild steel of Fe-Mn-Al-Si with carbon and to a steel strip or sheet of steel with good cold forming and high strength. Furthermore, the present invention relates to a process for the production of tapes from such steel and to particularly suitable uses of such a tape.

No documento DE 197 27 759 C2 encontra-se descrito um aço leve utilizado para a produção de peças da carroçaria de automóveis e para utilização a baixas temperaturas. Este aço contém, para além de Fe, entre 10% e 30% de Mn, entre 1% e 8% de AI e entre 1% e 6% de Si, em que o resultado da soma dos teores em AI e Si não ultrapassa 12%. Neste aço conhecido, o teor em carbono, se estiver presente, é da ordem do das impurezas.DE 197 27 759 C2 discloses a mild steel used for the production of automobile body parts and for use at low temperatures. This steel contains, in addition to Fe, between 10% and 30% of Mn, between 1% and 8% of AI and between 1% and 6% of Si, where the result of the sum of the contents in AI and Si does not exceed 12%. In this known steel, the carbon content, if present, is of the order of the impurities.

Pelo contrário, no aço estrutural leve descrito no documento DE 199 00 199 Al, o carbono é considerado um elemento facultativo da liga. O aço leve conhecido possui entre &gt;7% e 27% de Mn, entre &gt;1% e 10% de Al, entre &gt;0,7% e 4% de Si, &lt;0,5% de C, &lt;10% de Cr, &lt;10% de Ni e &lt;0,3% de Cu. Além disso, o aço pode ainda conter N, V, Nb, Ti e P, não podendo o resultado da soma de tais elementos ultrapassar 2%. O documento DE 197 27 759 Al descreve um aço estrutural leve austenitico, de elevada resistência e boa modelação a frio, de composição comparável. Tal aço contém (em % em peso) entre 9,5% e 12% de /Al + Si), entre 10% e 30% de Mn e a parte restante é essencialmente ferro, incluindo os elementos normalmente associados ao aço (C, P, S, O, N) . De acordo com uma variante preferencial, o teor em Si deste aço está compreendido entre 0,5% e 6% e o seu teor em Al está 2 compreendido entre 1% e 8%, com um teor em Mn entre 15% e 30%. Com base na sua resistência à tracção particularmente elevada, até 1500 MPa, este aço é especialmente adequado para a produção de chapas metálicas para carroçarias e peças estruturais de reforço para carroçarias automóveis. 0 aço leve descrito no documento 1 067 203 AI também contém carbono, num teor entre 0,001% e 1,6%. Além disso, este aço contém, para além de Fe, entre 6% e 30% de Mn, &lt;6% de Al, &lt;2,5% de Si, &lt;10% de Cr, &lt;10% de Ni e &lt;5% de Cu. Além do mais, o aço pode ainda conter V, Ti, Nb, B, Zr e lantanideos, em que o resultado da soma dos seus teores não ultrapassa 3%. O aço conhecido também pode conter P, Sn, Sb e As, não podendo o resultado da soma dos teores de tais elementos ultrapassar 0,2%.On the contrary, in the mild structural steel described in DE 199 00 199 A1, carbon is considered an optional element of the alloy. The known light steel has from &gt; 7% to 27% Mn, between &gt; 1% and 10% Al, between &gt; 0.7% and 4% Si, &lt; 0.5% C, &lt;; 10% Cr, <10% Ni and <0.3% Cu. In addition, the steel may also contain N, V, Nb, Ti and P, and the result of the sum of such elements may not exceed 2%. DE 197 27 759 A1 discloses an austenitic lightweight structural steel of high strength and good cold forming of comparable composition. Such steel contains (in% by weight) from 10% to 30% Mn and the remainder is essentially iron, including the elements normally associated with the steel (C, P, S, O, N). According to a preferred embodiment, the Si content of this steel is between 0.5% and 6% and its Al content is between 1% and 8%, with an Mn content between 15% and 30% . Based on its particularly high tensile strength, up to 1500 MPa, this steel is especially suitable for the production of body metal sheets for bodywork and reinforcing structural parts for automobile bodies. The light steel described in 1,067,203 AI also contains carbon, in a content between 0.001% and 1.6%. In addition, this steel contains, in addition to Fe, between 6% and 30% Mn, <6% Al, <2.5% Si, <10% Cr, <10% Ni and <5% Cu. In addition, the steel may still contain V, Ti, Nb, B, Zr and lanthanides, where the sum of their contents does not exceed 3%. The known steel may also contain P, Sn, Sb and As, the sum of the contents of such elements not exceeding 0.2%.

Foi já demonstrado que os aços com este tipo de composição são dificeis de laminar a quente e a frio, apesar da presença de carbono. Assim, são frequentemente observadas instabilidades ou fissuras nas arestas das fitas, o que faz com a produção em larga escala de tais fitas ou chapas seja muito dificil na prática. Além do mais, os aços têm um comportamento fortemente isotrópico de deformação, que se exprime num valor Ar elevado. 0 processamento subsequente das chapas de aço produzidas de acordo com o processo conhecido modelação. também é dificultado pela fraca Também há necessidade de aços com boa modelação e resistências mais elevadas para a produção de componentes estruturais dentados ou com conformações comparáveis. Tipicamente, estes componentes são peças de engrenagens com dentes internos ou externos. Estes podem ser produzidos de um modo economicamente vantajoso e com uma precisão conformacional muito grande por enformação em continuo.It has already been shown that steels with this type of composition are difficult to laminate hot and cold, despite the presence of carbon. Thus, instabilities or cracks in the edges of the tapes are frequently observed, which makes large-scale production of such tapes or sheets very difficult in practice. Moreover, the steels have a strongly isotropic deformation behavior, which is expressed in a high Ar value. Subsequent processing of the steel sheets produced according to the known modeling process. is also hampered by the weak. There is also a need for steels with good modeling and higher strengths for the production of toothed structural components or with comparable conformations. Typically, these components are gear parts with internal or external teeth. These can be produced in an economically advantageous manner and with very high conformational precision by continuous forming.

No documento DE 197 24 661 C2 encontra-se descrito um processo para a produção de peças de engrenagem por enformação em continuo. De acordo com este processo conhecido, produz-se a peça em bruto a partir de um aço estrutural de microliga com 3 elevada resistência, o qual possui um limite elástico inferior pelo menos de 500 N/mm2, a partir de uma chapa. Esta peça em bruto é então conformada a frio na engrenagem, por enformação em continuo. No momento da conformação dos dentes, o material da chapa é deformado até ao limite da sua ductilidade. Subsequentemente, endurece-se uma superfície da peça dentada, sem deformação térmica, mantendo a temperatura praticamente inalterada.In DE 197 24 661 C2 there is described a process for the production of gear parts by continuous forming. According to this known method, the blank is produced from a high strength microstructure structural steel, which has a lower elastic limit of at least 500 N / mm 2, from a sheet. This blank is then cold formed in the gear, by continuous forming. At the moment of shaping the teeth, the sheet material is deformed to the limit of its ductility. Subsequently, a surface of the toothed part is hardened, without thermal deformation, maintaining the temperature practically unchanged.

Constitui o objectivo da invenção, decorrente da técnica anterior descrita anteriormente, proporcionar um aço leve e/ou uma fita ou uma chapa de aço produzida a partir do mesmo, com boa modelação e elevada resistência, que também seja facilmente produzido à escala industrial. Além disso, a invenção também descreve um processo para a produção de uma fita ou chapa de aço e as utilizações preferidas para tal aço.It is the object of the invention, deriving from the prior art described above, to provide a light steel and / or a steel sheet or sheet produced therefrom, with good shaping and high strength, which is also easily produced on an industrial scale. In addition, the invention also describes a process for the production of a steel tape or sheet and the preferred uses for such steel.

Este objectivo é atingido por meio de um aço leve com a composição a seguir indicada (em percentagem em peso): C: &lt;1,00% Mn: 7,00%-30,00% Al: 1,00%-10,00% Si: &gt;2,50%-8,00% Al+Si: &gt;3,50%-12,00% B: &gt;0,00%-&lt;0,01% e ainda, facultativamente,This objective is achieved by light steel with the following composition (in percent by weight): C: <1.00% Mn: 7.00% -30.00% Al: 1.00% -10 , 0.00% Si:> 2.50% -8.00% Al + Si:> 3.50% -12.00% B: &gt; 0.00% - &lt; 0.01%, and optionally ,

Ni: &lt;8,00%Ni: &lt; 8.00%

Cu: &lt;3,00% N: &lt;0,60%Cu: &lt; 3.00% N: &lt; 0.60%

Nb: &lt;0,30%Nb: &lt; 0.30%

Ti: &lt;0,30% V: &lt;0,30% P: &lt;0,01% A parte restante é constituída por Fe e impurezas inevitáveis. Neste caso, as impurezas incluem enxofre e oxigénio. 4Ti: &lt; 0.30% V: &lt; 0.30% P: &lt; 0.01% The remaining part consists of Fe and unavoidable impurities. In this case, the impurities include sulfur and oxygen. 4

Surpreendentemente, foi já demonstrado que a adição selectiva de boro provoca uma melhoria significativa das propriedades e da produtividade em aços de acordo com a presente invenção. Assim, o teor em boro contido no aço de acordo com a presente invenção faz diminuir o limite de elasticidade, o que faz melhorar significativamente a modelação. A influência favorável da liga sobre as propriedades mecânico-tecnológicas do aço de acordo com a presente invenção pode ser ainda mais reforçada no caso de o teor em carbono estar compreendido entre 0,10% e 1,00% em peso, isto é, no caso de ser possivel detectar pelo menos 0,10% em peso de carbono no aço de acordo com a presente invenção.Surprisingly, it has already been shown that the selective addition of boron causes a significant improvement of properties and productivity in steels in accordance with the present invention. Thus, the boron content contained in the steel according to the present invention decreases the yield strength, which significantly improves the shaping. The favorable influence of the alloy on the mechanical and technological properties of the steel according to the present invention can be further enhanced if the carbon content is between 0.10% and 1.00% by weight, that is, in the if it is possible to detect at least 0.10% by weight of carbon in the steel according to the present invention.

Neste caso, a presença destes elementos resulta numa combinação particularmente boa de propriedades mecânicas e tecnológicas. Sendo assim, o aço de acordo com a presente invenção e/ou a fita ou chapa de aço produzida a partir do mesmo exibe um valor Ar significativamente inferior ao valor da chapa de aço conhecida da técnica anterior do tipo aqui descrito.In this case, the presence of these elements results in a particularly good combination of mechanical and technological properties. Thus, the steel according to the present invention and / or the steel sheet or sheet produced therefrom exhibits an Ar value significantly lower than the value of the prior art steel sheet of the type described herein.

Além disso, as fitas ou chapas de aço laminado com a composição de acordo com a presente invenção distinguem-se por limites plásticos comparativamente inferiores, melhor deformação elástica para expoentes de endurecimento elevados (valor n), elevada qualidade para embutimento (valor r) e reduzida anisotropia planar (valor Ar), bem como um produto superior em termos de limite de elasticidade e alongamento. Assim, a resistência à tracção das fitas e chapas de aço de acordo com a presente invenção é pelo menos de 680 MPa. O produto da resistência à tracção e do alongamento é pelo menos de 41000 MPa. O limite elástico das folhas e fitas de aço de acordo com a presente invenção não ultrapassa 520 MPa. Simultaneamente, os aços de acordo com a presente invenção e/ou as chapas e fitas produzidas a partir destes exibem um alongamento uniforme extraordinariamente elevado entre 20% e até um valor superior a 45%. São obtidos valores n até 0,7. 5In addition, the laminated steel strips or sheets of the composition according to the present invention are distinguished by comparatively lower plastic limits, better elastic deformation for high setting exponents (n value), high quality for inlay (r value) and reduced planar anisotropy (Ar value), as well as a superior product in terms of yield strength and elongation. Thus, the tensile strength of the steel strips and sheets according to the present invention is at least 680 MPa. The product of tensile strength and elongation is at least 41000 MPa. The yield strength of the steel sheets and tapes according to the present invention does not exceed 520 MPa. Simultaneously, steels in accordance with the present invention and / or the sheets and tapes produced therefrom exhibit an unusually high uniform elongation of between 20% and even more than 45%. N values up to 0.7 are obtained. 5

Em consequência, consegue-se obter assim uma fita ou chapa de aço leve moldável a frio especialmente boa, a qual, devido à sua resistência comparativamente elevada e baixa densidade, é particularmente adequada para a produção de componentes para estruturas de automóveis. A extraordinária relação entre resistência e peso também faz com que a chapa de aço produzida de acordo com a presente invenção seja adequada para a produção de rodas para veiculos, em particular veiculos motorizados, para a produção de componentes hidroformados internos ou externos, para a produção de peças de motores de alta resistência, tais como árvores de carnes ou bielas, para a produção de componentes, tais como placas blindadas, para protecção contra agressões por impulsos, tais como bombardeamento, e elementos protectores, em particular para a protecção de pessoas contra bombardeamentos. Especialmente no caso desta última aplicação, o peso comparativamente inferior da chapa de aço de acordo com a presente invenção e simultaneamente a sua elevada resistência têm um efeito positivo.Accordingly, a particularly good cold-formed lightweight steel strip or sheet is obtained, which, because of its comparatively high strength and low density, is particularly suitable for the production of automotive frame components. The extraordinary relationship between strength and weight also makes the steel sheet produced in accordance with the present invention suitable for the production of wheels for vehicles, in particular motor vehicles, for the production of internal or external hydroformed components for the production of parts of high strength motors, such as camshafts or connecting rods, for the production of components, such as armored plates, for protection against impulse strikes, such as bombardment, and protective elements, in particular for the protection of persons against bombardments Especially in the case of this latter application, the comparatively lower weight of the steel sheet according to the present invention and at the same time its high strength have a positive effect.

As chapas de aço de acordo com a presente invenção são ainda especialmente adequadas para a produção de componentes não magnéticos, no caso de terem uma micro-estrutura puramente austenitica.The steel sheets according to the present invention are still especially suitable for the production of non-magnetic components, in case they have a pure austenitic microstructure.

Além disso, foi já demonstrado que os aços de acordo com a presente invenção mantêm a sua resistência mesmo a temperaturas especialmente baixas. Como tal, são particularmente adequados para a produção de componentes utilizados em crioengenharia, tais como recipientes ou tubagens para crioengenharia.In addition, it has already been shown that the steels according to the present invention maintain their strength even at especially low temperatures. As such, they are particularly suitable for the production of components used in cryoengineering, such as containers or piping for cryoengineering.

Os efeitos positivos do boro no aço utilizado de acordo com a presente invenção podem ser conseguidos, de uma forma particularmente segura, no caso de o teor em boro estar compreendido entre 0,002% em peso e 0,01% em peso e em especial entre 0,003% e 0,008% em peso. O teor em C, o qual está compreendido entre 0,1% e 1,0%, também assegura uma melhor capacidade de produção das chapas e 6 fitas de aço de acordo com a presente invenção. Nos aços de acordo com a presente invenção, a formação de fases intermetálicas é suprimida devido à presença de carbono. Assim, as fissuras e instabilidades na região das arestas da fita, que surgem nas fitas de aço produzidas a partir dos aços conhecidos, são significativamente reduzidas, com uma redução especial das instabilidades com o aumento do teor em C. A qualidade das arestas da fita é ainda melhorada por adição de boro. Em consequência, é possível evitar praticamente todas as instabilidades das arestas da fita através da adição combinada de C e B. 0 boro actua como substituto para o elemento da liga Mn em termos do seu efeito sobre as propriedades mecânico-tecnológicas. Assim, determinou-se que um aço que possua 20% de Mn e 0,003% de boro tem um perfil de propriedades semelhante ao de um aço que contenha 25% de Mn e nenhum B. Sendo assim, os aços estruturais leves de acordo com a presente invenção podem ter teores em Mn relativamente baixos e mesmo assim exibir resistências relativamente elevadas. Consegue-se assim obter custos reduzidos de elementos para as ligas, o que facilita a produção metalúrgica por fundição de um aço leve, utilizado de acordo com a presente invenção.The positive effects of boron on the steel used according to the present invention can be achieved in a particularly safe manner where the boron content is between 0.002% by weight and 0.01% by weight and in particular 0.003% by weight % and 0.008% by weight. The C content, which ranges from 0.1% to 1.0%, also ensures a better production capacity of the sheets and 6 steel strips according to the present invention. In steels in accordance with the present invention, the formation of intermetallic phases is suppressed due to the presence of carbon. Thus, cracks and instabilities in the region of the ribbon edges which arise in the steel strips produced from the known steels are significantly reduced, with a special reduction of instabilities with increasing C content. The quality of the ribbon edges is further improved by the addition of boron. As a result, practically all tape edge instabilities can be avoided by the combined addition of C and B. Boron acts as a substitute for the Mn-element in terms of its effect on mechanical and technological properties. Thus, it has been determined that a steel having 20% Mn and 0.003% boron has a similar property profile to a steel containing 25% Mn and none B. Thus, lightweight structural steels according to invention may have relatively low Mn contents and still exhibit relatively high strengths. Reduced costs of alloying elements are thus achieved, which facilitates metallurgical production by casting a mild steel used in accordance with the present invention.

Além disso, os teores em C e B de acordo com a presente invenção proporcionam um espectro amplo de parâmetros de laminagem a quente. Assim, determinou-se que as características dos aços de acordo com a presente invenção produzidos com temperaturas finais de laminagem a quente e temperaturas de enroladora elevadas são praticamente idênticas às obtidas com temperaturas finais de laminagem a quente e temperaturas de enroladora reduzidas. Esta insensibilidade durante a produção de fitas a quente também facilita a capacidade de produção de chapas de aço de acordo com a presente invenção.In addition, the C and B contents according to the present invention provide a broad spectrum of hot rolling parameters. Thus, it has been determined that the characteristics of steels of the present invention produced with final hot rolling temperatures and high coiler temperatures are practically identical to those obtained with final hot rolling temperatures and reduced coiler temperatures. This insensitivity during the production of hot strips also facilitates the production capacity of steel sheets according to the present invention.

Devido ao seu teor em Si, que está limitado a um valor superior a 2,50% em peso e de preferência superior a 2,70% em 7 peso, as fitas e chapas de aço de acordo com a presente invenção possuem uma melhor modelação a frio comparativamente com as fitas ou chapas de aço leve que possuem teores em Si inferiores. 0 teor mais elevado em Si traduz-se em valores mais uniformes de limite de elasticidade e resistência à tracção, bem como num maior alongamento à fractura e valores de alongamento uniformes. Além disso, o Si nos aços de acordo com a presente invenção dá origem a valores r e n superiores e à implementação isotrópica das propriedades mecânicas. 0 limite superior do resultado da soma dos teores em AI e Si é de 12%, uma vez que um resultado da soma dos teores em Al e Si que ultrapassasse este limite provocaria um risco de fragilização.Due to its Si content, which is limited to a value of more than 2.50% by weight and preferably greater than 2.70% by weight, the steel strips and sheets according to the present invention have a better shaping cold compared to light steel strips or plates having lower Si contents. The higher content in Si translates into more uniform values of yield strength and tensile strength, as well as greater fracture elongation and uniform elongation values. Furthermore, the Si in the steels according to the present invention gives rise to higher r and n values and to the isotropic implementation of the mechanical properties. The upper limit of the result of the sum of the contents in AI and Si is 12%, since a result of the sum of the contents in Al and Si that exceeds this limit would cause a risk of embrittlement.

De preferência, as fitas e chapas de aço de acordo com a presente invenção são produzidas por um processo segundo o qual o material percursor, tais como brames, brames finos ou bandas, feito de um aço de acordo com a presente invenção que possui a composição descrita antes, é fundido, depois o material de alimentação é aquecido até 1100°C ou utilizado directamente a tal temperatura, a seguir o material de alimentação pré-aquecido é laminado a quente a uma temperatura de laminagem final pelo menos de 800°C e a fita laminada a quente acabada é enrolada a uma temperatura da enroladora entre 450°C e 700°C.Preferably, the steel strips and plates according to the present invention are produced by a process whereby the precursor material, such as brass, thin bars or strips, made of a steel according to the present invention having the composition described above is melted, then the feed material is heated to 1100 ° C or used directly at such temperature, then the preheated feed material is hot rolled at a final rolling temperature of at least 800 ° C and the finished hot rolled tape is wound at a coiler temperature between 450 ° C and 700 ° C.

Visto que a fita quente é laminada a quente a temperaturas finais de laminagem a quente de pelo menos de 800°C e enrolada a temperaturas inferiores de acordo com a presente invenção, o referido efeito positivo do carbono e em particular do boro é utilizado em todo o seu potencial. Assim, o boro e o carbono proporcionam valores superiores de resistência à tracção e limites de elasticidade em fitas laminadas a quente neste intervalo de valores de alongamento à fractura que ainda são aceitáveis. À medida que a temperatura final de laminagem a quente aumenta, a resistência à tracção e o limite de elasticidade diminuem, ao passo que os valores de alongamento aumentam. Fazendo variar as temperaturas finais de laminagem a quente dentro do intervalo proporcionado pela presente invenção, as propriedades desejadas da fita de aço podem ser facilmente influenciadas e isto de uma forma dirigida. A fragilização do material é evitada, de um modo fiável, restringindo a temperatura da enroladora a valores máximos de 700°C. Foi já demonstrado que as fases frágeis se formam a temperaturas superiores da enroladora, as quais podem, por exemplo, provocar o descascamento do material e assim dificultar ainda mais ou mesmo impossibilitar o processamento subsequente. Já a fita quente produzida de acordo com a presente invenção distingue-se pelas suas boas propriedades de utilização. No caso de se pretender produzir chapas ou fitas mais finas, é possível submeter a fita quente a laminagem a quente para se obter uma fita fria após o enrolamento, sendo a laminagem a frio efectuada vantajosamente com uma redução entre 30% e 75%. A seguir, de preferência, a fita fria assim obtida é submetida a recozimento, a temperaturas de recozimento compreendidas entre 600°C e 1100°C. Neste caso, o recozimento pode ter lugar no molde, a uma temperatura compreendida entre 600°C e 750°C ou continuamente no forno de recozimento, a temperaturas compreendidas entre 750°C e 1100°C. Finalmente, em termos de modelação a frio e da formação de superfície, é vantajosos submeter a fita fria a um passo final de laminação de acabamento.Since the hot strip is hot-rolled at final hot-rolling temperatures of at least 800øC and rolled at lower temperatures in accordance with the present invention, said positive effect of carbon and in particular of boron is used throughout its potential. Thus, boron and carbon provide superior values of tensile strength and yield strengths in hot-rolled strips in this range from values of elongation to fracture which are still acceptable. As the final hot rolling temperature increases, tensile strength and yield strength decrease, while elongation values increase. By varying the final hot rolling temperatures within the range provided by the present invention, the desired properties of the steel strip can be easily and in a directed manner influenced. The embrittlement of the material is reliably prevented by restricting the temperature of the coiler to maximum values of 700 ° C. It has already been shown that the fragile phases form at higher temperatures of the winder, which may, for example, cause peeling of the material and thus further hinder or even render impossible subsequent processing. The hot strip produced in accordance with the present invention is distinguished by its good use properties. If it is desired to produce thinner sheets or tapes, it is possible to subject the hot strip to hot rolling to obtain a cold strip after rolling, with cold rolling advantageously being effected with a reduction of between 30% and 75%. Preferably, the cold strip thus obtained is subjected to annealing, at annealing temperatures of between 600 ° C and 1100 ° C. In this case, the annealing may take place in the mold at a temperature of from 600 ° C to 750 ° C or continuously in the annealing furnace at temperatures between 750 ° C and 1100 ° C. Finally, in terms of cold forming and surface forming, it is advantageous to subject the cold ribbon to a final finishing lamination step.

Constitui uma outra utilização particularmente vantajosa do aço de acordo com a presente invenção e/ou das fitas e chapas produzidas a partir deste a produção de componentes deformáveis a frio por enformação em contínuo. Para este fim, são produzidas peças em bruto a partir do aço, as quais são depois acabadas por enformação em contínuo. Devido a este perfil especial de propriedades, o aço de acordo com a presente invenção e/ou as peças em bruto de chapas produzidas a partir deste são particularmente adequados para este fim. 9It is another particularly advantageous use of the steel according to the present invention and / or the strips and sheets produced therefrom to produce continuously deformable cold deformable components. For this purpose, raw parts are produced from the steel, which are then finished by continuous forming. Due to this special property profile, the steel according to the present invention and / or the sheet metal blanks produced therefrom are particularly suitable for this purpose. 9

Em função da sua composição, o aço de acordo com a presente invenção consiste de uma microstrutura constituída unicamente por austenite ou constituída por uma mistura de ferrite e austenite, com componentes de martensite. Os aços de acordo com a presente invenção podem assim ser formados de um modo significativamente melhor. A sua compactação no decurso da modelação a frio é significativamente mais forte do que a dos aços de microligas ou multifásicos conhecidos de elevada resistência utilizados para a produção por enformação em contínuo. Assim, dependendo da modelação a frio, é possível obter valores de resistência dos componentes no intervalo entre 1400 N/mm2 e 2200 N/mm2. Deste modo, é possível dispensar o passo suplementar de laminação de acabamento dos componentes produzidos após a modelação a frio. Também se obtém um efeito favorável em termos da finalidade pretendida, em particular para a produção de componentes de engrenagens dentadas, no caso de as chapas utilizadas, de acordo com a presente invenção, para a sua produção terem um densidade reduzida devido ao teor elevado em elementos leves, tais como Si e Al.Depending on their composition, the steel according to the invention consists of a microstructure consisting solely of austenite or a mixture of ferrite and austenite with martensite components. The steels according to the present invention can thus be formed in a significantly better way. Their compression during cold forming is significantly stronger than that of known high strength multi-phase or microlite steels used for continuous forming production. Thus, depending on cold forming, it is possible to obtain strength values of the components in the range of 1400 N / mm 2 to 2200 N / mm 2. In this way, it is possible to dispense with the additional step of laminating the finished components after cold forming. There is also a favorable effect in terms of the intended purpose, in particular for the production of toothed gear components, in the case that the plates used according to the invention for their production have a reduced density due to the high content in light elements, such as Si and Al.

No caso de se utilizar um aço com a composição e a constituição de acordo com a presente invenção, então é possível dispensar o passo de tratamento térmico ou laminação de acabamento do componente enformado em contínuo. Assim sendo, o perigo de deformação e esfarelamento resultante destes passos suplementares de processamento da técnica anterior já não existirá no caso de se utilizar um aço de acordo com a presente invenção para produzir elementos dentados que estão sujeitos a fortes tensões localizadas durante a sua utilização. Assim, o aço de acordo com a presente invenção permite produzir, de um modo economicamente vantajoso, componentes leves, de elevada resistência e dimensionalmente estáveis por modelação a frio e em particular por enformação em contínuo. 10In case a steel of the composition and the constitution according to the present invention is used, then it is possible to dispense the step of heat treatment or finishing lamination of the continuously shaped component. Accordingly, the danger of deformation and crumbling resulting from these further processing steps of the prior art will no longer exist if a steel of the present invention is used to produce toothed elements which are subject to strong localized stresses during use. Thus, the steel according to the present invention allows to produce, in an economically advantageous way, lightweight, high strength and dimensionally stable components by cold forming and in particular by continuous forming. 10

Seguidamente, descrever-se-á a presente invenção mais minuciosamente, tomando como referência as variantes exemplificativas e os exemplos comparativos.The present invention will now be described more fully with reference to the exemplary variants and the comparative examples.

No quadro 1 estão indicadas as composições de quatro aços A, B, C, D e E, correspondendo os aços A, B e C à liga de acordo com a presente invenção, ao passo que os aços D e E constituem os exemplos comparativos.The compositions of four A, B, C, D and E steels are shown in Table 1, the A, B and C steels corresponding to the alloy according to the present invention, whereas the steels D and E are the comparative examples.

Quadro 1 Aço C Mn AI Si B Fe, impurezas A LO O 15 3 3 0,003 restante B 0,5 20 3 3 0,003 restante C - 20 3 3 0,003 restante D - 14 3 3 - restante E - 19 3 3 - restanteTable 1 Steel C Mn AI Si B Fe, Impurities A LO O 15 3 3 0.003 Remaining B 0.5 20 3 3 0.003 Remainder C-20 3 3 0.003 Remainder D-14 3 3 - Remainder E-19 3 3 - Remainder

Os aços A a E com as composições respeitantes são fundidos e moldados em placas. Subsequentemente, as placas são pré-aquecidas até uma temperatura de 1150°C. As placas pré-aquecidas são então laminadas a quentes e depois enroladas.The steels A to E with the compositions herein are fused and die cast. Subsequently, the plates are preheated to a temperature of 1150 ° C. The preheated plates are then hot rolled and then rolled.

No quadro 2 estão indicados os correspondentes valores de temperatura final de laminagem a quente ET e temperatura da enroladora HT, bem como as correspondentes propriedades de resistência à tracção Rm, limite de elasticidade Re, alongamento A50, alongamento uniforme Agi e valor n das fitas quentes obtidas.Table 2 shows the corresponding values of final hot rolling temperature ET and HT coiler temperature, as well as the corresponding tensile strength properties Rm, yield strength Re, elongation A50, uniform elongation Agi and value n of the hot strips obtained.

Quadro 2 Aço ET [°C] HT [°C] Re [N/mm2] Rm [N/mm2] A50 [%] Agl [%] n A 960 500 486 792 42 38 0,31 B 930 500 509 825 46 42 0,32 C 920 500 496 818 31 27 - D 820 500 610 920 26 - - 11 E 840 500 430 700 30Table 2 Steel ET [° C] HT [° C] Re [N / mm2] Rm [N / mm2] A50 [%] Agl [%] n A 960 500 486 792 42 38 0.31 B 930 500 509 825 46 42 0.32 C 920 500 496 818 31 27 - D 820 500 610 920 26 - - 11 E 840 500 430 700 30

Com excepção da fita produzida a partir do aço D, que não está de acordo com a presente invenção e que não foi possível laminar, as fitas quentes obtidas foram subsequentemente laminadas a frio até um grau de deformação aproximadamente de 65% e submetidas a recozimento contínuo a 950°C. No quadro 3 estão indicadas as propriedades mecânicas das chapas de aço laminado a frio, assim obtidas.With the exception of the tape produced from steel D which is not in accordance with the present invention and which could not be laminated, the obtained hot strips were subsequently cold rolled to a degree of deformation of approximately 65% and subjected to continuous annealing at 950 ° C. Table 3 shows the mechanical properties of the cold rolled steel sheets thus obtained.

Quadro 3 Aço Re [N/mm2] Rm [N/mm2] A50 [%] Agl [%] n r Ar A 408 775 64 64 0,33 1,02 -0,1 B 411 785 61,1 61,1 0,33 1,0 O O 1 C 284 714 58 56,8 0,39 1,05 -0,17 D E 382 744 52,5 50,3 0,32 0,82 -0,25Table 3 Steel Re [N / mm2] Rm [N / mm2] A50 [%] Agl [%] nr Ar A 408 775 64 64 0.33 1.02 -0.1 B 411 785 61.1 61.1 0 , 33 1.0 OO 1 C 284 714 58 56.8 0.39 1.05 -0.17 DE 382 744 52.5 50.3 0.32 0.82 -0.25

Foi já demonstrado que as fitas de aço produzidas de acordo com a presente invenção a partir dos aços A a C possuem uma modelação a frio extraordinária. Neste caso, para valores elevados de resistência e alongamento à fractura, cada um deles possui um comportamento à deformação isotrópica distinto (r~l, Ar-O) . Mesmo as fitas de aço produzidas a partir do aço C de acordo com a presente invenção, o qual está isento de carbono, mas contém boro, exibem baixos limites de elasticidade, elevados alongamentos uniforme e à fractura e um comportamento de deformação isotrópico.It has already been shown that the steel strips produced in accordance with the present invention from the steels A to C have extraordinary cold molding. In this case, for high values of resistance and fracture elongation, each one has a distinct isotropic deformation behavior (r -1, Ar-O). Even the steel strips produced from the C steel according to the present invention, which is carbon free, but contains boron, exhibit low elasticity limits, high uniform and fracture elongations, and isotropic deformation behavior.

Sendo assim, todas as variantes de chapas de aço de acordo com a presente invenção são especialmente adequadas para a produção de componentes da carroçaria de automóveis, especialmente os painéis exteriores de uma carroçaria automóvel, de rodas para veículos, em particular veículos motorizados, de 12 componentes não magnéticos, de recipientes utilizados em crioengenharia, de componentes hidroformados interna ou externamente, de tubos destinados particularmente para a produção de peças de motores de alta resistência, tais como árvores de carnes ou bielas, de componentes destinados à protecção contra agressões por impulso, tais como bombardeamento, ou elementos protectores, tais como placas blindadas ou armaduras corporais para seres humanos e animais. A partir das chapas de aço de acordo com a presente invenção também é possivel produzir peças de engrenagens de elevada resistência que se distinguem por um peso baixo e boas propriedades de utilização, sem que para tal seja necessário um tratamento térmico suplementar. 13Accordingly, all the variants of steel sheets according to the present invention are especially suitable for the production of automobile body components, in particular the outer panels of a car body, of wheels for vehicles, in particular motor vehicles, of 12 non-magnetic components, containers used in cryoengineering, hydroformed components internally or externally, tubes specially designed for the production of parts of high strength motors such as meat or connecting rods, components for protection against impulse strikes, such as bombardment, or protective elements, such as armored plates or body armor for humans and animals. From the steel sheets according to the present invention it is also possible to produce high strength gear parts which are distinguished by low weight and good use properties without requiring further heat treatment. 13

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO A presente listagem de referências citadas pela requerente é apresentada meramente por razões de conveniência para o leitor. Não faz parte da patente de invenção europeia. Embora se tenha tomado todo o cuidado na compilação das referências, não é possível excluir a existência de erros ou omissões, pelos quais o EPO não assume nenhuma responsabilidade.REFERENCES REFERRED TO IN THE DESCRIPTION The present list of references cited by the applicant is presented merely for the convenience of the reader. It is not part of the European patent. Although every effort has been made to compile references, it is not possible to exclude the existence of errors or omissions, for which the EPO assumes no responsibility.

Patentes de invenção citadas na descrição DE 19727759 C2 [0002] DE 19900199 AI [0003] DE 19727759 AI [0004] EP 1067203 AI [0005] DE 19724661 C2 [0008]Patents of invention cited in the description DE 19727759 C2 [0002] DE 19900199 AI [0003] DE 19727759 AI 1067203 AI [0005] DE 19724661 C2 [0008]

Lisboa, 15/11/2007Lisbon, 11/15/2007

Claims (30)

1. 1 REIVINDICAÇÕES Aço leve, com uma boa modelação a frio e elevada resistência, com a composição a seguir indicada (em percentagem em peso) : C: &lt;1,00% Mn: 7,00% — 30,00% Al: 1,00%-10,00% Si: &gt;2,50%-8,00% Al+Si: &gt;3,50%-12,00% B: &gt;0,002%-&lt;0,01% e ainda, facultativamente, Ni: &lt;8,00% Cu: &lt;3,00% N: &lt;0,60% Nb: &lt;0,30% Ti: &lt;0,30% V: &lt;0,30% P: &lt;0,01%, sendo a parte restante constituída por Fe e impurezas inevitáveis.1. A lightweight steel having a good cold forming and high strength having the following composition (in percent by weight): C: <1.00% Mn: 7.00% - 30.00% Al : 1.00% -10.00% Si: &gt; 2.50% -8.00% Al + Si: &gt; 3.50% -12.00% B: &gt; 0.002% - &lt; 0.01 % and optionally, Ni: <8.00% Cu: <3.00% N: <0.60% Nb: <0.30% Ti: <0.30% V: 0.30% P: &lt; 0.01%, the remainder being Fe and unavoidable impurities. 2. Aço leve de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o teor em carbono estar compreendido entre 0,10% e 1,00% em peso.Light steel according to claim 1, characterized in that the carbon content is from 0.10% to 1.00% by weight. 3. Aço leve de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o teor em Si ser superior a 2,70% em peso.Light steel according to one of the preceding claims, characterized in that the Si content is higher than 2.70% by weight. 4. Aço leve de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o teor em boro estar compreendido entre 0,003% e 0,008% em peso. 2Light steel according to one of the preceding claims, characterized in that the boron content is between 0.003% and 0.008% by weight. 2 5. Fita de aço ou chapa de aço produzida a partir de um aço com a composição de acordo com uma qualquer das reivindicações 1 a 4.A steel sheet or steel sheet produced from a steel having the composition according to any one of claims 1 to 4. 6. Fita de aço ou chapa de aço de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo facto de a sua resistência à tracção ser pelo menos de 680 MPa.A steel or steel sheet according to claim 5, characterized in that its tensile strength is at least 680 MPa. 7. Fita de aço ou chapa de aço de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo facto de o produto suportar, devido à sua resistência à tracção e ao seu alongamento, pelo menos 41000 MPa.A steel sheet or steel sheet according to claim 5 or 6, characterized in that the product, on account of its tensile strength and its elongation, withstands at least 41000 MPa. 8. Fita de aço ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 5 a 7, caracterizada pelo facto de o seu limite de elasticidade aparente poder atingir até 520 MPa.A steel sheet or steel sheet according to one of claims 5 to 7, characterized in that its apparent yield strength can be up to 520 MPa. 9. Processo para a produção de uma fita de aço ou chapa de aço moldável a frio e de elevada resistência, em que - se molda um material percursor, tal como brames, brames finos ou bandas, a partir de um aço que possui a composição de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, - se aquece o material percursor moldado até uma temperatura &gt; 1100°C ou se utiliza directamente a tal temperatura, - se lamina a quente o material percursor pré-aquecido para se obter uma fita quente a uma temperatura final de laminagem a quente de pelo menos de 800°C e se enrola a fita laminada a quente acabada a uma temperatura da enroladora compreendida entre 450°C e 700°C.A process for the production of a high strength, cold moldable steel or sheet of steel, wherein a precursor material, such as braids, thin bars or strips, is molded from a steel having the composition according to one of claims 1 to 4, the molded precursor material is heated to a temperature &gt; 1100 ° C or used directly at such temperature, the preheated precursor material is hot rolled to obtain a hot strip at a final hot rolling temperature of at least 800 ° C and the rolled strip is wound heated at a coiler temperature comprised between 450 ° C and 700 ° C. 10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de a fita quente ser laminada a frio para se obter uma fita fria após o enrolamento. 3Process according to claim 9, characterized in that the hot strip is cold rolled to form a cold strip after rolling. 3 11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de a fita fria ser submetida a recozimento, a uma temperatura de recozimento entre 600°C e 1100°C.Process according to claim 10, characterized in that the cold strip is annealed at an annealing temperature between 600 ° C and 1100 ° C. 12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo facto de se efectuar o recozimento em forno tipo campânula, a uma temperatura de recozimento compreendida entre 600°C e 750°C.Process according to claim 11, characterized in that the annealing is carried out in a bell-shaped oven at an annealing temperature of 600 ° C to 750 ° C. 13. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo facto de o recozimento ser efectuado em forno de recozimento continuo a uma temperatura de recozimento compreendida entre 750°C e 1100°C.Process according to claim 11, characterized in that the annealing is carried out in a continuous annealing furnace at an annealing temperature comprised between 750 ° C and 1100 ° C. 14. Processo de acordo com uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo facto de a fita fria ser sujeita a laminação de acabamento.Process according to one of Claims 10 to 13, characterized in that the cold strip is subjected to finishing lamination. 15. Processo de acordo com uma das reivindicações 9 a 14, caracterizado pelo facto de a laminagem a frio ser efectuada com uma redução por laminagem a frio entre 30% e 75%.Process according to one of Claims 9 to 14, characterized in that the cold rolling is carried out with a cold rolling reduction of between 30% and 75%. 16. Processo de acordo com uma das reivindicações 9 a 15, caracterizado pelo facto de as peças em bruto produzidas a partir da correspondente fita quente ou fria, serem subsequentemente moldados a frio para se obterem componentes acabados.Process according to one of Claims 9 to 15, characterized in that the blanks produced from the corresponding hot or cold strip are subsequently cold-formed to obtain finished components. 17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo facto de a moldagem a frio ser efectuada sob a forma de enformação em continuo. 4A process according to claim 16, characterized in that the cold molding is carried out in the form of continuous forming. 4 18. Utilização de aço ou fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 8 para a produção de componentes estruturais de carroçarias de veículos.Use of steel or steel strip or sheet according to one of claims 1 to 8 for the production of structural components of vehicle bodies. 19. Utilização de aço ou fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 8 para a produção de peças externas visíveis de carroçarias automóveis.Use of steel or steel tape or sheet according to one of claims 1 to 8 for the production of visible external parts of automobile bodies. 20. Utilização de aço ou fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 8 para a produção de rodas para veículos, em particular veículos motorizados.Use of steel or steel strip or sheet according to one of claims 1 to 8 for the production of wheels for vehicles, in particular motor vehicles. 21. Utilização de aço ou fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 8 para a produção de componentes não magnéticos.Use of steel or tape or steel plate according to one of claims 1 to 8 for the production of non-magnetic components. 22. Utilização de aço ou fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 8 para a produção de componentes utilizados em crioengenharia.Use of steel or tape or steel plate according to one of claims 1 to 8 for the production of components used in cryoengineering. 23. Utilização de aço ou fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 8 para a produção de componentes hidroformados interna ou externamente.Use of steel or steel tape or sheet according to one of claims 1 to 8 for the production of hydroformed components internally or externally. 24. Utilização de aço ou fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 7 para a produção de tubos, os quais se destinam particularmente à produção de peças de motores de alta resistência, tais como árvores de carnes ou bielas.Use of steel or steel strip or sheet according to one of Claims 1 to 7 for the production of pipes, which are particularly intended for the production of parts of high strength motors, such as meats or connecting rods. 25. Utilização de aço ou fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 8 para a produção de componentes, tais como placas blindadas, destinadas à protecção contra tensões por impulso, tais como bombardeamentos. 5Use of steel or steel tape or sheet according to one of claims 1 to 8 for the production of components, such as shielded plates, for protection against impulse stresses, such as shellings. 5 26. Utilização de um aço ou um fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 8 para a produção de componentes protectores, tais como capacetes e armaduras corporais, destinados à protecção de pessoas contra agressões por impulso, tais como bombardeamentos.Use of a steel or a steel tape or sheet according to one of claims 1 to 8 for the production of protective components, such as helmets and body armor, for the protection of persons against impulse strikes, such as shelling. 27. Utilização de aço ou fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 8 para a produção de componentes por enformação em continuo.Use of steel or steel strip or sheet according to one of claims 1 to 8 for the production of components by continuous forming. 28. Utilização de aço ou um fita ou chapa de aço de acordo com uma das reivindicações 1 a 8 para a produção de peças de engrenagens.Use of steel or a steel tape or sheet according to one of claims 1 to 8 for the production of gear parts. 29. Utilização de acordo com a reivindicação 28, caracterizada pelo facto de as peças das engrenagens serem dentadas.Use according to claim 28, characterized in that the gear parts are toothed. 30. Utilização de acordo com a reivindicação 28 ou 29, caracterizada pelo facto de as peças de engrenagens serem produzidas por enformação em continuo. Lisboa, 15/11/2007Use according to claim 28 or 29, characterized in that the gear parts are produced by continuous forming. Lisbon, 11/15/2007
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