BR112019025218B1 - Chapa de aço, método para a produção de uma chapa de aço, peça de aço endurecida por prensa, processo de fabricação de uma peça de aço endurecida por prensa, peça bruta de aço soldada a laser, método para a fabricação de uma peça bruta de aço soldada a laser, peça de aço soldada a laser endurecida por prensa, processo para a fabricação de uma peça de aço soldada a laser endurecida por prensa e conjunto soldado - Google Patents

Abstract

Chapa de aço para a fabricação de uma peça endurecida por prensa, possuindo uma composição compreendendo: 0,15% = C = 0,22%, 3,5% = Mn 4,2%, 0,001% = Si = 1,5%, 0,020% = Al = 0,9%, 0,001% = Cr = 1%, 0,001% = Mo = 0,3%, 0,001% = Ti = 0,040%, 0,0003% = B = 0,004%, 0,001% = Nb = 0,060%, 0,001% = N = 0,009%, 0,0005% = S = 0,003%, 0,001% = P = 0,020%, a microestrutura composta por menos de 50% de ferrita, 1% a 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial de partículas de cementita maiores que 60 nm seja menor do que 107/mm2, o complemento consistindo em bainita e/ ou martensita, tendo a austenita retida um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn. Peça de aço endurecida por prensa obtida por conformação a quente da chapa de aço e seus métodos de fabricação.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a chapas de aço que são conformadas a quente para produzir peças e endurecidas por prensa através de uma etapa de resfriamento alcançada mantendo as peças na ferramenta de prensagem. Essas peças são usadas como elementos estruturais em veículos automotores para funções anti-intrusão ou absorção de energia. Tais peças também podem ser usadas, por exemplo, na fabricação de ferramentas ou peças para máquinas agrícolas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Nesse tipo de aplicação, é desejável produzir peças de aço que combinem alta resistência mecânica, alta resistência ao impacto, boa resistência à corrosão e precisão dimensional. Essa combinação é particularmente desejável na indústria automobilística, onde estão sendo feitas tentativas para reduzir significativamente o peso dos veículos. Peças automotivas, como peças anti-intrusão e estruturais, especialmente trilhos dianteiros ou traseiros, trilhos de teto e pilares B, peças de chassi, como braços de controle inferiores, berços de motor e outras peças que contribuem para a segurança de veículos automotores, como para-choques, reforços de porta ou pilar central, precisam mais particularmente dessas propriedades. Essa redução de peso pode ser alcançada em particular graças ao uso de peças de aço com uma microestrutura martensítica ou bainítica-martensítica.

[003] A fabricação de peças deste tipo é descrita nas publicações FR 2 780 984 e FR 2 807 447, segundo as quais um corte em peça bruta em uma chapa de aço para tratamento térmico e pré-revestido com um metal ou liga de metal é aquecido em um forno e depois conformado a quente. Segurando a peça no ferramental após a realização da conformação, é possível obter um resfriamento rápido que leva à conformação de microestruturas endurecidas com características mecânicas muito altas. Um processo desse tipo é conhecido como endurecimento por prensa.

[004] As características mecânicas das peças assim obtidas são de forma geral avaliadas por meio de testes de resistência à tração e dureza. Os documentos citados acima divulgam, assim, processos de fabricação que permitem alcançar uma resistência à tração TS de 1500 MPa a partir de uma peça bruta de aço com uma resistência à tração inicial TS de 500 MPa antes do aquecimento e resfriamento rápido.

[005] No entanto, as condições de serviço de certas peças endurecidas e revestidas requerem não apenas um alto nível de resistência à tração TS, mas também uma boa ductilidade. A ductilidade das peças é avaliada, por exemplo, medindo o alongamento total. Por exemplo, as peças obtidas através do processo de fabricação da FR 2 780 984, embora tenham uma alta resistência à tração, têm um alongamento total que permanece inferior a 6%.

[006] Assim, foi proposto na EP 2 137 327 um método para a fabricação de uma peça endurecida por prensa a partir de uma peça bruta de aço com uma composição contendo: 0,040 - 0,100% de C, 0,80 - 2,00% de Mn, < 0,30% de Si, < 0,005% de S, < 0,030% de P, 0,01 - 0,070% de Al, 0,015 - 0,100% de Al, 0,030 - 0,080% de Ti, < 0,009% de N, < 0,100% de Cu, Ni, Mo, < 0,006% de Ca. Após o endurecimento por prensa, é possível obter uma resistência à tração superior a 500 MPa e um alongamento total de pelo menos 15%. No entanto, devido à natureza da microestrutura, que é ferrita equiaxial, não é possível atingir um nível de resistência à tração muito alto.

[007] Além disso, o documento EP 1 865 086 descreve uma composição de aço compreendendo 0,1 - 0,2% de C, 0,05 - 0,3% de Si, 0,8 - 1,8% de Mn, 0,5 - 1,8% de Ni, <0,015% de P, <0,003% de S, 0,0002 - 0,008% de B, opcionalmente 0,01 - 0,1% de Ti, opcionalmente 0,01 - 0,05% de Al, opcionalmente 0,002 - 0,005% de N. Esta composição permite fabricar uma peça endurecida por prensa com uma resistência à tração superior a 1000 MPa e com um alongamento total superior a 10%. No entanto, devido ao seu alto teor de níquel, este aço é caro para fabricar.

[008] O documento EP 1 881 083 descreve uma peça endurecida por prensa feita de uma composição de aço contendo 0,11 - 0,18% de C, 0,10 - 0,30% de Si, 1,60 - 2,20% de Mn, <0,0015% de P, < 0,010% de S, 1,00 - 2,00% de Cr, 0,020% de N, 0,020 - 0,060% de Nb, 0,001 - 0,004% de B, 0,001 - 0,050% de Ti. A peça tem uma resistência à tração superior a 1200 MPa e um alongamento total de mais de 12%. No entanto, devido ao seu alto teor de cromo, este aço também é caro para fabricar.

[009] Acima de tudo, o alongamento total de fato não parece ser o parâmetro mais relevante para garantir que a peça tenha ductilidade suficiente para absorver deformações ou impactos sem risco de ruptura. Assim, um alto alongamento total não garante uma ductilidade suficiente.

[010] Em vez disso, como analisado na publicação “Ductilidade de colisão e modelagem numérica do comportamento das fraturas de Usibor® 1500 - Crash Ductility and Numerical Modeling of Usibor® 1500 Fracture behavior”, P. Dietsch e D. Hasenpouth, Anais do International Automotive Body Congress, Frankfurt 2015, a tensão da fratura e o ângulo de flexão parecem ser mais relevante do que o alongamento total para garantir que a peça tenha ductilidade suficiente para absorver deformações ou impactos sem risco de ruptura, em particular nas áreas correspondentes às concentrações de tensões locais devido à geometria da peça ou à presença potencial de micro defeitos na superfície das peças. Essa ductilidade também pode ser chamada de “ductilidade de colisão” e não está correlacionada com os alongamentos totais e uniformes.

[011] O documento WO 2017/006159 divulga um processo para a fabricação de uma peça endurecida por prensa a partir de um aço possuindo uma composição compreendendo 0,062 - 0,095% de C, 1,4 - 1,9% de Mn, 0,2 - 0,5% de Si, 0,020 - 0,070% de Al, 0,02 - 0,1% de Cr, wherein 1,5% de < C+Mn+Si+Cr < 2,7%, 0,040 - 0,060% de Nb, 3,4*N < Ti < 8*N, 0,044 < Nb+Ti < 0,090%, 0,0005 - 0,004% de B, 0,001 - 0,009% de N, 0,0005 - 0,003% de S e 0,001 - 0,20% de P, a parte endurecida por prensa tendo um ângulo de inclinação maior do que 75° e uma conformação por fratura sob condição de conformação plana superior a 0,60.

[012] No entanto, a resistência à tração de tais peças permanece inferior a 1200 MPa.

[013] Assim, é desejável ter uma chapa de aço para a fabricação de uma peça endurecida por prensa, uma peça endurecida por prensa e um processo de fabricação da mesma que não teria as limitações anteriores. É mais particularmente desejável ter uma chapa de aço adequada para a produção de uma peça de aço endurecida por prensa com uma resistência de escoamento YS de pelo menos 1000 MPa, uma resistência à tração TS compreendida entre 1300 e 1600 MPa e uma alta ductilidade caracterizada por um ângulo de flexão maior superior a 60° e uma tensão de fratura sob condição de conformação simples superior a 0,50 e uma peça de aço endurecida dessa prensa. Também é desejável ter uma chapa de aço para o endurecimento da prensa que possa estar disponível no estado não revestido ou com um revestimento de metal que forneça à chapa de aço uma alta resistência à corrosão após o endurecimento da prensa.

[014] Além disso, é desejável produzir uma chapa de aço ou peça de aço endurecida por prensa que seja facilmente soldável, antes ou após a conformação da prensagem a quente.

[015] É especialmente desejável ter uma chapa de aço que possa ser facilmente soldável em um processo homogêneo (isto é, soldagem de duas chapas com a mesma composição) ou em processo heterogêneo (soldagem de duas chapas com composições de aço diferentes) e ainda mais endurecido por prensa, como que essas soldas endurecidas por prensa têm altas propriedades mecânicas.

[016] A fim de melhorar sua resistência à oxidação, as chapas feitas de aços endurecíveis por prensa são de forma geral revestidas com um pré-revestimento, em particular um pré-revestimento de alumínio, liga a base de alumínio ou liga de alumínio. As peças brutas produzidas a partir de tais chapas pré-revestidas podem ser soldadas a outras peças brutas, por exemplo outras peças brutas pré-revestidas, sendo essas peças brutas conformadas a quente e prensadas à sua forma final.

[017] Quando essas peças brutas pré-revestidas estão sendo soldadas a outras peças brutas, uma parte do pré-revestimento é fundido no metal de solda criado entre essas peças brutas pela soldagem.

[018] Esse metal exógeno pode resultar na conformação de áreas intermetálicas, as quais, em subsequentes cargas mecânicas, tendem a ser o local de início da fratura em condições estáticas ou dinâmicas.

[019] Além disso, como o alumínio é um elemento alfagênico, atrasa a transformação em austenita da área fundida durante o aquecimento que antecede a conformação a quente da peça bruta soldada. Portanto, neste caso, não é possível obter uma junta de solda possuindo uma estrutura completamente extinta após o endurecimento por prensa, e a junta de soldagem assim obtida possui, portanto, menor dureza e resistência à tração do que as próprias chapas.

[020] Para resolver este problema, foi proposto remover o pré- revestimento na área da solda através da ablação a laser antes da soldagem.

[021] No entanto, essa ablação a laser induz custos suplementares.

[022] Portanto, também é desejável ter uma chapa de aço pré- revestida com um pré-revestimento de alumínio, liga a base de alumínio ou liga de alumínio, que pode ser soldada a laser em outra chapa sem remover todo o pré-revestimento, garantindo altas propriedades mecânicas à toda a peça de aço soldada a laser endurecida por prensa após a conformação da prensa, em particular altas propriedades mecânicas na solda a laser.

[023] Também é desejável ter peças endurecidas por prensa que seriam facilmente soldáveis após a conformação por prensas a quente, especialmente por soldagem por pontos de resistência.

[024] De fato, o ciclo térmico associado à soldagem por ponto de resistência induz um gradiente de temperatura que varia da temperatura ambiente ao líquido do aço. O aquecimento à temperatura na faixa de Ac1-Ac3 pode causar um amolecimento da microestrutura da peça endurecida por prensa na zona afetada pelo calor, ou seja, as áreas das peças endurecidas por prensa que não são derretidas e têm sua microestrutura e propriedades alteradas pela soldagem. Quando esse amolecimento é muito importante, um estresse externo aplicado pode ser concentrado na zona amolecida, causando uma falha prematura pela concentração da tensão.

[025] Portanto, é desejável ter juntas soldadas por pontos de resistência com alta ductilidade e, de preferência, livres de amolecimento significativo na zona afetada pelo calor.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[026] Para este fim, a invenção refere-se a uma chapa de aço para a fabricação de uma peça de aço endurecida por prensa, a chapa de aço tendo uma composição compreendendo, em porcentagem em peso: 0,15% ≤ C ≤ 0,22% 3,5% ≤ Mn < 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,020% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 1% 0,001% ≤ Mo ≤ 0,3% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,040% 0,0003% ≤ B ≤ 0,004% 0,001% ≤ Nb ≤ 0,060% 0,001% ≤ N ≤ 0,009% 0,0005% ≤ S ≤ 0,003% 0,001% ≤ P ≤ 0,020% opcionalmente, 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,003%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, chapa de aço possuindo uma microestrutura consistindo em, em fração superficial: menos de 50% de ferrita, entre 1% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial de partículas de cementita maior do que 60 nm seja menor do que 107/mm2, um complemento consistindo em bainita e/ ou martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

[027] De acordo com uma forma de realização, a chapa de aço compreende um pré-revestimento de metal em cada uma de suas duas faces principais.

[028] Por exemplo, o pré-revestimento de metal é um pré-revestimento de alumínio, uma liga à base de alumínio ou uma liga de alumínio.

[029] De acordo com outro exemplo, o pré-revestimento de metal é um pré-revestimento de alumínio de zinco, uma liga à base de zinco ou uma liga de zinco.

[030] De preferência, a chapa de aço compreende uma área descarbonetada na superfície de cada uma das duas superfícies principais sob o pré-revestimento de metal, sendo a profundidade p50% dessa área descarbonetada compreendida entre 6 e 30 micrômetros, sendo p50% a profundidade, na qual o teor de carbono é igual a 50% do teor de C na composição de aço e em que a chapa de aço recozida não contém uma camada de óxido de ferro na interface entre as referidas superfícies principais e o referido pré-revestimento de metal.

[031] De acordo com uma forma de realização, a chapa de aço é uma chapa de aço não recozida, a microestrutura da chapa de aço consistindo em, em fração superficial:entre 5% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial de partículas de cementita maior do que 60 nm seja menor do que 107/mm2, o complemento consistindo em bainita e/ ou martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

[032] Especialmente, a chapa de aço é, por exemplo, uma chapa de aço laminada a quente com uma energia Charpy específica KCv superior ou igual a 60 J/cm2.

[033] De acordo com outra forma de realização, a chapa de aço é uma chapa de aço recozida, a microestrutura da chapa de aço recozida consistindo em, em fração superficial: menos de 50% de ferrita, entre 1% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial de partículas de cementita maior do que 60 nm seja menor do que 107/mm2, o complemento consistindo em martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

[034] De preferência, a composição do aço é tal que Al > 0,3%.

[035] A chapa de aço de forma geral possui uma espessura compreendida entre 0,7 mm e 5 mm.

[036] De acordo com uma forma de realização, o teor de Mn é inferior a 4,0%.

[037] O teor de Mo é de forma preferencial de pelo menos 0,05%.

[038] Em uma forma de realização, o teor B é menor ou igual a 0,0015%.

[039] Em uma forma de realização, a composição é tal que Al > 0,15% e Ti < 3,42 * N.

[040] Em outra forma de realização, a composição é tal que Al < 0,15% e Ti > 3,42 * N. Nesta forma de realização, a composição é de forma preferencial tal que Ti < 8 x N.

[041] De preferência, o teor de Nb é superior ou igual a 0,010%.

[042] De forma preferida, o teor de nitrogênio é inferior a 0,007%.

[043] A invenção também se refere a um método para produzir uma chapa de aço para a fabricação de uma peça de aço endurecida por prensa, o referido método compreendendo as seguintes etapas sucessivas: - fornecer um semi-produto de aço possuindo uma composição que compreende, em porcentagem em peso: 0,15% ≤ C ≤ 0,22% 3,5% ≤ Mn < 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,020% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 1% 0,001% ≤ Mo ≤ 0,3% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,040% 0,0003% ≤ B ≤ 0,004% 0,001% ≤ Nb ≤ 0,060% 0,001% ≤ N ≤ 0,009% 0,0005% ≤ S ≤ 0,003% 0,001% ≤ P ≤ 0,020% opcionalmente, 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,003%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, - laminagem a quente do referido semi-produto de aço para obter uma chapa de aço laminada a quente, - enrolar a referida chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de bobina Tbobina inferior a 550 °C, para obter uma chapa de aço enrolada, - opcionalmente laminar a frio a chapa de aço enrolada.

[044] Por exemplo, quando a laminação a frio é realizada, a chapa de aço enrolada é laminada a frio com uma proporção de laminação a frio compreendida entre 30% e 80%.

[045] De preferência, após o enrolamento e antes da laminação a frio, a chapa de aço enrolada é recozida em lote a uma temperatura de recozimento em lote THBA compreendida entre 550 °C e 700 °C, sendo a chapa de aço enrolada mantida na referida temperatura de recozimento em lote THBA por um tempo de recozimento em lote O tHBA compreendeu entre 1 hora e 20 horas.

[046] De preferência, o método compreende ainda uma etapa de recozimento da chapa de aço enrolada e opcionalmente laminada a frio a uma temperatura de recozimento TA maior ou igual a 650 °C, a etapa de recozimento compreende o aquecimento da chapa de aço enrolada e opcionalmente laminada a frio ao recozimento temperatura TA, e mantendo a chapa de aço enrolada e opcionalmente laminada a frio na temperatura de recozimento TA por um tempo de recozimento tA compreendido entre 30 s e 600 s.

[047] Em uma forma de realização, a temperatura de recozimento TA é menor do que Ae3.

[048] Em outra forma de realização, a temperatura de recozimento TA é maior ou igual a Ae3.

[049] De acordo com uma forma de realização, após a retenção à temperatura de recozimento TA, a chapa de aço é pré-revestida com metal ou uma liga de metal por revestimento por imersão a quente em um banho e depois resfriada à temperatura ambiente.

[050] Por exemplo, a chapa de aço é pré-revestida com zinco, uma liga à base de zinco ou uma liga de zinco.

[051] Em outro exemplo, a chapa de aço é pré-revestida com alumínio, uma liga à base de alumínio ou uma liga de alumínio.

[052] De preferência, a chapa de aço é recozida à referida temperatura de recozimento TA para obter, após a conclusão do recozimento, uma descarbonetação da superfície da chapa de aço recozida em uma profundidade p50% compreendida entre 6 e 30 micrômetros, em que p50% é a profundidade em cujo teor de carbono é igual a 50% do teor de C na composição e para obter uma chapa de aço recozida sem camada de óxido de ferro em sua superfície.

[053] De forma geral, a chapa de aço possui uma espessura compreendida entre 0,7 mm e 5 mm.

[054] De preferência, a composição do aço é tal que Al > 0,3%.

[055] De acordo com uma forma de realização, o teor de Mn é inferior a 4,0%.

[056] O teor de Mo é de forma preferencial de pelo menos 0,05%.

[057] Em uma forma de realização, o teor B é menor ou igual a 0,0015%.

[058] Em uma forma de realização, a composição é tal que Al > 0,15% e Ti < 3,42 * N.

[059] Em outra forma de realização, a composição é tal que Al < 0,15% e Ti > 3,42 * N. Nesta forma de realização, a composição é de forma preferencial tal que Ti < 8 x N.

[060] De preferência, o teor de Nb é superior ou igual a 0,010%.

[061] De forma preferida, o teor de nitrogênio é inferior a 0,007%.

[062] A invenção também se refere a uma peça de aço endurecida por prensa, feita de um aço possuindo uma composição compreendendo, em porcentagem em peso: 0,15% ≤ C ≤ 0,22% 3,5% ≤ Mn < 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,020% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 1% 0,001% ≤ Mo ≤ 0,3% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,040% 0,0003% ≤ B ≤ 0,004% 0,001% ≤ Nb ≤ 0,060% 0,001% ≤ N ≤ 0,009% 0,0005% ≤ S ≤ 0,003% 0,001% ≤ P ≤ 0,020% opcionalmente, 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,003%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, em que a microestrutura consiste, na maioria da dita peça de aço endurecida por prensa, na fração superficial: pelo menos 50% de martensita particionada, menos de 30% de ferrita, pelo menos 2% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial de partículas de cementita maior do que 60 nm seja menor do que 107/mm2, e no máximo 5% de martensita fresca, a austenita retida possuindo um teor médio de C de pelo menos 0,5%.

[063] De forma geral, a austenita retida tem um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

[064] De preferência, a composição do aço é tal que Al > 0,3%.

[065] De acordo com uma forma de realização, a peça de aço endurecida por prensa é revestida com um revestimento de metal.

[066] Por exemplo, o referido revestimento de metal é uma liga à base de zinco ou um revestimento de liga de zinco.

[067] Em outro exemplo, o referido revestimento de metal é uma liga à base de alumínio ou um revestimento de liga de alumínio.

[068] A peça de aço endurecida por prensa de forma geral possui uma resistência de escoamento de pelo menos 1000 MPa, uma resistência à tração compreendida entre 1300 e 1600 MPa, uma conformação por fratura sob condição de conformação simples superior a 0,50 e um ângulo de flexão superior a 60°.

[069] De acordo com uma forma de realização, a peça de aço endurecida por prensa compreende pelo menos uma primeira zona deformada a quente com uma conformação equivalente superior a 0,15, e pelo menos uma segunda zona tendo experimentado o mesmo ciclo de resfriamento no endurecimento por prensa do que a primeira zona deformada a quente, em que conformação equivalente é menor do que 0,05.

[070] De forma geral, a diferença de dureza entre a referida segunda zona e a referida primeira zona deformada a quente é superior a 15 HV1.

[071] De forma geral, a largura média da trava martensítica na referida primeira zona deformada a quente é reduzida em mais de 15% em comparação com a largura média da trava martensítica na referida segunda zona.

[072] De preferência, a proporção da trava martensítica possuindo largura inferior a 0,8 μm é pelo menos 35% maior nas zonas altamente deformadas do que nas pequenas zonas deformadas.

[073] De forma geral, a peça de aço endurecida por prensa possui uma espessura compreendida entre 0,7 mm e 5 mm.

[074] De acordo com uma forma de realização, o teor de Mn é inferior a 4,0%.

[075] O teor de Mo é de forma preferencial de pelo menos 0,05%.

[076] Em uma forma de realização, o teor B é menor ou igual a 0,0015%.

[077] Em uma forma de realização, a composição é tal que Al > 0,15% e Ti < 3,42 * N.

[078] Em outra forma de realização, a composição é tal que Al < 0,15% e Ti > 3,42 * N. Nesta forma de realização, a composição é de forma preferencial tal que Ti < 8 x N.

[079] De preferência, o teor de Nb é superior ou igual a 0,010%.

[080] De forma preferida, o teor de nitrogênio é inferior a 0,007%.

[081] A invenção refere-se ainda a um processo para a fabricação de uma peça de aço endurecida por prensa, compreendendo as seguintes etapas sucessivas: - fornecer uma chapa de aço de acordo com a invenção ou produzida por um método de acordo com a invenção, - cortar a referida chapa de aço para uma forma predeterminada, de modo a obter uma peça bruta de aço, - aquecer a peça bruta de aço a uma temperatura Tm compreendida entre 800 °C e 950 °C e manter a peça bruta de aço na referida temperatura Tm por um tempo de espera tm compreendido entre 60 s e 600 s, de modo a obter uma peça bruta de aço aquecida possuindo uma estrutura compreendendo entre 70% e 100% de austenita, - transferir a peça bruta aquecida para uma prensa de conformação, - formar a quente a peça bruta aquecida na prensa de conformação, de modo a obter uma peça formada, - resfriar a parte formada para uma temperatura de parada de resfriamento TC compreendida entre a temperatura ambiente e Ms -100 °C, - reaquecer a parte formada da temperatura de parada de resfriamento TC para uma temperatura de pós-tratamento TPT compreendida entre 350 °C e 550 °C, e manter a parte formada na referida temperatura de pós- tratamento TPT por um tempo de espera tPT compreendido entre 10 s e 600 s, - resfriar a peça formada à temperatura ambiente para obter a peça de aço endurecida por prensa.

[082] De forma geral, a peça de aço endurecida por prensa possui uma espessura compreendida entre 0,7 mm e 5 mm.

[083] A invenção refere-se ainda a uma peça de aço soldada a laser para a fabricação de uma peça bruta de aço soldada a laser endurecida por prensa, a peça bruta de aço soldada a laser compreendendo: - uma primeira peça bruta de aço produzido cortando uma chapa de aço de acordo com a invenção, compreende um pré-revestimento de metal em cada uma de suas duas faces principais, sendo o pré-revestimento de metal um alumínio, uma liga à base de alumínio ou uma liga de alumínio. Revestimento, - uma segunda peça bruta de aço possuindo uma composição compreendendo entre 0,065% e 0,38% de carbono, a referida segunda peça bruta de aço sendo pré-revestida com um pré-revestimento de alumínio, uma liga à base de alumínio ou liga de alumínio, e - uma solda a laser unindo a primeira peça bruta à segunda peça bruta em que os pré-revestimentos de alumínio, liga à base de alumínio ou liga de alumínio da primeira peça bruta de aço e da segunda peça bruta de aço cobrem a vizinhança imediata da solda a laser em pelo menos um lado da primeira e da segunda peça bruta de aço.

[084] Em outra forma de realização, a segunda peça bruta de aço é feita de um aço com uma composição química compreendendo, em porcentagem em peso: 0,04% < C < 0,38%, 0,05% < Mn < 4,2%, 0,001% < Si < 1,5%, 0,005% < Al < 0,9%, 0,001% < Cr < 2%, Mo < 0,65%, Ni < 2%, 0,001% < Ti < 0,2%, Nb < 0,1%, B < 0,010%, 0,0005% < N < 0,010%, 0,0001% < S < 0,05%, 0,0001% < P < 0,1%, W < 0,30%, Ca < 0,006%, sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis.

[085] De preferência, a composição da segunda peça bruta de aço é tal que C > 0,065%.

[086] A invenção também se refere a um método para a fabricação de uma peça bruta de aço soldada a laser compreendendo: - fornecer uma primeira chapa de aço de acordo com a invenção, compreende um pré-revestimento de metal em cada uma de suas duas faces principais, o pré-revestimento de metal sendo um pré-revestimento de alumínio, uma liga à base de alumínio ou uma liga de alumínio, - cortar a primeira chapa de aço para uma forma predeterminada, de modo a obter uma primeira peça bruta de aço, - fornecer uma segunda peça bruta de aço possuindo uma composição compreendendo entre 0,065% e 0,38% de carbono, pré-revestido com alumínio, uma liga à base de alumínio ou um pré-revestimento com liga de alumínio, - sem remover todo o pré-revestimento em pelo menos um lado da primeira e da segunda peça bruta de aço, soldar a laser a primeira peça bruta de aço na segunda peça bruta de aço para obter a peça bruta de aço soldada a laser.

[087] Em outra forma de realização, a segunda peça bruta de aço é feita de um aço com uma composição química compreendendo, em porcentagem em peso: 0,04% ≤ C ≤ 0,38%, 0,05% ≤ Mn ≤ 4,2%, 0,001% ≤ Si ≤ 1,5%, 0,005% ≤ Al ≤ 0,9%, 0,001% ≤ Cr ≤ 2%, Mo ≤ 0,65%, Ni ≤ 2%, 0,001% ≤ Ti ≤ 0,2%, Nb ≤ 0,1%, B ≤ 0,010%, 0,0005% ≤ N ≤ 0,010%, 0,0001% ≤ S ≤ 0,05%, 0,0001% ≤ P ≤ 0,1%, W ≤ 0,30%, Ca ≤ 0,006%, sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis. De preferência, a composição da segunda peça bruta de aço é tal que C ≥ 0,065%.

[088] A invenção refere-se ainda a uma peça de aço soldada a laser endurecida por prensa, compreendendo uma primeira peça de aço endurecida por prensa, uma segunda peça de aço endurecida por prensa e uma solda a laser endurecida por prensa que une a primeira peça de aço endurecido a prensa à segunda peça de aço endurecida por prensa, em que a primeira peça de aço endurecida por prensa é uma peça de acordo com a invenção, a parte sendo revestida com um revestimento de metal, o referido revestimento de metal é uma liga à base de alumínio ou um revestimento de liga de alumínio, a segunda peça de aço endurecida por prensa tem uma composição que compreende entre 0,04% e 0,38% de carbono, a referida segunda peça de aço temperado de prensa sendo revestida com alumínio, liga de alumínio ou revestimento de liga de alumínio, a referida solda a laser endurecida por prensa, possuindo uma estrutura que compreende no máximo 15% de ferrita, e em que pelo menos um lado da primeira e da segunda peça de aço endurecida por prensa, a espessura do revestimento na zona afetada pelo calor é a mesma que a espessura do revestimento no restante da primeira e da segunda peça de aço endurecida por prensa.

[089] De preferência, a segunda peça de aço endurecida por prensa tem uma composição compreendendo entre 0,065% e 0,38% de carbono.

[090] Em outra forma de realização, a segunda peça de aço endurecida por prensa é feita de um aço possuindo uma composição química que compreende, em porcentagem em peso: 0,04% < C < 0,38%, 0,05% < Mn < 4,2%, 0,001 % < Si < 1,5%, 0,005% < Al < 0,9%, 0,001 % < Cr < 2%, Mo < 0,65%, Ni < 2%, 0,001% < Ti < 0,2%, Nb < 0,1%, B < 0,010%, 0,0005% < N < 0,010%, 0,0001% < S < 0,05%, 0,0001% < P < 0,1%, W < 0,30%, Ca < 0,006%, sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis. De preferência, o teor de C é de pelo menos 0,065%.

[091] A invenção também se refere a um processo para a fabricação de uma peça de aço soldada a laser endurecida por prensa, compreendendo as seguintes etapas sucessivas: - fornecer uma peça bruta de aço soldada a laser de acordo com a invenção ou produzida por um método de acordo com a invenção, - aquecer a peça bruta de aço soldada a laser a uma temperatura Tm compreendida entre 800 °C e 950 °C e manter a peça bruta de aço soldada a laser na referida temperatura Tm por um tempo de espera tm compreendido entre 60 s e 600 s, de modo a obter uma peça bruta de aço soldada a laser aquecida possuindo uma estrutura que compreende entre 70% e 100% de austenita, - transferir a peça bruta de aço soldada a laser aquecida para uma prensa de conformação, - moldar a quente a peça bruta soldada a laser aquecida na prensa de conformação, a fim de obter uma peça soldada a laser formada, - resfriar a peça soldada a laser formada a uma temperatura de parada de resfriamento TC compreendida entre a temperatura ambiente e Ms - 100 °C, - reaquecer a peça soldada a laser formada da temperatura de parada de resfriamento TC para uma temperatura de pós-tratamento TPT compreendida entre 350 °C e 550 °C, e manter a peça soldada a laser formada na referida temperatura de pós-tratamento TPT por um tempo de espera tPT compreendido entre 10 s e 600 s, - resfriar a peça soldada a laser formada à temperatura ambiente para obter a peça de aço soldada a laser endurecida por prensa.

[092] A invenção também se refere a uma soldagem por ponto de resistência de pelo menos uma primeira e uma segunda peças de aço, em que a primeira peça de aço é uma peça de aço endurecida de acordo com a invenção, a referida soldagem por ponto de resistência tendo um valor alfa de pelo menos 50 daN/mm2 e uma relação de encaixe de pelo menos 0,70.

[093] Por exemplo, a segunda peça de aço também é uma peça de aço endurecido por prensa de acordo com a invenção.

[094] De preferência, a primeira peça de aço tem uma composição tal que Al > 0,3%, e a diferença entre a dureza Vickers do aço base da primeira peça de aço e o valor mínimo da dureza Vickers na zona afetada pelo calor é menor do que 25% da Dureza Vickers do aço base da primeira peça de aço endurecida por prensa.

[095] A invenção refere-se ainda a um conjunto soldado compreendendo uma primeira peça de aço e uma segunda peça de aço soldadas juntas por soldagem por ponto de resistência, o conjunto soldado compreendendo pelo menos uma soldagem por ponto de resistência unindo a primeira peça de aço à segunda peça de aço, em que o primeiro aço a parte é uma peça de aço endurecida por prensa de acordo com a invenção, a segunda peça de aço é feita de um aço possuindo uma composição química que compreende, em porcentagem em peso: 0,04% ≤ C ≤ 0,38%, 0,05% ≤ Mn ≤ 4,2%, 0,001% ≤ Si ≤ 1,5%, 0,005% ≤ Al ≤ 0,9%, 0,001% ≤ Cr ≤ 2%, Mo ≤ 0,65%, Ni ≤ 2%, 0,001% ≤ Ti ≤ 0,2%, Nb ≤ 0,1%, B ≤ 0,010%, 0,0005 % ≤ N ≤ 0,010%, 0,0001% ≤ S ≤ 0,05%, 0,0001% ≤ P ≤ 0,1%, W ≤ 0,30%, Ca ≤ 0,006%, sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis, a referida ou cada soldagem por ponto de resistência possui um alfa valor de pelo menos 50 daN/mm2 e uma relação de encaixe de pelo menos 0,70.

[096] De preferência, a segunda peça de aço tem uma composição tal que C > 0,065%.

[097] De preferência, a primeira peça de aço tem uma composição tal que Al > 0,3%, e a diferença entre a dureza Vickers do aço base da primeira peça de aço e o valor mínimo da dureza Vickers na zona afetada pelo calor é menor do que 25% da Dureza Vickers do aço base da primeira peça endurecida por prensa.

[098] A segunda peça de aço possui, por exemplo, uma composição de acordo com a invenção.

[099] Por exemplo, a segunda peça de aço tem uma composição tal que Al > 0,3%.

[0100] De forma geral, a segunda peça de aço é uma peça de aço endurecida por prensa.

[0101] A invenção também se refere a um conjunto soldado compreendendo uma primeira peça de aço e uma segunda peça de aço soldadas juntas por soldagem por ponto de resistência, o conjunto soldado compreendendo pelo menos uma soldagem por ponto de resistência unindo a primeira peça de aço à segunda peça de aço, em que o primeiro aço parte é uma peça de aço endurecida por prensa de acordo com a invenção, e a segunda peça de aço é uma parte endurecida por prensa, ou uma peça de aço estampada a frio ou conformada a frio, com uma resistência à tração não superior a 2100 MPa.

[0102] De preferência, a segunda peça de aço tem um teor de C não superior a 0,38% e um teor de Mn não superior a 4,2%.

[0103] A invenção também se refere ao uso de uma peça de aço endurecida por prensa de acordo com qualquer invenção, ou produzida por um método de acordo com a invenção, para a fabricação de uma peça anti-intrusão ou uma peça de absorção de energia de um veículo automotivo.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[0104] A invenção será agora descrita em mais detalhes, mas sem limitações, tendo em vista a Figura em anexo, ilustrando a microestrutura de uma parte endurecida por prensa de acordo com a invenção.

[0105] A chapa de aço e a peça de aço endurecida por prensa são fabricadas em aço com uma composição específica, sendo os elementos expressos em porcentagem em peso:

[0106] - 0,15% ≤ C ≤ 0,22%: o teor de carbono não deve ser inferior a 0,15% para obter resistência ao escoamento satisfatória e resistência à tração após o endurecimento por prensa. No entanto, quando o teor de carbono excede 0,22%, a curvatura e a tenacidade da solda são reduzidas.

[0107] - 3,5% ≤ Mn ≤ 4,2%: o teor de manganês deve ser de pelo menos 3,5% para ter uma temperabilidade suficiente, de modo a obter uma estrutura com uma fração de martensita suficiente após o endurecimento por prensa. Além disso, abaixo de 3,5% de Mn, uma fração muito alta de ferrita se formaria durante a soldagem na zona afetada pelo calor, resultando em uma dureza insuficiente da zona afetada pelo calor e na localização de uma fratura nessa zona, causando baixa ductilidade. No entanto, um teor de Mn superior a 4,2% aumenta o risco de conformação de segregações com microestruturas do tipo banda, associadas à diminuição da ductilidade. Além disso, um teor de Mn superior a 4,2% prejudicaria a soldabilidade, reduzindo especialmente as propriedades de tração das soldas por ponto de resistência.

[0108] De preferência, o teor de Mn é inferior a 4,0% para obter uma soldabilidade ainda mais alta.

[0109] - 0,001% ≤ Si ≤ 1,5%: o silício contribui para a desoxidação do aço na fase líquida e pode contribuir para o endurecimento após a conformação a quente. No entanto, se o teor de Si for superior a 1,5%, a tenacidade da chapa de aço após a laminação a quente e/ ou antes da laminação a frio é insuficiente. Além disso, esse alto teor de Si pode causar a conformação de óxidos de superfície que impedem a aderência do revestimento na fabricação de chapas de aço com revestimento de metal. Diminuir o Si a um valor extremamente baixo, abaixo de 0,001%, seria caro e ineficaz, tendo em vista as propriedades procuradas.

[0110] - 0,020% ≤ Al ≤ 0,9%: quando adicionado em quantidade não inferior a 0,020%, o alumínio é um desoxidante muito eficaz no estado líquido. De preferência, o teor de Al é de pelo menos 0,3%. Especialmente, se a peça endurecida por prensa for obtida de uma chapa de aço pré-revestida com alumínio, uma liga à base de alumínio ou um pré-revestimento de liga de alumínio, uma liga desse pré-revestimento é de forma geral realizada antes da conformação a quente. Essa liga requer uma temperatura de aquecimento, antes da conformação da prensagem a quente, compreendida entre 800 °C e 950 °C. Devido à adição de pelo menos 0,3% de Al, a temperatura de aquecimento compreendida entre 800 °C e 950 °C levará à estrutura desejada durante o aquecimento, compreendendo pelo menos 70% de austenita, sem, no entanto, levar a um engrossamento muito importante de os grãos austeníticos.

[0111] - 0,001 % ≤ Cr ≤ 1%: É possível adicionar cromo para retardar a dissolução dos carbonetos e estabilizar a austenita retida. É permitido um máximo de 1% de cromo: acima desse teor, o Cr impede a dissolução dos carbonetos conformados em um estágio inicial. A redução do Cr a um valor extremamente baixo, abaixo de 0,001%, seria cara e ineficaz, tendo em vista as propriedades procuradas.

[0112] - 0,001% ≤ Mo ≤ 0,3%. O molibdênio contribui para obter uma boa soldabilidade, aumenta a tenacidade da chapa de aço laminada a quente e, assim, melhora a processabilidade da chapa de aço laminada a quente. Mo também reduz as microrregiões de manganês durante a fundição. Além disso, o Mo aumenta a resistência à tração e o ângulo de flexão da peça endurecida. Para obter estes efeitos, o teor de Mo é de preferência de pelo menos 0,05%. No entanto, acima de 0,3%, a adição de Mo é cara. Além disso, diminuir o Mo a um valor extremamente baixo, abaixo de 0,001%, seria caro e ineficaz, tendo em vista as propriedades procuradas.

[0113] - 0,0003% ≤ B ≤ 0,004%: em um teor de pelo menos 0,0003%, o boro aumenta a resistência à tração e o ângulo de flexão da peça endurecida B. Além disso, B aumenta a tenacidade da chapa de aço laminada a quente, e, portanto, aumenta sua processabilidade. Especialmente, devido a B, até 1,5% de Si pode estar presente na composição do aço, mantendo uma tenacidade satisfatória da chapa de aço laminada a quente. B também melhora a soldabilidade da parte endurecida por prensa. Na presente invenção, B não é, contudo, adicionado pelo seu papel na temperabilidade, uma vez que é conseguida uma temperabilidade suficiente através da adição de pelo menos 3,5% de Mn. O teor B é limitado a 0,004%, porque acima desse teor, seu efeito é saturado. Além disso, o teor de B é de forma preferencial menor ou igual a 0,0015%, de modo a limitar a precipitação de borocarbetos durante o aquecimento e retenção antes da etapa de conformação da prensa.

[0114] - 0,001% ≤ Ti ≤ 0,040%: o titânio precipita a alta temperatura sob a forma de nitretos. Assim, o titânio pode ser adicionado para ligar de maneira estável uma quantidade suficiente de nitrogênio, de forma que o nitrogênio não esteja disponível, ou disponível apenas em pequena quantidade, para combinar com o boro. Assim, o boro está disponível para aumentar a tenacidade da chapa de aço laminada a quente e a soldabilidade, a resistência à tração e o ângulo de flexão da peça endurecida. No entanto, quando o titânio excede 0,040%, existe o risco de o titânio precipitar na fase líquida durante a elaboração do aço, criando assim nitretos de titânio grosseiros que diminuem a ductilidade e a flexibilidade após o endurecimento por prensa.

[0115] Quando a composição de aço compreende pelo menos 0,15% de Al, a adição de Ti é apenas opcional, uma vez que Al, como Ti, se liga ao nitrogênio. Contudo, diminuir o Ti a um valor extremamente baixo, abaixo de 0,001%, seria oneroso e ineficaz, tendo em vista as propriedades procuradas. Nesta forma de realização, o teor de Ti é, por exemplo, menor do que 3,42 * N.

[0116] Quando a composição de aço compreende menos de 0,15% de Al, o Ti é adicionado de preferência em um teor maior ou igual a 3,42 * N, em que N designa o teor de nitrogênio na composição de aço.

[0117] De preferência, o teor de Ti é inferior a 8 x N.

[0118] - 0,001% ≤ Nb ≤ 0,060%. O nióbio pode estar presente como impureza, com um teor de pelo menos 0,001%. Além disso, diminuir o Nb a um valor extremamente baixo, abaixo de 0,001%, seria oneroso e ineficaz, tendo em vista as propriedades procuradas. Quando uma adição voluntária de Nb é realizada, seu teor é de forma preferencial de pelo menos 0,010%. Em combinação com carbono e/ ou nitrogênio, o nióbio forma carbonitretos de nióbio fino Nb (CN). O teor de Nb não inferior a 0,010% torna possível obter tais precipitados que refinam o tamanho dos grãos de austenita durante o aquecimento que precede imediatamente a conformação da prensagem a quente. Esse grão de austenita mais fino resulta em uma estrutura mais fina da trava e aumenta a ductilidade e a resistência. No entanto, teor superior a 0,060% causa maior dureza da chapa laminada a quente, o que dificulta a laminação a frio.

[0119] - 0,001% ≤ N ≤ 0,009%: o teor de nitrogênio é ajustado durante a elaboração do aço. Em um teor não inferior a 0,001%, o nitrogênio combina-se com titânio e nióbio para formar nitretos e carbonitretos que limitam o engrossamento do grão de austenita durante o aquecimento que precede imediatamente a conformação da prensagem a quente, que por sua vez refina as travas martensíticas obtidos após a conformação da prensagem a quente. No entanto, um teor de N superior a 0,009% reduz o ângulo de flexão da parte endurecida por prensa e reduz a ductilidade. De forma preferida, o teor de nitrogênio é inferior a 0,007%.

[0120] - 0,0005% ≤ S ≤ 0,003%: acima de 0,003%, são criados sulfetos que reduzem a flexibilidade e a ductilidade da parte endurecida por prensa. No entanto, um teor de S inferior a 0,0005% precisa de um tratamento disulfurizador caro, sem benefício significativo. Assim, o teor de S é de pelo menos 0,0005%.

[0121] - 0,001% ≤ P ≤ 0,020%: quando presente em quantidade superior a 0,020%, o fósforo pode segregar nos limites dos grãos de austenita e reduzir a tenacidade da peça endurecida. No entanto, um teor de P menor do que 0,001% precisa de tratamento dispendioso no estágio líquido, sem benefícios significativos nas propriedades mecânicas da peça endurecida por prensa. Assim, o teor de P é de pelo menos 0,001%.

[0122] - 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,003%: como elemento opcional, o cálcio pode ser adicionado à composição do aço. Quando adicionado em um teor não inferior a 0,0001%, o Ca combina com enxofre e oxigênio, criando oxissulfetos que não exercem um efeito prejudicial sobre a ductilidade, como no caso de sulfetos de manganês alongados. Além disso, esses oxissulfetos atuam como nucleantes para uma precipitação fina de (Ti, Nb) (C, N). Este efeito é saturado quando o teor de Ca é superior a 0,003%.

[0123] O restante da composição é ferro e impurezas inevitáveis. A este respeito, níquel, cobre e vanádio são considerados elementos residuais que são impurezas inevitáveis. Portanto, seu teor é no máximo 0,05% Ni, no máximo 0,03% Cu e no máximo 0,007% V.

[0124] De acordo com a invenção, a parte endurecida por prensa é obtida a partir de uma chapa de aço com a composição acima e uma microestrutura específica.

[0125] A chapa de aço de acordo com a invenção possui uma espessura compreendida entre 0,7 mm e 5 mm.

[0126] A chapa de aço pode ser uma chapa de aço laminada a quente ou laminada a frio, dependendo da espessura desejada da peça final.

[0127] Por exemplo, as chapas de aço laminadas a quente de acordo com a invenção têm uma espessura compreendida entre 1,5 mm e 5 mm, e as chapas de aço laminadas a frio têm uma espessura variando de 0,7 mm a 2,5 mm.

[0128] Em uma forma de realização particular, especialmente quando se deseja produzir uma peça endurecida por prensa com uma redução de peso elevada, a chapa de aço da invenção possui uma espessura que não é uniforme, mas que varia. A diferença de espessura entre a parte mais grossa da chapa e a parte mais fina pode atingir 50% da espessura da parte mais grossa.

[0129] Em particular, as chapas, possuindo espessura não uniforme, podem ser produzidas por laminação flexível contínua, isto é, por um processo em que a espessura da chapa obtida após a laminação é variável na direção da laminação, em relação à carga aplicada pelos roletes à bobina. chapa durante o processo de laminação.

[0130] Além disso, a chapa de aço de acordo com a invenção pode ser uma chapa de aço recozida. Especialmente, se a chapa de aço for revestida por revestimento por imersão a quente em um banho, a chapa de aço é uma chapa de aço recozida, conforme divulgado em mais detalhes abaixo. Além disso, se a chapa de aço for laminada a frio, um recozimento é realizado de preferência após a laminação a frio, independentemente de a chapa ser revestida a quente ou não.

[0131] A microestrutura da chapa de aço de acordo com a invenção depende se a chapa de aço é uma chapa de aço recozida ou uma chapa de aço não sujeita a um recozimento após laminação a quente (se a chapa de aço é uma chapa de aço laminada a quente) ou após frio rolagem (se a chapa de aço for uma chapa de aço laminada a frio).

[0132] No entanto, em qualquer caso, a chapa de aço (isto é, se é uma chapa de aço recozida ou não recozida) tem uma microestrutura consistindo em, na fração superficial: menos de 50% de ferrita, entre 1% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial de partículas de cementita maior do que 60 nm seja menor do que 107/mm2, um complemento consistindo em bainita e/ ou martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

[0133] Por “partículas de cementita maiores que 60 nm”, deve-se entender que as partículas de cementita consideradas têm uma dimensão maior do que 60 nm.

[0134] A microestrutura da chapa de aço inclui entre 1% e 20% de austenita que é, à temperatura ambiente, retida austenita. A austenita retida é enriquecida em manganês, sendo o teor médio de Mn na austenita retida maior ou igual a 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição do aço. Esse enriquecimento em Mn estabiliza a austenita retida.

[0135] A microestrutura da chapa de aço pode compreender ferrita, sendo a fração superficial de ferrita de no máximo 50%. Em uma forma de realização, a microestrutura da chapa de aço não compreende ferrita.

[0136] O complemento da microestrutura da chapa de aço consiste em bainita e/ ou martensita, que representam o restante da microestrutura. De forma mais específica, este complemento pode consistir em martensita ou pode consistir em martensita e bainita.

[0137] Especialmente, devido ao alto teor de Mn na composição do aço, a martensita é formada após o resfriamento a temperaturas acima de Ae1, sem exigir uma alta taxa de resfriamento.

[0138] A microestrutura da chapa de aço pode compreender cementita. No entanto, a densidade superficial de partículas de cementita com uma dimensão maior do que 60 nm é menor do que 107/mm2.

[0139] As frações superficiais de austenita, martensita e ferrita, e a densidade superficial de partículas de cementita com maior dimensão superior a 60 nm são determinadas pelo seguinte método: um espécime é cortado da chapa de aço, polido e gravado com um reagente conhecido per se, de modo a revelar a microestrutura. A seção é examinada posteriormente através de microscópio eletrônico de varredura ou óptico. A determinação da fração superficial de cada constituinte (martensita, ferrita, austenita e cimentita) é realizada com análise de imagem através de um método conhecido per se.

[0140] Em uma primeira forma de realização, a chapa de aço é uma chapa de aço laminada a quente ou laminada a frio, que não foi submetida a um recozimento após laminação a quente ou laminação a frio, se aplicável, isto é, uma chapa de aço não recozida. Nesta primeira forma de realização, a chapa de aço não é revestida a quente.

[0141] Nesta forma de realização, a chapa de aço tem uma microestrutura consistindo em, na fração superficial: entre 5% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial das partículas de cementita com uma dimensão maior do que 60 nm seja menor do que 107/mm2, o complemento consistindo em bainita e/ ou martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

[0142] Em uma segunda forma de realização, a chapa de aço é uma chapa de aço recozida, que pode ser uma chapa de aço recozida e recozida, ou uma chapa de aço recozida e recozida. A chapa de aço recozida de acordo com esta forma de realização é por exemplo uma chapa de aço pré- revestida ou não revestida.

[0143] Nesta segunda forma de realização, a chapa de aço tem uma microestrutura consistindo em, na fração superficial:menos de 50% de ferrita, entre 1% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial das partículas de cementita com uma dimensão maior do que 60 nm seja menor do que 107/mm2, o complemento consistindo em martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

[0144] Nesta forma de realização, a estrutura pode compreender nenhuma ferrita, dependendo das condições de recozimento, como explicado em mais detalhes abaixo.

[0145] A chapa de aço descrita acima pode ser não revestida ou opcionalmente pré-revestida com um pré-revestimento de metal. O pré- revestimento de metal pode ser alumínio, liga à base de alumínio ou liga de alumínio. O pré-revestimento de metal também pode ser zinco, liga à base de zinco ou liga de zinco.

[0146] A seguir, uma liga à base de alumínio (ou zinco) é uma liga na qual Al (ou Zn) é o principal elemento em porcentagem em peso do pré- revestimento, e uma liga de alumínio (ou zinco) é uma liga na qual o Al (ou Zn), em peso, é superior a 50% no pré-revestimento.

[0147] Se a chapa de aço for pré-revestida, ela de forma preferencial compreende uma área descarbonetada na superfície de cada uma de suas duas superfícies principais sob o pré-revestimento, sendo a profundidade de 50% dessa área descarbonetada compreendida entre 6 e 30 micrômetros, sendo 50% a profundidade em que o teor de carbono é igual a 50% do teor de C na composição do aço.

[0148] Além disso, a chapa de aço de forma preferencial não contém uma camada de óxido de ferro na interface entre as superfícies principais e o pré-revestimento de metal.

[0149] A microestrutura da peça de aço endurecida por prensa de acordo com a invenção será agora descrita.

[0150] Esta descrição da microestrutura aplica-se à maioria das peças de aço temperado da prensa, o que significa que esta microestrutura está presente em pelo menos 95% do volume da peça de aço endurecida por prensa, a fim de alcançar as propriedades mecânicas desejadas. Como será explicado abaixo, devido ao fato de a peça poder ser soldada antes do endurecimento da prensa, ou seja, a microestrutura da solda pode ser diferente da maior parte da peça endurecida por prensa ou devido às alterações microestruturais que podem resultar de intensidades locais mais intensas conformação na etapa de conformação da prensa, a microestrutura pode ser localmente diferente em algumas zonas da peça, as quais, no entanto, representam menos de 5% do volume dessa peça.

[0151] Assim, a maioria da parte endurecida por prensa possui uma microestrutura consistindo em, na fração superficial: - pelo menos 50% de martensita particionada, - menos de 30% de ferrita, - pelo menos 2% de austenita retida, - cementita, de forma que a densidade superficial das partículas de cementite com uma dimensão maior superior a 60 nm seja inferior a 107/mm2, - no máximo 5% de martensita fresca, a austenita retida possuindo um teor médio de C de pelo menos 0,5%.

[0152] Essas frações e densidades da superfície são determinadas pelo seguinte método: um espécime é cortado da parte endurecida por prensa, polido e gravado com um reagente conhecido per se, de modo a revelar a microestrutura. A seção é examinada posteriormente através de microscópio eletrônico de varredura ou óptico. A determinação da fração superficial de cada constituinte (martensita particionada, martensita fresca, ferrita e austenita) e a determinação da densidade superficial de partículas de cementita com dimensão maior do que 60 nm são realizadas com análise de imagem por meio de um método conhecido per se. A fração de austenita retida é, por exemplo, determinada por difração de raios-X (DRX).

[0153] A martensita particionada está presente como ripas finas e alongadas, orientadas nos grãos de austenita anteriores. A martensita particionada é criada após o resfriamento abaixo da temperatura de transformação Ms após a conformação a quente, e subsequente aquecimento e retenção a uma temperatura de pós-tratamento TPT compreendida entre 350 °C e 550 °C.

[0154] A martensita particionada tem um teor médio de C estritamente menor do que o teor nominal de C do aço. Este baixo teor de C resulta da partição de carbono da martensita, criada após a têmpera abaixo da temperatura Ms do aço, para a austenita, durante a exploração a uma temperatura de pós-tratamento TPT compreendida entre 350 °C e 550 °C.

[0155] Martensita fresca pode estar presente na estrutura. Especialmente, a martensita fresca pode se formar após o resfriamento da parte formada, desde a temperatura de pós-tratamento TPT até a temperatura ambiente. No entanto, devido à alta estabilização da austenita com C e de forma geral com Mn, a fração superficial da martensita fresca formada após o resfriamento permanece inferior a 5%.

[0156] A martensita particionada pode ser distinguida da martensita fresca em uma seção polida e gravada com um reagente conhecido per se, por exemplo, reagente Nital, observado por Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) e Difração de Retrodispersão Eletrônica (EBSD).

[0157] A microestrutura da parte endurecida por prensa inclui pelo menos 2% de austenita que é, à temperatura ambiente, retida austenita. A austenita retida é enriquecida em carbono, sendo este enriquecimento resultante da partição de carbono da martensita criada abaixo de Ms para a austenita durante a exploração na temperatura de pós-tratamento TPT compreendida entre 350 °C e 550 °C.

[0158] Especialmente, a austenita retida tem um teor médio de C de pelo menos 0,5%. Esse enriquecimento em C estabiliza a austenita.

[0159] O teor de C na austenita retida é, por exemplo, determinado pela determinação da fração de austenita retida e dos parâmetros da rede por uma análise de difração de raios X (DRX), com um refinamento de Rietveld (Rietveld, H., “Um método de refinamento de perfil para estruturas magnéticas “, Journal of Applied Crystallography, 2 (2), 65-71, 1969). O teor de C na austenita retida é então determinado usando as fórmulas de Dyson e Holmes (DJ Dyson e B. Holmes: “Efeito de adições de liga no parâmetro de retículo austenita”, Journal of the Iron and Steel Institute, 1970, 208, 469-474).

[0160] A austenita retida também é de forma geral enriquecida em manganês e estabilizada por esse elemento.

[0161] Especialmente, a austenita retida tem um teor médio de Mn de forma geral maior ou igual a 1,1 * % de Mn, em que Mn designa o teor de Mn na composição do aço.

[0162] Quando presente na fração superficial de pelo menos 2%, a austenita retida contribui para aumentar a ductilidade, principalmente o ângulo de flexão e a conformação da fratura.

[0163] A microestrutura das peças também pode incluir ferrita. No entanto, este constituinte macio e dúctil não permite obter alta resistência à tração. Assim, como um objetivo da invenção é fabricar peças endurecidas por prensa com uma resistência à tração compreendida entre 1300 e 1600 MPa, a fração superficial da ferrita não deve ser superior a 30%, caso contrário, a resistência desejada não poderá ser obtida.

[0164] Os grãos de ferrita, se houver, têm de forma preferencial um tamanho médio de no máximo 1,5 μm. Esse tamanho médio de grão ferrítico contribui para alcançar uma resistência ao escoamento de pelo menos 1000 MPa.

[0165] Como a parte endurecida por prensa deve ter altas propriedades de flexibilidade, verificou-se que o tamanho médio dos nitretos de titânio deve ser de forma preferencial controlado para esse fim. O tamanho médio do TiN pode ser determinado através de observações por microscopia eletrônica de varredura ou transmissão. De forma mais específica, determinou-se que o tamanho médio de TiN deveria ser de forma preferencial limitado nas zonas externas próximas à superfície da peça endurecida por prensa, que são as zonas mais tensionadas durante a dobragem. Essas zonas são compostas entre um quarto de espessura da peça e a superfície mais próxima da peça. Se o tamanho médio do TiN não for inferior a 2 micrômetros, o dano será iniciado nos limites entre os nitretos de titânio de forma retangular e a matriz, e o ângulo de flexão poderá ser menor do que 60°.

[0166] Nessas zonas externas, também existe o risco de que a iniciação ao dano resulte da presença de sulfetos alongados: esses constituintes podem estar presentes quando o teor de enxofre é suficientemente alto para combinar, principalmente com manganês, sob a forma de precipitados grossos. Como sua plasticidade é alta a temperaturas elevadas, eles são facilmente alongados por laminação a quente e durante a conformação a quente no endurecimento por prensa. Assim, quando o comprimento médio de sulfetos é superior a 120 micrômetros nas zonas externas (ou seja, de um quarto de espessura até a superfície mais próxima), a tensão de fratura pode ser menor do que 0,50 devido à iniciação dúctil desses sulfetos.

[0167] Esta peça endurecida por prensa pode ser não revestida ou opcionalmente revestida. O revestimento pode ser de liga de alumínio ou liga de alumínio. O revestimento também pode ser de liga de zinco ou liga de zinco.

[0168] Em uma forma de realização particular, a peça de aço endurecida por prensa da invenção possui uma espessura que não é uniforme, mas que varia. A diferença de espessura entre a parte mais grossa da peça e a parte mais fina da peça pode atingir 50% da espessura da parte mais grossa.

[0169] Assim, é possível atingir o nível de resistência mecânica desejado nas zonas mais sujeitas a tensões externas e economizar peso nas demais zonas da peça endurecida por prensa, contribuindo para a redução de peso do veículo. Em particular, as peças, possuindo espessura não uniforme, podem ser produzidas a partir de chapas com espessura variável, fabricadas por laminação flexível contínua. Assim, dentro das condições da invenção, é possível fabricar de forma vantajosa peças de veículos com espessuras variadas, como trilhos dianteiros e traseiros, travessas dos assentos, arcos de túneis, pilares, travessas do painel de instrumentos ou aros das portas.

[0170] Uma peça endurecida por prensa com uma espessura variável é especialmente produzida a partir de uma chapa de aço de acordo com a invenção com uma espessura variável.

[0171] O processo de fabricação da chapa de aço e da peça endurecida por prensa será agora explicado.

[0172] Um semi-produto na forma de placa ou lingote vazado, capaz de ser posteriormente laminado a quente é fornecido com a composição de aço descrita acima. A espessura deste semi-produto é tipicamente compreendida entre 50 e 250 mm.

[0173] Este semi-produto é aquecido a uma temperatura de forma preferencial compreendida entre 1200 e 1300 °C, laminado a quente de modo a obter uma chapa de aço laminada a quente e enrolado a uma temperatura de bobina.

[0174] A temperatura da bobina Tbobina não deve ser superior a 550 °C; caso contrário, ocorre uma precipitação muito importante de carbonitretos de nióbio, que induz o endurecimento e aumenta as dificuldades para a etapa de laminação a frio. Quando o Tbobina não excede 550 °C, pelo menos 50% de nióbio livre permanece na chapa de aço. Além disso, a temperatura de enrolamento é limitada a 550 °C para limitar a oxidação seletiva interna.

[0175] A temperatura de enrolamento é de forma preferencial de pelo menos 20 °C, ainda de forma preferencial de pelo menos 350 °C.

[0176] Durante o enrolamento, o manganês se separa da austenita, enriquecendo e estabilizando a austenita.

[0177] Nesta fase, a espessura da chapa de aço laminada a quente pode estar na faixa típica de 1,5-5 mm.

[0178] A chapa de aço laminada a quente assim obtida possui uma microestrutura consistindo, em fração superficial:entre 5% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial das partículas de cementita com uma dimensão maior do que 60 nm seja menor do que 107/mm2, o complemento consistindo em bainita e/ ou martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

[0179] Nesta fase, a chapa de aço laminada a quente possui uma energia Charpy muito alta, de forma geral superior a 60 J/cm2 a 25 °C.

[0180] Para aplicações em que a espessura final desejada está dentro desse intervalo, as chapas de aço laminadas a quente podem ser usadas como tal para a fabricação de uma peça endurecida por prensa, conforme descrito abaixo, ou recozidas e revestidas com o processo descrito abaixo se uma peça endurecida por prensa for para ser fabricado.

[0181] Para aplicações em que é desejada uma espessura mais baixa, especialmente na faixa de 0,7-2,5 mm, a chapa de aço laminada a quente é decapada em condições usuais e posteriormente laminada a frio.

[0182] A fim de obter uma alta fração de recristalização durante o recozimento adicional, a taxa de laminação a frio é tipicamente compreendida entre 30% e 80%.

[0183] A taxa de laminação a frio é definida da seguinte maneira: se t0 designa a espessura da chapa de aço antes da laminação a frio e tf a espessura da chapa de aço após a laminação a frio, a taxa de laminação é: (t0- tf)/ t0.

[0184] Nesta fase, isto é, logo após a laminação a frio, a chapa de aço laminada a frio possui uma microestrutura que consiste em, na fração superficial:entre 5% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial das partículas de cementita com uma dimensão maior do que 60 nm seja menor do que 107/mm2, o complemento consistindo em bainita e martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

[0185] De preferência, após a laminação a quente e antes da laminação a frio, a chapa de aço laminada a quente é recozida em lote, a fim de reduzir a dureza da chapa de aço laminada a quente e, portanto, melhorar sua laminabilidade a frio e reduzir os riscos de rachaduras nas bordas durante quanto mais laminação a frio.

[0186] Por exemplo, a chapa de aço laminada a quente é recozida em lote a uma temperatura de recozimento em lote THBA compreendida entre 550 °C e 700 °C e mantida a essa temperatura por um tempo de recozimento em lote tHBA compreendido entre 1 hora e 20 horas.

[0187] Após a laminação a quente (se for para produzir uma chapa de aço laminada a quente e pré-revestida), ou após a laminação a frio, a chapa de aço laminada, isto é, a chapa de aço laminada a quente ou laminada a frio, é opcionalmente recozida.

[0188] O recozimento é realizado de forma preferencial se a chapa de aço laminada for uma chapa de aço laminada a frio, após a laminação a frio. De fato, o recozimento é realizado nesse caso, a fim de obter a recristalização dos grãos. Especialmente devido a esta recristalização, a planicidade das chapas de aço após o recozimento é especialmente boa, o que possibilita a produção de chapas ou peças brutas que podem ser soldados pela soldagem a laser. De fato, a soldagem a laser solicita peças brutas com tolerâncias estritas de planicidade, caso contrário, defeitos geométricos podem ocorrer na soldagem devido a folgas.

[0189] Se a chapa de aço laminada for uma chapa de aço laminada a quente, nenhuma recristalização é necessária e a chapa de aço laminada a quente é cortada para produzir uma peça bruta e quente formada conforme descrito abaixo sem nenhum recozimento.

[0190] No entanto, se for desejado produzir uma chapa de aço laminada a quente ou laminada a frio revestida por imersão a quente em um banho, a chapa de aço laminada a quente ou laminada a frio é, em qualquer caso, recozida após o enrolamento em preparação para o revestimento.

[0191] Em outras palavras, o recozimento é opcionalmente realizado se for produzida uma chapa de aço laminada a quente ou laminada a frio.

[0192] Por outro lado, o recozimento, seja a chapa de aço laminada a quente ou laminada a frio, é sempre executado se for para produzir uma chapa de aço revestida a quente.

[0193] Em qualquer caso (isto é, se a chapa é uma chapa laminada a quente ou laminada a frio), o recozimento é realizado aquecendo a chapa de aço a uma temperatura de recozimento TA maior ou igual a 650 °C, mantendo a chapa de aço à temperatura de recozimento TA para um tempo de recozimento tA compreendido entre 30 s e 600 s, em seguida, resfriando a chapa de aço para obter uma chapa de aço recozida possuindo uma estrutura que consiste na fração superficial: - menos de 50% de ferrita, - entre 1% e 20% da austenita retida, com a teor em Mn médio superior ou igual a 1,1 * % de Mn, - cementita, de forma que a densidade superficial das partículas de cementite com uma dimensão maior superior a 60 nm seja inferior a 107/mm2, o complemento consistindo em martensita.

[0194] A chapa de aço pode ser resfriada diretamente da temperatura de recozimento TA para a temperatura ambiente, ou pode ser submetida, durante o resfriamento, a um tratamento de têmpera e/ ou a um revestimento por imersão a quente em um banho, como explicado em mais detalhes abaixo.

[0195] De acordo com uma forma de realização, sendo a chapa de aço de forma geral uma chapa de aço laminada a frio, a temperatura de recozimento TA é superior a Ae3, de modo a obter uma recristalização completa. Ae3 designa a temperatura de transformação de equilíbrio, acima da qual a austenita é completamente estável.

[0196] Nesta forma de realização, a estrutura da chapa de aço, depois de esfriar até a temperatura ambiente, não compreende ferrita, mas compreende uma alta fração de martensita fresca, com uma dureza alta.

[0197] Portanto, nesta forma de realização, a chapa de aço é de forma preferencial submetida a um tratamento de revenimento após o recozimento para facilitar o corte adicional da chapa para obter uma peça bruta.

[0198] O tratamento de têmpera é realizado, por exemplo, após a retenção na temperatura de recozimento TA e antes de um revestimento por imersão a quente opcional.

[0199] Por exemplo, esse tratamento de revenido é realizado resfriando a chapa de aço da temperatura de recozimento TA, após a retenção pelo tempo de recozimento tA, até uma temperatura compreendida entre a temperatura ambiente e Ms -100 °C e, em seguida, reaquecendo a chapa de aço a um revenido a temperatura Tt compreendeu entre 350 °C e 550 °C e manteve- se nessa temperatura por um tempo compreendido entre 10 s e 600 s. Ms designa a temperatura na qual a transformação em martensita começa após o resfriamento.

[0200] Após a retenção à temperatura de revenido Tt, a chapa de aço é então resfriada à temperatura ambiente ou revestida por imersão a quente em um banho e depois resfriada à temperatura ambiente, conforme descrito em mais detalhes abaixo.

[0201] Em outra forma de realização, a chapa de aço sendo uma chapa de aço laminada a quente ou laminada a frio, a temperatura de recozimento TA está compreendida entre 650 °C e Ae3, Ae3 designando a temperatura de transformação de equilíbrio, acima da qual a austenita é completamente estável. Um técnico no assunto sabe como determinar Ae3 por cálculo termodinâmico ou através de testes envolvendo aquecimento e retenção isotérmica.

[0202] Nesta forma de realização, a estrutura da chapa de aço na temperatura de recozimento TA, e após a retenção na temperatura de recozimento, não é totalmente austenítica, mas compreende ferrita.

[0203] Durante a exploração à temperatura de recozimento TA, a partição do manganês para a austenita é concluída.

[0204] Nesta forma de realização, após a retenção na temperatura de recozimento TA, a chapa de aço é, por exemplo, imediatamente resfriada à temperatura ambiente, ou revestida por imersão a quente e depois resfriada à temperatura ambiente, conforme divulgado em mais detalhes abaixo.

[0205] De fato, sendo a temperatura de recozimento TA menor do que Ae3, a chapa de aço recozida assim obtida possui uma estrutura que compreende ferrita, de forma que a chapa de aço recozida possa ser cortada mais facilmente para produzir uma peça bruta após o resfriamento até a temperatura ambiente.

[0206] No entanto, se necessário, dependendo da dureza da chapa, o tratamento de revenimento descrito acima pode ser realizado para facilitar o corte adicional da chapa para obter uma peça bruta.

[0207] Após a manutenção na temperatura de recozimento TA, maior ou menor do que Ae3, e o tratamento de têmpera opcional, as etapas posteriores do processo dependem do tipo de chapa a ser fabricada: - se for produzida uma chapa de aço não revestida, a chapa de aço é resfriada da temperatura de recozimento TA ou da temperatura de revenido Tt à temperatura ambiente, - se uma chapa de aço pré-revestida for produzida, a chapa de aço recozida é resfriada a partir da temperatura de recozimento TA ou trazida da temperatura de revenimento Tt, se aplicável (ou seja, se a temperatura de revenimento não for igual à temperatura de pré-revestimento desejada), a uma temperatura de pré-revestimento Tpc, depois pré-revestido com um pré- revestimento de metal por revestimento por imersão a quente contínuo em um banho e depois resfriado à temperatura ambiente.

[0208] A temperatura de pré-revestimento Tpc está próxima da temperatura Tbm do banho de pré-revestimento, para evitar uma interrupção térmica do banho. Por esse motivo, a temperatura de pré-revestimento Tpc é de forma preferencial compreendida entre Tbm - 10 °C e Tbm + 50 °C.

[0209] Se o pré-revestimento desejado for alumínio, liga à base de alumínio ou liga de alumínio, a chapa de aço é continuamente revestida por imersão a quente em um banho a uma temperatura de cerca de 650-680 °C, a temperatura exata, dependendo da composição do alumínio liga à base de alumínio ou liga de alumínio. Um pré-revestimento preferido é o Al-Si, obtido por imersão a quente da chapa em um banho compreendendo, em peso, de 5% a 11% de Si, de 2% a 4% de Fe, opcionalmente de 0,0015 a 0,0030% de Ca, o restante sendo Al e impurezas.

[0210] A chapa é depois resfriada até à temperatura ambiente. Como opção, esta chapa pré-revestida à base de Al, Al ou liga de Al pode ser submetida a um tratamento térmico adicional, a uma temperatura e durante um tempo selecionado para obter um pré-revestimento contendo pelo menos uma camada intermetálica contendo Al e ferro e, opcionalmente, silício, e não contém Al livre, nem fase of do tipo Fe3Si2Al12 nem fase of do tipo Fe2Si2AI9.

[0211] Se o pré-revestimento desejado for zinco, liga à base de zinco ou liga de zinco, a chapa de aço é revestida por imersão a quente em um banho a uma temperatura de cerca de 460 °C, a temperatura exata, dependendo da composição da liga à base de zinco ou a liga de zinco. O pré-revestimento pode ser galvanização por imersão a quente contínua ou recozimento de galvanização, isto é, incluindo um tratamento térmico imediatamente após a galvanização por imersão a quente a cerca de 450-520 °C, de modo a obter um pré-revestimento contendo 7-11% de Fe. Um pré-revestimento obtido por galvanização contém tipicamente 0,25-0,70% Al, 0,01-0,1% Fe, sendo o restante zinco e impurezas inevitáveis resultantes do processamento. Um pré- revestimento obtido por recozimento por galvanização compreende tipicamente 0,15-0,4% de Al, 6-15% de Fe, sendo o restante zinco e impurezas inevitáveis resultantes do processamento.

[0212] O pré-revestimento pode ser uma liga de zinco-alumínio- magnésio contendo 1-15% de Al, 0,5-5% de Mg, 0,01-0,1% de Fe, sendo o restante zinco e impurezas inevitáveis resultantes do processamento. O pré- revestimento também pode ser uma liga contendo 4-6% de Al, 0,01-0,1% de Fe, sendo o restante zinco e impurezas inevitáveis resultantes do processamento.

[0213] O pré-revestimento também pode ser uma liga de alumínio- zinco contendo 40-45% de Zn, 3-10% de Fe e 1-3% de Si, sendo o restante alumínio e impurezas inevitáveis resultantes do processamento.

[0214] Como opção, o processo de pré-revestimento de metal pode incluir a deposição de duas camadas, de forma que o pré-revestimento de metal seja composto por uma camada de alumínio, uma liga à base de alumínio ou uma liga de alumínio, coberta por uma camada de zinco, uma liga à base de zinco ou uma liga de zinco. Esta camada é, por exemplo, depositada por eletrodeposição ou por deposição a vácuo: PVD (Deposição Física de Vapor) e/ ou CVD (Deposição Química de Vapor).

[0215] A chapa de aço recozida assim obtida, que pode ser laminada a quente ou laminada a frio, e que pode ser revestida ou não revestida, possui uma estrutura que consiste em:menos de 50% de ferrita,entre 1% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial das partículas de cementita com uma dimensão maior do que 60 nm seja menor do que 107/mm2, o complemento consistindo em martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

[0216] Em uma forma de realização, a temperatura de recozimento TA sendo superior a Ae3, a estrutura não compreende ferrita.

[0217] Além disso, se for produzida uma chapa de aço pré- revestida, o recozimento é realizado de preferência para obter, após a conclusão do recozimento, uma descarbonetação da superfície da chapa de aço em uma profundidade de p50% compreendida entre 6 e 30 micrômetros, sendo p50% a profundidade em que o teor de carbono é igual a 50% do teor de C na composição do aço.

[0218] Para esse fim, a atmosfera de recozimento na linha de revestimento de recozimento contínuo ou por imersão a quente contínua durante o aquecimento e a retenção está, por exemplo, nas seguintes faixas:

[0219] - H2 entre 2% em volume e 10% em volume, sendo o restante N2 e impurezas inevitáveis, com um ponto de orvalho compreendido entre -15 °C e + 60 °C.

[0220] A descarbonetação também pode ser obtida fornecendo uma quantidade excessiva de O2 na atmosfera de recozimento.

[0221] Isso pode ser garantido: - por um zoneamento durante o aquecimento e a retenção, ou fornecendo uma parte da seção de aquecimento e da seção de imersão com uma atmosfera compreendendo entre 0,05% em volume e 6% em volume de O2, sendo o restante N2 e impurezas inevitáveis com um ponto de orvalho entre - 60 °C e + 60 °C. - ou através de uma passagem em um forno de chama direta durante a etapa de aquecimento, em que a atmosfera é o resultado da combustão de uma mistura de ar e gás natural ou combustível, com uma razão ar/ gás natural entre 1 e 1,2, - ou por qualquer outro processo que forneça teores de O2 comparáveis aos indicados acima na seção de aquecimento e/ ou retenção, ou em parte da seção de aquecimento ou retenção.

[0222] O processo para a fabricação de uma peça endurecida a partir da chapa de aço de acordo com a invenção será agora descrito.

[0223] Como explicado acima, a chapa de aço de acordo com a invenção pode ser uma chapa de aço laminada a quente não recozida, uma chapa de aço laminada a quente, recozida e pré-revestida, uma chapa de aço laminada a frio não recozida, uma chapa de aço laminada a frio e recozida ou uma chapa de aço laminada a frio, recozida e pré-revestida.

[0224] Primeiro, a chapa de aço é cortada em uma forma predeterminada, de modo a obter uma peça bruta plana, cuja geometria está em uma relação definida com a geometria final da peça pretendida.

[0225] Opcionalmente, antes do aquecimento e da prensagem a quente da peça bruta, a peça bruta é formada a frio para obter uma peça bruta pré-formada. Esta pré-conformação a frio, destinada a aproximar a peça bruta da geometria final da peça pretendida, permite reduzir a quantidade de conformação na próxima etapa de conformação a quente.

[0226] Em seguida, a peça bruta, pré-formada plana ou a frio, é aquecida a uma temperatura Tm compreendida entre 800 e 950 °C. O aquecimento é realizado em um dispositivo de aquecimento, por exemplo, um forno de aquecimento. Os meios de aquecimento não são limitados e podem ser com base em radiação, indução ou resistência. A peça bruta aquecida é mantida à temperatura Tm por um tempo tm compreendido entre 60 s e 600 s. Esses intervalos de temperatura e tempo permitem obter, no final da exploração à temperatura Tm, uma estrutura compreendendo entre 70% e 100% de austenita e até 30% de ferrita.

[0227] Se a temperatura Tm for inferior a 800 °C, a estrutura final da peça endurecida por prensa compreende uma fração muito alta de ferrita, especialmente superior a 30%, de forma que uma resistência à tração TS de pelo menos 1300 MPa não é alcançada. Um tempo de espera tm à temperatura Tm menor do que 60 s também pode resultar em uma fração muito alta de ferrita na parte final e com uma resistência à tração menor do que 1300 MPa.

[0228] Se a temperatura Tm for superior a 950 °C e/ ou o tempo de retenção for maior do que 600 s, a etapa de aquecimento e retenção poderá resultar em um engrossamento muito importante dos grãos de austenita durante o aquecimento, levando a uma diminuição na tração e no rendimento pontos fortes da parte final.

[0229] Além disso, se a peça bruta for pré-revestida, esse aquecimento e retenção causam a interdifusão do pré-revestimento com o substrato de aço. O termo “pré-revestimento” é usado para designar a liga antes do aquecimento e “revestir” a camada de liga formada durante o aquecimento que precede imediatamente a estampagem a quente. O tratamento térmico no forno modifica a natureza do pré-revestimento e sua geometria porque a espessura do revestimento final é maior do que a do pré-revestimento. O revestimento criado pela liga protege o aço subjacente da oxidação e descarbonetação adicional e é apropriado para a conformação a quente subsequente, em particular em uma prensa de estampagem. A liga ocorre em toda a espessura do revestimento. Dependendo da composição do pré- revestimento, uma ou mais fases intermetálicas são criadas por interdifusão nesta camada de liga e/ ou uma liga na forma de uma solução sólida. O enriquecimento de ferro do revestimento resulta em uma elevação rápida do seu ponto de fusão. O revestimento criado também tem a vantagem de ser aderente e adequado para as operações potenciais de conformação a quente e resfriamento rápido a seguir. Assim, durante o aquecimento, as fases intermetálicas são criadas temporariamente ou definitivamente por interdifusão, o que possibilita facilitar deformações adicionais na prensa a quente e evitar descarbonetação e oxidação da superfície do aço.

[0230] Após as etapas de aquecimento e retenção, a peça bruta aquecida é extraída do dispositivo de aquecimento. A peça bruta aquecida é transferida para uma prensa de conformação.

[0231] Devido à alta temperabilidade do aço, nenhuma transformação de austenita em ferrita poligonal ocorre durante esta transferência, de forma que a duração da transferência Dt não precise ser limitada a um valor baixo para evitar tal transformação. Obviamente, a duração da transferência Dt deve, em qualquer caso, ser limitada para evitar uma diminuição da temperatura da peça bruta abaixo da temperatura desejada de conformação a quente. A temperatura de conformação a quente é de forma geral de pelo menos 450 °C.

[0232] A peça bruta aquecida é posteriormente formada a quente na prensa de conformação, de modo a obter uma peça formada. Durante a etapa de moldagem, os modos e quantidades de conformação diferem de um local para outro devido à geometria da peça final e das ferramentas de moldagem. Por exemplo, algumas zonas podem estar em expansão, enquanto outras são deformadas em restrição. Qualquer que seja o modo de conformação, uma conformação equivalente pode ser definida em cada local na parte endurecida por prensa, comoem que ε1 e ε2 são as principais deformações. Assim, εbexpressa a quantidade de conformação introduzida pelo processo de conformação a quente em cada zona da peça endurecida por prensa.

[0233] Por exemplo, a peça de aço endurecida por prensa compreende pelo menos uma primeira zona deformada a quente com uma conformação equivalente εb superior a 0,15 e pelo menos uma segunda zona tendo experimentado o mesmo ciclo de resfriamento no endurecimento por prensa do que a primeira zona deformada a quente, em que a conformação equivalente εb é menor do que 0,05.

[0234] A peça é então mantida dentro do ferramental da prensa de conformação, de modo a garantir uma taxa de resfriamento adequada e evitar distorção da peça devido a retração e transformações de fase.

[0235] A peça esfria principalmente por condução através de transferência de calor com as ferramentas. As ferramentas podem incluir a circulação do líquido de resfriamento para aumentar a taxa de resfriamento ou os cartuchos de aquecimento para diminuir as taxas de resfriamento. Assim, as taxas de resfriamento podem ser ajustadas através da implementação de tais meios. No entanto, devido à alta capacidade de extração do aço, a taxa de resfriamento não precisa ser ajustada para um valor alto para obter uma transformação de austenita em martensita após o resfriamento abaixo da Sra.

[0236] Para obter uma parte endurecida por prensa de acordo com a invenção, a parte formada é resfriada a uma temperatura de parada de resfriamento TC menor do que Ms -100 °C, de modo a obter uma transformação parcial da austenita em martensita.

[0237] Em uma forma de realização, a temperatura de parada de resfriamento TC é a temperatura ambiente, por exemplo, entre 20 °C e 30 °C.

[0238] A parte formada é então reaquecida da temperatura de parada de resfriamento Tc para uma temperatura de pós-tratamento TPT compreendida entre 350 °C e 550 °C, e mantida à temperatura de pós-tratamento TPT por um tempo de espera tPT compreendido entre 10 s e 600 s, por exemplo entre 10 se 120 s.

[0239] A temperatura de pós-tratamento TPT é de forma preferencial compreendida entre 350 °C e 450 °C.

[0240] Durante esta etapa de retenção, ocorrem partições de carbono da martensita à austenita, enriquecendo e estabilizando a austenita e a têmpera da martensita.

[0241] A parte formada é então resfriada da temperatura de pós- tratamento TPT até a temperatura ambiente, para obter uma peça de aço endurecida por prensa.

[0242] O resfriamento é realizado, por exemplo, no ar. Durante esse resfriamento, parte da austenita pode se transformar em martensita fresca. No entanto, devido à estabilização da austenita, principalmente pelo carbono, a fração de martensita fresca criada é inferior a 5%.

[0243] A peça de aço endurecida assim obtida possui uma microestrutura que consiste, na maioria da peça, em fração superficial: - pelo menos 50% de martensita particionada, - menos de 30% de ferrita, - pelo menos 2% de austenita retida, - cementita, de forma que a densidade superficial das partículas de cementita com uma dimensão maior superior a 60 nm seja inferior a 107/mm2, e - no máximo 5% de martensita fresca.

[0244] A martensita particionada possui um teor médio de C inferior ao teor nominal de C no aço (ou seja, o teor médio de C da peça de aço endurecida por prensa), esse baixo teor resultante da partição de carbono da martensita para a austenita durante a exploração à temperatura de pós- tratamento TPT.

[0245] A austenita retida tem um teor médio de C de pelo menos 0,5%, esse alto teor também resulta da partição de carbono da martensita para a austenita durante a exploração na temperatura de pós-tratamento TPT.

[0246] De forma geral, a austenita retida tem um teor médio de Mn superior a 1,1 * % de Mn.

[0247] De forma geral, os grãos de ferrita, se houver, têm um tamanho médio de no máximo 1,5 μm.

[0248] As peças de aço endurecida por prensa obtidas através do método descrito têm uma espessura que é tipicamente compreendida entre 0,7 mm e 5 mm.

[0249] Os inventores descobriram um método para obter alta ductilidade nas zonas da peça endurecida por prensa em que uma alta concentração de tensão pode ser experimentada durante o uso da peça: quando as zonas na prensa de conformação são deformadas com uma conformação equivalente superior a 0,15, à estrutura dessas zonas deformadas é mais fina.

[0250] Especialmente, os inventores compararam zonas não deformadas ou pouco deformadas (as zonas de designação posteriores em que < 0,05) com zonas em que a conformação foi aplicada com uma quantidade superior a 0,15. A dureza das zonas altamente deformadas (ou tensionadas) de forma geral aumenta em pelo menos 15 HV1 (HV1 sendo a dureza Vickers medida sob carga de 1 kgf) em comparação com as zonas não tensionadas ou pouco tensionadas na parte endurecida por prensa.

[0251] No entanto, esse aumento da dureza é pelo menos compensado por uma diminuição do tamanho da trava martensítica.

[0252] Os inventores mediram a largura média da trava martensítica (particionado e fresco, se houver) em zonas pequenas ou altamente deformadas. Após a análise ESBD para revelar a microestrutura, a largura da trava é determinada pelo método de interceptação que é conhecido per se. Foi colocado em evidência que a aplicação de uma conformação equivalente superior a 0,15 reduz a largura média da torneira em mais de 15%, em comparação com pequenas zonas deformadas. Essa redução da largura da trava aumenta a resistência a eventual iniciação e propagação de trincas. De forma geral, nas zonas em que a conformação aplicada é superior a 0,15, a largura média da torneira martensítica é inferior a 0,65 μm. Em comparação, a largura média da torneira martensítica em zonas pouco deformadas é de forma geral superior a 0,75 μm.

[0253] Além disso, foi evidenciado que a aplicação de uma conformação equivalente superior a 0,15 modifica a distribuição de tamanho da trava martensítica, em comparação com pequenas zonas deformadas.

[0254] Especialmente, a proporção da trava martensítica possuindo largura inferior a 0,8 μm é pelo menos 35% maior nas zonas altamente deformadas do que nas pequenas zonas deformadas.

[0255] Esse menor tamanho da trava martensítica proporciona especialmente um aumento de resistência.

[0256] Assim, a combinação da composição do aço e dos parâmetros de endurecimento da prensa permite obter alta ductilidade nas zonas-alvo das peças. Em aplicações automotivas, as peças conformadas apresentam maior ductilidade em caso de colisão.

[0257] Outro objetivo da invenção é uma peça bruta de aço soldada a laser pré-revestida com um pré-revestimento de alumínio, liga a base de alumínio ou liga de alumínio e uma peça de aço soldada a laser endurecida por prensa revestido com um revestimento de liga de alumínio ou liga de alumínio.

[0258] A peça bruta de aço soldada a laser compreende pelo menos uma primeira peça bruta de aço, obtida a partir de uma chapa de aço de acordo com a invenção e pré-revestida com um pré-revestimento de alumínio, liga a base de alumínio ou liga de alumínio, uma segunda peça bruta de aço, também pré-revestida com um pré-revestimento de alumínio, liga a base de alumínio ou liga de alumínio e uma solda a laser que une a primeira peça bruta à segunda peça bruta. As peças brutas de aço podem ter as mesmas composições ou composições diferentes e a mesma espessura ou espessuras diferentes. No caso de diferentes composições, foi evidenciado que o teor de carbono da segunda peça bruta de aço deve estar compreendido entre 0,04% e 0,38% em peso, de forma preferencial entre 0,065% e 0,38%, a fim de criar uma solda tendo as propriedades de ductilidade desejadas.

[0259] Por exemplo, a segunda peça bruta de aço é feita de um aço possuindo uma composição química que compreende, em porcentagem em peso: 0,04% ≤ C ≤ 0,38%, 0,05% ≤ Mn ≤ 4,2%, 0,001% ≤ Si ≤ 1,5%, 0,005% ≤ Al ≤ 0,9%, 0,001% ≤ Cr ≤ 2%, Mo ≤ 0,65%, Ni ≤ 2%, 0,001% ≤ Ti ≤ 0,2%, Nb ≤ 0,1%, B ≤ 0,010%, 0,0005% ≤ N ≤ 0,010%, 0,0001% ≤ S ≤ 0,05%, 0,0001% ≤ P ≤ 0,1%, W ≤ 0,30%, Ca ≤ 0,006%,o restante são ferro e impurezas inevitáveis.

[0260] De preferência, o teor de C é de pelo menos 0,065%.

[0261] Em uma primeira forma de realização, a segunda peça bruta de aço tem uma composição compreendendo, em porcentagem em peso: 0,04% ≤ C ≤ 0,100%, 0,80% ≤ Mn ≤ 2,0%, 0,005% ≤ Si ≤ 0,30%, 0,010% ≤ Al ≤ 0,070%, 0,001% ≤ Cr ≤ 0,10%, 0,001% ≤ Ni ≤ 0,10%, 0,03% ≤ Ti ≤ 0,08%, 0,015% ≤ Nb ≤ 0,1%, 0,0005% ≤ N ≤ 0,009%, 0,0001% ≤ S ≤ 0,005%, 0,0001% ≤ P ≤ 0,030%, Mo ≤ 0,10%, Ca ≤ 0,006%, sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis.

[0262] Em uma segunda forma de realização, a segunda peça bruta tem uma composição compreendendo, em porcentagem em peso: 0,065% ≤ C ≤ 0,095%, 1,4% ≤ Mn ≤ 1,9%, 0,2% ≤ Si ≤ 0,5%, 0,020% ≤ Al ≤ 0,070%, 0,02 % ≤ Cr ≤ 0,1%, em que 1,5% ≤ (C + Mn + Si + Cr) ≤ 2,7%, 3,4 x N ≤ Ti ≤ 8 x N, 0,04% ≤ Nb ≤ 0,06%, em que 0,044% ≤ (Nb + Ti) ≤ 0,09%, 0,0005% ≤ B ≤ 0,004%, 0,001% ≤ N ≤ 0,009%, 0,0005% ≤ S ≤ 0,003%, 0,001% ≤ P ≤ 0,020% e opcionalmente 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,006%, sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis.

[0263] Em uma terceira forma de realização, a segunda peça bruta tem uma composição compreendendo, em porcentagem em peso: 0,15% ≤ C ≤ 0,38%, 0,5% ≤ Mn ≤ 3%, 0,10% ≤ Si ≤ 0,5%, 0,005% ≤ Al ≤ 0,1%, 0,01% ≤ Cr ≤ 1%, 0,001% ≤ Ti < 0,2%, 0,0005% ≤ B ≤ 0,010%, 0,0005% ≤ N ≤ 0,010%, 0,0001% ≤ S ≤ 0,05%, 0,0001% ≤ P ≤ 0,1%, sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis.

[0264] Em uma quarta forma de realização, a segunda peça bruta tem uma composição compreendendo, em porcentagem em peso: 0,24% ≤ C ≤ 0,38%, 0,40% ≤ Mn ≤ 3%, 0,10% ≤ Si ≤ 0,70%, 0,015% ≤ Al ≤ 0,070%, 0,001% ≤ Cr ≤ 2%, 0,25% ≤ Ni ≤ 2%, 0,015% ≤ Ti ≤ 0,1%, 0% ≤ Nb ≤ 0,06%, 0,0005% ≤ B ≤ 0,0040%, 0,003% ≤ N ≤ 0,010%, 0,0001% ≤ S ≤ 0,005%, 0,0001% ≤ P ≤ 0,025%, os teores de Ti e N satisfazem a seguinte relação: Ti/ N > 3,42, os teores de C, manganês, Cr e Si satisfazem a seguinte relação: , a composição química que compreende opcionalmente uma de vários dos seguintes elementos: 0,05% ≤ Mo ≤ 0,65%, 0,001% ≤ W ≤ 0,30%, 0,0005% ≤ Ca ≤ 0,005%, sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis.

[0265] Em uma quinta forma de realização, a segunda peça bruta de aço tem uma composição de acordo com a invenção, compreendendo, em porcentagem em peso: 0,15% ≤ C ≤ 0,22%, 3,5% ≤ Mn < 4,2%, 0,001% ≤ Si ≤ 1,5%, 0,020% ≤ Al ≤ 0,9%, 0,001% ≤ Cr ≤ 1%, 0,001% ≤ Mo ≤ 0,3%, 0,001% ≤ Ti ≤ 0,040%, 0,0003% ≤ B ≤ 0,004%, 0,001% ≤ Nb ≤ 0,060%, 0,001% ≤ N ≤ 0,009%, 0,0005% ≤ S ≤ 0,003%, 0,001% ≤ P ≤ 0,020%, opcionalmente, 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,003%, sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis.

[0266] A peça bruta de aço soldada a laser é obtida cortando uma chapa de aço de acordo com a invenção e pré-revestida com um alumínio, liga de alumínio ou pré-revestimento de liga de alumínio, para obter uma primeira peça bruta, cortando uma chapa de aço, que é, por exemplo, um chapa de aço de acordo com a invenção, também pré-revestida com um pré-revestimento de alumínio, liga a base de alumínio ou liga de alumínio para obter uma segunda peça bruta. Por exemplo, a segunda peça bruta tem uma composição como definida acima, e de forma preferencial de acordo com a primeira, segunda, terceira, quarta ou quinta forma de realização.

[0267] A primeira e a segunda peça bruta são soldadas ao longo de um de seus respectivos lados periféricos. Devido ao alto teor de Mn na composição do aço da invenção, não é necessária a ablação de todo o pré- revestimento dos lados superior e inferior das peças brutas antes da soldagem. Por exemplo, pelo menos um lado de uma das peças brutas não está sujeito a uma ablação ou não está sujeito a uma ablação de todo o pré-revestimento.

[0268] De fato, o efeito gamagênico do Mn no aço e, consequentemente, na solda contrasta com o efeito do Al na solda, resultante do derretimento do pré-revestimento e da incorporação do pré-revestimento derretido na solda.

[0269] Portanto, de acordo com a invenção, nenhuma ablação de todo o pré-revestimento dos lados superior e inferior das peças brutas é realizada antes da soldagem.

[0270] Assim, após a soldagem, os pré-revestimentos de alumínio, liga a base de alumínio ou liga de alumínio da primeira e a segunda peça bruta cobrem a vizinhança imediata da solda a laser em pelo menos um lado da primeira e da segunda peça bruta.

[0271] A peça bruta soldada a laser assim obtido pode então ser conformado a quente e endurecido por prensa nas condições descritas acima, sem o risco de rachaduras durante a conformação a quente. A peça soldada endurecida por prensa assim obtida, em que o metal de solda e a primeira e a segunda peça bruta foram endurecidos por prensa na mesma operação, exibe propriedades de alta resistência mecânica e ductilidade. Especialmente, a solda a laser endurecida por prensa que une a primeira parte endurecida por prensa, resultante da conformação a quente da primeira peça bruta, e a segunda parte endurecida a prensa, resultante da conformação a quente da segunda peça bruta, possui uma estrutura que compreende no máximo 15% de ferrita.

[0272] Além disso, como nenhuma ablação de todo o pré- revestimento dos lados superior e inferior das peças brutas foi realizada antes da soldagem, a peça soldada endurecida por prensa é tal que, em pelo menos um lado da primeira e segunda peças prensadas em aço endurecido, a espessura do revestimento na zona afetada pelo calor é a mesma que a espessura do revestimento no restante da primeira e da segunda peça de aço endurecida por prensa.

[0273] Outro objetivo da invenção é um conjunto soldado compreendendo uma peça de aço endurecida pela primeira prensa e uma peça de aço endurecida pela segunda prensa soldada por soldagem por pontos por resistência. A primeira peça de aço temperado da prensa está de acordo com a invenção, e a segunda peça de aço temperado da prensa pode estar de acordo com a invenção ou ter uma composição diferente. Especialmente, a primeira e a segunda partes podem ter as mesmas composições ou composições diferentes e a mesma espessura ou espessuras diferentes.

[0274] Por exemplo, a segunda parte é feita de aço possuindo uma composição química que compreende, em porcentagem em peso: 0,04% ≤ C ≤ 0,38%, 0,05% ≤ Mn ≤ 4,2%, 0,001% ≤ Si ≤ 1,5%, 0,005% ≤ Al ≤ 0,9%, 0,001% ≤ Cr ≤ 2%, Mo ≤ 0,65%, Ni ≤ 2%, 0,001% ≤ Ti ≤ 0,2%, Nb ≤ 0,1%, B ≤ 0,010%, 0,0005% ≤ N ≤ 0,010%, 0,0001% ≤ S ≤ 0,05%, 0,0001% ≤ P ≤ 0,1%, W ≤ 0,30%, Ca ≤ 0,006%, o restante são ferro e impurezas inevitáveis.

[0275] De preferência, o teor de C na segunda parte é de pelo menos 0,065%.

[0276] Por exemplo, a composição da segunda peça de aço pode estar de acordo com a composição da primeira, segunda, terceira, quarta ou quinta formas de realização descritas acima em relação à segunda peça bruta.

[0277] O conjunto soldado é fabricado produzindo a primeira e a segunda peças de aço endurecida por prensa e a soldagem por ponto de resistência a primeira e a segunda peça de aço.

[0278] As soldas por ponto de resistência que unem a primeira parte às segundas partes são caracterizadas por uma alta resistência no teste de tração cruzada definida por um valor alfa de pelo menos 50 daN/mm2 e uma taxa de obturação de pelo menos 0,70.

[0279] Aqui, o valor alfa designa a carga máxima em teste cruzado dividida pelo diâmetro da solda e a espessura. É uma carga normalizada para soldagem por ponto resistente, expressa em daN/mm2.

[0280] A proporção do plugue é igual ao diâmetro do plugue dividido pelo diâmetro da zona fundida (MZ). Quanto menor a proporção do tampão, menor a ductilidade da zona fundida.

[0281] De forma geral, o amolecimento na zona afetada pelo calor, isto é, a diferença entre a dureza Vickers do aço base e a dureza Vickers na zona afetada pelo calor, é inferior a 25% da dureza Vickers do aço base.

[0282] Outro objetivo da invenção é uma montagem soldada compreendendo uma primeira peça de aço endurecida por prensa e uma segunda peça de aço soldadas juntas por soldagem por ponto de resistência, sendo a primeira peça de aço endurecida por prensa de acordo com a invenção e a segunda peça de aço sendo um estampado a quente ou peça de aço estampada a frio, com resistência à tração não superior a 2100 MPa. De preferência, a segunda peça de aço tem um teor de C não superior a 0,38% e um teor de Mn não superior a 4,2%.

EXEMPLOS

[0283] A invenção será agora ilustrada pelos seguintes exemplos, que não são de forma alguma limitativos.

[0284] Aços com composição de acordo com a Tabela 1, expressos em porcentagem em peso, foram fornecidos sob a forma de placas. As temperaturas Ae3, determinadas pelo cálculo termodinâmico, são apresentadas na Tabela 1 abaixo.TABELA 1

[0285] As placas foram aquecidas a uma temperatura Th, laminadas a quente e enroladas a uma temperatura de enrolamento Tbobina. As chapas de aço laminadas a quente foram então decapadas, opcionalmente recozidas a uma temperatura de recozimento THBA, com um tempo de espera tHBA na temperatura THBA, decapadas e depois laminadas a frio com uma taxa de redução de laminação rCR para obter chapas de aço laminadas a frio com espessura th.

[0286] Algumas das chapas de aço laminadas a frio foram então recozidas a uma temperatura de recozimento TA por um tempo de recozimento tA. Algumas das chapas foram pré-revestidas com um revestimento de Al-Si, por imersão a quente em um banho compreendendo, em peso, de 5% a 11% de Si, de 2% a 4% de Fe, opcionalmente de 0,0015 a 0,0030 % de Ca, sendo o restante Al e impurezas.

[0287] As condições de fabricação (A, B...) das chapas de aço recozidas estão resumidas na Tabela 2 abaixo.TABELA 2

[0288] A energia Charpy de algumas das chapas laminadas a quente foi determinada antes do recozimento em lote, a 25 °C. Especialmente, a amostra de impacto Charpy de 55 x 10 mm2, com entalhes em V de 2 mm de profundidade, com um ângulo de 45° e raio de raiz de 0,25 mm, foi coletada de chapas de aço laminadas a quente antes do recozimento em lote, e a energia de impacto específica KCv (“energia de Charpy”) foi medida.

[0289] Os resultados são relatados na Tabela 3 abaixo. Por convenção, as condições de teste associam a composição do aço e as condições de fabricação da chapa. Assim, I1A refere-se, por exemplo, a uma chapa de aço laminada a quente obtida a partir da composição de aço I1, produzida com a temperatura Th e a temperatura de enrolamento Tbobina da condição A.TABELA 3

[0290] Os exemplos I1A, I2A, I3A, I4B, I5C, I6B, I7C e I8A, com uma composição de acordo com a invenção e produzidos com temperaturas Th e temperaturas de enrolamento Tbobina de acordo com a invenção, têm uma energia Charpy muito alta a 25 °C, de pelo menos 60 J/cm2

[0291] Por outro lado, o exemplo R3B tem uma composição que compreende nenhum B e nenhum Al. Como consequência, o exemplo R3B, embora produzido com uma temperatura Th e uma temperatura de enrolamento Tbobina de acordo com a invenção, tem uma energia Charpy baixa.

[0292] As chapas laminadas a frio foram então cortadas para obter peças brutas. As peças brutas foram aquecidas a uma temperatura Tm e mantidas a essa temperatura Tm por um tempo de espera tm, de modo a obter peças brutas de aço aquecidas possuindo uma estrutura compreendendo entre 70% e 100% de austenita.

[0293] As peças brutas aquecidas foram então transferidas para uma prensa de conformação e conformadas a quente, de modo a obter peças conformadas.

[0294] Algumas peças conformadas foram resfriadas a uma temperatura de parada de resfriamento TC, depois reaquecidas da temperatura de parada de resfriamento TC para uma temperatura de pós-tratamento TPT e mantidas à temperatura de pós-tratamento TPT por um tempo de espera tPT.

[0295] As peças foram então resfriadas a ar até à temperatura ambiente.

[0296] Outras partes foram resfriadas à temperatura ambiente diretamente após a conformação a quente, sem qualquer pós-tratamento (condição h).

[0297] As condições de fabricação (a, b...) das peças endurecidas por prensa estão resumidas na Tabela 4 abaixo.

[0298] A resistência ao escoamento YS e a resistência à tração TS foram determinadas nas peças endurecidas por prensa, utilizando amostras de 12,5 x 50 mm2 de acordo com a norma ISO (EN 6892-1-2009).TABELA 4

[0299] O ângulo crítico de flexão foi determinado em peças de 60 x 60 mm2 endurecidas por prensa suportadas por dois rolos, de acordo com o método B da norma de flexão VDA-238 (com normalização para uma espessura de 1,5 mm). O esforço de flexão é exercido por uma punção de raio de 0,4 mm. O espaçamento entre os rolos e a punção é igual à espessura das peças testadas, sendo adicionada uma folga de 0,5 mm. A aparição de trincas é detectada, uma vez que coincide com uma diminuição de carga na curva carga- deslocamento. Os testes são interrompidos quando a carga diminui mais de 30 N do seu valor máximo. O ângulo de flexão (α) de cada amostra é medido após a descarga e, portanto, após o retorno da amostra. Três amostras ao longo de cada direção (direção do rolamento e direção transversal) são dobradas para obter um valor médio αA do ângulo de flexão.

[0300] A conformação da fratura é determinada através de amostras de flexão em condições de conformação plana, que é a condição mais grave em vista da colisão do veículo. A partir desses testes, é possível determinar o deslocamento crítico das amostras quando a fratura ocorre. Por outro lado, a Análise de Elementos Finitos permite modelar a flexão de tal amostra, isto é, conhecer o nível de conformação que está presente na zona dobrada para esse deslocamento crítico. Essa tensão em tais condições críticas é a tensão de fratura do material.

[0301] Os resultados desses testes mecânicos são apresentados na Tabela 5. Por convenção, as condições de teste associam a composição do aço, as condições de fabricação da chapa e as condições de fabricação da peça endurecida por prensa. Assim, I1Aa refere-se, por exemplo, a uma peça endurecida por prensa obtida a partir da composição de aço I1, produzida submetendo uma chapa de aço fabricada com a condição A à condição de endurecimento por prensa a.

[0302] A Tabela 5 apresenta também algumas características microestruturais das peças endurecidas por prensa. As frações de superfície dos diferentes constituintes foram determinadas polindo e gravando as amostras com diferentes reagentes (Nital, Picral, Bechet-Beaujard, metabissulfito de sódio e LePera), de modo a revelar os constituintes específicos. A quantificação das frações da superfície foi realizada através da análise de imagens e do software Aphelion™, em mais de dez zonas representativas de pelo menos 100 x 100 μm2.

[0303] A fração de austenita retida foi determinada por difração de raios-X (DRX). O teor de C na austenita retida foi determinado pela avaliação da fração de austenita retida e dos parâmetros da rede por uma análise de difração de raios X (DRX), com refinamento de Rietveld, e usando as fórmulas de Dyson e Holmes.

[0304] Na tabela 5, Ms designa a temperatura na qual a transformação da austenita presente na estrutura em martensita começa após o resfriamento, conforme determinado por dilatometria. A temperatura Ms, dependendo de cada composição de aço na composição e nas condições de fabricação, especialmente na temperatura Tm, é, portanto, relatada na Tabela 5 para cada composição de aço e condição de fabricação.

[0305] Além disso, na tabela 5, PM designa a fração de martensita particionada, FM designa a fração de martensita fresca, F designa a fração de ferrita, dcm designa a densidade superficial de partículas de cementita com uma dimensão maior do que 60 nm, RA designa a fração de austenita retida, CRA é o teor médio de C na austenita retida.

[0306] Além disso, YS é a força de escoamento, TS a força de tração e αA o ângulo de flexão (expresso em graus).TABELA 5

[0307] Nesta Tabela 5, n.d. significa “não determinado” e NA significa “não aplicável”.

[0308] Nos ensaios I1Aa, I1Ab, I2Aa, I2Ab, I2Ad, I2Ae, I3Aa, I3Ab, I4Bf, I5Ci, I5Cj, I7Ck e I7Cl, as composições, condições para a fabricação das chapas de aço e as condições de endurecimento da prensa correspondem à invenção e às características microestruturais desejadas são obtidos. Como consequência, são obtidas altas propriedades de tração e alta ductilidade de colisão, especialmente altos ângulos de flexão e deformações de fraturas.

[0309] A microestrutura da amostra I1Ab é mostrada na Figura anexa, em que “RA” designa austenita retida e “PM” designa martensita particionada.

[0310] Nos ensaios R1Dn e R1Do, o teor de Mn e S não preenche as condições da invenção. Mesmo que as condições para a fabricação das chapas de aço e as condições de endurecimento da prensa estejam de acordo com as faixas da invenção, a ductilidade da colisão, especialmente o ângulo de flexão e a tensão de fratura, não atendem aos valores solicitados.

[0311] No ensaio R4Gc, os teores C, Mn, Al e S não preenchem as condições da invenção. Mesmo que as condições de fabricação das chapas de aço e as condições de endurecimento da prensa estejam de acordo com as faixas da invenção, a resistência à tração não atinge 1300 MPa.

[0312] No teste R5Eh, o teor de Mn é muito baixo. Além disso, nenhum pós-tratamento foi realizado após a conformação a quente. Consequentemente, a estrutura compreende uma alta fração de martensita fresca. Mesmo que o rendimento e as forças de tração atinjam os valores desejados, a ductilidade do impacto, especialmente a tensão da fratura, não é satisfatória.

[0313] Além disso, os inventores avaliaram a soldabilidade das chapas de aço e as peças endurecidas por prensa obtidas com as condições de fabricação descritas acima.

[0314] Especialmente, foram realizados testes de soldagem por ponto de resistência em algumas das peças endurecidas por prensa. As peças endurecidas por prensa produzidas sob várias condições de teste foram soldadas por ponto de resistência com os parâmetros de soldagem relatados na Tabela 6 e com uma intensidade compreendida entre 5 e 8 kA, sendo entendido que cada peça foi soldada a outra peça produzida sob as mesmas condições de teste.

[0315] Testes de dureza foram realizados em soldagem por ponto de resistência cortados e polidos, a fim de determinar um eventual amolecimento nas zonas afetadas pelo calor nas proximidades da solda de metal. Esse amolecimento é medido pela diferença entre a dureza do metal base e o valor mínimo da dureza na zona afetada pelo calor. Testes de tração foram realizados em soldagem por ponto de resistência e o alongamento total das soldas foi medido. Em comparação com o alongamento do metal base, as soldas causam uma variação de alongamento que pode ser mais ou menos pronunciada em comparação com a do metal base. Assim, a variação relativa do alongamento é definida por: (alongamento do metal base - alongamento da solda)/ alongamento do metal base.

[0316] Os parâmetros e resultados são relatados na Tabela 6, em que: - “Condição de teste” designa a parte endurecida por prensa na qual o teste de soldagem por ponto de resistência foi realizado, - “Força de soldagem” designa a força de soldagem, expressa em daN, durante a soldagem por ponto, - “Alfa” designa o valor alfa, ou seja, a carga máxima no teste cruzado dividido pelo diâmetro da solda e a espessura, expressos em daN/mm2, - “Raio do plugue” designa o raio do plugue, igual ao diâmetro do plugue dividido pelo diâmetro da zona de fundição (MZ), - “Amolecimento HAZ” designa a diferença entre a dureza Vickers do metal base e o valor mínimo da dureza Vickers na zona afetada pelo calor, - “Amolecimento relativo” é a razão entre o amolecimento HAZ e a dureza Vickers do metal base, expressa em porcentagem.TABELA 6

[0317] Na Tabela 6, n.d. significa “não determinado”.

[0318] Os exemplos I4Bf, I5Ci, I6Bm, I7Ck e I8Ab são feitos de aços com uma composição de acordo com a invenção e foram produzidos com condições de fabricação correspondentes à invenção. Como consequência, as soldas por ponto de resistência produzidas pela soldagem por ponto de resistência têm uma ductilidade alta, caracterizada por um valor alfa de pelo menos 50 daN/mm2 e um raio de plugue de pelo menos 0,70.

[0319] Por outro lado, o exemplo R1Hr é feito de um aço com um teor de Mn muito alto. Como consequência, as soldas por ponto de resistência produzidas pela soldagem por ponto de resistência com duas partes R1Hr apresentam baixa ductilidade, especialmente um valor alfa menor do que 50 daN/mm2 e um raio de plugue menor do que 0,70.

[0320] Além disso, o exemplo R2Iq é feito de aço com um teor de C muito alto. Como consequência, as soldas por ponto de resistência produzidas pela soldagem por ponto de resistência em duas partes R2Iq apresentam baixa ductilidade, especialmente um valor alfa menor do que 50 daN/mm2 e um raio de plugue menor do que 0,70. O amolecimento do HAZ é menos pronunciado na parte I4Bf, I6Bm e I8Ab endurecida por prensa, fabricada de acordo com a invenção, do que na parte de referência R5Eh, na qual está presente uma perda significativa de alongamento no HAZ.

[0321] Assim, as peças de aço fabricadas de acordo com a invenção podem ser utilizadas com lucro na fabricação de peças estruturais ou de segurança de veículos.

Claims (41)

1. CHAPA DE AÇO para a fabricação de uma peça de aço endurecida por prensa, caracterizada pela chapa de aço ter uma composição compreendendo, em porcentagem em peso: 0,15% ≤ C ≤ 0,22% 3,5% ≤ Mn < 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,3% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 1% 0,001% ≤ Mo ≤ 0,3% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,040% 0,0003% ≤ B ≤ 0,004% 0,001% ≤ Nb ≤ 0,060% 0,001% ≤ N ≤ 0,009% 0,0005% ≤ S ≤ 0,003% 0,001% ≤ P ≤ 0,020% opcionalmente, 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,003%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, chapa de aço possuindo uma microestrutura consistindo em, em fração superficial: menos de 50% de ferrita, entre 1% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial de partículas de cementita tendo uma dimensão superior a 60 nm seja menor do que 107/mm2, um complemento consistindo em bainita e/ ou martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

2. CHAPA DE AÇO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela chapa de aço ser uma chapa de aço recozida, a microestrutura da chapa de aço recozida sendo tal que o complemento consiste em martensita.

3. CHAPA DE AÇO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pela chapa de aço compreender um pré-revestimento de metal em cada uma de suas duas faces principais.

4. CHAPA DE AÇO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo pré-revestimento de metal ser um pré-revestimento de alumínio, uma liga à base de alumínio ou uma liga de alumínio.

5. CHAPA DE AÇO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo pré-revestimento de metal ser um pré-revestimento de alumínio de zinco, uma liga à base de zinco ou uma liga de zinco.

6. CHAPA DE AÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizada pela chapa de aço compreender uma área descarbonetada na superfície de cada uma das duas superfícies principais sob o pré-revestimento de metal, sendo a profundidade p50% dessa área descarbonetada compreendida entre 6 e 30 micrômetros, sendo p50% a profundidade, na qual o teor de carbono é igual a 50% do teor de C na composição de aço e em que a chapa de aço recozida deixa de conter uma camada de óxido de ferro na interface entre superfícies principais e o pré- revestimento de metal.

7. CHAPA DE AÇO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela chapa de aço ser uma chapa de aço não recozida, a microestrutura da chapa de aço consistindo em, em fração superficial: entre 5% e 20% de austenita retida,cementita, o complemento consistindo em bainita e/ ou martensita.

8. CHAPA DE AÇO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pela chapa de aço ser uma chapa de aço laminada a quente com uma energia Charpy específica KCv medido em uma amostra de impacto Charpy de 55 x 10 mm2, com entalhes em V de 2 mm de profundidade, com um ângulo de 45° e raio de raiz de 0,25 mm, maior ou igual a 60 J/cm2.

9. CHAPA DE AÇO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pela chapa de aço ter uma espessura compreendida entre 0,7 mm e 5 mm.

10. MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE UMA CHAPA DE AÇO, para a fabricação de uma peça de aço endurecida por prensa, o método caracterizado por compreender as seguintes etapas sucessivas: - fornecer um semi-produto de aço possuindo uma composição que compreende, em porcentagem em peso: 0,15% ≤ C ≤ 0,22% 3,5% ≤ Mn < 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,3% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 1% 0,001% ≤ Mo ≤ 0,3% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,040% 0,0003% ≤ B ≤ 0,004% 0,001% ≤ Nb ≤ 0,060% 0,001% ≤ N ≤ 0,009% 0,0005% ≤ S ≤ 0,003% 0,001% ≤ P ≤ 0,020% opcionalmente, 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,003%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, - laminagem a quente do semi-produto de aço para obter uma chapa de aço laminada a quente, - enrolar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de bobina Tbobina inferior a 550 °C, para obter uma chapa de aço enrolada, - opcionalmente laminar a frio a chapa de aço enrolada.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela chapa de aço enrolada ser laminada a frio com uma razão de laminação a frio compreendida entre 30% e 80%.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por, após o enrolamento e antes da laminação a frio, a chapa de aço enrolada ser recozida em lotes a uma temperatura de recozimento em lote THBA compreendida entre 550 °C e 700 °C, sendo a chapa de aço enrolada mantida na temperatura de recozimento em lote THBA por um tempo de recozimento em lote tHBA compreendido entre 1 hora e 20 horas.

13. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado por compreender ainda uma etapa de recozimento da chapa de aço enrolada e opcionalmente laminada a frio a uma temperatura de recozimento TA superior ou igual a 650 °C; a etapa de recozimento compreendendo o aquecimento da chapa de aço enrolada e opcionalmente laminada a frio até a temperatura de recozimento TA, e mantendo a chapa de aço enrolada e opcionalmente laminada a frio na temperatura de recozimento TA por um tempo de recozimento tA compreendido entre 30 s e 600 s.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela temperatura de recozimento TA ser menor do que Ae3.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela temperatura de recozimento TA ser maior ou igual a Ae3.

16. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado por, após a retenção na temperatura de recozimento TA, a chapa de aço ser pré-revestida com metal ou liga de metal por revestimento por imersão a quente em um banho e depois resfriada até a temperatura ambiente.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pela chapa de aço ser pré-revestida com zinco, uma liga à base de zinco ou uma liga de zinco.

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pela chapa de aço ser pré-revestida com alumínio, uma liga à base de alumínio ou uma liga de alumínio.

19. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado pela chapa de aço ser recozida à temperatura de recozimento TA para obter, após a conclusão do recozimento, uma descarbonetação da superfície da chapa de aço recozida em uma profundidade de p50% compreendido entre 6 e 30 micrômetros, em que p50% é a profundidade na qual o teor de carbono é igual a 50% do teor de C na composição e para obter uma chapa de aço recozida sem camada de óxido de ferro em sua superfície.

20. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 19, caracterizado pela chapa de aço possuir uma espessura compreendida entre 0,7 mm e 5 mm.

21. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, caracterizada por ser feita de aço possuindo uma composição que compreende, em porcentagem em peso: 0,15% ≤ C ≤ 0,22% 3,5% ≤ Mn < 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,020% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 1% 0,001% ≤ Mo ≤ 0,3% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,040% 0,0003% ≤ B ≤ 0,004% 0,001% ≤ Nb ≤ 0,060% 0,001% ≤ N ≤ 0,009% 0,0005% ≤ S ≤ 0,003% 0,001% ≤ P ≤ 0,020% opcionalmente, 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,003%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, em que a microestrutura consiste, na maioria da peça de aço endurecida por prensa, na fração superficial, a microestrutura estando presente em pelo menos 95% do volume da peça de aço endurecida por prensa: pelo menos 50% de martensita particionada, menos de 30% de ferrita, pelo menos 2% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial de partículas de cementita tendo uma dimensão superior a 60 nm seja menor do que 107/mm2, e no máximo 5% de martensita fresca, a austenita retida possuindo um teor médio de C de pelo menos 0,5%.

22. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pela austenita retida ter um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço.

23. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 22, caracterizada por Al > 0,3%.

24. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizada pela parte ser revestida com um revestimento de metal.

25. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo revestimento de metal ser uma liga à base de zinco ou um revestimento de liga de zinco.

26. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo revestimento de metal ser uma liga à base de alumínio ou um revestimento de liga de alumínio.

27. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 26, caracterizada por ter uma resistência de escoamento de pelo menos 1000 MPa, uma resistência à tração compreendida entre 1300 e 1600 MPa, uma conformação por fratura em condição de conformação simples superior a 0,50 e um ângulo de flexão superior a 60°, o ângulo de flexão sendo determinado de acordo com o método B da norma de flexão VDA-238, com normalização para uma espessura de 1,5 mm.

28. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 27, caracterizada por compreender pelo menos uma primeira zona deformada a quente com uma conformação equivalente superior a 0,15 e pelo menos uma segunda zona ter experimentado o mesmo ciclo de resfriamento no endurecimento por prensa do que a primeira zona deformada a quente, em que a conformação equivalente é inferior a 0,05.

29. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com a reivindicação 28, caracterizada pela diferença de dureza entre a segunda zona e a primeira zona deformada a quente ser superior a 15 HV1.

30. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 29, caracterizada pela largura média da trava martensítica na primeira zona deformada a quente ser reduzida em mais de 15% em comparação com a largura média da trava martensítica na segunda zona.

31. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 30, caracterizada pela proporção da trava martensítica possuindo largura inferior a 0,8 μm ser pelo menos 35% maior na primeira zona deformada a quente do que na segunda zona.

32. PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 31, caracterizada pela peça de aço endurecida por prensa possuir uma espessura compreendida entre 0,7 mm e 5 mm.

33. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA PEÇA DE AÇO ENDURECIDA POR PRENSA, caracterizado por compreender as seguintes etapas sucessivas: - fornecer uma chapa de aço, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, ou produzida por um método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 20, - cortar a chapa de aço para uma forma predeterminada, de modo a obter uma peça bruta de aço, - aquecer a peça bruta de aço a uma temperatura Tm compreendida entre 800 °C e 950 °C e manter a peça bruta de aço na temperatura Tm por um tempo de espera tm compreendido entre 60 s e 600 s, de modo a obter uma peça bruta de aço aquecida possuindo uma estrutura compreendendo entre 70% e 100% de austenita, - transferir a peça bruta aquecida para uma prensa de conformação, - formar a quente a peça bruta aquecida na prensa de conformação, de modo a obter uma peça formada, - resfriar a parte formada para uma temperatura de parada de resfriamento TC compreendida entre a temperatura ambiente e Ms -100 °C, - reaquecer a parte formada da temperatura de parada de resfriamento TC para uma temperatura de pós-tratamento TPT compreendida entre 350 °C e 550 °C, e manter a parte formada na temperatura de pós- tratamento TPT por um tempo de espera tPT compreendido entre 10 s e 600 s, - resfriar a peça formada à temperatura ambiente para obter a peça de aço endurecida por prensa.

34. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pela peça de aço endurecida por prensa possuir uma espessura compreendida entre 0,7 mm e 5 mm.

35. PEÇA BRUTA DE AÇO SOLDADA A LASER, para a fabricação de uma peça de aço soldada a laser endurecida por prensa, caracterizado pela peça bruta de aço soldada a laser compreender: - uma primeira peça bruta de aço produzido cortando uma chapa de aço possuindo uma composição que compreende, em porcentagem em peso: 0,15% ≤ C ≤ 0,22% 3,5% ≤ Mn < 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,020% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 1% 0,001% ≤ Mo ≤ 0,3% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,040% 0,0003% ≤ B ≤ 0,004% 0,001% ≤ Nb ≤ 0,060% 0,001% ≤ N ≤ 0,009% 0,0005% ≤ S ≤ 0,003% 0,001% ≤ P ≤ 0,020% opcionalmente, 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,003%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, chapa de aço possuindo uma microestrutura consistindo em, em fração superficial: menos de 50% de ferrita, entre 1% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial de partículas de cementita tendo uma dimensão maior superior a 60 nm seja menor do que 107/mm2, um complemento consistindo em bainita e/ ou martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço, a chapa de aço que compreende um pré-revestimento de metal em cada uma de suas duas faces principais, o pré-revestimento de metal sendo um pré-revestimento de alumínio, uma liga à base de alumínio ou uma liga de alumínio, - uma segunda peça bruta de aço possuindo uma composição que compreende, em porcentagem em peso: 0,04% ≤ C ≤ 0,38% 0,05% ≤ Mn ≤ 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,005% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 2% Mo ≤ 0,65% Ni ≤ 2% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,2% Nb ≤ 0,1% B ≤ 0,010% 0,0005% ≤ N ≤ 0,01% 0,0001% ≤ S ≤ 0,05% 0,0001% ≤ P ≤ 0,1% W ≤ 0,30% Ca ≤ 0,006% o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, a segunda peça bruta de aço sendo pré-revestida com um pré- revestimento de alumínio, uma liga à base de alumínio ou liga de alumínio, e - uma solda a laser unindo a primeira peça bruta à segunda peça bruta em que os pré-revestimentos de alumínio, liga à base de alumínio ou liga de alumínio da primeira peça bruta de aço e da segunda peça bruta de aço cobrem a vizinhança imediata da solda a laser em pelo menos um lado da primeira e da segunda peça bruta de aço.

36. MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UMA PEÇA BRUTA DE AÇO SOLDADA A LASER, caracterizado por compreender: - fornecer uma primeira chapa de aço possuindo uma composição que compreende, em porcentagem em peso: 0,15% ≤ C ≤ 0,22% 3,5% ≤ Mn < 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,020% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 1% 0,001% ≤ Mo ≤ 0,3% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,040% 0,0003% ≤ B ≤ 0,004% 0,001% ≤ Nb ≤ 0,060% 0,001% ≤ N ≤ 0,009% 0,0005% ≤ S ≤ 0,003% 0,001% ≤ P ≤ 0,020% opcionalmente, 0,0001% ≤ Ca ≤ 0,003%, o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, primeira chapa de aço possuindo uma microestrutura consistindo em, em fração superficial: menos de 50% de ferrita, entre 1% e 20% de austenita retida, cementita, de forma que a densidade superficial de partículas de cementita tendo uma dimensão superior a 60 nm seja menor do que 107/mm2, um complemento consistindo em bainita e/ ou martensita, a austenita retida possuindo um teor médio de Mn de pelo menos 1,1 * % de Mn, em que % de Mn designa o teor de Mn na composição de aço, a primeira chapa de aço que compreende um pré-revestimento de metal em cada uma de suas duas faces principais, o pré-revestimento de metal sendo um pré-revestimento de alumínio, uma liga à base de alumínio ou liga de alumínio, - cortar a primeira chapa de aço para uma forma predeterminada, de modo a obter uma primeira peça bruta de aço, - fornecer uma segunda peça bruta de aço possuindo uma composição que compreende, em porcentagem em peso: 0,04% ≤ C ≤ 0,38% 0,05% ≤ Mn ≤ 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,005% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 2% Mo ≤ 0,65% Ni ≤ 2% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,2% Nb ≤ 0,1% B ≤ 0,010% 0,0005% ≤ N ≤ 0,010% 0,0001% ≤ S ≤ 0,05% 0,0001% ≤ P ≤ 0,1% W ≤ 0,30% Ca ≤ 0,006% o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, a segunda peça bruta de aço sendo pré-revestida com um pré- revestimento de alumínio, uma liga à base de alumínio ou uma liga de alumínio, - sem remover todo o pré-revestimento em pelo menos um lado da primeira e da segunda peça bruta de aço, soldar a laser a primeira peça bruta de aço na segunda peça bruta de aço para obter a peça bruta de aço soldada a laser.

37. PEÇA DE AÇO SOLDADA A LASER ENDURECIDA POR PRENSA, caracterizada por compreender uma primeira peça de aço endurecida por prensa, uma segunda peça de aço endurecida por prensa e uma solda a laser endurecida por prensa que une a primeira peça de aço endurecida por prensa à segunda peça de aço endurecida por prensa, em que a primeira peça de aço endurecida por prensa é uma peça, conforme definida na reivindicação 26, a segunda peça de aço endurecida por prensa tem uma composição compreendendo entre 0,04% e 0,38% de carbono, sendo a segunda peça de aço endurecida por prensa revestida com um revestimento de alumínio, uma liga à base de alumínio ou uma liga de alumínio, a solda a laser endurecida por prensa, possuindo uma estrutura que compreende no máximo 15% de ferrita, e em que pelo menos um lado da primeira e da segunda peça de aço endurecida por prensa, a espessura do revestimento na zona afetada pelo calor é a mesma que a espessura do revestimento no restante da primeira e da segunda peça de aço endurecida por prensa.

38. PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE UMA PEÇA DE AÇO SOLDADA A LASER ENDURECIDA POR PRENSA, caracterizado por compreender as seguintes etapas sucessivas: - fornecer uma peça bruta de aço soldada a laser, conforme definida na reivindicação 35, a peça bruta de aço soldada a laser a uma temperatura Tm compreendida entre 800 °C e 950 °C e manter a peça bruta de aço soldada a laser na temperatura Tm por um tempo de espera tm compreendido entre 60 s e 600 s, de modo a obter uma peça bruta de aço soldada a laser aquecida possuindo uma estrutura que compreende entre 70% e 100% de austenita, - transferir a peça bruta de aço soldada a laser aquecida para uma prensa de conformação, - moldar a quente a peça bruta de aço soldada a laser aquecida na prensa de conformação, a fim de obter uma peça soldada a laser formada, - resfriar a peça soldada a laser formada a uma temperatura de parada de resfriamento TC compreendida entre a temperatura ambiente e Ms - 100 °C, - reaquecer a peça soldada a laser formada da temperatura de parada de resfriamento TC para uma temperatura de pós-tratamento TPT compreendida entre 350 °C e 550 °C, e manter a peça soldada a laser formada na temperatura de pós-tratamento TPT por um tempo de espera tPT compreendido entre 10 s e 600 s, - resfriar a peça soldada a laser formada à temperatura ambiente para obter a peça de aço soldada a laser endurecida por prensa.

39. CONJUNTO SOLDADO, caracterizado por compreender uma primeira peça de aço e uma segunda peça de aço soldadas juntas por soldagem por ponto de resistência, o conjunto soldado compreendendo pelo menos uma soldagem por ponto de resistência unindo a primeira peça de aço à segunda peça de aço, em que a primeira peça de aço é uma peça de aço endurecida por prensa, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 21 a 32, a segunda peça de aço é feita de aço possuindo uma composição química que compreende, em porcentagem em peso: 0,04% ≤ C ≤ 0,38% 0,05% ≤ Mn ≤ 4,2% 0,001% ≤ Si ≤ 1,5% 0,005% ≤ Al ≤ 0,9% 0,001% ≤ Cr ≤ 2% Mo ≤ 0,65% Ni ≤ 2% 0,001% ≤ Ti ≤ 0,2% Nb ≤ 0,1% B ≤ 0,010% 0,0005% ≤ N ≤ 0,010% 0,0001% ≤ S ≤ 0,05% 0,0001% ≤ P ≤ 0,1% W ≤ 0,30% Ca ≤ 0,006% o restante sendo ferro e impurezas inevitáveis, a soldagem por ponto de resistência possuindo um valor alfa de pelo menos 50 daN/mm2 e um raio de plugue de pelo menos 0,70, o valor alfa que designa a carga máxima em teste cruzado dividida pelo diâmetro da solda e pela espessura, o raio do plugue sendo igual ao diâmetro do plugue dividido pelo diâmetro da zona de fusão (MZ).

40. CONJUNTO SOLDADO, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pela primeira peça de aço ter uma composição tal que Al > 0,3%, e em que a diferença entre a dureza Vickers do aço base da primeira peça de aço e o valor mínimo da dureza Vickers na zona afetada pelo calor é inferior a 25% da dureza Vickers do aço base da primeira peça endurecida por prensa.

41. CONJUNTO SOLDADO, caracterizado por compreender uma primeira peça de aço e uma segunda peça de aço soldadas juntas por soldagem por ponto de resistência, o conjunto soldado compreendendo pelo menos uma soldagem por ponto de resistência unindo a primeira peça de aço à segunda peça de aço, em que a primeira peça de aço é uma peça de aço endurecida por prensa, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 21 a 32, e a segunda peça de aço é uma peça endurecida por prensa, ou uma peça de aço estampada a frio ou conformada a frio, possuindo um teor de C inferior ou igual a 0,38% e um teor de Mn inferior ou igual a 4,2%, com uma resistência à tração inferior ou igual a 2100 MPa.