BR112020008449A2 - chapa de aço laminada a quente e método para produção da mesma - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a quente compreendendo uma composição predeterminada em que a chapa de aço laminada a quente compreende ferrita inicial com uma diferença média de orientação no mesmo grão de 0,5 a 5,0° em 30 a 70% em volume, pelo menos um tipo de estrutura entre bainita e ferrita secundária com uma diferença média de orientação de 0 a menos de 0,5° e a ferrita inicial em um total de 95% ou mais, o saldo da microestrutura de 5% em volume ou menos, tem um tamanho médio de grão da ferrita inicial de 0,5 a 5,0 ¿m, e tem um tamanho médio de grão das outras estruturas de 1,0 a 10 ¿m. É fornecido um método para produção de uma chapa de aço laminada a quente compreendendo uma laminação em que dois ou mais passes consecutivos de laminação incluindo um passe final são executados sob condições de temperatura de laminação: ponto A ou mais e menos que o ponto Ae3 etc., e em que a quantidade total de tensão de todos os passes que satisfaz as condições é 1,0 a 4,0, resfriar a uma taxa média de resfriamento de 20 a 50°C/s, e bobinar a chapa de aço a 300°C a 600°C.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CHAPA

DE AÇO LAMINADA A QUENTE E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA MESMA". Campo técnico

[0001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço lamina- da a quente com resistência à tração de 440 MPa ou mais, excelente em capacidade de flangeamento no estiramento e capacidade de con- gelamento da forma, adequada como material para peças estruturais ou armações ou discos de rodas de automóveis e a um método para produção da mesma. Antecedentes

[0002] Como meios para melhorar as propriedades mecânicas de material de aço para uso em automóveis, é conhecido ser eficaz refi- nar os grãos na microestrutura daquele material de aço. O refino dos grãos foi tomado em numerosas pesquisas e esforços de desenvolvi- mento.

[0003] Por exemplo, a PTL 1 propõe a produção de chapa de aço laminada a quente de alta resistência tendo grãos ultrafinos e excelen- te em tenacidade, características de fadiga, e equilíbrio resistência- ductilidade obtida aquecendo-se uma placa contendo, em % em peso, C: 0,05 a 0,30%, Si: 0,30 a 2,0%, Mn: 1,0 a 2,5%, Al: 0,003 a menos de 0,100%, e Ti: 0,05 a 0,30% e tendo um saldo de Fe e impurezas inevitáveis até uma temperatura de 950ºC ou mais e 1100ºC ou me- nos, e então laminando-se a mesma a quente pelo menos duas vezes para dar uma redução de laminação por passe de 20% ou mais de modo que a temperatura de laminação de acabamento se torne o pon- to de transformação Ar;z ou mais, então resfriando-se a mesma a uma taxa de resfriamento de 20ºC/s ou mais e bobinando-se a mesma a uma faixa de temperaturas de 350ºC a 550ºC para dar uma microes- trutura compreendida de ferrita poligonal com um tamanho médio de grão de menos de 10 um em uma taxa de volume de 75% ou mais e uma taxa de volume de austenita residual de 5 a 20% na microestrutu- ra.

[0004] Além disso, o PTL 2 propõe uma chapa de aço laminada a quente excelente em capacidade de congelamento da forma tendo uma composição contendo em % em peso, C: 0,01 a 0,2%, Si: 2,0% ou menos, Mn: 3,0% ou menos, P: 0,5% ou menos, Ti: 0,03 a 0,2%, e Al: 0,10% ou menos e compreendendo um saldo de Fe e inevitáveis impurezas e tendo ferrita como fases principais e compreendida de grãos de fases principais e de fases secundárias, em cujas chapas de aço laminadas a quente, o tamanho médio de grão da ferrita é menor que 4 um, os grãos da segunda fase contêm um ou mais entre perlita, martensita, bainita, e austenita residual, o coeficiente de endurecimen- to no trabalho C da curva estresse-tensão mostrada na fórmula (1) a seguir é de 0,17 ou menos, e o alongamento no escoamento YEL é de 1,5% ou menos.

o=Ax(s+B)º (1) o: estresse real (MPa), e: tensão real, A, B: constantes, C: coeficiente de endurecimento no trabalho

[0005] Além disso, a PTL 3 propõe um método para produção de aço de alta resistência de grãos finos compreendendo laminar-se uma placa contendo, em % em massa, C: 0,03 a 0,9%, Si: 0,01 a 1,0%, Mn: 0,01 a 5,0%, Al: 0,001 a 0,5%, N: 0,001 a 0,1%, Nb: 0,003 a 0,5%, e Ti: 0,003 a 0,5%, tendo um saldo de Fe e as inevitáveis impurezas, e que satisfaz C%+(12/14)N%>(12/48)Ti%+ (12/48)Nb%+ 0,03% como laminado ou resfriando-se a mesma uma vez de 500ºC até a tempera- tura ambientes em laminação, e então aquecendo-a até o ponto Ac3- 100ºC a menos que a temperatura do ponto Ac3 e laminando-se a pla- ca ou resfriando-se a mesma de 500ºC até a temperatura ambiente a uma taxa de resfriamento de 0,1 a 50ºC/s sem laminação, novamente aquecendo-se a placa até 700ºC ou menos e 550ºC ou mais, e lami- nando-se a mesma a 700ºC ou menos e 550ºC ou mais, durante a qual se faz a redução de laminação por passe ser de 20% ou mais e fazendo-se um passe ou o tempo entre passes ser de 10 segundos em duas ou mais operações de trabalho consecutivas sob condições que dão uma taxa de tensão de 1 a 200/s e uma quantidade total de ten- são de 0,8 ou mais e 5 ou menos, e então deixando-se a mesma res- friar. Nos exemplos da PTL 3, é mostrado especificamente que, por esse método, o tamanho de grão da ferrita é refinado para um tama- nho da ordem de 0,6 um. Lista de citações Literatura de Patente

[0006] [PTL 1] Japanese Patent No. 3242303

[0007] [PTL 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-290750

[0008] [PTL 3] Japanese Patent No. 4006112 Sumário Problema técnico

[0009] Aumentar a resistência de um material geralmente provoca a deterioração da capacidade de flangeamento no estiramento e a ca- pacidade de congelamento da forma e de outras propriedades do ma- terial, então aumentar a resistência sem fazer essas propriedades do material deteriorarem se torna importante no desenvolvimento de cha- pas de aço laminadas a quente de alta resistência.

[0010] Entretanto, na chapa de aço laminada a quente de alta re- sistência descrita na PTL 1, a microestrutura foi uma microestrutura composta de ferrita e austenita residual. Houve o problema de que a capacidade de flangeamento no estiramento foi baixa devido à dife- rença de dureza entre as estruturas e o problema de que uma vez que a ferrita compreendeu as fases principais, o alongamento no escoa-

mento foi grande e a capacidade de congelamento da forma foi insufi- ciente.

[0011] Além disso, na chapa de aço laminada a quente descrita na PTL 2, a microestrutura foi compreendida de ferrita e grãos de segun- da fase (uma ou mais entre perlita, martensita, bainita e austenita resi- dual), então houve o problema de que a capacidade de flangeamento no estiramento foi baixa devido à diferença de dureza entre as estrutu- ras.

[0012] Além disso, no método para produção de aço de alta resis- tência descrito na PTL 3, a interposição de um processo de resífria- mento antes da laminação é passível de promover a precipitação de carbonetos, etc. Mesmo no processo de reaquecimento subsequente, a temperatura é relativamente baixa, da ordem de ponto Ac3 — 100ºC a menos que o ponto Acz. Se tais precipitados forem formados, eles são difíceis de dissolver. Na microestrutura finalmente obtida, os precipita- dos brutos permanecem. Como resultado, algumas vezes não foi ne- cessariamente possível alcançar uma capacidade de flangeamento no estiramento suficientemente alta.

[0013] A presente invenção tem como seu objetivo resolver o pro- blema da técnica precedente mencionado acima e fornecer uma chapa de aço laminada a quente com uma resistência à tração de 440 MPa ou mais que seja excelente em capacidade de flangeamento no esti- ramento e congelamento da forma e um método para produção da mesma. Solução para o problema

[0014] Para alcançar o objetivo mencionado acima, os inventores pesquisaram em profundidade técnicas para o refine dos grãos e para redução das diferenças de dureza entre ferrita e o saldo da microestru- tura na chapa de aço laminada a quente e além disso para melhoria da capacidade de congelamento da forma. Como resultado, eles desco-

briram que mesmo em um aço com estrutura de fase dupla com uma grande diferença de dureza entre estruturas tais como ferrita e bainita, se a diferença média de orientação da ferrita no mesmo grão for gran- de, a capacidade de congelamento da forma é melhorada. Além disso, eles descobriram que otimizando-se a temperatura de laminação, a taxa de tensão, o tempo entre os passes, e a quantidade total de ten- são no processo de produção da chapa de aço laminada a quente, é possível fazer a transformação de ferrita durante a laminação e refinar a ferrita para um tamanho médio de grão de 5,0 um ou menos. Além disso, eles descobriram que deslocamentos de alta densidade são in- troduzidos na ferrita produzida dessa forma, estão o reforço do deslo- camento ocorre e que a diferença da orientação média da ferrita nos mesmos grãos é também grande, então mesmo em uma estrutura de fase dupla de ferrita e bainita, etc., torna-se possível obter alta capaci- dade de flangeamento no estiramento. Além disso, uma vez que des- locamentos de alta densidade são introduzidos na ferrita, o alonga- mento no escoamento é pequeno e a capacidade de congelamento da forma é excelente.

[0015] A presente invenção foi completada também por estudos com base nessas descobertas. Isto é, a essência da presente inven- ção é como segue:

[0016] [1] Uma chapa de aço laminada a quente com uma compo- sição compreendendo, em % em massa, C: 0,01% ou mais e 0,20% ou menos, Si: 1,0% ou menos, Mn: 3,0% ou menos, P: 0,040% ou menos, S: 0,004% ou menos, Al: 0,10% ou menos, N: 0,004% ou menos, e o saldo sendo Fe e impurezas, onde a chapa de aço laminada a quente compreende inicialmen- te ferrita com uma diferença de orientação média no mesmo grão de 0,5º ou mais e 5,0º ou menos em 30% em volume ou mais e 70% em volume ou menos, pelo menos um tipo de estrutura entre bainita, e ferrita se- cundária com uma diferença de orientação média no mesmo grão de 0º ou mais e menos de 0,5º e a ferrita inicial em um total de 95% em volume ou mais, e o saldo sendo uma microestrutura de 5% em volume ou menos, e a chapa de aço laminada a quente tem um tamanho médio de grão da ferrita inicial de 0,5 um ou mais e 5,0 um ou menos, tem um tamanho médio de grão do pelo menos um tipo de estruturas de 1,0 um o mais e 10 um ou menos, e, quando há um saldo de microes- truturas, tem um tamanho médio de grão do saldo da microestrutura de 1,0 um ou mais e 10 um ou menos.

[0017] [2] A chapa de aço laminada a quente de acordo com o item [1], também compreendendo, em % em massa, um ou mais ele- mentos selecionados entre Nb: 0,01% ou mais e 0,20% ou menos, Ti: 0,01% ou mais e 0,15% ou menos, Mo: 0,01% ou mais e 1,0% ou menos, Cu: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos, e Ni: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos.

[0018] [83] Um método para produção da chapa de aço laminada a quente compreendendo: laminar a quente um material de aço compreendendo a composição de acordo com o item [1] ou [2] sem resfriar após o lingo- tamento ou a laminação a quente do material de aço lingotado após

7TI44 resfriara uma vez até a temperatura ambiente, então aquecer até 1100ºC ou mais e 1350ºC ou menos, onde a laminação a quente inclui uma laminação de acabamento pela passagem continua do material de aço lingotados através de uma pluralidade de cadeiras de lamina- ção, a temperatura de laminação de todas as cadeiras de laminação da laminação de acabamento é um ponto A ou mais, dois ou mais passes consecutivos de laminação incluindo o passe final da lamina- ção de acabamento são executados sob condições de: uma tempera- tura de ponto A ou mais e menos que o ponto Aez, uma taxa de tensão de 1,0 a 50/s, e um tempo de entre passes de até 10 segundos, e uma quantidade total de tensão de todos os passes que satisfazem as con- dições é 1,4 ou mais e 4,0 ou menos, resfriar a chapa de aço laminada com laminação de aca- bamento a uma taxa média de resfriamento de 20ºC/s ou mais e 50ºC/s ou menos, onde o resfriamento é iniciado em, até 10 segundos após a laminação a quente, e bobinar a chapa de aço a uma faixa de temperatura de 300ºC ou mais e 600ºC ou menos, onde o ponto A é a temperatura descoberta pela (fórmula 1) a seguir e o ponto Ae; é a temperatura descoberta pela (fórmula 2) a seguir: (ºC)=910-310C-80Mn-20Cu-55Ni-80Mo (fórmula 1) Ae; (ºC)=919-266C+38Si-28Mn-27Ni+12Mo (fórmula 2) onde, C, Si, Mn, Cu, Ni, e Mo são os teores (% em massa) dos respec- tivos elementos.

Efeitos vantajosos da invenção

[0019] De acordo com a presente invenção, é possível obter chapa de aço laminada a quente com alta resistência e excelente em capaci- dade de flangeamento no estiramento e capacidade de congelamento da forma. Aplicando-se a presente invenção às peças estruturais de automóveis etc., é possível obter uma estrutura elevada para garantir a segurança dos automóveis sem diminuir a capacidade de conforma- ção por prensagem e outros aspectos da capacidade de trabalho. Descrição de modalidades Chapa de aço laminada a quente

[0020] A chapa de aço laminada a quente da presente invenção tem uma composição predeterminada, contém a ferrita inicial com uma diferença média de orientação no mesmo grão de 0,5º ou mais e 5,0º ou menos em 30% em volume ou mais e 70% em volume ou menos, contém pelo menos um tipo de estrutura entre bainita e ferrita secun- dária com uma diferença média de orientação no mesmo grão de 0º ou mais e menos de 0,5º e a ferrita inicial em um total de 95% em volume ou mais, tem um saldo de microestrutura de 5% em volume ou menos, tem um tamanho médio de grão da ferrita inicial de 0,5 um ou mais e 5,0 um ou menos, tem um tamanho de grão de pelo menos um tipo de estrutura de 1,0 um ou mais e 10 um ou menos e, quando tem um sal- do de microestruturas, tem um tamanho médio de grão do saldo de microestruturas de 1,0 um ou mais e 10 um ou menos.

[0021] A chapa de aço laminada a quente da presente invenção será explicada especificamente abaixo. Inicialmente serão explicadas as razões para a limitação dos constituintes químicos (composição) da chapa de aço laminada a quente da presente invenção. Note que "%" que expressa os constituintes abaixo significa "% em massa".

[0022] [C: 0,01% ou mais e 0,20% ou menos]

[0023] C é usado como um elemento reforçador da solução para obtenção da resistência desejada. Para isso, pelo menos 0,01% ou mais são necessários. O teor de C pode também ser 0,02% ou mais, 0,04% ou mais, ou 0,05% ou mais. Por outro lado, um teor de mais que 0,20% de C faz a capacidade de trabalho e a capacidade de sol- dagem se deteriorarem. Portanto, o teor de C é 0,20% ou menos. O teor de C pode também ser 0,18% ou menos, 0,16% ou menos, ou 0,15% ou menos.

[0024] [Si: 1,0% ou menos]

[0025] Si é um elemento que mantém óxidos brutos ou cementita evitando que se forma deterioração da tenacidade e também contribui para o reforço da solução, mas se o teor for maior que 1,0%, a chapa de aço laminada a quente deteriora notavelmente em propriedades de superfície e uma queda na capacidade de conversão química e na re- sistência à corrosão é facilitada. Portanto, o teor de Si é de 1,0% ou menos. Preferivelmente, ele é 0,9% ou menos ou 0,8% ou menos. O teor de Si pode também ser 0%. Por exemplo, ele pode ser 0,01% ou mais, 0,02% ou mais, ou 0,04% ou mais.

[0026] [Mn: 3,0% ou menos]

[0027] Mn é um elemento que forma uma solução sólida para con- tribuir para aumentar a resistência do aço. Por outro lado, se o teor de Mn for maior que 3,0%, não apenas o efeito se torna saturado, mas também a solidificação segregada provoca a formação de estruturas em forma de tiras e provoca a deterioração da capacidade de trabalho e da resistência à fratura retardada. Portanto, o teor de Mn é 3,0% ou menos. Preferivelmente, ele é 2,8% ou menos, ou 2,0% ou menos. O teor de Mn pode também ser 0%. Por exemplo, ele pode ser 0,5% ou mais, 1,0% ou mais, ou 1,4% ou mais.

[0028] [P: 0,040% ou menos]

[0029] P é um elemento que forma uma solução sólida para con- tribuir para o aumento da resistência do aço, mas é um elemento que segrega nas bordas dos grãos, em particular nas bordas dos grãos da austenita precedente, e facilita o declínio da tenacidade à baixa tempe- ratura e da capacidade de trabalho. Portanto, o teor de P é preferivel- mente reduzido ao mínimo possível, mas um teor de até 0,040% é permissível. Portanto, o teor de P é 0,040% ou menos. Preferivelmente ele é 0,030% ou menos, mais preferivelmente 0,020% ou menos. O teor de P pode ser também 0%, mas mesmo se seu teor for grande- mente reduzido, um efeito comensurável com o aumento do custo do refino não pode ser obtido, então preferivelmente o teor de P é 0,001%, 0,002% ou mais, 0,003% ou mais ou 0,005% ou mais.

[0030] [8: 0,004% ou menos]

[0031] S se liga ao Mn para formar sulfetos brutos e provoca uma queda na capacidade de trabalho da chapa de aço laminada a quente. Por essa razão, o teor de S é preferivelmente reduzido tanto quanto possível, mas estar contido em até 0,04% é permissível. Portanto, o teor de S é 0,004% ou menos. Preferivelmente, o teor de S é 0,003% ou menos, mais preferivelmente 0002% ou menos. O teor de S pode também ser 0%, mas mesmo se for muito reduzido, o efeito comensu- rável com o aumento no custo do refino não pode ser obtido, então preferivelmente o teor de S é 0,0003% ou mais, 0,0005% ou mais, ou 0,001% ou mais.

[0032] [Al: 0,10% ou menos]

[0033] Al é um elemento que age como desoxidante e é eficaz pa- ra melhorar a limpeza do aço. Entretanto, a adição excessiva de Al fa- cilita um aumento nas inclusões à base de óxidos, provoca uma queda na tenacidade da chapa de aço laminada a quente, e provoca a forma- ção de falhas. Portanto, o teor de Al é 0,10% ou menos. Preferivel- mente, ele é 0,09% ou menos, mais preferivelmente 0,08% ou menos. O teor de Al pode também ser 0% mas, mesmo se for grandemente reduzido, um efeito comensurável com o aumento no custo de refino não pode ser obtido, então preferivelmente o teor é 0,005% ou mais, 0,008% ou mais, ou 0,01% ou mais.

[0034] [N: 0,004% ou menos]

[0035] N se liga com elementos formadores de nitreto para assim precipitar como nitretos e contribuir para o refino dos grãos. Entretan-

to, se o teor for maior que 0,004%, ele se torna presente como solução sólida de N e provoca uma queda na tenacidade. Portanto, o teor de N é 0,004% ou menos. Preferivelmente, ele é 0,003% ou menos. O teor de N pode também ser 0%, mas mesmo se for grandemente reduzido, um efeito comensurável com o aumento no custo do refino não pode ser obtido, então preferivelmente o teor é 0,0005% ou mais, 0,0008% ou mais, ou 0,001% ou mais.

[0036] Os constituintes acima foram os constituintes básicos da chapa de aço laminada a quente da presente invenção, mas a chapa de aço laminada a quente da presente invenção pode, se necessário, com o propósito de, por exemplo, melhorar a tenacidade, aumentar a resistência, etc., também contém um ou mais elementos selecionados entre Nb: 0,01% ou mais e 0,20% ou menos, Ti: 0,01% ou mais e 0,15% ou menos, Mo: 0,01% ou mais e 1,0% ou menos, Cu: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos, e Ni: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos.

[0037] [Nb: 0,01% ou mais e 0,20% ou menos]

[0038] Nb é um elemento que contribui para aumentar a resistên- cia e a resistência à fadiga da chapa de aço através da formação de carbonitretos. Para fazer tal efeito ser manifestado, o teor de Nb tem que ser 0,01% ou mais. Por exemplo, o teor de Nb pode ser 0,02% ou mais ou 0,03% ou mais. Por outro lado, se o teor de Nb for maior que 0,20%, a resistência à deformação aumenta, então a carga de lamina- ção na laminação a quente no momento de produção da chapa de aço laminada a quente aumenta, a carga nas máquinas de laminação se torna muito grande, e a própria operação de laminação é passível de se tornar difícil. Além disso, se o teor de Nb for maior que 0,20%, pre- cipitados brutos são formados e a chapa de aço laminada a quente tende a ter a tenacidade reduzida. Portanto, o teor de Nb é 0,20% ou menos. Por exemplo, o teor de NB é de 0,15% ou menos ou 0,10% ou menos.

[0039] [Ti: 0,01% ou mais e 0,15% ou menos]

[0040] Ti forma carbonitretos finos para refinar os grãos e assim melhorar a resistência e a resistência à fadiga da chapa de aço. Para fazer tal efeito ser manifestado, o teor de Ti tem que ser 0,01% ou mais. Por exemplo, o teor de TI pode ser 0,02% ou mais, 0,04% ou mais, ou mais de 0,05%. Por outro lado, se o teor de Ti se tornar ex- cessivo, da ordem de mais de 0,15%, o feito mencionado acima se torna saturado e são também facilitados um aumento dos precipitados brutos e uma queda na tenacidade da chapa de aço. Portanto, o teor de Ti é 0,15% ou menos. Preferivelmente ele é 0,14% ou menos ou 0,10% ou menos.

[0041] [Mo: 0,01% ou mais e 1,0% ou menos]

[0042] Mo é um elemento que contribui para uma maior resistência da chapa de aço como um elemento de solução sólida. Para obter tal efeito o teor de Mo tem que ser 0,01% ou mais. Por exemplo, o teor de Mo pode ser 0,02% ou mais ou 0,03% ou mais. Entretanto, Mo tem um alto custo de liga e, se mais de 1,0% forem adicionados, faz a capaci- dade de soldagem deteriorar. Portanto, o teor de MO é 1,0% ou me- nos. Preferivelmente ele é 0,5% ou menos, ou 0,4% ou menos.

[0043] [Cu: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos]

[0044] Cu é um elemento que forma uma solução sólida para con- tribuir para aumentar a resistência do aço. Para obter esse efeito, o teor de Cu tem que ser 0,01% ou mais. Por exemplo, o teor de Cu po- de ser 0,05% ou mais ou 0,1% ou mais. Entretanto, se o teor de Cu for maior que 0,5%, uma queda nas propriedades de superfície das cha- pas de aço laminadas a quente é facilitada. Portanto, o teor de Cu é 0,5% ou menos. Preferivelmente ele é 0,4% ou menos ou 0,3% ou menos.

[0045] [Ni: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos]

[0046] Ni é um elemento que forma uma solução sólida para con-

tribuir para aumentar a resistência do aço, e também melhorar sua a tenacidade. Para obter esses efeitos, o teor de Ni tem de ser 0,01% ou mais. Por exemplo, o teor de NI pode ser 0,02% ou mais ou 0,1% ou mais. Entretanto, o custo de liga de Ni é alto e, se seu teor for maior que 0,5%, faz a capacidade de soldabilidade deteriorar. Portanto, o teor de Ni é 0,5% ou menos. Preferivelmente ele é 0,4% ou menos ou 0,3% ou menos.

[0047] Outros elementos podem também ser incluídos dentro de uma faixa que não interfira com o efeito da presente invenção. Isto é, o saldo pode ser substancialmente ferro. Por exemplo, com o propósito de melhorar a resistência à fratura retardada, Ca, REMs (metais terras raras) etc. podem ser incluídos nas respectivas quantidades de 0,005% ou menos. Vestígios de elementos que melhorem a capacida- de de trabalho a quente podem também ser incluídos.

[0048] Na chapa de aço laminada a quente da presente invenção, o saldo diferente dos constituintes acima é compreendido de Fe e im- purezas. Aqui, "impurezas" significa constituintes que são misturados devido a vários fatores no processo de produção tais como matérias primas tais como metal ou sucata quando se produzem industrialmen- te chapas de aço laminadas a quente e englobam todos os constituin- tes não adicionados intencionalmente à chapa de aço laminada a quente da presente invenção. Além disso, "impurezas" também englo- bam elementos que são diferentes dos constituintes explicados acima e que estão incluídos na chapa de aço laminada a quente em um nível em que as ações e os efeitos distintos daqueles elementos não afetem as características da chapa de aço laminada a quente de acordo com a presente invenção.

[0049] A seguir, serão explicadas as razões para limitação da mi- croestrutura da chapa de aço laminada a quente de acordo com a pre- sente invenção.

[0050] [Ferrita inicial com uma diferença média de orientação no mesmo grão de 0,5º ou mais e 5,0º ou menos: 30% em volume ou mais e 70% em volume ou menos]

[0051] A microestrutura da chapa de aço laminada a quente da presente invenção inclui ferrita inicial com uma diferença média de ori- entação no mesmo grão de 0,5º ou mais e 5,0º ou menos de 30% em volume ou mais e 70% em volume ou menos.

[0052] Aqui, na presente invenção, "a diferença média de orienta- ção no mesmo grão" é um indicador que expressa a desordem nos cristais presentes em um certo grão único quando se define algo com uma diferença de orientação a partir de grãos adjacentes de 15º ou mais como um grão único. Na ferrita produzida por transformação de ferrita comum, a diferença de orientação média no mesmo grão é qua- se sempre de 0,0º. Por outro lado, se a transformação de ferrita ocor- rer durante a laminação como na presente invenção, a ferrita é tam- bém trabalhada, então a desordem nos cristais ocorre nos grãos de ferrita e a diferença de orientação média no mesmo grão se torna mai- or. Para reduzir a diferença na dureza a partir da bainita e reduzir o alongamento no escoamento, a diferença média de orientação no mesmo grão tem que ser 0,5º ou mais. Por outro lado, se a diferença média de orientação no mesmo grão for maior que 5,0º, a ductilidade da ferrita deteriora. Portanto, a diferença média de orientação no mesmo grão é de 0,5º ou mais e 5,0º ou menos. Mais preferivelmente, ela é 0,7º ou mais e 3,0º ou menos.

[0053] Na chapa de aço laminada a quente de acordo com a pre- sente invenção, se a ferrita inicial se tornar menor que 30% em volu- me, a taxa de volume de austenita na etapa do término da laminação de acabamento se torna maior que 70% e as frações de bainita forma- das na etapa de resfriamento subsequente e a ferrita secundária com uma diferença média de orientação no mesmo grão de menos de 0,5º aumenta, então o alongamento no escoamento aumenta e a capaci- dade de congelamento da forma cai. Consequentemente, a taxa de volume da ferrita inicial é de 30% em volume ou mais. Além disso, pa- ra aumentar a razão de volume da ferrita inicial, a redução da lamina- ção no momento da laminação a quente tem que ser aumentada ou a temperatura no momento da laminação a quente tem que ser diminuí- da, mas se for uma condição que ela seja maior que 70%, a diferença média de orientação no mesmo grão se tornará maior que 5,0º e a fer- rita é passível de deteriorar em ductilidade e o flangeamento no esti- ramento é passível de cair. Portanto, a taxa de volume da ferrita inicial é de 30% em volume ou mais e 70% em volume ou menos. Preferi- velmente ela é de 35% em volume ou mais ou 40% em volume ou mais ou 50% em volume ou mais e/ou 65% em volume ou menos ou 60% em volume ou menos.

[0054] [Pelo menos um tipo de estrutura entre bainita e ferrita se- cundária com uma diferença média de orientação no mesmo grão de 0º ou mais e menos de 0,5º e a ferrita inicial em 95% em volume no total ou mais e a microestrutura restante em 5% em volume ou menos]

[0055] A chapa de aço laminada a quente de acordo com a pre- sente invenção contém pelo menos um tipo de estruturas entre bainita e ferrita secundária com uma diferença média de orientação no mes- mo grão de 0º ou mais e menos de 0,5º e a ferrita inicial em um total de 95% em volume ou mais, preferivelmente 98% em volume ou mais ou 100% em volume. O saldo de microestruturas não é particularmen- te limitado, mas, por exemplo, a chapa contém um ou ambos entre martensita e austenita residual ou é compreendida de um ou ambos entre martensita e austenita residual. Se o saldo da microestrutura se tornar maior que 5% em volume, a queda na capacidade de flangea- mento no estiramento devido à diferença de dureza entre as estruturas do saldo da microestrutura e a ferrita secundária e bainita se torna no-

tável, e torna-se difícil obter a capacidade de flangeamento no estira- mento desejada e/ou em particular se a taxa de volume da martensita do saldo da microestrutura se tornar mais alta, a razão de escoamento se torna maior e a capacidade de congelamento da forma cai. Portan- to, o saldo da microestrutura é 5% em volume ou menos. Mais preferi- velmente ela é de 2% em volume ou menos. Ela pode também ser de 0% em volume.

[0056] Tamanho médio de grão da ferrita inicial: 0,5 um ou mais e 5,0 um ou menos

[0057] Na presente invenção, o "tamanho médio de grão" é o valor calculado quando se define algo com uma diferença de orientação dos grãos adjacentes de 15º ou mais como um grão de cristal único. Se o tamanho médio de grão da ferrita inicial for maior que 5,0 um, a resis- tência desejada se torna difícil de ser obtida ou a tenacidade deteriora, então o tamanho médio de grão tem que ser 5,0 um ou menos. Por outro lado, para fazer o tamanho médio de grão ser menor que 0,5 um, uma grande tensão de trabalho se torna necessária no momento da laminação, uma grande carga age nas máquinas de laminação, e a possibilidade da diferença média de orientação no mesmo grão se tor- nar maior que 5,0º se torna maior. Por essa razão, o tamanho médio de grão é feito ser 0,5 um ou mais. Portanto, o tamanho médio de grão da ferrita inicial é de 0,5 um ou mais e 5,0 um ou menos, preferivel- mente 0,7 um ou mais ou 1,0 um ou mais e/ou 4,5 um ou menos ou 4,0 um ou menos.

[0058] Tamanho médio de grão da pelo menos um tipo de estrutu- ras entre bainita e ferrita secundária e microestruturas do saldo: 1,0 um ou mais e 10 um ou menos

[0059] Se o tamanho médio de grão da bainita, da ferrita secundá- ria, e de qualquer saldo de microestrutura existente se tornar maior que 10 um, a resistência diminui, o alongamento no escoamento au-

menta, e o congelamento da forma deteriora. Portanto, o tamanho mé- dio de grão dessas estruturas é de 10 um ou menos. Entretanto, em particular, se a bainita for refinada até 1,0 um ou menos, a resistência aumenta notavelmente, a diferença de dureza com a ferrita inicial se torna maior, e a capacidade de flangeamento no estiramento é passí- vel de diminuir. Portanto, o tamanho médio de grão dessas estruturas é 1,0 um ou mais. Preferivelmente ela é 1,5 um ou mais ou 2,0 um ou mais e/ou 9,0 um ou menos, 8,0 um ou menos, ou 5,0 um ou menos.

[0060] Na chapa de aço laminada a quente de acordo com a pre- sente invenção, as fases das estruturas podem ser identificadas e o tamanho médio de grão pode ser calculado por processamento de imagem usando-se uma fotografia estrutural tomada por um microscó- pio de varredura eletrônica ou por análise de difusão de elétrons (EBSP ou EBSD).

[0061] Mais especificamente, a taxa de volume da ferrita inicial é determinada como segue. Quando se designa a largura da chapa de aço como W, uma amostra é tomada em uma posição de 1/4W (largu- ra) ou 3/4W (largura) a partir de uma extremidade a direção da largura da chapa de aço de modo que a seção transversal (seção transversal na direção da largura) da direção da largura da chapa de aço vista a partir da direção de laminação se torne a superfície observada. Regi- ões retangulares de 200 um na direção da largura x 100 um na direção da espessura da chapa de aço na posição a 1/4 da espessura da cha- pa a partir da superfície da chapa de aço são analisadas por EBSD a intervalos de medição de 0,2 um. Aqui, a análise EBSD é, por exem- plo, executada usando-se um equipamento compreendido de um mi- croscópio de varredura eletrônica do tipo de emissão de campo térmi- co e um detector EBSD a uma velocidade de análise de 200 a 300 pontos/s. Aqui a diferença de orientação é a diferença nas orientações de cristal entre pontos de medição adjacentes descobertos com base na informação de orientação de cristal de pontos de medição medidos pelo equipamento acima. Quando a diferença de orientação é de 15º ou mais, a fronteira entre pontos de medição adjacentes é julgada ser a fronteira do grão e a região circundada pela borda do grão é definida como um grão na presente invenção. Quando a diferença de orienta- ção é 15º ou mais, a fronteira entre pontos de medição adjacentes é julgada ser a borda do grão e a região circundada por aquela borda de grão é definida como um grão na presente invenção. É descoberta uma média simples da diferença de orientação no mesmo grão daque- le grão para calcular a diferença média de orientação. Além disso, é descoberta a taxa de área dos grãos da ferrita inicial. Essa é feita ser a taxa de volume da ferrita inicial. Além disso, a taxa de volume da ferri- ta secundária pode ser determinada de modo similar. Note que a dife- rença média de orientação no mesmo grão pode ser descoberta usan- do-se um software anexado ao equipamento de análise EBSD. Além disso, a bainita também pode ter uma diferença média de orientação no mesmo grão de 0,5º ou mais, mas bainita é conformada apresen- tando uma microestrutura em forma de treliça, então alguma coisa in- cluindo carbonetos e tendo uma estrutura em forma de treliça em uma imagem de SEM é considerado ser bainita. A razão da área é feita a razão de volume da bainita.

[0062] Os tamanhos médios de grão da "ferrita inicial com uma diferença média de orientação no mesmo grão de 0,5º ou mais e 5,0º ou menos", a "ferrita secundária com uma diferença média de orienta- ção no mesmo grão de 0º ou mais e menos de 0,5º", "bainita", e "saldo de microestrutura" são determinadas usando-se valores descobertos pela análise EBSD acima. Especificamente, o valor calculado pela fórmula a seguir quando se define a borda com uma diferença de ori- entação de 15º ou mais como uma borda de grão é definido como o tamanho médio de grão. Na fórmula, N é o número de grãos incluídos em uma região para avaliação do tamanho médio de grão, Ai é a área do iº grão (i = 1,2, ..., N), e di é o diâmetro equivalente de círculo do iº grão. Esses dados são facilmente descobertos pela análise EBSD. Equação matemática 1

N 2 Aixdi D=2— 2 Ai i=1

[0063] De acordo com a presente invenção, satisfazendo-se os constituintes químicos (composição) e a microestrutura acima, é pos- sível obter chapa de aço laminada a quente com alta resistência e ex- celentes capacidade de flangeamento no estiramento e capacidade de congelamento da forma. Portanto, quando se aplica a chapa de aço laminada a quente de acordo com a presente invenção a uma peça estrutural de um automóvel, etc., é possível obter a alta resistência exigida para garantir a segurança no automóvel sem deterioração da capacidade de conformação por prensagem ou de outra capacidade de trabalho. Método para produção da chapa de aço laminada a quente

[0064] A seguir será explicado o método para produção da chapa de aço laminada a quente de acordo com a presente invenção.

[0065] O método para produzir a chapa de aço laminada a quente de acordo com a presente invenção compreende

[0066] a laminação a quente do material de aço compreendendo os constituintes químicos (composição) explicados acima sem resfria- mento após o lingotamento ou laminação a quente do material de aço lingotados após resfriar uma vez até a temperatura ambiente, então aquecer até 1100ºC ou mais e 1350ºC ou menos, onde a laminação a quente inclui laminação de acabamento pela passagem contínua do material de aço lingotado através de uma pluralidade de cadeiras de laminação, a temperatura de laminação em todas as cadeiras de lami- nação da laminação de acabamento é um ponto A ou mais, dois ou mais passes consecutivos de laminação incluindo um passe final da laminação de acabamento são executados sob condições de tempera- tura de laminação: ponto A ou mais e menos que o ponto Ae;z, a taxa de tensão: 1,0 a 50/s, e um tempo entre passes: até 10 segundos, e uma quantidade total de tensão de todos os passes que satisfazem as condições é 1,4 ou mais e 4,0 ou menos, resfriar a chapa de aço laminada acabada a uma taxa mé- dia de resfriamento de 20ºC/s ou mais e 50ºC/s ou menos, onde o res- friamento é iniciado em até 10 segundos após a laminação a quente, e bobinar a chapa de aço na faixa de temperaturas de 300ºC ou mais e 600ºC ou menos, onde o ponto A é a temperatura descoberta pela (fórmula 1) a seguir e o ponto Ae; é a temperatura descoberta pela (fórmula 2) a seguir:

[0067] A (ºC)=910-310C-80Mn-20Cu-55Ni-80Mo (fórmula 1)

[0068] Aez (ºC)=919-266C+38Si-28Mn-27Ni+12Mo (fórmula 2) onde, C, Si, Mn, Cu, Ni, e Mo são os teores (% em massa) dos ele- mentos.

[0069] Abaixo será explicado em detalhes o método de produção da presente invenção. Laminação a quente

[0070] A laminação a quente inclui laminação de acabamento pela passagem contínua de um material de aço lingotado tendo a composi- ção química (constituintes) explicados acima através de uma plurali- dade de cadeiras de laminação. Além disso, a descamação pode ser executada antes da laminação de acabamento ou no meio da lamina- ção entre cadeiras de laminação da laminação de acabamento. No método da presente invenção, a laminação de acabamento, como ex- plicado mais adiante, é executada com uma baixa taxa de tensão de modo a provocar a transformação de ferrita durante a laminação. Por- tanto, a laminação de acabamento é preferivelmente executada pela laminação direta que conecta o lingotamento e a laminação de aca- bamento onde tal laminação a uma baixa taxa de tensão é facilmente executada. Entretanto, a técnica de aplicar reaquecimento-laminação de desbaste-laminação de acabamento a uma placa do método de la- minação a quente comum pode também ser adotada. Nesse caso, a temperatura de aquecimento da placa é 1100ºC ou mais para homo- geneizar a placa e é 1350ºC ou menos para evitar o embrutecimento do tamanho de grão da austenita. Além disso, o método para produzir o material de aço não é limitado a qualquer método específico. Qual- quer método usado comumente para refinar o aço fundido tendo os constituintes químicos mencionados acima em um conversor, etc., e lingotando-o em uma placa ou outro material de aço por lingotamento contínuo ou outro método de lingotamento pode ser aplicado.

[0071] Temperatura de laminação em todas as cadeiras de lami- nação: ponto A ou mais

[0072] No método da presente invenção, a laminação de acaba- mento é executada passando-se continuamente o material de aço co- mo lingotado, isto é, o material de aço imediatamente após o lingota- mento, ou um material de aço aquecido através de uma pluralidade de cadeiras de laminação. A temperatura de laminação em todas as ca- deiras de laminação da laminação de acabamento é o ponto A desco- berto pela (fórmula 1) a seguir ou mais.

[0073] A(ºC)=910-310C-80Mn-20Cu-55Ni-80Mo (fórmula 1) onde C, Mn, Cu, Ni, e Mo são os teores dos elementos (% em massa).

[0074] Se se tornar menor que o ponto A, em adição à transforma- ção de ferrita durante a laminação, a transformação de ferrita ocorre acompanhando a menor temperatura. A ferrita formada pela transfor- mação de ferrita é grande no tamanho de grão e facilita uma queda na resistência à tração e na tenacidade. Além disso, devido à formação de tal ferrita, torna-se também difícil o controle da microestrutura. Por- tanto, a temperatura em todas as cadeiras de laminação tem que ser o ponto A ou mais. Por exemplo, a temperatura em todas as cadeiras de laminação pode ser 1100ºC ou menos.

[0075] Temperatura de laminação de dois ou mais passes conse- cutivos de laminação incluindo o passe final da laminação de acaba- mento: ponto A ou mais e menos que o ponto Aez

[0076] Se essa temperatura de laminação se tornar o ponto Ae; descoberto pela (fórmula 2) a seguir ou mais, torna-se difícil fazer a transformação de ferrita durante a laminação, então a temperatura é menor que o ponto Aesz.

Aeszs(ºC)=919-266C+38Si-28Mn-27Ni+12Mo (fórmula 2) onde C, Si, Mn, Ni, e Mo são os teores dos elementos (% em massa).

[0077] Além disso, se a temperatura se tornar menor que o ponto A, em adição à transformação de ferrita durante a laminação, a trans- formação de ferrita ocorre acompanhando a temperatura mais baixa. À ferrita formada por essa última transformação de ferrita tem um tama- nho de grão grande e facilita uma queda da resistência à tração e da tenacidade. Além disso, devido à formação de tal ferrita, o controle da produção da microestrutura também se torna difícil. Portanto, a tempe- ratura de laminação de dois ou mais passes consecutivos de lamina- ção incluindo o passe final de laminação é o ponto A ou mais e menos que o ponto Ae;z.

[0078] Taxa de tensão de dois ou mais passes consecutivos de laminação incluindo o passe final da laminação de acabamento: 1,0 a 50/s

[0079] Para provocar a transformação de ferrita durante a lamina-

ção, a taxa de tensão é preferivelmente uma taxa baixa. Se a taxa de tensão for maior que 50/s, a redução de laminação exigida para provo- car a transformação de ferrita se torna maior e a carga na máquina de laminação aumenta. Além disso, o calor Gerado pelo trabalho se torna maior e a possibilidade de a temperatura de laminação se tornar o ponto Ae;z ou mais se torna mais alta. Portanto, a taxa de tensão é de 50/s ou menos. Além disso, se a taxa de tensão for menor que 1,0/s, o efeito de remoção de calor pelos cilindros da máquina de laminação se torna maior e a possibilidade de a temperatura de laminação se tornar menor que o ponto A se torna mais alta. Portanto, a taxa de tensão é 1,0/s ou mais e 50/s ou menos. Mais preferivelmente ela é 1,5/s ou mais e 30/s ou menos.

[0080] Tempo entre passes de dois ou mais passes consecutivos de laminação incluindo o passe final da laminação de acabamento: até segundos

[0081] O tempo entre passes afeta a recuperação da tensão entre as cadeiras de laminação e o comportamento da recristalização. Se o tempo entre passes for maior que 10 segundos, a recuperação da ten- são entre cadeiras e a recristalização ocorrem e a tensão armazenada nos passes de laminação precedentes acaba sendo liberada, fazendo assim a transformação de ferrita durante a laminação se tornar difícil. Portanto, o tempo entre passes é de até 10 segundos. Preferivelmente ele é de até 8,5 segundos, de até 7 segundos, ou de até 5 segundos. Por exemplo, o tempo entre passes pode ser de 1 segundo ou mais.

[0082] Quantidade total de tensão: 1,4 ou mais e 4,0 ou menos

[0083] A quantidade total de tensão de todos os passes onde dois ou mais passes consecutivos de laminação incluindo o passe final da laminação de acabamento acima satisfaz a condição de temperatura de laminação: ponto A ou mais e menos que o ponto Ae;z, taxa de ten- são: 1,0 a 50/s, e tempo entre passes: até 10 segundos é de 1,4 ou mais e 4,0 ou menos. Essa quantidade total de tensão tem um grande efeito na quantidade de transformação de ferrita durante a laminação e o refino do saldo de bainita e ferrita. Se a quantidade de tensão total for menor que 1,4, uma quantidade suficiente de transformação de fer- rita é difícil de ser causada. Além disso, o saldo de bainita e ferrita se torna mais bruto em tamanho de grãos. Por outro lado, se a quantida- de total de tensão for maior que 4,0, a diferença média de orientação no mesmo grão da ferrita formado durante a laminação se torna maior que 5,0 e a ductilidade da ferrita deteriora. Portanto, a quantidade total de tensão é de 1,4 ou mais e 4,0 ou menos. Preferivelmente ela é 1,6 ou mais e 3,5 ou menos.

[0084] Se as condições de laminação acima não continuarem, a transformação de ferrita não pode mais ser provocada durante a lami- nação e/ou a ferrita formada durante a laminação se transforma de vol- ta em austenita resultando no fato de que a primeira fração de ferrita da microestrutura final diminui e a capacidade de congelamento da forma da chapa de aço laminada a quente obtida deteriora. Além dis- So, se o passe final não satisfizer as condições de laminação, a trans- formação de ferrita de volta em austenita ocorre no passe final e a primeira fração de ferrita na microestrutura final diminui ou a ferrita se recupera, então o alongamento no escoamento se torna maior e a ca- pacidade de congelamento da forma deteriora. Alternativamente, além disso, se a temperatura de laminação do passe final se tornar menor que o ponto A, em adição à transformação de ferrita durante a lamina- ção, a transformação de ferrita ocorre acompanhando a temperatura mais baixa. A ferrita formada pela transformação dessa última ferrita tem tamanho de grão grande e é facilitada uma queda na resistência à tração. Portanto, os dois ou mais passes consecutivos de laminação incluindo o passe final da laminação de acabamento acima deve ser executado sob as condições de temperatura de laminação: ponto A ou mais e menos que o ponto Aez, taxa de tensão: 1,0 a 50/s, e tempo entre passes: até 10 segundos e de modo que a quantidade total de tensão de todos os passes que satisfaçam as condições se torne 1,4 ou mais e 4,0 ou menos. Laminação de desbaste

[0085] No método da presente invenção, por exemplo, para ajustar a espessura da chapa etc., o material de aço deve sofrer a laminação de desbaste antes da laminação de acabamento. A laminação de des- gaste precisa apenas garantir a dimensão desejada da chapa grossa. As condições não são particularmente limitadas. Resfriamento

[0086] De acordo com o método da presente invenção, a chapa de aço com laminação de acabamento é resfriada na etapa de resfíria- mento a uma taxa média de resfriamento de 20ºC/s ou mais e 50ºC/s ou menos. O resfriamento é iniciado em até 10 segundos após a lami- nação a quente acima. Se o tempo para início do resfriamento for mai- or que 10 segundos a partir do término da laminação, a ferrita se recu- pera, o alongamento no escoamento se torna maior, e a capacidade de congelamento da forma da chapa de aço laminada a quente obtida diminui. Preferivelmente, o resfriamento é iniciado em até 9 segundos ou em até 8 segundos após a laminação a quente. Além disso, se a taxa média de resfriamento for menor que 20ºC/s, a tensão na ferrita formada durante a laminação se recupera provocando o amaciamento, o alongamento no escoamento se torna maior, e a capacidade de con- gelamento da forma deteriora. Além disso, se a taxa de resfriamento for maior que 50ºC/s, a martensita se forma com facilidade. Portanto, a taxa média de resfriamento após a laminação a quente é de 20ºC/s ou mais e 50ºC/s ou menos. Preferivelmente ela é 30ºC/s ou mais e 45ºC/s ou menos.

Bobinamento

[0087] A chapa de aço resfriada até a temperatura de parada do resfriamento acima no resfriamento acima é bobinada na etapa de bo- binamento na faixa de temperaturas de 300ºC ou mais e 600ºC ou menos. A chapa de aço é bobinada imediatamente após o resfriamen- to, então a temperatura é substancialmente igual à temperatura de término do resfriamento. Se a temperatura de bobinamento se torna maior que 600ºC, a recuperação ocorre na ferrita inicial, a resistência cai, o alongamento no escoamento aumenta, e a capacidade de con- gelamento da forma cai. Além disso, se ela for menor que 300ºC, é formada martensita, a razão de escoamento aumenta, e a capacidade de congelamento da forma cai. Portanto, a temperatura de bobinamen- to que se torna a temperatura de término do resfriamento é de 300ºC ou mais e 600ºC ou menos. Por exemplo, a temperatura de bobina- mento pode ser de 320ºC ou mais ou 350ºC ou mais e/ou pode ser de 580ºC ou menos ou 550ºC ou menos.

[0088] Note que, após o bobinamento, a chapa de aço laminada a quente pode sofrer a laminação de skin-pass de acordo com um méto- do comum. Além disso, ela pode ser decapada para remover a carepa formada em sua superfície. Alternativamente, além disso, ela pode ser galvanizada por imersão a quente, eletrogalvanizada, ou revestida de outra forma ou convertida quimicamente.

[0089] Lingotando-se o material de aço que tenha a mesma com- posição que aquela explicada para a chapa de aço laminada a quente da presente invenção, então como explicado acima, laminando-se a quente, então resfriando-se e bobinando-se a mesma, é possível pro- duzir-se uma chapa de aço laminada a quente contendo a ferrita inicial em 30% e volume ou mais e 70% em volume ou menos, contendo pelo menos um tipo de estrutura entre bainita e ferrita secundária e a ferrita inicial em um total de 95% em volume ou mais, tendizo um saldo de microestrutura de 5% em volume ou menos, tendo um tamanho médio de grão da ferrita inicial de 0,5 um ou mais e 5,0 um ou menos, tendo um tamanho médio de grão do pelo menos um tipo de estrutura de 1,0 um ou mais e 10 um ou menos e, quando há um saldo de microestru- tura, tendo um tamanho médio de grão do saldo de microestrutura de 1,0 um ou mais e 10 um ou menos. Por essa razão, de acordo com o método de produção acima, é possível fornecer uma chapa de aço la- minada a quente com uma resistência à tração de 440 MPa ou mais, excelente em capacidade de flangeamento no estiramento e capaci- dade de congelamento da forma.

[0090] Abaixo serão usados exemplos para explicar a presente invenção em maiores detalhes, mas a presente invenção não é, de forma alguma, limitada a esses exemplos. Exemplos

[0091] Aços fundidos das composições químicas mostradas na Tabela 1 foram refinados em um conversor. A seguir, esses materiais de aço foram laminados a quente, resfriados, e bobinados sob as con- dições mostradas na Tabela 2 para produzir chapas de aço laminadas a quente com espessura de 3,0 mm. Os saldos diferentes dos elemen- tos constituintes mostrados na Tabela 1 consistiram de Fe e impurezas. Além disso, amostras tiradas das chapas de aço laminadas a quente produzidas foram analisadas. As composições químicas foram equiva- lentes às composições químicas dos aços mostrados na Tabela 1.

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[0094] Campos sublinhados em negrito mostram itens fora do es- copo da presente invenção

[0095] Áreas sombreadas na tabela mostram faixas onde dois ou mais passes consecutivos de laminação incluindo o passe final de acabamento respectivamente satisfazem as condições de temperatura de laminação: ponto A ou mais e menos que o ponto Ae;z, taxa de ten- são: 1,0 a 50/s, e tempo entre passes: até 10 segundos.

[0096] Na Tabela 2, a "temperatura de aquecimento" é a tempera- tura no caso de reaquecimento da placa. "Direta" mostra a execução da laminação de acabamento pela laminação a quente direta conec- tando o lingotamento e a laminação de acabamento. Além disso, "F1" a "F7" mostram as cadeiras de laminação na laminação de acabamen- to, a "temperatura de laminação" em cada campo mostra a temperatu- ra no lado de entrada da cadeira, e o "tempo entre passes" mostra o tempo desde imediatamente após sair da cadeira até alcançar a cadei- ra seguinte. Além disso, "T" mostra o tempo desde após a laminação a quente (após o fim da laminação de acabamento) até o início do resfri- amento. Além disso, o resfriamento após a laminação de acabamento foi feito ser resfriamento a água e foi executado passando-se a chapa de aço através de um equipamento de resfriamento a água que não tenha seções de resfriamento a ar. A taxa de resfriamento no momen- to do resfriamento é mostrada pela taxa média obtida dividindo-se a quantidade de queda de temperatura da chapa de aço desde quando está sendo levada para o equipamento de resfriamento a água até quando é levada para fora do equipamento de resfriamento a água pe- lo tempo necessário para a chapa de aço passar através do equipa- mento de resfriamento a água.

[0097] Os corpos de prova foram tirados das chapas de aço lami- nadas a quente obtidas e examinadas quanto à microestrutura (mi- croscópio do tipo de varredura eletrônica e EBSD) e submetido aos testes de tração e aos testes de expansão de furo.

As microestruturas foram observadas usando-se um equipamento compreendido de um microscópio de varredura eletrônica com emissão de campo térmico (JSM-7001F produzido por JEOL) e um detector EBSD (HIKARI detec- tor produzido por TSL) a uma velocidade de análise de 200 a 300 pon- tos/s.

A diferença média de orientação no mesmo grão foi descoberta usando-se um software anexado ao equipamento de análise EBSD (OIM Analysis"Y). Além disso, o teste de expansão de furo foi executa- do puncionando-se um orifício de 10 mmo em um corpo de prova (furo inicial: diâmetro do fruo dO = 10 mm), virando-se o lado da rebarba pa- ra cima, usando-se um punção cônico com um ângulo superior de 60 graus para empurrar contra o furo inicial até uma fratura que passa através da espessura da chapa ocorrer, medindo-se o diâmetro do furo dimm quando a fratura ocorreu, e descobrindo-se a taxa de expansão de furo 2 (%) pela fórmula a seguir.

Os resultados estão mostrados na Tabela 3. A=100x(d1-do)/do ul. E o 2/88 E = 2/0 & FT EQ a == NT ev | No PD e o|5SB =| = N/Sj|= alo No = o oo 8 E 2 2/65 Er o o

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[0098] Campos sublinhados em negrito mostram itens fora do es- copo da presente invenção.

[0099] Na Tabela 3, "fases a1" indica a ferrita inicial com uma dife- rença média de orientação no mesmo grão de 0,5º ou mais e 5,0º ou menos, "fases B" indica bainita, e "fases 02" indica ferrita secundária com uma diferença média de orientação no mesmo grão de menos de 0,5º. Além disso, "saldo da microestrutura" inclui martensita e austeni- ta residual. Da Tabela 3, aprende-se que todas as chapas de aço la- minadas a quente dos exemplos têm uma resistência à tração de 440 MPa ou mais e são excelentes em capacidade de flangeamento no estiramento e capacidade de congelamento da forma. Note que "exce- lente em capacidade de capacidade de flangeamento" referida aqui significa um à de 90% ou mais enquanto "excelente em congelamento da forma" significa uma razão de escoamento de 70% ou menos e um alongamento no escoamento de menos de 1,0%.

[00100] Por outro lado, chapas de aço laminadas a quente dos exemplos comparativos fora do escopo da presente invenção são infe- riores em resistência à tração, capacidade de flangeamento no estira- mento, e/ou capacidade de congelamento da forma. No Exemplo Comparativo 4, a temperatura de laminação do passe final da lamina- ção de acabamento, etc. é o ponto Ae3 ou mais, então nenhuma trans- formação de ferrita ocorreu durante a laminação. Como resultado, o alongamento no escoamento aumentou e a capacidade de congela- mento da forma deteriorou. No Exemplo Comparativo 5, a taxa de res- friamento é mais lenta que 20ºC/s, a recuperação ocorre nas fases o 1 e a fração das fases «2 aumenta e como resultado a resistência cai, o alongamento no escoamento aumenta, e a capacidade de congela- mento da forma deteriora. No Exemplo Comparativo 10, a temperatura de bobinamento (temperatura de parada do resfriamento) é menor que 300ºC, então a fração de martensita no saldo da microestrutura au-

menta, isto é, o saldo da microestrutura aumenta para mais de 5% em volume, e como resultado a razão de escoamento d[se torna maior que 70% e a capacidade de congelamento da forma deteriora. No Exemplo Comparativo 13, mais de 10 segundos se passam desde após o término da laminação a quente (fim da laminação de acaba- mento) até o início do resfriamento, a recuperação ocorre nas fases o1 e a fração da fase o2 aumenta, o alongamento no escoamento aumen- ta, e a capacidade de congelamento da forma deteriora.

[00101] No Exemplo Comparativo 16, durante a laminação de aca- bamento, a temperatura de laminação se torna menor que o ponto A. Ferrita é formada acompanhando a queda na temperatura durante a laminação, de modo que o tamanho de grão nas fases a1 se torna maior para mais que 5,0 um e a resistência à tração cai. No Exemplo Comparativo 23, a temperatura de bobinamento excede 600ºC, a re- cuperação ocorre nas fases a1 e a fração das fases «2 aumenta, a resistência cai, o alongamento no escoamento aumenta, e a capacida- de de congelamento da forma deteriora. No Exemplo Comparativo 28, a quantidade total de tensão é menor que 1,4, a taxa de volume das fases a1 diminui para menos de 30% em volume, e o alongamento no escoamento aumenta, então a capacidade de congelamento da forma deteriora. O Exemplo Comparativo 29 satisfaz as condições da lami- nação a quente, resfriamento, e bobinamento, mas a quantidade de C é grande, então a quantidade de cementita na microestrutura se torna maior, a capacidade de expansão de furo cai, e a capacidade de flan- geamento no estiramento deteriora. Similarmente, o Exemplo Compa- rativo 30 satisfaz as várias condições de laminação a quente, resfria- mento e bobinamento, mas a quantidade de Mn é grande, então estru- turas em forma de tiras são formadas na microestrutura, a capacidade de expansão de furo cai, e a capacidade de flangeamento no estira- mento deteriora.

Claims (3)

REIVINDICAÇÕES

1. Chapa de aço laminada a quente, caracterizada pelo fato de compreender uma composição compreendendo, em % em massa, C: 0,01% ou mais e 0,20% ou menos, Si: 1,0% ou menos, Mn: 3,0% ou menos, P: 0,040% ou menos, S: 0,004% ou menos, Al: 0,10% ou menos, N: 0,004% ou menos, e um saldo de Fe e impurezas, em que a chapa de aço laminada a quente compreende ferrita inici- al com uma diferença média de orientação no mesmo grão de 0,5ºou mais e 5,0º ou menos em 30% em volume ou mais e 70% em volume Ou menos, pelo menos um tipo de estruturas entre bainita e ferrita se- cundária com uma diferença média de orientação no mesmo grão de 0º ou mais e menos de 0,5º e a ferrita inicial em um total de 95% em volume ou mais, e o saldo da microestrutura de 5% em volume ou menos, e a chapa de aço laminada a quente tem um tamanho médio de grão da primeira ferrita é 0,5 um ou mais e 5,0 um ou menos, tem um tamanho médio de grão doo pelo menos um tipo de estruturas de 1,0 um ou mais e 10 um ou menos e, quando há um saldo de microes- truturas, tem um tamanho médio de grão do saldo da microestrutura de 1,0 um ou mais e 10 um ou menos.

2. Chapa de aço de acordo com a reivindicação 1, caracte- rizada pelo fato de compreender, em % em massa, um ou mais ele- mentos selecionados entre Nb: 0,01% ou mais e 0,20% ou menos,

Ti: 0,01% ou mais e 0,15% ou menos, Mo: 0,01% ou mais e 1,0% ou menos, Cu: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos, e Ni: 0,01% ou mais e 0,5% ou menos.

3. Método de produção de uma chapa de aço laminada a quente compreendendo: (a) laminar a quente um material de aço compreendendo a composição de acordo com a reivindicação 1 ou 2 sem resfriar após o lingotamento ou laminar a quente o material de aço lingotado após res- friar uma vez até a temperatura ambiente, então aquecer até 1100ºC ou mais e 1350ºC ou menos, em que a laminação a quente inclui lami- nação de acabamento pela passagem contínua do material de aço lin- gotado através de uma pluralidade de cadeiras de laminação, a tempe- ratura de laminação em todas as cadeiras de laminação é um ponto A ou mais, dois ou mais passes consecutivos de laminação incluindo o passe final da laminação de acabamento são executados sob condi- ções de uma temperatura de laminação: ponto A ou mais e menos que o ponto Aesz, taxa de tensão: 1,0 a 50/s, e um tempo entre passes: até s, e uma quantidade total de tensão de todos os passes satisfazen- do as condições é de 1,4 ou mais e 4,0 ou menos, (b) resfriar a chapa de aço com laminação de acabamento a uma taxa média de resfriamento de 20ºC/s ou mais e 50ºC/s ou me- nos, em que o resfriamento é iniciado em até 10 segundos após a la- minação a quente, e (c) bobinar a chapa de aço na faixa de temperaturas de 300ºC ou mais e 600ºC ou menos, em que o ponto A é a temperatura descoberta pela (fórmula 1) a seguir e o ponto Ae; é a temperatura descoberta pela (fórmula 2): A (ºC)=910-310C-80Mn-20Cu-55Ni-80Mo (fórmula 1) Aes (ºC)=919-266C+38Si-28Mn-27Ni+12Mo (fórmula 2)

em que, C, Si, Mn, Cu, Ni, e Mo são os teores (% em massa) dos ele- mentos.