BR112021003583A2

BR112021003583A2 - chapa de aço laminada a frio, método de produção, uso e veículo

Info

Publication number: BR112021003583A2
Application number: BR112021003583-4A
Authority: BR
Inventors: Samaneh Alibeigi
Original assignee: Arcelormittal
Priority date: 2018-09-20
Filing date: 2019-09-17
Publication date: 2021-05-18
Also published as: ES2946086T3; JP2022501504A; ZA202101225B; KR102647462B1; UA126725C2; MA53640A; JP7422143B2; EP3853387A1; CN112689684B; KR20210061382A; MA53640B1; CN112689684A; FI3853387T3; CA3110629C; WO2020058748A1; HUE062231T2; US20220033925A1; MX2021003290A; EP3853387B1; CA3110629A1

Abstract

CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, MÉTODO DE PRODUÇÃO, USO E VEÍCULO. Uma chapa de aço laminada a frio e tratada termicamente com uma composição que compreende os seguintes elementos 0,13% = carbono = 0,18%, 1,1% = manganês = 1,8%, 0,5% = silício = 0,9%, 0,6% = alumínio = 1%, 0,002% = fósforo = 0,02%, 0% = enxofre = 0,003%, 0% = nitrogênio = 0,007% e pode conter um ou mais dos seguintes elementos opcionais 0,05% = cromo = 1%, 0,001% = molibdênio = 0,5%, 0,001% = nióbio = 0,1%, 0,001% = titânio = 0,1%, 0,01% = cobre = 2%, 0,01% = níquel = 3%, 0,0001% = cálcio = 0,005%, 0% = vanádio = 0,1%, 0% = boro = 0,003%, 0% = cério = 0,1%, 0% = magnésio ? 0,010%, 0% = zircônio ? 0,010%, a composição restante sendo composta de ferro e impurezas inevitáveis causadas por processamento, a microestrutura da referida chapa de aço compreendendo em fração de área, 60 a 75% de ferrita, 20 a 30% de bainita, 10 a 15% de austenita residual e 0% a 5% de martensita, em que as quantidades acumuladas de austenita residual e ferrita estão entre 70% e 80%.

Description

“CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, MÉTODO DE PRODUÇÃO, USO E VEÍCULO”

[001] A presente invenção refere-se a chapas de aço laminadas a frio e revestidas adequadas para uso como chapa de aço para automóveis.

[002] Peças automotivas são necessárias para satisfazer duas necessidades inconsistentes, isto é, facilidade de conformação e resistência, mas nos últimos anos um terceiro requisito de melhoria no consumo de combustível também é aplicado aos automóveis em vista das preocupações ambientais globais. Assim, agora as peças automotivas devem ser feitas de material com alta formabilidade, a fim de se adequar aos critérios de facilidade de ajuste na complexa montagem de automóveis e, ao mesmo tempo, melhorar a resistência para proteção à colisão e a durabilidade do veículo, reduzindo o peso do veículo para melhorar a eficiência do combustível.

[003] Portanto, intensos esforços de pesquisa e desenvolvimento são feitos para reduzir a quantidade de material utilizado no carro, aumentando a resistência do material. Por outro lado, um aumento na resistência das chapas de aço diminui a formabilidade e, portanto, é necessário o desenvolvimento de materiais com alta resistência e alta formabilidade.

[004] Pesquisas e desenvolvimentos anteriores no campo de chapas de aço de alta resistência e alta formabilidade resultaram em vários métodos para a produção de chapas de aço de alta resistência e alta formabilidade, alguns dos quais são enumerados aqui para apreciação conclusiva da presente invenção.

[005] O documento US 20140234657 é um pedido de patente que reivindica uma chapa de aço galvanizado por imersão a quente tendo uma microestrutura, em fração de volume, igual ou superior a 20% e igual ou inferior a 99% no total de um ou dois dentre martensita e bainita, uma estrutura residual contém um ou dois dentre ferrita, austenita residual menor que 8% em fração de volume e perlita igual ou inferior a 10% em fração de volume. Além disso, US 20140234657 atinge uma resistência à tração de 980 MPa, mas é incapaz de atingir o alongamento de 25%.

[006] O documento US 8657969 reivindica uma chapa de aço galvanizado de alta resistência com uma resistência à tração de 590 MPa ou mais e excelente processabilidade. A composição do componente contém, em % em massa, C: 0,05% a 0,3%, Si: 0,7% a 2,7%, Mn: 0,5% a 2,8%, P: 0,1% ou menos, S: 0,01% ou menos, Al: 0,1 % ou menos, e N: 0,008% ou menos, e o restante: Fe ou impurezas inevitáveis. A microestrutura contém, em termos de razão de área, fases de ferrita: 30% a 90%, fases de bainita: 3% a 30% e fases de martensita: 5% a 40%, nas quais, entre as fases de martensita, fases de martensita tendo uma razão de aspecto de 3 ou mais estão presentes em uma proporção de 30% ou mais.

[007] O objetivo da presente invenção é resolver esses problemas, disponibilizando aço laminado a frio e chapas revestidas que, simultaneamente, possuem: - uma resistência máxima à tração maior ou igual a 600 MPa e, de preferência, acima de 620 MPa; - um alongamento total maior ou igual a 31% e, de preferência, acima de 33%.

[008] Em uma forma de realização preferida, as chapas de aço de acordo com a invenção também podem apresentar um limite de escoamento de 320 MPa ou mais.

[009] Em uma forma de realização preferida, as chapas de aço de acordo com a invenção também podem apresentar uma razão de limite de escoamento para resistência à tração de 0,6 ou mais.

[010] De preferência, esse aço também pode ter uma boa adequação para conformação, em particular para laminação com boa soldabilidade e capacidade de revestimento (coatability).

[011] Outro objetivo da presente invenção é também disponibilizar um método para a fabricação destas chapas que seja compatível com aplicações industriais convencionais, sendo robusto no sentido das mudanças dos parâmetros de fabricação.

[012] A chapa de aço laminada a frio e tratada termicamente da presente invenção pode, opcionalmente, ser revestida com zinco ou ligas de zinco, ou com alumínio ou ligas de alumínio para melhorar sua resistência à corrosão.

[013] O carbono está presente no aço entre 0,13% e 0,18%. O carbono é um elemento necessário para aumentar a resistência da chapa de aço, produzindo fases de transformação de baixa temperatura, como a bainita; além disso, o carbono também desempenha um papel fundamental na estabilização da austenita, portanto, um elemento necessário para garantir a austenita residual. Portanto, o carbono desempenha dois papéis fundamentais, um no aumento da resistência e outro na retenção de austenita para conferir ductilidade. Porém, o teor de carbono inferior a 0,13% não será capaz de estabilizar a austenita em uma quantidade adequada exigida pelo aço da presente invenção. Por outro lado, com um teor de carbono superior a 0,18%, o aço apresenta baixa soldabilidade por pontos, o que limita sua aplicação em peças automotivas.

[014] O teor de manganês do aço da presente invenção está entre 1,1% e 1,8%. Este elemento é gamagêneo. O objetivo da adição de manganês é essencialmente obter uma estrutura que contenha austenita e conferir resistência ao aço. Uma quantidade de pelo menos 1,1% em peso de manganês foi encontrada para fornecer a resistência e temperabilidade da chapa de aço, bem como para estabilizar a austenita. Porém, quando o teor de manganês é superior a 1,8%, ele produz efeitos adversos, tal como retarda a transformação de austenita em bainita durante a retenção de super- envelhecimento (overaging) para a transformação de bainita. Além disso, o teor de manganês acima de 1,8% também reduz a ductilidade e também deteriora a soldabilidade do aço presente, portanto, as metas de alongamento podem não ser alcançadas. Um teor preferido para a presente invenção pode ser mantido entre 1,2% e 1,8%, ainda mais preferencialmente 1,3% e 1,7%.

[015] O teor de silício do aço da presente invenção está entre 0,5% e 0,9%. O silício é um constituinte que pode retardar a precipitação de carbonetos durante o super-envelhecimento, portanto, devido à presença de silício, a austenita rica em carbono é estabilizada à temperatura ambiente.

Além disso, devido à fraca solubilidade do silício em carboneto, ele efetivamente inibe ou retarda a formação de carbonetos, portanto, também promove a formação da estrutura bainítica que, de acordo com a presente invenção, é procurada para conferir ao aço suas características essenciais. No entanto, o teor desproporcional de silício não produz o efeito mencionado e leva a um problema, tal como fragilização por têmpera. Portanto, a concentração é controlada dentro de um limite superior de 0,9%. Um teor preferível para a presente invenção pode ser mantido entre 0,6% e 0,8%

[016] O alumínio é um elemento essencial e está presente no aço entre 0,6% e 1%. O alumínio é um elemento alfagêneo e confere alongamento total ao aço da presente invenção. É necessário um mínimo de 0,6% de alumínio para ter um mínimo de ferrita, conferindo assim o alongamento ao aço da presente invenção. O alumínio também é usado para remover oxigênio do estado fundido do aço para limpar o aço da presente invenção e também evita que o oxigênio forme uma fase gasosa. Porém, sempre que o alumínio é superior a 1%, ele forma AlN, o que é prejudicial para o aço da presente invenção, portanto, a faixa preferível para a presença do alumínio está entre 0,6% e 0,8%.

[017] O constituinte fósforo do aço da presente invenção está entre 0,002% e 0,02%. O fósforo reduz a soldabilidade por pontos e a ductilidade a quente, principalmente devido à sua tendência a segregar nos contornos dos grãos ou co-segregar com o manganês. Por estas razões, o seu teor é limitado a 0,02% e, de preferência, inferior a 0,014%.

[018] O enxofre não é um elemento essencial, mas pode estar contido como uma impureza no aço e, do ponto de vista da presente invenção, o teor de enxofre é preferencialmente o mais baixo possível, mas é de 0,003% ou menos do ponto de vista do custo de fabricação. Além disso, se o enxofre superior estiver presente no aço, ele se combina para formar sulfetos, especialmente com manganês, e reduz seu impacto benéfico no aço da presente invenção.

[019] O nitrogênio é limitado a 0,007% para evitar o envelhecimento do material e minimizar a precipitação de nitretos durante a solidificação, que são prejudiciais para as propriedades mecânicas do aço.

[020] O cromo é um elemento opcional para a presente invenção.

O teor de cromo que pode estar presente no aço da presente invenção está entre 0,05% e 1%. O cromo é um elemento essencial que fornece resistência e endurecimento ao aço, mas quando usado acima de 1% prejudica o acabamento superficial do aço. Teores adicionais de cromo abaixo de 1% tornam o padrão de dispersão de carboneto em estruturas bainíticas mais grosseiro, portanto; mantenha a densidade dos carbonetos baixa em bainita.

[021] O molibdênio é um elemento opcional que constitui 0,001% a 0,5% do aço da presente invenção; o molibdênio desempenha um papel efetivo na determinação da temperabilidade e dureza, retarda o aparecimento de bainita e evita a precipitação de carbonetos em bainita. No entanto, a adição de molibdênio aumenta excessivamente o custo da adição de elementos de liga, de forma que por razões econômicas seu teor é limitado a 0,5%.

[022] Nióbio é um elemento opcional para a presente invenção.

O teor de nióbio pode estar presente no aço da presente invenção entre 0,001 e 0,1% e é adicionado ao aço da presente invenção para formar carbo-nitretos para conferir resistência ao aço da presente invenção por endurecimento por precipitação. O nióbio também afetará o tamanho dos componentes microestruturais por meio de sua precipitação como carbo-nitretos e por retardar a recristalização durante o processo de aquecimento. Assim, a microestrutura mais fina formada no final da temperatura de manutenção e, como consequência, após a conclusão do recozimento que levará ao endurecimento do aço da presente invenção. No entanto, o teor de nióbio acima de 0,1% não é economicamente interessante, pois um efeito de saturação de sua influência é observado, o que significa que a quantidade adicional de nióbio não resulta em nenhuma melhoria de resistência do produto.

[023] O titânio é um elemento opcional e pode ser adicionado ao aço da presente invenção entre 0,001% e 0,1%. Como o nióbio, ele está envolvido na formação de carbo-nitretos e, portanto, desempenha um papel no endurecimento do aço da presente invenção. Além disso, o titânio também forma nitretos de titânio que aparecem durante a solidificação do produto fundido. A quantidade de titânio é limitada a 0,1% para evitar a formação de nitretos de titânio grosseiros, prejudiciais à formabilidade. No caso de o teor de titânio ser inferior a 0,001%, ele não confere nenhum efeito ao aço da presente invenção.

[024] O cobre pode ser adicionado como um elemento opcional em uma quantidade de 0,01% a 2% para aumentar a resistência do aço e melhorar sua resistência à corrosão. É necessário um mínimo de 0,01% de cobre para obter esse efeito. Porém, quando seu teor é superior a 2%, pode degradar os aspectos superficiais.

[025] O níquel pode ser adicionado como um elemento opcional em uma quantidade de 0,01 a 3% para aumentar a resistência do aço e melhorar sua tenacidade. É necessário um mínimo de 0,01% para produzir tais efeitos. Porém, quando seu teor é superior a 3%, o níquel causa deterioração da ductilidade.

[026] O teor de cálcio no aço da presente invenção está entre 0,0001% e 0,005%. O cálcio é adicionado ao aço da presente invenção como um elemento opcional, especialmente durante o tratamento de inclusão. O cálcio contribui para o refino do aço, retendo o teor prejudicial de enxofre na forma globular, retardando assim os efeitos prejudiciais do enxofre.

[027] O vanádio é eficaz no aumento da resistência do aço, formando carbonetos ou carbo-nitretos e o limite superior é de 0,1% devido a razões econômicas. Outros elementos como cério, boro, magnésio ou zircônio podem ser adicionados individualmente ou em combinação nas seguintes proporções em peso: cério ≦ 0,1%, boro ≦ 0,003%, magnésio ≦ 0,010% e zircônio ≦ 0,010%. Até os níveis de teores máximos indicados, estes elementos permitem refinar o grão durante a solidificação. O restante da composição do aço consiste em ferro e impurezas inevitáveis resultantes de processamento.

[028] A microestrutura da chapa de aço compreende:

[029] A ferrita constitui de 60% a 75% da microestrutura por fração de área para o aço da presente invenção. A ferrita constitui a fase primária do aço como uma matriz. Na presente invenção, a ferrita compreende, cumulativamente, ferrita poligonal e ferrita acicular. A ferrita confere alta resistência, bem como alongamento, ao aço da presente invenção. Para garantir um alongamento de 31% e, de preferência, 33% ou mais, é necessário ter 60% de Ferrita. A ferrita é formada durante o resfriamento após o recozimento no aço da presente invenção. Porém, sempre que o teor de ferrita está presente acima de 75% no aço da presente invenção, a resistência não é alcançada.

[030] A bainita constitui de 20% a 30% da microestrutura por fração de área para o aço da presente invenção. Na presente invenção, a bainita consiste cumulativamente em bainita em ripas e bainita granular. Para garantir resistência à tração de 620 MPa e, de preferência, 630 MPa ou mais, é necessário ter 20% de bainita. A bainita é formada durante a retenção de super-envelhecimento.

[031] A austenita residual constitui de 10% a 15% por fração de área do aço. Sabe-se que a austenita residual possui maior solubilidade de carbono do que a bainita e, portanto, atua como uma armadilha de carbono eficaz, retardando a formação de carbonetos na bainita. A percentagem de carbono dentro da austenita residual da presente invenção é preferencialmente superior a 0,9% e preferencialmente inferior a 1,1%. A austenita residual do aço, de acordo com a invenção, confere uma ductilidade aumentada.

[032] A martensita é um constituinte opcional e pode estar presente entre 0% e 5% da microestrutura por fração de área e encontrada em traços. A martensita, para a presente invenção, inclui tanto martensita fresca quanto martensita temperada. A presente invenção forma martensita devido ao resfriamento após o recozimento e é temperada durante a retenção de super- envelhecimento. Martensita fresca também se forma durante o resfriamento após o revestimento da chapa de aço laminada a frio. A martensita confere ductilidade e resistência ao aço da presente invenção quando está abaixo de 5%. Quando a martensita é superior a 5%, ela confere resistência em excesso, mas diminui o alongamento além do limite aceitável. O limite preferível para martensita está entre 0% e 3%.

[033] Uma quantidade total de ferrita e austenita residual deve estar sempre entre 70% e 80% para ter um alongamento total de 31% e um mínimo de 70% é necessário para garantir o alongamento total acima de 31%, tendo uma resistência à tração de 600MPa. Ferrita e austenita residual são fase mole em comparação com martensita e bainita, portanto, conferem alongamento e ductilidade, mas sempre que a presença cumulativa é superior a 80%, a resistência cai além dos limites aceitáveis.

[034] Além da microestrutura acima mencionada, a microestrutura da chapa de aço laminada a frio e tratada termicamente é livre de componentes microestruturais, tais como perlita e cementita, sem prejudicar as propriedades mecânicas das chapas de aço.

[035] Uma chapa de aço, de acordo com a invenção, pode ser produzida por qualquer método adequado. Um método preferido consiste em fornecer uma peça fundida semi-acabada de aço com uma composição química de acordo com a invenção. A peça fundida pode ser feita em lingotes ou continuamente na forma de placas finas ou tiras finas, ou seja, com uma espessura variando de aproximadamente 220 mm para placas até várias dezenas de milímetros para tiras finas.

[036] Por exemplo, uma placa com a composição química acima descrita é fabricada por fundição contínua, em que a placa opcionalmente sofreu a redução suave direta durante o processo de fundição contínua para evitar a segregação central e para garantir uma razão de carbono local para carbono nominal mantida abaixo de 1,10. A placa fornecida pelo processo de fundição contínua pode ser usada diretamente em alta temperatura após a fundição contínua ou pode ser primeiro resfriada à temperatura ambiente e então reaquecida para laminação a quente.

[037] A temperatura da placa, que é submetida à laminação a quente, é de pelo menos 1150 °C e deve ser inferior a 1280 °C. No caso de a temperatura da placa ser inferior a 1150 °C, carga excessiva é imposta a um laminador. Portanto, a temperatura da placa é, de preferência, suficientemente alta para que a laminação a quente possa ser concluída na faixa de temperatura de Ac1+50 °C a Ac1+250 °C e, de preferência, entre Ac1+50 °C e Ac1+200 °C, embora sempre tendo a temperatura de laminação final permanecendo acima de Ac1+50 °C. O reaquecimento em temperaturas acima de 1280 °C deve ser evitado porque são industrialmente caros.

[038] Uma faixa de temperatura final de laminação entre Ac1+50 °C a Ac1+250 °C é preferida para ter uma estrutura que seja favorável à recristalização e laminação. É necessário que o ciclo final de laminação seja executado em uma temperatura superior a Ac1+50 °C, pois abaixo desta temperatura a chapa de aço apresenta queda significativa na capacidade de laminação. A chapa assim obtida é então resfriada a uma taxa de resfriamento acima de 30 °C/s até a temperatura de enrolamento que deve ser inferior a 625 °C. De preferência, a taxa de resfriamento será menor ou igual a 200 °C/s.

[039] A chapa de aço laminada a quente é então enrolada a uma temperatura de enrolamento abaixo de 625 °C para evitar a ovalização e, de preferência, abaixo de 600 °C para evitar a formação de incrustações. A faixa preferida para tal temperatura de enrolamento está entre 350 °C e 600 °C. A chapa de aço laminada a quente enrolada pode ser resfriada até a temperatura ambiente antes de ser submetida a um recozimento de banda quente opcional.

[040] A chapa de aço laminada a quente pode ser submetida a uma etapa opcional de remoção de incrustações para remover a incrustação formada durante a laminação a quente antes do recozimento de banda quente opcional. A chapa laminada a quente pode então ser submetida a um recozimento de banda quente opcional a temperaturas entre 400 °C e 750 °C por pelo menos 12 horas e não mais que 96 horas, a temperatura permanecendo abaixo de 750 °C para evitar a transformação parcial da microestrutura laminada a quente e, portanto, a perda da homogeneidade da microestrutura. Depois disso, uma etapa opcional de remoção de incrustações desta chapa de aço laminada a quente pode ser realizada por meio, por exemplo, de decapagem de tal chapa. Esta chapa de aço laminada a quente é submetida à laminação a frio para obter uma chapa de aço laminada a frio com uma redução de espessura entre 35 a 90%. A chapa de aço laminada a frio obtida a partir do processo de laminação a frio é então submetida a recozimento para conferir ao aço da presente invenção uma microestrutura e propriedades mecânicas.

[041] No recozimento, a chapa de aço laminada a frio é submetida a duas etapas de aquecimento para atingir a temperatura de imersão entre Ac1+30 °C e Ac3, em que Ac1 e Ac3 para o presente aço são calculados usando a seguinte fórmula: Ac1 = 723 - 10,7[Mn] - 16[Ni] + 29,1[Si] + 16,9[Cr] + 6,38[W] + 290[As] Ac3 = 910 - 203[C]^(1/2) - 15,2[Ni] + 44,7[Si] + 104[V] + 31,5[Mo] + 13,1[W] - 30[Mn] - 11[Cr] - 20[Cu] + 700[P] + 400[Al] + 120[As] + 400[Ti] em que os teores dos elementos são expressos em porcentagem em peso.

[042] Na etapa um, a chapa de aço laminada a frio é aquecida a uma taxa de aquecimento entre 10 °C/s e 40 °C/s a uma faixa de temperatura entre 550 °C e 650 °C. Posteriormente, na segunda etapa subsequente de aquecimento, a chapa de aço laminada a frio é aquecida a uma taxa de aquecimento entre 1 °C/s e 5 °C/s até a temperatura de imersão de recozimento.

[043] Em seguida, a chapa de aço laminada a frio é preferencialmente mantida à temperatura de imersão durante 10 a 500 segundos para assegurar pelo menos 30% de transformação em microestrutura de austenita da estrutura inicial fortemente encruada. Em seguida, a chapa de aço laminada a frio é, então, resfriada em duas etapas de resfriamento até uma temperatura de retenção de super-envelhecimento. Na etapa um de resfriamento, a chapa de aço laminada a frio é resfriada a uma taxa de resfriamento inferior a 5 °C/s e, de preferência, inferior a 3 °C/s a uma faixa de temperatura entre 600 °C e 720 °C e, de preferência, entre 625 °C e 720 °C. Durante esta etapa um de resfriamento, é formada uma matriz de ferrita da presente invenção. Posteriormente, em uma segunda etapa de resfriamento subsequente, a chapa de aço laminada a frio é resfriada até uma faixa de temperatura de super-envelhecimento entre 250 °C e 470 °C a uma taxa de resfriamento entre 10 °C/s e 100 °C/s. Em seguida, a chapa de aço laminada a frio é mantida na faixa de temperatura de super-envelhecimento durante 5 a 500 segundos. A chapa de aço laminada a frio é então levada à temperatura para uma faixa de temperatura do banho de revestimento de 400 °C e 480 °C para facilitar o revestimento da chapa de aço laminada a frio. Em seguida, a chapa de aço laminada a frio é revestida por qualquer um dos processos industriais conhecidos, tais como eletrogalvanização, JVD, PVD, imersão a quente (GI) etc.

EXEMPLOS

[044] Os seguintes testes, exemplos, exemplos figurativos e tabelas que são apresentados neste documento são de natureza não restritiva e devem ser considerados apenas para fins de ilustração e exibirão as características vantajosas da presente invenção.

[045] As chapas de aço feitas de aços de diferentes composições estão reunidas na Tabela 1, onde as chapas de aço são produzidas de acordo com os parâmetros de processo estipulados na Tabela 2, respectivamente. A seguir, a Tabela 3 reúne as microestruturas das chapas de aço obtidas durante os ensaios e a Tabela 4 reúne o resultado das avaliações das propriedades obtidas.

TABELA 1 Amostra de aço C Mn Si Al P S N Outros elementos presentes A 0,155 1,54 0,696 0,728 0,014 0,002 0,003 - B 0,157 1,54 0,690 0,721 0,014 0,002 0,003 - C 0,148 1,54 0,698 0 0,013 0,0027 0,0044 - D 0,114 1,62 0,293 0,031 0,027 0,0028 0,005 -Ni:0,025, Cr: 0,345 Valores sublinhados: não de acordo com a invenção.

TABELA 2

[046] A Tabela 2 reúne os parâmetros do processo de recozimento implementados nos aços da Tabela 1. As composições de aço A e B servem para a fabricação de chapas de acordo com a invenção. Esta tabela também especifica os aços de referência que são designados na tabela como C e D. A Tabela 2 também mostra a tabulação de Ac1 e Ac3. Estes Ac1 e Ac3 são definidos para os aços da invenção e os aços de referência da seguinte forma: Ac1 = 723 - 10,7[Mn] - 16[Ni] + 29,1[Si] + 16,9[Cr] + 6,38[W] + 290[As] Ac3 = = 910 - 203[C]^(1/2) - 15,2[Ni] + 44,7[Si] + 104[V] + 31,5[Mo] + 13,1[W] - 30[Mn] - 11[Cr] - 20[Cu] + 700[P] + 400[Al] + 120[As] + 400[Ti] em que os teores dos elementos são expressos em porcentagem em peso.

[047] Todas as chapas foram resfriadas a uma taxa de resfriamento de 34 °C/s após a laminação a quente e foram finalmente trazidas a uma temperatura de 460 °C antes do revestimento. Todas as chapas têm redução de laminação a frio de 65%.

[048] A tabela 2 é a seguinte:

TABELA 2

Etapa Etapa um dois

Taxa de Temperat aquecim Taxa de ura de Tempera Tempera ento para aquecim Temp Amo Temperatu parada Tempera tura de tura de aquecim ento o de Ensa stra ra de de tura de acabame enrolame ento lento imers io de reaquecim aquecim imersão nto HR nto HR rápido antes do ão aço ento (°C) ento (°C) (°C) (°C) antes do recozime (s) rápido recozime nto (°C/s) (°C), nto (°C/s) I1 A 1200 850 500 12 600 1,6 770 179

I2 B 1200 870 520 19 600 3,1 800 110

I3 A 1200 850 500 12 600 1,9 800 179

R1 A 1200 850 500 12 600 1,9 800 293

R2 C 1200 850 500 12 600 1,9 800 179

R3 D 1200 920 585 9 600 1,2 770 238

Etapa um Etapa dois

Taxa de Temperatur Temperatur resfriament a de parada Taxa de a de parada Temperatura Tempo Ac o lento Ensai de resfriament de para super- de Ac3 1 após o resfriament o rápido resfriament envelheciment retençã (°C) (°C recoziment o lento (°C/s) o rápido o (°C) o (s) ) o (°C/s) (°C) (°C/s)

111 I1 0,6 700 30 410 410 129 727 7 111 I2 1,5 700 39 460 460 79 727 2 111 I3 0,9 700 31 400 400 129 727 2 111 R1 ----- ----- 34 460 460 129 727 7 R2 0,9 700 31 400 400 129 827 727

R3 0,5 700 27 350 350 172 835 720

I = de acordo com a invenção; R = referência; valores sublinhados: não de acordo com a invenção.

TABELA 3

[049] A Tabela 3 exemplifica os resultados dos testes realizados de acordo com os padrões em diferentes microscópios, tais como Microscópio Eletrônico de Varredura para determinar as microestruturas de ambos os aços da invenção e de referência.

[050] Os resultados são estipulados aqui: Ferrita + Austenita Ferrita Bainita Austenita Martensita residual Amostra de aço (%) (%) residual (%) (%) (%) I1 67 22 11 0 78 I2 65 24 10 1 75 I3 63 27 10 0 73 R1 53 37 10 0 63 R2 62 32 5 1 67 R3 62 33 5 0 67 I = de acordo com a invenção; R = referência; valores sublinhados: não de acordo com a invenção.

TABELA 4

[051] A Tabela 4 exemplifica as propriedades mecânicas tanto do aço da invenção quanto dos aços de referência. A fim de determinar a resistência à tração, limite de escoamento e alongamento total, os testes de tração são realizados de acordo com as normas JIS Z2241.

[052] Os resultados dos vários testes mecânicos realizados de acordo com as normas estão reunidos.

TABELA 4 Amostra de Resistência à tração YS Alongamento total YS/TS aço (MPa) (MPa) (%) I1 634 386 0,61 34,7 I2 672 401 0,60 33,2 I3 633 411 0,65 36,1 R1 677 389 0,57 27,7 R2 602 365 0,61 28,6 R3 622 343 0,55 22,5 I = de acordo com a invenção; R = referência; valores sublinhados: não de acordo com a invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, caracterizada por ter uma composição que compreende os seguintes elementos, expressos em porcentagem em peso: 0,13% ≤ carbono ≤ 0,18% 1,1% ≤ manganês ≤ 1,8% 0,5% ≤ silício ≤ 0,9% 0,6% ≤ alumínio ≤ 1% 0,002% ≤ fósforo ≤ 0,02% 0% ≤ enxofre ≤ 0,003% 0% ≤ nitrogênio ≤ 0,007% e pode conter um ou mais dos seguintes elementos opcionais 0,05% ≤ cromo ≤ 1% 0,001% ≤ molibdênio ≤ 0,5% 0,001% ≤ nióbio ≤ 0,1% 0,001% ≤ titânio ≤ 0,1% 0,01% ≤ cobre ≤ 2% 0,01% ≤ níquel ≤ 3% 0,0001% ≤ cálcio ≤ 0,005% 0% ≤ vanádio ≤ 0,1% 0% ≤ boro ≤ 0,003% 0% ≤ cério ≤ 0,1% 0% ≤ magnésio ≦ 0,010% 0% ≤ zircônio ≦ 0,010% a composição restante sendo composta de ferro e impurezas inevitáveis causadas por processamento, a microestrutura da referida chapa de aço compreendendo em fração de área, 60 a 75% de ferrita, 20 a 30% de bainita, 10 a 15% de austenita residual e 0% a 5% de martensita, em que as quantidades acumuladas de austenita residual e ferrita estão entre 70% e 80%.

2. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela composição incluir 0,6% a 0,8% de silício.

3. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pela composição incluir 0,14% a 0,18% de carbono.

4. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pela composição incluir 0,6% a 0,8% de alumínio.

5. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pela composição incluir 1,2% a 1,8% de manganês.

6. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pela composição incluir 1,3% a 1,7% de manganês.

7. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelas quantidades acumuladas de ferrita e austenita residual estarem entre 73% e 80% e a porcentagem de austenita residual ser inferior a 13%.

8. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pela quantidade de martensita estar entre 0% e 3%.

9. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo teor de carbono da austenita residual estar entre 0,9 a 1,1%.

10. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pela referida chapa de aço possuir uma resistência máxima à tração de 600 MPa ou mais, e um alongamento total de 31% ou mais.

11. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pela referida chapa de aço possuir limite de escoamento de 320 MPa ou mais e um alongamento total de 33% ou mais.

12. CHAPA DE AÇO LAMINADA A FRIO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pela referida chapa de aço ser revestida.

13. MÉTODO DE PRODUÇÃO de uma chapa de aço laminada a frio, caracterizado por compreender as seguintes etapas sucessivas: - fornecer uma composição de aço, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6; - reaquecer o referido produto semiacabado a uma temperatura entre 1150 °C e 1280 °C; - laminar o referido produto semiacabado na faixa austenítica em que a temperatura de acabamento da laminação a quente deve estar entre Ac1+50 °C e Ac1+250 °C para obter uma chapa de aço laminada a quente; - resfriar a chapa a uma taxa de resfriamento acima de 30 °C/s até uma temperatura de enrolamento que é inferior a 625 °C; e enrolar a referida chapa laminada a quente; - resfriar a referida chapa laminada a quente até a temperatura ambiente; - realizar, opcionalmente, o processo de remoção de incrustações na referida chapa de aço laminada a quente; - opcionalmente, o recozimento é realizado em chapa de aço laminada a quente em temperaturas entre 400 °C e 750 °C; - realizar, opcionalmente, o processo de remoção de incrustações na referida chapa de aço laminada a quente; - laminar a frio a referida chapa de aço laminada a quente com uma taxa de redução entre 35 e 90% para obter uma chapa de aço laminada a frio; - em seguida, realizar um recozimento à temperatura de imersão entre Ac1+30 °C e Ac3 por um período entre 10 e 500 segundos, aquecendo a referida chapa de aço laminada a frio por um aquecimento de duas etapas em que: • na etapa um de aquecimento, a chapa de aço laminada a frio é aquecida a uma taxa de aquecimento entre 10 °C/s e 40 °C/s para uma faixa de temperatura entre 550 °C e 650 °C; • em seguida, na etapa dois, a chapa de aço laminada a frio é aquecida a uma taxa de aquecimento entre 1 °C/s e 5 °C/s a partir de uma faixa de temperatura entre 550 °C e 650 °C até a temperatura de imersão de recozimento na qual é mantida, - em seguida, resfriar a chapa de aço laminada a frio em um resfriamento de duas etapas em que: • na etapa um de resfriamento, a chapa de aço laminada a frio é resfriada a uma taxa de resfriamento inferior a 5 °C/s para uma faixa de temperatura entre 600 °C e 720 °C; • em seguida, na etapa dois, a chapa é resfriada a uma taxa de resfriamento entre 10 °C/s a 100 °C/s a partir de uma faixa de temperatura entre 600 °C e 720 °C até uma temperatura de super-envelhecimento (overaging); - em seguida, a referida chapa de aço laminada a frio é super- envelhecida em uma faixa de temperatura entre 250 °C e 470 °C durante 5 a 500 segundos; e - em seguida, resfriada à temperatura ambiente para obter uma chapa de aço laminada a frio.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pela temperatura de enrolamento ser inferior a 600 °C.

15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 14, caracterizado pela temperatura de laminação de acabamento estar entre Ac1+50 °C e Ac1+200 °C.

16. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado pela taxa de resfriamento após o recozimento ser inferior a 3 °C/s na faixa de temperatura entre 625 °C e 720 °C.

17. MÉTODO DE PRODUÇÃO de uma chapa de aço laminada a frio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 16, caracterizado pela chapa de aço laminada a frio ser recozida entre Ac1+30 °C e Ac3 e a temperatura de recozimento ser selecionada de modo a garantir a presença de pelo menos 30% de austenita no final da imersão.

18. MÉTODO DE PRODUÇÃO de uma chapa de aço laminada a frio, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 17, caracterizado pela chapa de aço laminada a frio poder ser revestida em uma faixa de temperatura entre 400 °C e 480 °C.

19. USO de uma chapa de aço, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, ou de uma chapa de aço produzida de acordo com o método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 13 a 18, caracterizado por ser para a fabricação de peças estruturais ou de segurança de um veículo.

20. VEÍCULO, caracterizado por compreender uma peça obtida conforme definido na reivindicação 19.