BRPI0808457B1 - aços superiores em propriedades ctod da zona afetada pelo calor - Google Patents

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BRPI0808457B1
BRPI0808457B1 BRPI0808457A BRPI0808457A BRPI0808457B1 BR PI0808457 B1 BRPI0808457 B1 BR PI0808457B1 BR PI0808457 A BRPI0808457 A BR PI0808457A BR PI0808457 A BRPI0808457 A BR PI0808457A BR PI0808457 B1 BRPI0808457 B1 BR PI0808457B1
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Kojima Akihiko
Fukunaga Kazuhiro
Chijiiwa Rikio
Uemori Ryuji
Nagai Yoshihide
Watanabe Yoshiyuki
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Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
Nippon Steel Corp
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Description

(54) Título: AÇOS SUPERIORES EM PROPRIEDADES CTOD DA ZONA AFETADA PELO CALOR (51) Int.CI.: C22C 38/00; B22D 11/00; C21D 8/02; C22C 38/16 (30) Prioridade Unionista: 01/12/2008 JP 2008-306336, 07/12/2007 JP 2007-317317 (73) Titular(es): NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION (72) Inventor(es): RIKIO CHIJIIWA; RYUJI UEMORI; YOSHIYUKI WATANABE; KAZUHIRO FUKUNAGA; AKIHIKO KOJIMA; YOSHIHIDE NAGAI (85) Data do Início da Fase Nacional: 30/06/2009
1/19
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para AÇOS SUPERIORES EM PROPRIEDADES CTOD DA ZONA AFETADA PELO CALOR.
CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um aço superior nas propriedades CTOD da zona afetada pelo calor da solda (HAZ) desde soldagem com pequena entrada de calor até soldagem com média entrada de calor e a um método de produção do mesmo, mais particularmente refere-se a um aço superior em propriedades CTOD da zona afetada pelo calor com propriedades CTOD extremamente excelentes da zona FL ou da zona ICHAZ onde a tenacidade se deteriora ao máximo no momento da soldagem com pequena entrada de calor até a soldagem com média entrada de calor e a um método de produção do mesmo.
ANTECEDENTES DA TÉCNICA [002] Em anos recentes, foram exigidos materiais de aço para uso em ambientes hostis. Por exemplo, como materiais adequados para estruturas de aço tais como estruturas em alto mar ou edifícios resistentes a terremotos usadas em regiões frias como o Ártico, materiais de aço superiores no indicador de tenacidade na fratura, isto é, a característica CTOD (Deslocamento da Abertura da Extremidade da Fratura) foi exigida. As zonas de soldagem são consideradas como exigindo propriedades CTOD superiores.
[003] As propriedades CTOD de uma zona afetada pelo calor da solda (HAZ) são avaliadas em posições (entalhes) de dois locais da zona FL (limite entre WM (metal fundido) da HAZ (zona afetada pelo calor) da solda e a zona ICHAZ (HAZ intercrítica: limite entre a HAZ e o BM (metal base)), mas até agora apenas a zona FL foi coberta.
[004] Isto é porque, sob condições de uma temperatura de teste não tão rude, se as propriedades CTOD da zona FL forem satisfeitas,
Petição 870180017705, de 05/03/2018, pág. 32/56
2/19 um valor suficiente das propriedades CTOD da zona ICHAZ é obtido, então esse não era um caso.
[005] Entretanto, sob condições rudes de -60°C ou s imilar, é verificado que casos onde um baixo valor CTOD é apresentado na zona ICHAZ ocorrem com uma frequência considerável. Foram buscadas medidas contra isso.
[006] Por exemplo, há uma técnica mostrando que boas propriedades CTOD são obtidas a temperaturas de teste rudes de -60°C em uma junta de solda com entrada de calor de pequena até média (por exemplo, Japanese Patent Publication (A) n° 2007-002271). Aqui, as propriedades CTOD da zona ICHAZ não são descritas.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [007] Portanto, a presente invenção tem como seu objetivo o fornecimento de aço de alta resistência tendo propriedades CTOD superiores (tenacidade na fratura) satisfazendo não apenas as propriedades CTOD a -60°C da zona FL, mas também as propriedades CTOD da zona ICHAZ na soldagem de multicamadas com pequena a média entrada de calor etc. e um método de produção do mesmo.
[008] Os inventores se engajaram numa pesquisa profunda em relação à melhoria tanto das propriedades CTOD da zona FL quanto da zona ICHAZ da zona de soldagem, deteriorando ao máximo a tenacidade em soldagem com pequena entrada de calor à soldagem com média entrada de calor.
[009] Como resultado, os inventores descobriram que para melhorar tanto as propriedades CTOD da zona FL quanto da zona ICHAZ, a redução de inclusões não metálicas é a mais importante e, por essa razão, a redução de O (oxigênio no aço) é essencial, mas a redução do O resulta na redução de ferrita intragranular (IGF), então torna-se necessário reduzir os elementos de ligação que provocam a deterioração das propriedades CTOD da zona FL e, portanto, a melhoPetição 870180017705, de 05/03/2018, pág. 33/56
3/19 ria das propriedades CTOD da zona ICHAZ é difícil apenas pela redução do oxigênio no aço e a redução da dura é efetiva e, portanto, completou a presente invenção.
[0010] A essência da presente invenção é como segue:
(1) Aço superior em propriedades CTOD de uma zona afetada pelo calor contendo, em % em massa, [0011] C: 0,015 a 0,045%, [0012] Si: 0,05 a 0,2%, [0013] Mn: 1,5 a 2,0%, [0014] Cu: 0,25 a 0,5%, [0015] Ni: 0,7 a 1,5%, [0016] P: 0,008% ou menos, [0017] S: 0,005% ou menos, [0018] Al: 0,004% ou menos, [0019] Ti: 0,005 a 0,015%, [0020] Nb: 0,005% ou menos, [0021] O: 0,0015 a 0,0035%, [0022] N: 0,002 a 0,006%, [0023] PCTOD: 0,065 ou menos, [0024] CeqH: 0,235 ou menos, e [0025] o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas, onde
PCTOD 1 - C + — Cu + 22 1 - Ni 67
1 1 1 1
CeqH - C + Si + - Mn + - Cu + - Ni + 1.12Nb
4.16 14.9 12.9 105
(2) Aço superior em propriedades CTOD de uma zona afetada pelo calor contendo, em % em massa, [0026] C: 0,015 a 0,045%, [0027] Si: 0,05 a 0,2%, [0028] Mn: 1,5 a 2,0%, [0029] Cu: 0,25 a 0,5%,
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4/19 [0030] Ni: 0,7 a 1,5%, [0031] P: 0,008% ou menos, [0032] S: 0,005% ou menos, [0033] Al: 0,004% ou menos, [0034] Ti: 0,005 a 0,015%, [0035] Nb: 0,005% ou menos, [0036] O: 0,0015 a 0,0035%, [0037] N: 0,002 a 0,006%, [0038] V: 0,005 a 0,020%, [0039] PCTOD: 0,065 ou menos, [0040] CeqH de 0,235 ou menos e [0041] o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas, onde:
1
PCTOD = C + V + Cu + Ni 3 22 67
1111 1 CeqH = C + - Si + - Mn + - Cu + - Ni + 1.12Nb + - V
4.16 14.9 12.9 105 1.82 (3) Método de produção de aço superior em propriedades CTOD de uma zona afetada pelo calor caracterizada pelo lingotamento contínuo do aço para se obter uma placa contendo, em % em massa, [0042] C: 0,015 a 0,045%, [0043] Si: 0,05 a 0,2%, [0044] Mn: 1,5 a 2,0%, [0045] Cu: 0,25 a 0,5%, [0046] Ni: 0,7 a 1,5%, [0047] P: 0,008% ou menos, [0048] S: 0,005% ou menos, [0049] Al: 0,004% ou menos, [0050] Ti: 0,005 a 0,015%, [0051] Nb: 0,005% ou menos, [0052] O: 0,0015 a 0,0035%,
Petição 870180017705, de 05/03/2018, pág. 35/56
5/19 [0053] N: 0,002 a 0,006%, [0054] Pctod: 0,065 ou menos, [0055] CeqH de 0,235 ou menos e [0056] o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas, [0057] Então reaquecendo a placa até 950 a 1100°C em temperatura, e então processando a placa por processo de controle termomecânico onde:
1 pctod = c + Cu + Ni 22 67
1111
CeqH = C + - Si + - Mn + - Cu + - Ni + 1.12Nb
4.16 14.9 12.9 105 (4) Método de produção de aço superior em propriedades CTOD de uma zona afetada pelo calor caracterizado por lingotar continuamente o aço para se obter uma placa contendo, em % em massa, [0058] C: 0,015 a 0,045%, [0059] Si: 0,05 a 0,2%, [0060] Mn: 1,5 a 2,0%, [0061] Cu: 0,25 a 0,5%, [0062] Ni: 0,7 a 1,5%, [0063] P: 0,008% ou menos, [0064] S: 0,005% ou menos, [0065] Al: 0,004% ou menos, [0066] Ti: 0,005 a 0,015%, [0067] Nb: 0,005% ou menos, [0068] o: 0,0015 a 0,0035%, [0069] N: 0,002 a 0,006%, [0070] V: 0,005 a 0,02%, [0071] PCTOD: 0,065 ou menos, [0072] CeqH: 0,235 ou menos e [0073] o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas,
Petição 870180017705, de 05/03/2018, pág. 36/56
6/19 [0074] então reaquecendo-se a placa até 950 a 1100°C de temperatura, e então processando-se a placa pelo processo de controle termo-mecânico, onde:
1 1
PCTOD = C + V + Cu + Ni 3 22 67
1111 1 CeqH = C + - Si + - Mn + - Cu + - Ni + 1.12Nb + - V
4.16 14.9 12.9 105 1.82 [0075] O aço produzido pela presente invenção apresenta tenacidade superior com propriedades CTOD extremamente excelentes da zona FL e da zona ICHAZ onde a tenacidade se deteriora ao máximo no momento da soldagem tal como soldagem multicamadas com pequenas e médias entradas de calor, etc. Devido a isso, torna-se possível produzir um material de aço de alta resistência para uso em estruturas em alto mar, em edifícios resistentes a terremotos e outros ambientes hostis.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0076] Figura 1 é uma vista mostrando a relação entre a PCTOD e as propriedades CTOD em um teste de ciclo térmico simulado equivalente à zona FL.
[0077] Figura 2 é uma vista mostrando a relação entre a dureza da HAZ e as propriedades CTOD em um teste de ciclo térmico simulado equivalente à zona ICHAZ.
[0078] Figura 3 é uma vista mostrando a relação entre a CeqH e a dureza da HAZ em um teste de ciclo térmico simulado equivalente à zona ICHAZ.
MELHOR FORMA DE EXECUÇÃO DA INVENÇÃO [0079] A presente invenção será explicada abaixo em detalhes. [0080] De acordo com a pesquisa dos inventores, para satisfazer as propriedades CTOD da zona FL e da zona ICHAZ a -60°C da HAZ de pequena a média entrada de calor de soldagem (a uma espessura de chapa de 50 mm, 1,5 a 6,0 kJ/mm),
Petição 870180017705, de 05/03/2018, pág. 37/56
7/19 [0081] 1) para satisfazer as propriedades CTOD da zona FL e melhorar as propriedades da zona ICHAZ, a redução de inclusões não metálicas à base de óxidos é a mais importante. Por essa razão, a redução do O (oxigênio no aço) é essencial.
[0082] Isto é, na técnica anterior, para se obter propriedades CTOD superiores da zona FL, era necessário adicionar uma certa quantidade de O para utilizar inclusões não metálicas à base de óxido, tal como o óxido de Ti usando-se a ferrita intragranular (IGF) como núcleo de transformação. Na pesquisa dos inventores, foi descoberto que para melhorar as propriedades CTOD na zona FL e na zona ICHAZ a 60°C, era necessário reduzir as inclusões não metál icas à base de óxido.
[0083] Para também reduzir a IGF pela redução do O, é necessária a redução dos elementos de ligação que provocam a deterioração das propriedades CTOD da zona FL. A figura 1 mostra a relação entre as propriedades CTOD e PCTOD da HAZ simulada equivalente à zona FL. Aqui, o parâmetro de ingrediente do aço PCTOD é uma fórmula experimental derivada da análise das propriedades (T5c0.1(FL)) da HAZ simulada equivalente à zona FL em um grande número de aços produzidos em laboratório e os ingredientes do aço.
PCTOD=C+V/3+Cu/22+Ni/67 [0084] Na HAZ simulada equivalente à zona FL mostrada na figura 1, o nível objetivado de T5c0.1(FL)<-110°C é uma descoberta obtida por um grande número de experiências. É o valor necessário para obter estavelmente um valor CTOD de 0,25 mm ou mais a -60°C em um entalhe de uma junta real FL da chapa de aço de uma espessura de 50 a 100 mm. Da figura 1, verifica-se que na HAZ simulada equivalente à zona FL, para fazer T5c0.1(FL)<-110°C, é necessário controlar o parâmetro ingrediente do aço PCTOD para 0,065% ou menos.
[0085] O Tgc0.1(FL) da figura 1 é obtido por um teste CTOD do métoPetição 870180017705, de 05/03/2018, pág. 38/56
8/19 do BS5762 (British Standards) de corpos de prova com seção transversal de 10 mm x 20 mm submetidos a um tratamento de ciclo térmico simulado equivalente à zona FL (ciclo triplo) de 1°: 1400°C (800 a 500°C: 15 s), 2°: 760°C (760 a 500°C: 22 s), e 3°: 500°C (500 a 300°C: 60 s). Aqui, T5c0.1(FL) significa a temperatura (°C) na qual o valor mais baixo dos valores de CTOD (ôc) avaliados para as três amostras nas diferentes temperaturas de teste excede 0,1 mm. Nota-se que, se se considerar o efeito da espessura da placa no teste CTOD, para se obter estavelmente um valor CTOD de 0,25 mm ou mais a -60°C em uma junta real do entalhe FL da chapa de aço de uma espessura de 50 a 100 mm, as experiências mostram que é necessário fazer o T5c0.1(FL) 110°C ou menos.
[0086] 2) Os inventores descobriram que a melhoria das propriedades CTOD da zona ICHAZ é difícil com apenas a redução do oxigênio no aço e que a redução da dureza é eficaz.
[0087] Figura 2 mostra a relação das propriedades CTOD e da dureza da HAZ equivalente à ICHAZ de um corpo de prova submetido a um ciclo térmico simulado equivalente à HAZ intercrítica (ICHAZ) mencionado posteriormente, enquanto a figura 3 mostra a relação do parâmetro de dureza dos ingredientes do aço CeqH e a dureza HAZ equivalente à ICHAZ.
[0088] Aqui, o nível-alvo de um T5c0.1(ICHAZ) da HAZ simulada equivalente à ICHAZ mostrado na figura 2 (seção transversal 10 mmx20 mm) de -110°C ou menos é uma descoberta obtida por um grande número de experiências. Esse é o valor necessário para se obter um valor de CTOD de 0,25 mm ou similar a -60°C de um entalhe da ICHAZ de uma junta real de chapa de aço de uma espessura de 50 a 100 mm.
[0089] Das figuras 2 e 3, é verificado que, para fazer o T5c0.1(ICHAZ) da HAZ simulada -110°C ou menos, é necessário controlar a dureza
Petição 870180017705, de 05/03/2018, pág. 39/56
9/19 para Hv176 ou menos e o parâmetro de dureza dos ingredientes do aço CeqH para 0,235 ou menos. Para também reduzir a dureza, 0,225 ou menos é desejável.
[0090] Nota-se que, como método de teste, o método BS5762 do método de teste CTOD (British Standards) é aplicado. As condições de ciclo térmico simulado equivalente à ICHAZ (ciclo triplo) são 1°: PT950°C (800 a 500°C: 20 s), 2°: 770°C (770 a 500°C: 22 s), e 3°: 450°C (450 a 300°C: 65 s).
[0091] Aqui,
1111 1 CeqH = C + - Si + - Mn + - Cu + - Ni + 1.12Nb + - V
4.16 14.9 12.9 105 1.82 [0092] é definido.
[0093] Mesmo limitando-se a quantidade de PCtod ou CeqH, se não se fizerem outros elementos de ligação adequados, o aço fornecido tanto com alta resistência quanto propriedades CTOD superiores não pode ser produzido.
[0094] Abaixo, as faixas e razões de limitação dos ingredientes do aço serão explicadas. As % aqui descritas significam % em massa. [0095] C: 0,015 a 0,045%, [0096] C tem que ser 0,015% ou mais para se obter resistência, mas se, acima de 0,045% as características da HAZ da solda são degradadas e as propriedades CTOD a -60°C não podem ser satisfeitas, então 0,045% foi feito o limite superior.
[0097] Si: 0,05 a 0,2%, preferivelmente 0,15% ou menos [0098] O teor de Si é preferivelmente pequeno de modo a se obter uma boa tenacidade na HAZ mas, nos aços da invenção, o Al não é adicionado, então para a desoxidação 0,05% ou mais são necessários. Entretanto, se adicionado acima de 0,2%, a tenacidade da HAZ é degradada, então 0,2% é feito o limite superior. Para se obter uma melhor tenacidade, um teor de 0,15% ou menos é desejável.
[0099] Mn: 1,5 a 2,0%, preferivelmente 1,8% ou menos
Petição 870180017705, de 05/03/2018, pág. 40/56
10/19 [00100] Mn é um elemento econômico com grande efeito para a obtenção de uma microestrutura adequada e não prejudica muito a tenacidade da HAZ, de forma que é desejável aumentar a quantidade de adição, mas se acima 2,0% a dureza da ICHAZ aumenta e a tenacidade é degradada, então foi feito o limite superior 2,0%. Além disso, se o teor for menor que 1,5%, o efeito é pequeno, então o limite inferior foi feito 1,5%. Para também melhorar a tenacidade da HAZ, 1,8% ou menos é desejável.
[00101] P: 0,008% ou menos, preferivelmente 0,005% ou menos [00102] S: 0,005% ou menos, preferivelmente 0,003% ou menos [00103] P e S estão incluídos como impurezas inevitáveis. Ambos têm pequenas quantidades do ponto de vista da tenacidade do material base e da tenacidade da HAZ, mas há também restrições em termos de produção industrial então 0,008% e 0,005% foram feitos os limites superiores. Para se obter uma melhor tenacidade da HAZ, P: 0,005% ou menos e S: 0,003% ou menos são desejáveis.
[00104] Al: 0,004% ou menos, [00105] Al provoca a produção de óxidos de Ti, então é preferivelmente pequeno em quantidade, mas há restrições em termos de produção industrial, então 0,004% é o limite superior.
[00106] Ti: 0,005 a 0,015%, preferivelmente 0,013% ou menos [00107] Ti provoca a produção de óxidos de Ti e torna a microestrutura mais fina, mas se for muito grande, é produzido TiC e a tenacidade da HAZ é degradada, então 0,005 a 0,015% é a faixa adequada. Para também melhorar a tenacidade da HAZ, 0,013% ou menos é preferível.
[00108] O: 0,0015 a 0,0035%, preferivelmente 0,0030% ou menos [00109] O tem que ser contido em 0,0015% ou mais para a produção de óxidos de Ti como núcleos para a produção de IGF na zona FL. Entretanto, se o teor de O for muito grande, o tamanho e o número
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11/19 de óxidos tornam-se excessivos e as propriedades CTOD da zona ICHAZ são degradadas, então 0,0015 a 0,0035% foi feita a faixa de limitação. Para obter uma melhor tenacidade da HAZ, 0,0030% ou menos, mais preferivelmente 0,0028% ou menos, é preferível.
[00110] N: 0,002 a 0,006%, preferivelmente 0,005% ou menos [00111] N é necessário para a produção de nitretos de Ti, mas se menos de 0,002%, o efeito é pequeno, enquanto se acima de 0,006%, no momento da produção de placas de aço ocorrem defeitos de superfície, então o limite superior foi feito 0,006%. Para se obter uma melhor tenacidade da HAZ, 0,005% ou menos é preferível.
[00112] V: 0,005 a 0,02%, [00113] Além disso, o objetivo de adicionar V aos ingredientes básicos é eficaz para melhorar a resistência do material base, mas para obter esse efeito, 0,005% ou mais são necessários. Por outro lado, se adicionando acima de 0,02%, a tenacidade da HAZ é prejudicada, então como faixa que não prejudica grandemente a tenacidade da HAZ, o limite superior de V foi feito 0,02% ou menos.
[00114] Cu: 0,25 a 0,5%, [00115] Ni: 0,7 a 1,5%, preferivelmente 0,9% ou mais [00116] Cu e Ni provocam uma pequena deterioração na tenacidade da HAZ e têm o efeito de melhorar a resistência do material base. O aumento na dureza da ICHAZ também é pequeno. Esses são elementos de ligação caros, então Cu: 0,25 a 0,5% e Ni: 0,7 a 1,5 foram feitas as faixas de limitação. Para Ni, para melhorar a tenacidade da HAZ, 0,9 a 1,5% é preferível.
[00117] Nb: 0,005% ou menos [00118] Nb é benéfico do ponto de vista de resistência e tenacidade do material base, mas é prejudicial para a tenacidade da HAZ. Por esta razão, é possível adicionar até 0,005% como limite onde a tenacidade da HAZ não é notavelmente reduzida. Entretanto, para melhorar
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12/19 ainda mais a tenacidade da HAZ, é mais preferível limitar esse elemento a 0,001% ou menos.
[00119] Mesmo limitando os ingredientes do aço na forma acima, se o método de produção não for adequado, os efeitos desejados não podem ser exibidos. Por esta razão, as condições de produção também têm que ser limitadas.
[00120] Os aços da invenção têm que ser produzidos industrialmente por lingotamento contínuo.
[00121] A razão é que o aço fundido tem uma solidificação e uma velocidade de resfriamento rápidas, e grandes quantidades de óxidos finos de Ti e nitretos de Ti podem ser formados nas placas.
[00122] No momento da laminação da placa, a temperatura de reaquecimento tem que ser 950 a 1100°C. Se a temperatura de reaquecimento exceder 1100°C, os nitretos de Ti se tornam brutos e o efeito de melhoria da deterioração da tenacidade do material base e da tenacidade da HAZ não pode ser esperado.
[00123] Além disso, na temperatura de reaquecimento de menos de 950°C, a carga da laminação é grande e a produtividade é inibida, então 950°C é o limite inferior da temperatura de reaquecimento.
[00124] A seguir, no método de produção após o reaquecimento, o processo de controle termomecânico é essencial. O processo de controle termomecânico é o tratamento que controla a temperatura de laminação em uma faixa estreita adequada aos ingredientes do aço, e então executando o resfriamento à água de acordo com a necessidade. Devido a esse tratamento, é necessário fazer os grãos de austenita mais finos e fazer a microestrutura mais fina. Devido a isso, é possível melhorar a resistência do material de aço e melhorar a tenacidade. [00125] Também nos aços da invenção, mesmo se uma tenacidade superior da HAZ for obtida, se o material base for inferior em tenacidade, o material de aço é insuficiente, então um método para processo
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13/19 de controle termomecânico é essencial.
[00126] Como métodos para o processo de controle termomecânico, 1) laminação controlada 2) laminação controlada-resfriamento acelerado, e 3) laminação, então resfriamento brusco e encruamento direto podem ser mencionados, mas o método preferível é laminação controlada-resfriamento acelerado. Nota-se que mesmo se for reaquecido esse aço após a produção até a temperatura do ponto de transformação Ar3 ou menos com o propósito de desidrogenação, as características da presente invenção não são prejudicadas.
EXEMPLOS [00127] Abaixo, exemplos e exemplos comparativos serão usados para explicar a presente invenção.
[00128] Chapas de aço de várias composições foram produzidas por um processo de um conversor - lingotamento contínuo - laminador de chapas. Essas chapas foram avaliadas quanto à resistência do material base e propriedades CTOD da junta de soldagem.
[00129] A soldagem foi executada pelo método de soldagem a arco submerso (SAW) geralmente usado como soldagem de teste. A entrada de calor de soldagem foi 4,5 a 5,0 kJ/mm a uma ranhura K (ranhura de chanfro duplo) de forma que a linha de fusão da solda (FL) tornouse vertical.
[00130] As propriedades CTOD foram testadas em amostras com tamanho de t (espessura) x 2t com entalhes de 50% das fraturas de fadiga. Os entalhes foram feitos em duas posições da FL (limite da WM e da HAZ) e ICHAZ (limite da HAZ e BM). Cinco amostras foram testadas a -60°C.
[00131] A Tabela 1 mostra os ingredientes químicos do aço, enquanto a Tabela 2 mostra as condições de produção, características do material base (BM), e da junta de soldagem.
[00132] As abreviações dos métodos de tratamento térmico na TaPetição 870180017705, de 05/03/2018, pág. 44/56
14/19 bela 2 indicam os seguintes métodos de tratamento térmico:
[00133] CR: Laminação controlada (laminação na região de temperatura ótima para resistência e tenacidade) [00134] ACC: Resfriamento acelerado (resfriamento à água, e então resfriamento gradual até uma região de temperatura de 400°C a 600°C em laminação controlada) [00135] DQ: Resfriamento brusco-encruamento direto logo após a laminação (resfriamento à água até a temperatura comum logo após a laminação, e então encruamento) [00136] Além disso, nos resultados dos testes CTOD da junta de solda da Tabela 2, ôCAV mostra o valor médio para cinco amostras e ôcmin mostra o valor mínimo entre as cinco amostras.
[00137] As chapas de aço produzidas pela presente invenção (aços da invenção) apresentaram limites de elasticidade (YS) de 423N/mm2 ou mais, limites de resistência à tração de 501N/mm2 ou mais, valores de CTOD a -60°C do entalhe FL ôc valor mínimo (min) de 0,37 mm ou mais, e entalhe ICHAZ ôc valor mínimo (min) de 0,53 mm ou mais para uma boa tenacidade na fratura.
[00138] Em oposição a isso, os aços comparativos apresentaram resistências iguais aos aços da invenção, mas foram inferiores em valores de CTOD e não são adequados como chapas de aço usadas em condições de ambientes hostis.
[00139] O aço comparativo 16 tem um valor de PCTOD dentro do limite dos aços da invenção, mas tem Al e Nb adicionados, então o valor da CTOD no entalhe da FL foi um valor baixo.
[00140] O aço comparativo 17 é muito alto em teores de C e Mn e também tem Nb adicionado, então o valor PCTod e o valor CeqH estão fora da faixa do limite dos aços da invenção, então tanto o valor do entalhe FL quanto os valores de CTOD no entalhe ICHAZ foram valores baixos.
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15/19 [00141] O aço comparativo 18 é muito baixo em teor de O e também tem Nb adicionado, então o valor CTOD do entalhe FL foi um valor baixo.
[00142] O aço comparativo 19 tem um valor de PCtOD dentro do limite dos aços da invenção, mas tem um teor muito alto de Al e também tem Nb adicionado, então o valor CTOD do entalhe FL foi um valor baixo. Além disso, o CeqH foi muito alto, então o valor CTOD do entalhe ICHAZ foi também um valor baixo.
[00143] O aço comparativo 20 tem teor de O muito baixo, então o valor CTOD do entalhe FL foi um valor baixo
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Tabela 1
Classe Composições químicas (% em massa, O,N: ppm)
Aço C Si Mn Cu Ni Nb V Al Ti P S O N Pctod CeqH
Aço da Inv. 1 0,015 0,12 1,68 0,45 1,50 0 0 0,003 0,010 0,003 0,002 27 44 0,058 0,206
2 0,017 0,1 1,96 0,26 0,71 0 0 0,003 0,009 0,005 0,003 19 40 0,039 0,199
3 0,020 0,1 1,65 0,42 1,47 0 0 0,003 0,009 0,004 0,002 19 40 0,061 0,201
4 0,020 0,1 1,78 0,32 0,87 0 0 0,003 0,009 0,003 0,001 19 40 0,047 0,197
5 0,022 0,12 1,63 0,40 1,45 0 0 0,003 0,011 0,004 0,002 22 45 0,062 0,205
6 0,024 0,1 1,64 0,42 1,32 0 0 0,004 0,009 0,005 0,002 26 43 0,063 0,203
7 0,026 0,11 1,64 0,39 1,28 0 0 0,004 0,010 0,004 0,003 30 36 0,063 0,205
8 0,029 0,08 1,64 0,40 1,22 0 0 0,004 0,008 0,003 0,001 20 52 0,065 0,201
9 0,030 0,09 1,63 0,38 1,18 0 0 0,003 0,011 0,005 0,001 24 44 0,065 0,202
10 0,027 0,12 1,64 0,25 1,23 0 0,02 0,003 0,011 0,005 0,002 25 35 0,063 0,218
11 0,032 0,13 1,61 0,33 1,18 0 0 0,003 0,009 0,003 0,001 31 28 0,065 0,208
12 0,034 0,12 1,6 0,30 1,15 0 0 0,002 0,011 0,004 0,003 28 31 0,065 0,204
13 0,037 0,11 1,63 0,20 1,06 0 0,01 0,002 0,009 0,005 0,002 32 42 0,065 0,209
14 0,039 0,12 1,63 0,25 0,92 0 0 0,002 0,008 0,003 0,002 31 47 0,064 0,205
15 0,042 0,11 1,64 0,26 0,78 0,003 0 0,002 0,008 0,004 0,001 26 41 0,065 0,209
16/19
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Continuação...
Classe Composições químicas (% em massa, O,N: ppm)
Aço C Si Mn Cu Ni Nb V Al Ti P S O N Pctod CeqH
Aço Comp. 16 0,038 0,13 1,97 0 0 0,027 0 0,025 0,008 0,004 0,003 25 28 0,065 0,232
17 0,051 0,12 2,03 0 0 0,015 0,023 0,003 0,010 0,005 0,003 26 25 0,074 0,246
18 0,042 0,14 1,65 0,20 0,45 0,026 0 0,003 0,013 0,003 0,002 12 30 0,084 0,235
19 0,038 0,11 2,13 0,15 0,30 0,017 0 0,026 0,009 0,004 0,002 30 32 0,066 0,241
20 0,028 0,13 1,64 0,45 1,63 0 0 0,003 0,010 0,005 0,001 10 28 0,073 0,220
17/19
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Tabela 2
Classe do aço Temperatura de aquecimento (°C) Método de tratamento térmico t (mm) Resistência do (B Material base M) Resultado do teste CTOD da junta de solda- gem
YS (N/mm2) TS (N/mm2) Ental he FL Entalhe ICHAZ
ôcav (mm) ôcmin (mm) ôcav (mm) ôcmin (mm)
Aço Inv. 1 1100 ACC 50 442 509 0,62 0,48 0,73 0,54
2 1050 ACC 45 447 513 0,76 0,58 0,91 0,76
3 1050 CR 45 460 533 0,80 0,61 0,86 0,72
4 1100 ACC 50 442 511 0,68 0,54 0,77 0,53
5 1100 ACC 50 448 522 0,64 0,51 0,72 0,60
6 1100 DQ 55 432 502 0,81 0,65 0,90 0,77
7 1050 DQ 55 433 505 0,78 0,61 0,88 0,74
8 1050 ACC 50 438 508 0,77 0,63 0,95 0,84
9 1100 ACC 50 436 508 0,82 0,58 0,93 0,86
10 1050 DQ 60 426 502 0,74 0,55 0,82 0,61
11 1100 DQ 60 428 503 0,63 0,43 0,91 0,85
12 1100 ACC 55 429 505 0,65 0,45 0,93 0,88
18/19
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Continuação...
Classe do aço Temperatura de aquecimento (°C) Método de tratamento térmico t (mm) Resistência do (B Material base M) Resultado do teste CTOD da junta de solda- gem
YS (N/mm2) TS (N/mm2) Ental he FL Entalhe ICHAZ
ôcav (mm) ôcmin (mm) ôcav (mm) ôcmin (mm)
13 1050 ACC 60 423 501 0,57 0,43 0,95 0,86
14 1050 DQ 55 425 505 0,55 0,40 0,97 0,83
15 1100 ACC 50 424 512 0,52 0,37 0,84 0,68
Aço Comp 16 1150 ACC 50 412 513 0,08 0,03 0,54 0,38
17 1100 ACC 60 441 546 0,06 0,02 0,07 0,02
18 1100 ACC 50 429 521 0,07 0,03 0,82 0,66
19 1150 ACC 60 443 542 0,14 0,05 0,13 0,03
20 1100 ACC 50 475 545 0,24 0,07 0,83 0,72
19/19
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Claims (2)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Aço superior em propriedades CTOD de uma zona afetada pelo calor, caracterizado pelo fato de que consiste de, em % em massa,
    C: 0,015 a 0,045%,
    Si: 0,05 a 0,2%,
    Mn: 1,5 a 2,0%,
    Cu: 0,25 a 0,5%,
    Ni: 0,7 a 1,5%,
    P: 0,008% ou menos,
    S: 0,005% ou menos,
    Al: 0,004% ou menos,
    Ti: 0,005 a 0,015%,
    Nb: 0,005% ou menos,
    O: 0,0015 a 0,0035%,
    N: 0,002 a 0,006%,
    PCTOD: 0,065 ou menos,
    CeqH: 0,235 ou menos, e o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas, onde
    1 1
    PCTOD = C + Cu + Ni 22 67
    1111 CeqH = C + -Si + - Mn + - Cu + - Ni + 1.12Nb .
    4.16 14.9 12.9 105
  2. 2. Aço superior em propriedades CTOD de uma zona afetada pelo calor, caracterizado pelo fato de que consiste de, em % em massa,
    C: 0,015 a 0,045%,
    Si: 0,05 a 0,2%,
    Mn: 1,5 a 2,0%,
    Cu: 0,25 a 0,5%,
    Ni: 0,7 a 1,5%,
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    2/2
    P: 0,008% ou menos,
    S: 0,005% ou menos,
    Al: 0,004% ou menos,
    Ti: 0,005 a 0,015%,
    Nb: 0,005% ou menos,
    O: 0,0015 a 0,0035%,
    N: 0,002 a 0,006%,
    V: 0,005 a 0,020%,
    PCTOD: 0,065 ou menos,
    CeqH de 0,235 ou menos e o saldo consistindo em Fe e as inevitáveis impurezas, onde:
    11 1
    PCTOD = C + V + Cu + Ni 3 22 67
    CeqH =
    111 C + - Si + - Mn + - Cu +
    14.9
    12.9
    - Ni + 1.12Nb + - V.
    105 1.82
    Petição 870180017705, de 05/03/2018, pág. 52/56
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