BRPI0907853B1 - Chapa de aço de bitola grossa tendo resistência à tração de 780 mpa ou mais - Google Patents

Chapa de aço de bitola grossa tendo resistência à tração de 780 mpa ou mais Download PDF

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Hoshino Manabu
Fujioka Masaaki
Tanaka Youichi
Minagawa Masanori
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Description

(54) Título: CHAPA DE AÇO DE BITOLA GROSSA TENDO RESISTÊNCIA À TRAÇÃO DE 780 MPA OU MAIS (51) Int.CI.: C22C 38/06; C22C 38/58; C21D 8/02 (30) Prioridade Unionista: 23/10/2008 JP 2008-273097 (73) Titular(es): NIPPON STEEL & SUMITOMO METAL CORPORATION (72) Inventor(es): MANABU HOSHINO; MASAAKI FUJIOKA; YOUICHI TANAKA; MASANORI MINAGAWA
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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CHAPA DE AÇO DE BITOLA GROSSA TENDO RESISTÊNCIA À TRAÇÃO DE 780 MPA OU MAIS.
Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço de bitola grossa de alta resistência e livre de preaquecimento superior em capacidade de soldagem e tendo uma resistência à tração de 780 MPa ou mais e a um método de produção da mesma com alta produtividade e a baixo custo.
[002] O aço da invenção é usado adequadamente como membro estrutural de máquinas de construção, maquinário industrial, pontes, edifícios, navios, e outras estruturas soldadas na forma de chapa de aço de bitola grossa com espessura de 12 mm a 40 mm.
[003] Note que aqui, isento de preaquecimento significa o estado onde, quando se usa solda de arco coberto, TIG, MIG, ou outra soldagem à temperatura ambiente para soldagem por uma entrada de calor de 2 kJ/mm ou menos em um teste de fratura de soldagem com entalhe em y da JIS Z 3158, a temperatura de preaquecimento necessária para evitar a fratura na soldagem é de 25°C ou menos ou o preaquecimento não é absolutamente necessário.
Antecedentes da Técnica [004] A chapa de aço de alta resistência com uma resistência à tração de 780 MPa ou mais usada como membros para máquinas de construção, maquinário industrial, pontes, edifícios, navios e outras estruturas soldadas está agora sendo requisitado que forneça alta resistência e alta tenacidade no material base, satisfaça os requisitos de alta capacidade de soldagem por um processo isento de preaquecimento, e seja capaz de ser produzida de maneira barata em um curto período de tempo em espessuras de chapa de aproximadamente 40 mm. Isto é, é necessário satisfazer os requisitos de alta resistência e
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2/26 alta tenacidade do material base e um processo isento de preaquecimento no momento da soldagem a arco coberto, TIG, e MIG ou outra soldagem com pequena entrada de calor por um sistema barato de ingredientes, um curto período de trabalho, e um processo de produção barato.
[005] Como método convencional de produção de chapa de aço de bitola grossa de alta resistência com uma resistência à tração de 780 MPa ou mais dando alta capacidade de soldagem, por exemplo, conforme descrito nas PLTs 1 a 3, há o método de laminar a chapa de aço, e então realizar têmpera imediatamente na linha, e então revenir, isto é, usando têmpera direta e revenido.
[006] Além disso, para um tratamento do tipo de nãoaquecimento do método de produção de chapa de aço de bitola grossa de alta resistência com uma resistência à tração de 780 MPa ou mais que não necessite tratamento térmico de revenido após a laminação, por exemplo, há as descrições nas PLTs 4 a 8. Cada um é um método de produção superior em período de produção e produtividade ao ponto de que o tratamento térmico de revenido pode ser omitido. Entre esses, os inventores descreveram nas PLTs 4 a 7 relativas a um método de produção processo de interrupção do resfriamento acelerado, e então resfriando-a aceleradamente, e então parando a meio caminho. Além disso, a invenção descrita na PLT 8 refere-se a um método de produção de laminação e então resfriamento ao ar até a temperatura ambiente.
Lista de Citações
Literatura de patente
PLT 1: Japanese Patent Publication (A) n° 03-232923 PLT 2: Japanese Patent Publication (A) n° 09-263828 PLT 3: Japanese Patent Publication (A) n° 2000-160281 PLT 4: Japanese Patent Publication (A) n° 2000-319726
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PLT 5: Japanese Patent Publication (A) n° 2005-15859 PLT 6: Japanese Patent Publication (A) n° 2004-52063 PLT 7: Japanese Patent Publication (A) n° 2001-226740 PLT 8: Japanese Patent Publication (A) n° 08-188823
Sumário da Invenção
Problema Técnico [007] Entretanto, por exemplo, nas invenções descritas nas PLTs 1 a 3, o tratamento térmico de revenido por reaquecimento torna-se necessário, então há problemas no período de produção, produtividade e custos de produção. Contra a técnica anterior, há fortes demandas por um assim chamado método de produção sem tratamento térmico que permita que o tratamento térmico de revenido por reaquecimento seja omitido.
[008] Como método de produção sem tratamento térmico, na invenção descrita na PLT 4, conforme descrito nos exemplos, o preaquecimento a 50°C ou mais é necessário no momento d a soldagem e portanto há o problema de que o requisito de alta capacidade de soldagem isenta de preaquecimento não pode ser satisfeito. Além disso, na invenção descrita na PLT 5, 0,6% ou mais de Ni têm que ser adicionados, então o sistema de ingredientes torna-se caro e há o problema dos custos de produção. Na invenção descrita na PLT 6, é apenas possível produzir até a espessura de chapa de 15 mm descrita nos exemplos. Os requisitos para uma espessura de chapa de até 40 mm não pode ser satisfeito. Além disso, mesmo com uma espessura de chapa de 15 mm, há problemas de que o teor de C é pequeno, a microestrutura da junta se torna uma estrutura com grãos embrutecidos, e uma tenacidade suficiente da junta à baixa temperatura não pode ser obtida.
[009] Na invenção descrita na PLT 7, conforme descrito nos exemplos, a adição de aproximadamente 1,0% de Ni é necessária, enPetição 870170074002, de 29/09/2017, pág. 6/34
4/26 tão o sistema de ingredientes se torna caro e há problema nos custos de produção. Na invenção descrita na PLT 8, a produção é apenas possível até a espessura de chapa de 12 mm descrita nos exemplos. A demanda para espessuras de chapa de até 40 mm não pode ser satisfeita. Além disso, como característica de suas condições de laminação, na faixa de temperaturas da fase dual de ferrita e austenita, a laminação é executada por uma taxa de redução cumulativa de 16 a 30%, então os grãos de ferrita facilmente se tornam mais brutos. Mesmo na produção de uma espessura de chapa de 12 mm, há um problema pelo fato de que a resistência e a tenacidade facilmente diminuem.
[0010] Conforme explicado acima, uma chapa de aço de bitola grossa de alta resistência com espessura de até 40 mm capaz de satisfazer os requisitos de alta resistência e de alta tenacidade do material base e de alta capacidade de soldagem enquanto limita os teores de elementos de ligação caros como Ni, Mo, V, Cu, e Nb, preferivelmente não os adicionando, e eliminando o tratamento térmico de revenido por reaquecimento após a laminação e o resfriamento, e um método de produção da mesma, não foram ainda inventados apesar da forte demanda dos usuários.
[0011] Em chapas de aço de espessura grossa com uma resistência à tração do material base da classe de 780 MPa, o efeito da espessura da chapa na capacidade de realizar o processo isento de preaquecimento é extremamente grande. Com uma espessura de chapa de menos de 12 mm, um processo isento de preaquecimento pode ser facilmente alcançado. Isto é porque se a espessura da chapa for menor que 12 mm, é possível aumentar a taxa de resfriamento da chapa de aço no momento do resfriamento a água para 100°C/s ou mais mesmo na parte central da espessura da chapa. Nesse caso, é possível tornar a estrutura do material base uma estrutura martensita e obter uma resistência à tração da classe de 780 MPa de resistência do
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5/26 material base com uma menor quantidade de adição de elementos de ligação. Uma vez que a quantidade de adição de elementos de ligação é pequena, é possível manter a dureza da zona afetada pelo calor da solda mesmo sem pré aquecer e possível evitar a fratura na solda mesmo por um processo isento de preaquecimento.
[0012] Por outro lado, se a espessura da chapa se tornar maior, a taxa de resfriamento no momento do resfriamento a água se torna inevitavelmente menor. Por esta razão, com os mesmos ingredientes que chapa de aço de bitola fina, a têmpera se torna insuficiente, então a chapa de aço com bitola grossa falha na resistência e o requisito de uma resistência à tração da classe de 780 MPa não pode mais ser satisfeito. Em particular, a queda na resistência é notável na parte central da espessura da chapa (parte a 1/2t) onde a taxa de resfriamento se torna a menor. Com uma chapa de aço de bitola grossa com uma espessura de chapa de mais de 40 mm onde a taxa de resfriamento se torna menor que 8°C/s, uma grande adição de elementos de ligação se torna essencial para garantir a resistência do material base e alcançar um processo de soldagem isento de preaquecimento se torna extremamente difícil.
[0013] Portanto, a presente invenção tem como seu objetivo o fornecimento de uma chapa de aço de alta resistência capaz de satisfazer os requisitos de alta resistência e alta tenacidade do material base e de alta capacidade de soldagem enquanto limita os teores de elementos de ligação caros como Ni, Mo, V, Cu, e Nb, preferivelmente não os adicionando, e eliminando o tratamento térmico de revenido por reaquecimento após a laminação e o resfriamento, e um método de produção da mesma. Especificamente, ele fornece uma chapa de aço de bitola grossa e alta resistência superior em capacidade de soldagem e que tenha uma resistência à tração de 780 MPa ou mais que tem, na parte central da espessura da chapa do material base, uma
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6/26 resistência à tração de 780 MPa ou mais, preferivelmente 1000 MPa ou menos, e um limite de escoamento de 685 MPa ou mais, tem uma energia de absorção Charpy -20°C de 100J ou mais, e satisfaz o requisito da temperatura de preaquecimento necessária no momento de um teste de fratura na solda com ranhura em y da JIS Z 3158, a temperatura ambiente sendo 25°C ou menos, e um método de produção da mesma. Portanto, a espessura da chapa de aço coberta pela presente invenção é de 12 mm a 40 mm.
Solução para o Problema [0014] Para resolver o problema acima, os inventores se engajaram em numerosos estudos nos materiais base e nas juntas de soldagem supondo produção por laminação, e então têmpera direta dos sistemas de ingredientes não contendo Ni, Mo, V, Cu, ou Nb adicionados. Entre esses, para sistemas de ingredientes não contendo Ni, Mo, V, Cu, ou Nb adicionados mas tendo B adicionado, eles se engajaram em estudos relativos aos ingredientes adicionados para realização de um processo isento de preaquecimento no momento de soldagem com pequena entrada de calor. Como resultado, eles descobriram que se torna possível alcançar um processo isento de preaquecimento pela restrição da quantidade de C e do parâmetro de sensibilidade à fratura da solda capaz de ser avaliado como valor Pcm. Especificamente, eles descobriram que restringindo-se estritamente a quantidade de adição de C para 0,055% ou menos e restringindo-se o valor Pcm para 0,24% ou menos, é possível fazer a temperatura de preaquecimento necessária no momento de um teste de fratura de solda com ranhura em y à temperatura ambiente de 25°C ou menos.
[0015] Entretanto, os inventores prosseguiram com outros estudos e como resultado descobriram que supondo-se um valor Pcm de 0,24% ou menos e uma baixa quantidade de C de 0,055% ou menos, é extremamente difícil alcançar tanto resistência quanto tenacidade do
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7/26 material base através de toda a espessura na direção da espessura da chapa até uma chapa de 40 mm enquanto se restringe os teores de Ni, Mo, V, Cu, e Nb efetivos para melhorar a resistência e a tenacidade, preferivelmente não se adicionando esses elementos.
[0016] Em oposição a isso, os inventores se engajaram em numerosos estudos detalhados nas quantidades de adição de Mn, S, Al, N, e Ti em aço boro e, além disso, nas condições de aquecimento, laminação, e resfriamento. Como resultado, eles descobriram recentemente que fazendo-se a quantidade de adição de Mn uma grande quantidade de 2,4% ou mais, limitando estritamente S para 0,0010% ou menos, e adicionando-se Al em 0,06% ou mais e fazendo-se N 0,0015% a 0,0060%, além disso não se adicionando Ti, fazendo-se a temperatura de aquecimento 950°C a 1100 °C, laminando-se a 820°C ou mais, e então imediatamente resfriando-se a água de 700°C o u mais até entre a temperatura ambiente e 350°C por uma taxa de resfriamento de 8°C/s a 80°C/s, é inicialmente possível alcançar ta nto resistência quanto tenacidade do material base através de toda a espessura na direção da espessura da chapa até uma espessura de 40 mm, especificamente, para satisfazer os requisitos de uma resistência à tração de 780 MPa ou mais, um limite de escoamento de 685 MPa ou mais, e uma energia de absorção Charpy -20°C de 100J ou mais.
[0017] A presente invenção foi feita com base nas novas descobertas acima e tem como sua essência o que segue:
(1) Chapa de aço de bitola grossa e alta resistência superior em capacidade de soldagem e tendo uma resistência à tração de 780 MPa ou mais caracterizada por conter, em % em massa, C: 0,030% ou mais, 0,055% ou menos, Mn: 2.4% ou mais, 3,5% ou menos, P: 0,01% ou menos, S: 0,0010% ou menos, Al: 0,06% ou mais, 0,10% ou menos, B: 0,0005% ou mais, 0,0020% ou menos, N: 0,0015% ou mais, e 0,0060% ou menos, limitando-se Ti a 0,004% ou
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8/26 menos, tendo um parâmetro de susceptibilidade Pcm mostrado por 0,18% a 0.24%, e tendo um saldo de Fe e as inevitáveis impurezas como sua composição de ingredientes e que tenha uma microestrutura do aço compreendida de martensita e de um saldo, por uma área de fração de 3% ou menos, de uma ou mais entre ferrita, bainita e cementita:
Pcm=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+[Cu]/20+[Ni]/60+[Cr]/20+[Mo]/15+[V]/10+5[B] onde, [C], [Si], [Mn], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo], [V], e [B] respectivamente significam, os teores de C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, e B expressos em % em massa.
(2) Chapa de aço de bitola grossa e alta resistência superior em capacidade de soldagem e que tenha uma resistência à tração de 780 MPa ou mais conforme apresentado no item (1) acima caracterizado por também conter, em % em massa, um ou mais entre Cu: acima de 0,05%, 0,50% ou menos, Ni: acima de 0,03%, 0,50% ou menos, Mo: acima de 0,03%, 0,30% ou menos, Nb: acima de 0,003%, 0,05% ou manos, V: acima de 0,005% a 0,07%.
(3) Chapa de aço de bitola grossa e alta resistência superior em capacidade de soldagem e que tenha uma resistência à tração de 780 MPa ou mais conforme apresentado nos itens (1) ou (2) acima caracterizada por também conter, em % em massa, um ou mais entre Si: 0,05% a 0,40% e Cr: 0,10% a 1,5%.
(4) Chapa de aço de bitola grossa de alta resistência superior em capacidade de soldagem e que tenha uma resistência à tração de 780 MPa ou mais conforme apresentado em qualquer um dos itens (1) a (3) acima caracterizada por também conter, em % em massa, um ou mais entre Mg: 0,0005% a 0,01% e Ca: 0,0005% a 0,01%.
(5) Chapa de aço de bitola grossa e alta resistência superior em capacidade de soldagem e tendo uma resistência à tração de 780 MPa ou mais conforme apresentado em qualquer um dos itens (1)
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9/26 a (4) acima, caracterizada por ter uma espessura de chapa de 12 mm a 40 mm.
(6) Um método de produção de chapa de aço de bitola grossa e alta resistência superior em capacidade de soldagem e que tenha uma resistência à tração de 780 MPa ou mais compreendendo um método de produção de chapa de aço de bitola grossa e alta resistência conforme apresentada em qualquer um dos itens (1) a (5) acima caracterizado pelo aquecimento de uma placa de aço ou de uma placa lingotada tendo uma composição de ingredientes conforme apresentada em qualquer um dos itens (1) a (4) acima até 950°C a 1100°C, laminando-se a mesma a 820°C ou mais, e então iniciando-se o resfriamento acelerado de 700°C ou mais a uma taxa de resfriamento de 8°C/s a 80°C/s e parando-se o resfriamento acelerado entre a temperatura ambiente e 350°C.
[0018] Note que a chapa de aço de bitola grossa e alta resistência da presente invenção algumas vezes contém Si usado como agente desoxidante, Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, ou V incluídos na sucata ou outras matérias-primas, e Mg, Ca, etc. incluídos nos refratários etc. Mesmo se esses estiverem contidos em quantidades finas, eles não terão qualquer efeito particular e também não prejudicarão as propriedades. Portanto, inclusões de Si: menos de 0,05%, Cu: 0,05% ou menos, Ni: 0,03% ou menos, Cr: menos de 0,10%, Mo: 0,03% ou menos, Nb: 0,003% ou menos, V: 0,005% ou menos, Mg: menos de 0,0005%, e Ca: menos de 0,0005% são permitidas.
Efeitos Vantajosos da Invenção [0019] De acordo com a presente invenção, é possível produzir chapa de aço de bitola grossa e alta resistência superior em capacidade de soldagem isento de preaquecimento, tendo uma resistência à tração de 780 MPa ou mais, e tendo uma espessura de chapa de 12 mm a 40 mm adequada para um membro estrutural para estruturas
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10/26 soldadas para as quais há uma forte necessidade de maior resistência tais como máquinas de construção, maquinário industrial, pontes, edifícios, e navios sem usar os elementos caros Ni, Mo, V, Cu, e Nb e sem requerer tratamento térmico de revenido por reaquecimento após a laminação e com isso por uma alta produtividade e a um baixo custo. O efeito na indústria é extremamente grande.
Descrição das Modalidades [0020] Abaixo, serão explicadas as razões para limitação das composições de ingredientes, microestruturas, condições de laminação, e outros aspectos do método de produção da chapa de aço na presente invenção.
[0021] C tem que ser adicionado em 0,030% ou mais para satisfazer a resistência do material base. Para tornar maior a resistência do material base, o limite inferior de C pode ser ajustado em 0,035% ou também 0,040%.
[0022] Se a quantidade de adição exceder 0,055%, a temperatura de preaquecimento necessária no momento da soldagem excede 25°C e um processo isento de preaquecimento não pode ser realizado, então o valor do limite superior é feito 0,055%. Para também melhorar a capacidade de soldagem, o limite superior de C pode ser ajustado também em 0,050%.
[0023] O Mn tem que ser adicionado em 2,4% ou mais para alcançar tanto resistência quanto tenacidade do material. Mais preferivelmente, o limite inferior de Mn pode ser ajustado para 2,55%, 2,65%, ou 2,75%. Se adicionado acima de 3,5%, MnS bruto, que é prejudicial à tenacidade, é formado na parte central segregada da placa de aço ou da placa lingotada e a tenacidade do material base na parte central da espessura da chapa diminui, então o limite superior é feito 3,5%. Para estabilizar a tenacidade do material base na parte central segregada, o
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11/26 limite superior de Mn pode também ser ajustada para 3,30%, 3,10%, ou 3,00%.
[0024] O Al, em adição ao seu papel como elemento desoxidante, tem o papel importante de formar AlN com N no momento do aquecimento e da laminação de modo a suprimir a formação de BN, controlar o B para um estado de solução sólida no momento do resfriamento, e aumentar a capacidade de endurecimento do aço. Se a quantidade de adição de Mn for feita 2,4% ou mais, então controlando-se estritamente a quantidade de Al e a quantidade de N, o N precipitará como AlN no momento do aquecimento antes da laminação, então o N para formação de BN se tornará menor e a quantidade de boro em solução sólida necessária para aumentar a capacidade de endurecimento pode ser garantida. Para formar AlN no momento do aquecimento e da laminação, o Al tem que ser adicionado em uma quantidade de 0,06% ou mais. Se adicionado acima de 0,10%, são formadas inclusões de alumina bruta e a tenacidade é reduzida em alguns casos, então o limite superior é feito 0,10%. Para evitar a formação de inclusões de alumina bruta, o limite superior de Al pode ser ajustado em 0,08%. Note que, se a quantidade de adição de Mn cair abaixo de 2,4%, o AlN será difícil de precipitar no momento de aquecimento e de laminação, a quantidade de boro em solução sólida será reduzida, e a capacidade de endurecimento cairá, então em adição ao controle da quantidade de Al e da quantidade de N, é necessário adicionar 2,4% ou mais de Mn.
[0025] O N se precipita como AlN no momento de aquecimento e torna o tamanho do grão-γ mais fino para, assim, melhorar a tenacidade.
[0026] No aço da invenção limitado em teores de Nb e Ti que são caros e prejudiciais à tenacidade e preferivelmente não contendo Nb ou Ti, o efeito de refino do tamanho do grão-γ por NbC ou TiN é insufiPetição 870170074002, de 29/09/2017, pág. 14/34
12/26 ciente ou mesmo não pode ser utilizado. Por esta razão, no aço da invenção, o efeito de refino do tamanho de grão-γ pelo AlN é essencial para melhoria da tenacidade. Para obter esse efeito, a adição de 0,0015% ou mais de N é necessário. Se adicionar acima de 0,0060%, o boro é deixado precipitar como BN e a quantidade de boro em solução sólida é reduzida resultando em uma queda na capacidade de endurecimento, então o limite superior é feito 0,0060%.
[0027] O P faz com que o material base e a junta sofram queda na tenacidade a baixa temperatura, então preferivelmente não é incluído. O valor permissível como elemento impureza inevitavelmente incluído no aço é 0,01% ou menos. para melhorar a tenacidade a baixa temperatura do material base e da junta, o P pode ser limitado a 0,008% ou menos.
[0028] O S forma MnS bruto e diminui a tenacidade do material base e da junta na presente invenção onde uma grande quantidade de Mn é adicionada, então preferivelmente não é incluído. Além disso, na presente invenção, os teores dos caros elementos Ni, Mo, V, Cu, e Nb efetivos para alcançar tanto alta resistência quanto alta tenacidade são restritos ou esses elementos não são usados, então o MnS bruto é extremamente prejudicial. O valor permissível como um elemento impureza que inevitavelmente entra no aço é 0,0010% ou menos. É necessário o controle estrito. Para melhorar a tenacidade a baixa temperatura do material base e da junta, o S pode ser restrito a 0,0008% ou menos, 0,0006% ou menos, ou 0,0004% ou menos.
[0029] O B tem que ser adicionado em 0,0005% ou mais para melhorar a capacidade de endurecimento e obter uma alta resistência e uma alta tenacidade do material base. Se adicionado acima de 0,0020%, a capacidade de endurecimento cai e uma boa tenacidade a baixa temperatura da junta ou uma resistência suficientemente alta e uma alta tenacidade do material base não podem ser obtidas em alPetição 870170074002, de 29/09/2017, pág. 15/34
13/26 guns casos, então o limite superior foi feito 0,0020%. O limite superior de B pode ser ajustado em 0,0015%.
[0030] O Ti forma uma fase frágil partículas de TiN no material base e nas juntas que agem como ponto de partida de fraturas por fragilização e diminuem grandemente a tenacidade nos aços de alta resistência como na presente invenção, então é prejudicial. Em particular, no aço como na presente invenção onde os elementos caros Ni, Mo, V, Cu, e Nb efetivos para alcançar tanto alta resistência quanto alta tenacidade são restritos em seus teores e preferivelmente não são usados, o TiN é muito prejudicial. Por essa razão, é necessário que o Ti não seja adicionado. O valor permissível como elemento impureza que entra inevitavelmente no aço é de 0,004% ou menos.
[0031] Na presente invenção, Ni, Mo, V, Cu, e Nb preferivelmente não são adicionados. Quando Ni, Mo, V, Cu, e Nb entram inevitavelmente pelas matérias-primas, etc. mesmo se incluídos, o custo não se torna maior. Os valores do limite superior de Ni, Mo, V, Cu, e Nb que inevitavelmente entram no aço são Ni, Mo: 0,03% ou menos, V: 0,005% ou menos, Cu: 0,05% ou menos, Nb: 0,003% ou menos.
[0032] Entretanto, devido à adição de Ni, Mo, V, Cu, e Nb, a capacidade de endurecimento é melhorada ou são formados carbonitretos. Por essa razão, para melhorar a resistência e a tenacidade do material base, é também possível adicionar um ou mais entre Ni, Mo, V, Cu, e Nb. Nesse caso, na presente invenção, Ni, Mo, V, Cu, e Nb são deliberadamente adicionados acima das faixas de impurezas inevitáveis em uma faixa onde os custos não são aumentados. Os limites superiores das quantidades de adição são, especificamente, Cu, Ni: 0,50% ou menos, Mo: 0,30% ou menos, Nb: 0,05% ou menos, e V: 0,07% ou menos. Além disso, do ponto de vista de custos, é preferível tornar os limites superiores de Cu, Ni: 0,30% ou menos, Mo: 0,10% ou menos, Nb: 0,02% ou menos, e V: 0,03% ou menos.
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14/26 [0033] Além disso, na presente invenção, de acordo com a necessidade, um ou ambos entre Si e Cr podem ser também adicionados. OSi é um elemento desoxidante. Ele não tem necessariamente que ser incluído, mas uma adição de 0,05% ou mais é preferível. Além disso, ele pode também ser adicionado para garantir a resistência do material base. Para se obter esse efeito, a adição de 0,10% ou mais é preferível. Entretanto, se adicionado acima de 0,40%, o material base e a junta caem em tenacidade, então o limite superior é feito 0,40%. Note que, na presente invenção, quando o teor de Si é menor que 0,05%, o elemento não contribui para o aumento da resistência ou a redução da tenacidade, então é considerado como sendo uma inevitável impureza. [0034] O Cr pode também ser adicionado para garantir a resistência do material base. Para obter esse efeito, é necessária uma adição de 0,10% ou mais. Entretanto, se adicionado acima de 1,5%. O material e a junta caem em tenacidade, então o limite superior é ajustado em 1,5%. Para evitar o aumento do custo devido à adição de Cr, é também possível limitar o Cr a 1,0% ou menos, 0,6% ou menos, ou 0,4% ou menos. Note que, na presente invenção, se o teor de Cr que entra vindo das matérias-primas for menor que 0,10%, isto não contribuirá para o aumento da resistência ou redução da tenacidade, então o elemento é considerado como uma impureza inevitável.
[0035] Além disso na presente invenção, adicionando-se um ou ambos entre Mg e Ca de acordo com a necessidade, é possível formar sulfetos ou óxidos finos e aumentar a tenacidade do material base e a tenacidade da junta. Para obter esse efeito, Mg ou Ca tem que ser adicionado em uma quantidade de 0,0005% ou mais. Entretanto, se adicionados excessivamente acima de 0,01%, sulfetos e óxidos brutos são formados, então reciprocamente a tenacidade é algumas vezes reduzida. Portanto, as quantidades de adição são feitas respectivamente 0,0005% ou mais e 0,01% ou menos. Note que, na presente
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15/26 invenção, se os teores de Mg e Ca que entram vindo dos refratários, etc., forem menores que 0,0005%, esses elementos não contribuem para a melhoria e a redução da tenacidade, então são considerados impurezas inevitáveis.
[0036] Na presente invenção, se o parâmetro de susceptibilidade à fratura na solda Pcm não é feito 0,24% ou menos, o preaquecimento no momento da soldagem não pode ser eliminado. Portanto, o limite superior do valor do Pcm é feito 0,24% ou menos. Para melhorar a capacidade de soldagem, o limite superior pode também ser ajustado em 0,23% ou 0,22%. Se o valor de Pcm se tornar menor que 0,18%, os requisitos de alta resistência e alta tenacidade do material base não podem ser satisfeitos, então o limite inferior é feito 0,18%.
Aqui,
Pcm=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+[Cu]/20+[Ni]/60+[Cr]/20+[Mo]/
15+[V]/10+5[B], onde [C], [Si], [Mn], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo], [V], e [B] respectivamente significam os teores de C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, e B expressos em % em massa.
[0037] A seguir, será explicada a microestrutura da chapa de aço da presente invenção.
[0038] Para a chapa de aço ter uma resistência e tenacidade predeterminadas, é necessário que sua microestrutura seja principalmente martensita. O saldo diferente de martensita é compreendido de um ou mais entre ferrita, bainita e cementita. A fração de área total desses últimos tem que ser 3% ou menos.
[0039] Isto é porque se a fração de área das uma ou mais estruturas de ferrita, bainita e cementita totalizar mais de 3%, a resistência à tração algumas vezes não satisfará 780 MPa e, além disso, uma alta tenacidade não pode ser obtida.
A fração de área da microestrutura é determinada pela corrosão com Nital, seguido de observação em um SEM. Cementita, ferrita, martensiPetição 870170074002, de 29/09/2017, pág. 18/34
16/26 ta ou bainita são julgados a partir das partes escuras nas porções preto e branco da imagem. Martensita e bainita são diferenciadas pela presença ou ausência de carbonetos finos. Uma microestrutura sem carbonetos é julgada como sendo martensita.
[0040] A fração de área martensita é determinada principalmente pelos ingredientes do material de aço (capacidade de endurecimento) e o tamanho de grão de austenita antes do resfriamento acelerado e a taxa de resfriamento. Portanto, para tornar a fração de área da martensita 97% ou mais, é importante adicionar quantidades adequadas de C, Mn, B, e outros elementos que melhoram a capacidade de endurecimento.
[0041] A seguir serão explicados os métodos de produção de chapa de aço da presente invenção.
[0042] A chapa de aço da presente invenção é fornecida pela fusão de aço contendo uma composição conforme apresentada nos itens (1) e (2) acima, lingotando-se para obter uma placa de aço ou uma placa lingotada, e aquecendo-se, laminando-se e resfriando-se essa placa de aço ou placa lingotada sob condições predeterminadas. [0043] A temperatura de aquecimento da placa de aço ou placa lingotada tem que ser 950°C ou mais necessária para laminação. Se acima de 1100°C, o AlN forma uma solução sólida e o boro em solução sólida se precipita como BN durante a laminação e o resfriamento, então a capacidade de endurecimento cai, a fração de área da martensita se torna menor que 97%, e uma alta resistência e alta tenacidade não pode ser obtida, então o limite superior é feito 1100°C.
[0044] Se a temperatura de laminação (temperatura final de laminação) cair abaixo de 820°C, o acúmulo excessivo de tensão de laminação provoca a formação de estruturas ferrita locais e estruturas bainita brutas incluindo martensita em forma de ilhas, a fração de área da martensita se torna menor que 97%, e a alta resistência e a alta tenaPetição 870170074002, de 29/09/2017, pág. 19/34
17/26 cidade do material base não podem ser obtidas em alguns casos, então o limite inferior da temperatura de laminação é ajustado como 820°C.
[0045] Quando a temperatura de partida do resfriamento acelerado após a laminação é menor que 700°C, as estruturas ferrita locais e as estruturas bainita brutas contendo martensita em forma de ilhas são produzidas, a fração de área da martensita se torna menor que 97%, e a alta resistência e a alta tenacidade do material base não são obtidas, então o limite inferior de partida do resfriamento acelerado é feito 700°C.
[0046] Quando o resfriamento acelerado tem uma taxa de resfriamento de menos de 8°C/s, as estruturas ferrita locais e as estruturas bainita brutas contendo martensita em forma de ilhas são produzidas, a fração de área da martensita se torna menor que 97%, e a alta resistência e a alta tenacidade do material base não são obtidas, então o valor do limite inferior é feito 8°C/s. O limite superior é feito a taxa de resfriamento que possa ser realizada estavelmente pelo resfriamento a água, isto é, 80°C/s.
[0047] Além disso, se a temperatura de parada do resfriamento acelerado for maior que 350°C, em particular, na parte central da espessura da chapa de material de bitola grossa de 30 mm ou mais, a têmpera insuficiente resulta na formação de estruturas ferrita locais ou estruturas bainita bruta incluindo martensita em forma de ilhas. A fração de área da martensita se torna menor que 97%, e uma alta resistência do material base não pode ser obtida. Portanto, o limite superior da temperatura de parada é feito 350°C. A temperatura de parada nesse momento é feita a temperatura da superfície da chapa de aço quando a chapa de aço se recupera após o término do resfriamento. O limite inferior da temperatura de parada é a temperatura ambiente,
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18/26 mas do ponto de vista da desidrogenação da chapa de aço, a temperatura de parada mais preferível é 100°C ou mais.
Exemplos [0048] Aços das composições de ingredientes mostradas na tabela 1 foram fundidos para se obter placas de aço que foram então laminadas sob as condições de produção mostradas na tabela 2 para se obter chapas de aço grossas de 12 a 40 mm de espessura. Os exemplos A a K na tabela 1 são exemplos da invenção, enquanto os exemplos L a Y são exemplos comparativos. Além disso, os exemplos 1 a 13 da tabela 2 são exemplos da invenção, enquanto os exemplos 14 a 32 são exemplos comparativos. Nas tabelas, os valores sublinhados e as notações são aqueles onde os ingredientes ou as condições de produção estão fora do escopo da patente ou as propriedades não satisfazem os valores almejados a seguir. Note que a tabela 1 mostra os valores de análise para todos os elementos. Si: menos de 0,05%, Cu: 0,05% ou menos, Ni: 0,03% ou menos, Cr: menos de 0,10%, Mo: 0,03% ou menos, Nb: 0,003% ou menos, V: 0,0005% ou menos, Mg: menos de 0,0005%, Ca: menos de 0,0005% e diferente de 0% são teores como impurezas inevitáveis.
[0049] Note que Si, Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, V, Mg, e Ca são impurezas inevitáveis derivadas dos agentes desoxidantes, matérias-primas, refratários, etc. Aqueles que não afetam a resistência e a tenacidade estão mostrados em itálico na tabela 1.
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Tabela 1
Material de aço Composição química (% em massa) Index
C Mn P S Al B N Ti Cu Ni Mo Nb V Si Cr Mg Ca Pcm*
Aço da Invenção A 0,037 2,74 0,009 0,0005 0,068 0,0006 0,0024 0 0 0 0 0 0 0,06 0,02 0 0 0,180
B 0,048 2,98 0,007 0,0010 0,068 0,0017 0,0042 0,004 0,04 0,02 0,01 0,001 0,001 0,08 0,03 0,0001 0,0001 0,213
C 0,044 2,57 0,007 0,0006 0,060 0,0020 0,0015 0,002 0,02 0,03 0 0,001 0,001 0,40 0,05 0,0002 0,0015 0,200
D 0,030 2,40 0,005 0,0007 0,075 0,0005 0,0047 0 0 0 0 0 0 0,05 1,48 0,0025 0 0,228
E 0,055 3,50 0,003 0,0009 0,100 0,0010 0,0042 0,001 0,04 0,02 0,01 0,001 0,001 0,02 0,03 0,0001 0,0001 0,240
F 0,055 2,76 0,006 0,0004 0,082 0,0007 0,0060 0 0 0 0 0 0 0,31 0,43 0,0022 0,0023 0,228
G 0,048 2,55 0,008 0,0005 0,071 0,0008 0,0033 0 0,31 0,02 0 0 0 0,10 0,03 0 0 0,200
H 0,042 2,41 0,009 0,0005 0,065 0,0012 0,0036 0 0,03 0,48 0 0,001 0 0,09 0 0 0 0,181
I 0,053 2,43 0,008 0,0006 0,063 0,0011 0,0028 0,001 0,02 0,01 0,21 0 0 0,07 0,02 0 0 0,199
J 0,051 2,96 0,008 0,0007 0,063 0,0009 0,0028 0 0,03 0,02 0,01 0,018 0 0,20 0,01 0 0 0,213
K 0,056 2,94 0,007 0,0006 0,067 0,0008 0,0040 0 0,01 0 0 0 0,042 0,23 0 0 0 0,219
Aço Com- parati- vo L 0,025 3,12 0,008 0,0010 0,075 0,0015 0,0025 0,001 0,01 0 0,01 0 0,001 0,06 0,01 0,0001 0,0001 0,192
M 0,060 3,34 0,009 0,0010 0,072 0,0013 0,0035 0,002 0,01 0 0 0,001 0,002 0,07 0,01 0 0 0,237
N 0,053 2,35 0,008 0,0008 0,063 0,0015 0,0057 0,003 0,02 0,01 0,02 0,001 0,001 0,04 0,03 0 0 0,183
O 0,043 3,63 0,007 0,0010 0,067 0,0006 0,0036 0,001 0 0,01 0,01 0,002 0 0,05 0,04 0 0 0,232
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Tabela 1 - Continuação
P 0,048 2,68 0,009 0,0015 0,095 0,0020 0,0029 0,002 0,03 0 0,03 0 0 0,06 0,02 0 0,0014 0,199
Q 0,045 2,96 0,008 0,0008 0,062 0,0013 0,0055 0,014 0,01 0 0 0 0 0,15 0,01 0 0 0,206
R 0,052 2,45 0,010 0,0010 0,052 0,0009 0,0027 0 0,02 0,01 0 0,003 0 0,07 0,25 0,0002 0,0002 0,195
S 0,055 2,63 0,005 0,0008 0,060 0,0010 0,0065 0 0,02 0,02 0 0 0,005 0,06 0,03 0,0003 0,0000 0,197
T 0,052 3,42 0,006 0,0009 0,068 0,0015 0,0038 0,001 0,01 0,02 0 0 0 0,38 0,27 0,0001 0,0001 0,258
U 0,050 2,75 0,007 0,0007 0,105 0,0012 0,0038 0 0,01 0,01 0 0 0 0,25 0,01 0 0 0,203
V 0,053 2,55 0,008 0,0008 0,062 0,0021 0,0045 0 0,01 0,01 0 0 0 0,30 0,02 0 0 0,203
W 0,052 3,11 0,008 0,0008 0,065 0,0004 0,0042 0 0,01 0,01 0 0 0 0,35 0,01 0 0 0,222
X 0,051 2,89 0,007 0,0009 0,064 0,0009 0,0013 0 0,01 0,01 0 0 0 0,22 0,02 0 0 0,209
Y 0,048 2,50 0,012 0,0008 0,062 0,0011 0,0042 0 0,01 0,02 0 0 0 0,07 0,01 0 0 0,182
*Pcm = C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B
Dados sublinhados mostram valores fora do escopo da presente invenção.
Itálicos nos teores de Si, Cu, Ni, Cr, Mo, Nb, V, Ti, Mg, e Ca significam teores que não afetam a resistência e a tenacidade.
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Tabela 2
Condi- ções de Produ- ção Material de aço Tempe- ratura aquec. na laminação (°C) Espessura da placa (mm) Temperatura final da laminação (°C) Temperatura de partida do resfriamento (°C) Velocidade do resfriamento (°C/s) Temperatura de parada do resfriamento (°C) Espessura da placa (mm) Microestrutura Limite de escoamento do material base (MPa) Resistência à tração do material base (MPa) Tenacidade do material base vE-20 (J) Temperatura de preaquecimento necessária (°C)
fração de Martensita (%) Fração total de Ferrita, bainita, cementita (%)
1/4t 1/2t 1/4t 1/2t
Exem plo da Inven ven- ção 1 E 950 240 820 770 15 25 40 100 0 742 715 922 899 253 25
2 E 1020 240 850 800 8 350 40 97 3 753 722 889 860 226 25
3 B 1050 240 840 770 18 320 30 99 1 732 725 871 877 215 Sem preaquecimento
4 B 1100 240 880 820 18 220 30 100 0 722 703 886 879 208 Sem preaquecimento
5 F 1000 240 840 800 14 25 30 100 0 725 708 900 892 262 Sem preaquecimento
6 C 980 230 840 750 20 260 25 99 1 746 735 910 905 293 Sem preaquecimento
7 D 1080 230 820 720 25 340 20 100 0 730 875 275 Sem preaquecimento
8 A 1090 140 830 700 80 350 12 100 0 700 895 308 Sem preaquecimento
9 G 1020 240 840 790 25 25 20 100 0 700 879 256 Sem preaquecimento
10 H 1050 240 830 780 25 25 20 100 0 731 903 271 Sem preaquecimento
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Tabela 2 - Continuação
11 I 1060 240 840 785 25 25 20 98 2 713 896 223 Sem preaquecimento
12 J 1100 240 850 820 70 25 12 100 0 694 877 248 Sem preaquecimento
13 K 1100 240 840 815 70 25 12 97 3 702 892 230 Sem preaquecimento
Ex. Com- para- tivo 14 L 1090 240 880 820 15 330 30 90 10 605 587 750 732 356 Sem preaquecimento
15 M 1050 240 870 810 20 342 30 100 0 741 730 893 889 153 50
16 N 1080 240 880 820 16 25 30 92 8 634 610 770 749 190 Sem preaquecimento
17 O 1060 240 870 800 18 295 30 95 5 735 724 893 889 72 25
18 P 1050 240 850 774 17 262 30 95 5 736 705 914 890 76 Sem preaquecimento
19 Q 1070 240 860 795 17 286 30 93 7 724 700 899 873 60 Sem preaquecimento
20 R 1080 240 830 720 18 150 30 90 10 609 578 798 771 154 Sem preaquecimento
21 S 1100 240 830 710 20 230 30 95 5 645 622 845 827 125 Sem preaquecimento
22 T 1070 240 840 780 20 200 30 100 0 734 723 926 922 184 50
23 U 1070 240 830 810 17 240 30 96 4 710 695 797 786 96 Sem preaquecimento
24 V 1100 240 840 785 16 310 30 95 5 681 669 776 761 105 Sem preaquecimento
22/26
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Tabela 2 - Continuação
25 W 1050 240 850 820 17 280 30 92 8 657 633 761 745 123 Sem preaquecimento
26 X 1080 240 840 815 20 280 30 95 5 698 686 790 783 93 Sem preaquecimento
27 Y 950 240 830 780 15 25 40 100 0 735 726 885 869 89 Sem preaquecimento
28 A 1130 240 880 820 14 320 40 96 4 655 624 870 840 155 Sem preaquecimento
29 A 1080 240 810 750 18 240 30 88 12 571 567 748 752 205 Sem preaquecimento
30 C 1090 140 820 690 70 25 12 94 6 643 821 204 Sem preaquecimento
31 C 1060 230 840 740 19 420 20 93 7 623 831 56 Sem preaquecimento
32 B 1050 240 840 770 7 300 30 89 11 670 664 772 763 95 Sem preaquecimento
23/26
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24/26 [0050] Os resultados da avaliação dessas chapas de aço para a resistência do material base (limite de escoamento do material base e resistência à tração do material base) e tenacidade e capacidade de soldagem do material base (temperatura de preaquecimento necessária) estão mostrados na tabela 2.
[0051] A resistência do material base foi medida usando-se um corpo de prova número 1A de teste de tração de espessura inteira ou um corpo de prova número 4 de teste de tração de vara prescritos na JIS Z 2201 pelo método de medição prescrito na JIS Z 2241. O corpo de prova de tração usado no caso de uma espessura de chapa de 20 mm ou menos foi um corpo de prova de teste de tração de espessura inteira número 1A e no caso de espessura acima de 20 mm um corpo de prova de teste de tração de vara número 4 retirado da parte a 1/4 da espessura da chapa (parte 1/4t) e da parte central da espessura da chapa (parte 1/2t).
[0052] A tenacidade do material base foi avaliada obtendo-se um corpo de prova de impacto prescrito na JIS Z 2202 a partir da parte central da espessura da chapa em uma direção perpendicular à direção de laminação e descobrindo-se a energia de absorção Charpy 20°C (vE-20) pelo método prescrito na JIS Z2242.
[0053] A capacidade de soldagem foi avaliada executando-se uma soldagem a arco coberto a 14 a 16°C pelo método prescrito na JIS Z 3158 com uma entrada de calor de 1,7 kJ/mm e descobrindo-se a temperatura de preaquecimento necessária para evitar a fratura na raiz.
[0054] Os valores almejados das características foram feitos um limite de escoamento do material base de 685 MPa ou mais, uma resistência à tração do material base de 780 MPa ou mais, uma tenacidade (vE-20) do material base de 100J ou mais, e uma temperatura de preaquecimento de 25°C ou menos.
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25/26 [0055] Exemplos da invenção 1 a 13 tiveram todos taxas de área de ferrita+bainita+cementita de 3% ou menos, limites de escoamento do material base de 685 MPa ou mais, resistências à tração do material base de 780 MPa ou mais, tenacidades (vE-20) do material base de 100J ou mais, e temperaturas de preaquecimento necessárias de 25°C ou menos.
[0056] Em oposição a isso, os exemplos comparativos seguintes foram insuficientes em limite de escoamento e resistência à tração do material base. O exemplo comparativo 14 teve uma quantidade de adição de C que é pequena, o exemplo comparativo 16 teve uma quantidade de adição de Mn que é pequena, o exemplo comparativo 20 teve uma quantidade de adição de Al que é pequena, o exemplo comparativo 21 teve uma quantidade de adição de N que é grande, o exemplo comparativo 24 teve uma quantidade de adição de B que é grande, o exemplo comparativo 25 teve uma quantidade de adição de B que é pequena, o exemplo comparativo 28 teve uma temperatura de aquecimento que é alta, o exemplo comparativo 29 teve uma temperatura final de laminação abaixo de 820°C, o exemplo comparativo 30 teve uma temperatura de partida do resfriamento a água abaixo de 700°C, o exemplo comparativo 31 teve uma temperatura de parada do resfriamento acima de 350°C, e o exemplo comparativo 32 teve uma taxa de resfriamento abaixo de 8°C/s, então a taxa de área de ferrita+bainita+cementita excedeu 3% e o limite de escoamento ou a resistência à tração do material base é insuficiente.
[0057] Além disso, os exemplos comparativos a seguir foram insuficientes em tenacidade do material base. O exemplo comparativo 17 teve uma quantidade de adição de Mn que é grande, o exemplo comparativo 18 teve uma quantidade de adição de S que é grande, o exemplo comparativo 19 teve Ti adicionado, o exemplo comparativo 23 teve uma quantidade de adição de Al que é grande, e o exemplo comPetição 870170074002, de 29/09/2017, pág. 28/34
26/26 parativo 26 teve uma quantidade de adição de N que é pequena, então a taxa de área de ferrita+bainita+cementita excedeu 3%. Além disso, o exemplo comparativo 27 teve uma quantidade de adição de P que é grande, então o limite de escoamento e a resistência à tração foram satisfatórios, mas a tenacidade do material base foi insuficiente. Além disso, o exemplo comparativo 31 teve uma temperatura de parada do resfriamento acima de 350°C, em tão a tenacidade do material base foi também insuficiente.
[0058] O exemplo comparativo 15 teve uma quantidade de adição de C que é grande, enquanto o exemplo comparativo 22 teve um valor Pcm que é alto, então a temperatura de preaquecimento necessária excedeu 25°C e um processo isento de preaquecimento não pode ser obtido.
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Claims (3)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Chapa de aço de bitola grossa tendo uma resistência à tração de 780 MPa ou mais, caracterizada por conter, em % em massa, C: 0,030% ou mais, 0,055% ou menos, Mn: 2,4% ou mais, 3,5% ou menos, P: 0,01% ou menos, S: 0,0010% ou menos, Al: 0,06% ou mais, 0,10% ou menos, B: 0,0005% ou mais, 0,0020% ou menos, N: 0,0015% ou mais, e 0,0060% ou menos, limitando-se Ti a 0,004% ou menos, tendo um parâmetro de susceptibilidade Pcm mostrado por 0,18% a 0,24%, e tendo um saldo de Fe e as inevitáveis impurezas como sua composição de ingredientes e que tenha uma microestrutura do aço compreendida de martensita e de um saldo, por uma área de fração de 3% ou menos, de uma ou mais entre ferrita, bainita e cementita:
    Pcm=[C]+[Si]/30+[Mn]/20+[Cu]/20+[Ni]/60+[Cr]/20+[Mo]/15+[V]/10+5[B] onde, [C], [Si], [Mn], [Cu], [Ni], [Cr], [Mo], [V], e [B] respectivamente significam os teores de C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, V, e B expressos em % em massa.
  2. 2. Chapa de aço de bitola grossa tendo uma resistência à tração de 780 MPa ou mais, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por também conter, em % em massa, um ou mais entre Cu: acima de 0,05%, 0,50% ou menos, Ni: acima de 0,03%, 0,50% ou menos, Mo: acima de 0,03%, 0,30% ou menos, Nb: acima de 0,003%, 0,05% ou menos, V: acima de 0,005% a 0,07%, Si: 0,05% a 0,40%, Cr: 0,10% a 1,5%, Mg: 0,0005% a 0,01% e Ca: 0,0005% a 0,01%.
  3. 3. Chapa de aço de bitola grossa tendo uma resistência à tração de 780 MPa ou mais, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por ter uma espessura de chapa de 12 mm a 40 mm.
    Petição 870170074002, de 29/09/2017, pág. 30/34
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102719757B (zh) * 2012-06-25 2014-03-19 宝山钢铁股份有限公司 无镍高韧性80公斤级高强钢及其制造方法
US9749974B2 (en) 2013-01-16 2017-08-29 Intel IP Corporation Methods and arrangements for frame transmissions
US10036079B2 (en) * 2013-03-12 2018-07-31 Jfe Steel Corporation Thick steel sheet having excellent CTOD properties in multilayer welded joints, and manufacturing method for thick steel sheet
US10023946B2 (en) * 2013-03-12 2018-07-17 Jfe Steel Corporation Thick steel sheet having excellent CTOD properties in multilayer welded joints, and manufacturing method for thick steel sheet
EP2942414B1 (en) * 2013-03-15 2019-05-22 JFE Steel Corporation Thick, tough, high tensile strength steel plate and production method therefor
CN103710640B (zh) * 2013-12-30 2016-05-25 钢铁研究总院 一种经济节约型调质处理690MPa级高强高韧钢板
KR101714905B1 (ko) * 2014-11-03 2017-03-10 주식회사 포스코 충격 인성이 우수한 선재 및 그 제조방법
CN105964689A (zh) * 2016-05-26 2016-09-28 舞阳钢铁有限责任公司 一种大厚度国标i级探伤钢板的生产方法
CN111247263B (zh) * 2017-10-26 2021-12-28 日本制铁株式会社 低温用含镍钢
CN110004358B (zh) * 2019-03-29 2021-05-25 山东钢铁集团日照有限公司 一种低Pcm值大厚度易焊接海工钢板及其生产方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03232923A (ja) 1990-02-06 1991-10-16 Nippon Steel Corp 板厚中心部まで高靭性な溶接性高強度鋼の製造方法
JP3033459B2 (ja) 1995-01-10 2000-04-17 住友金属工業株式会社 非調質高張力鋼の製造方法
JP3255004B2 (ja) 1996-03-27 2002-02-12 住友金属工業株式会社 靱性およびアレスト性に優れる溶接用高張力鋼材およびその製造方法
JP3620573B2 (ja) 1998-11-26 2005-02-16 株式会社神戸製鋼所 溶接性に優れた高張力鋼板
JP4310591B2 (ja) 1999-03-11 2009-08-12 住友金属工業株式会社 溶接性に優れた高強度鋼板の製造方法
JP3602396B2 (ja) 2000-02-15 2004-12-15 株式会社神戸製鋼所 溶接性に優れた低降伏比高張力鋼板
JP3968011B2 (ja) 2002-05-27 2007-08-29 新日本製鐵株式会社 低温靱性および溶接熱影響部靱性に優れた高強度鋼とその製造方法および高強度鋼管の製造方法
JP2004052063A (ja) 2002-07-23 2004-02-19 Jfe Steel Kk ７８０ＭＰａ級非調質厚鋼板の製造方法
JP4344919B2 (ja) 2003-06-26 2009-10-14 住友金属工業株式会社 予熱なしでの溶接性に優れた高強度鋼板とその製造方法及び溶接鋼構造物
JP4250112B2 (ja) * 2004-04-23 2009-04-08 新日本製鐵株式会社 耐震性と溶接性に優れた鋼板の製造方法
JP4283757B2 (ja) * 2004-11-05 2009-06-24 株式会社神戸製鋼所 厚鋼板およびその製造方法
JP4396851B2 (ja) 2005-03-31 2010-01-13 住友金属工業株式会社 冷間加工後の塑性変形能に優れた高張力鋼およびその製造方法
JP4926447B2 (ja) * 2005-05-13 2012-05-09 新日本製鐵株式会社 耐溶接割れ性に優れた高張力鋼の製造方法
JP5034290B2 (ja) * 2006-03-28 2012-09-26 Ｊｆｅスチール株式会社 低降伏比高強度厚鋼板およびその製造方法
JP4427522B2 (ja) * 2006-04-05 2010-03-10 新日本製鐵株式会社 溶接性と低温靭性に優れる引張強さ７８０ＭＰａ級高張力厚鋼板の製造方法
JP4427521B2 (ja) * 2006-04-05 2010-03-10 新日本製鐵株式会社 溶接性に優れる引張強さ７８０ＭＰａ級高張力厚鋼板の製造方法
JP5034308B2 (ja) 2006-05-15 2012-09-26 Ｊｆｅスチール株式会社 耐遅れ破壊特性に優れた高強度厚鋼板およびその製造方法
JP4823841B2 (ja) * 2006-10-12 2011-11-24 新日本製鐵株式会社 音響異方性が小さく溶接性に優れる引張強さ５７０ＭＰａ級以上の超大入熱溶接用高張力鋼板およびその製造方法

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