BRPI0922830B1

BRPI0922830B1 - chapa de aço galvanizada e método para produção da mesma

Info

Publication number: BRPI0922830B1
Application number: BRPI0922830A
Authority: BR
Inventors: Sugimoto Yoshiharu; Fushiwaki Yusuke
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2019-08-13
Also published as: TWI419982B; US20110217569A1; JP5663833B2; BRPI0922830A2; KR20110088551A; CN102227513B; EP2412842B1; EP2412842A4; TW201030158A; EP2412842A1; CN102227513A; JP2010126758A; WO2010061957A1; US9074275B2; CA2742661C; CA2742661A1

Abstract

chapa de aço galvanizada e método para produção da mesma a presente invenção refere-se a uma chapa de aço galvanizada que é composta de uma chapa de aço base contendo os elementos c: 0,01 a 0,15%, si: 0,001 a 2,0%, mn: 0,1 a 3,0%, al: 0,001 a 1,0%, p 0,005 a 0,060%, s £ 0,01%, todos em % em massa, e fe e as inevitáveis impurezas como equilíbrio; camadas de revestimento de zinco formadas em ambos os lados da chapa de aço base com a quantidade de revestimento por lado na faixa de 20 a 120 g/m2; um ou mais tipos de óxidos selecionados entre óxidos de fe, si, mn, al e p e que existem nas porções superficiais da chapa de aço isto é, as porções localizadas em, contato direto com o as camadas de revestimento de zinco e se estendendo a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 mm, com a quantidade total de dos óxidos por lado na faixa de 0,01 a 0,5 g/m2; e um óxido cristalino que existe nas regiões a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 10 mm, que estão também localizados em contato direto com as camadas de revestimento de zinco, o óxido cristalino composto de grãos de cristal de fe, nos quais átomos de si e mn estão contidos de modo a serem distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 mm. essa chapa de aço é muito forte e altamente capaz de reter o revestimento durante o processamento pesado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para CHAPA DE AÇO GALVANIZADA E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA MESMA.

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção se refere a uma chapa de aço galvanizada que é feita de uma chapa de aço base contendo Si e Mn e que é altamente processável e forte. A presente invenção também se refere a um método para produção de tal chapa de aço galvanizada. ANTECEDENTES DA TÉCNICA [002] Recentemente, em indústrias incluindo as de automóveis, eletrodomésticos, e materiais de construção, têm sido usadas chapas de aço com superfície tratada obtida por tratamento de chapas de aço base para dar propriedades antioxidantes, em particular, chapas de aço galvanizadas e chapas de aço galvanizadas ligadas que podem ser produzidas a baixo custo e que são excelentes em propriedades antioxidantes. Também, do ponto de vista de melhoria da eficiência do combustível e da segurança em colisões de automóveis, tem crescido a demanda por materiais mais fortes para corpos de automóveis, chapas de aço mais finas com base em tais materiais, e resultando corpos de carros mais leves e mais fortes. Para satisfazer essa demanda, foi promovido o uso de chapas de aço de alta resistência em automóveis.

[003] Em geral, chapas de aço galvanizadas são produzidas pelo recozimento de recristalização e a subsequente galvanização das chapas de aço base, que são chapas de aço finas obtidas pela laminação a quente ou laminação a frio de placas de aço, em uma linha de galvanização contínua (doravante referida como CGL) equipada com um forno de recozimento. Quanto às chapas de aço galvanizadas ligadas, o processo de produção também inclui a ligação após a galvanização.

[004] Aqui, fornos de aquecimento que podem ser usados como

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2/34 forno de recozimento de CGLs incluem os do tipo DFF (fornos de chama direta), do tipo NOF (fornos não oxidantes), os do tipo de tubos radiantes, e assim por diante. Recentemente, entretanto, CGLs equipadas com um forno de aquecimento do tipo de tubos radiantes foram favorecidos por várias razões. Por exemplo, eles são fáceis de serem operados, improváveis de provocarem absorção de impurezas, e vantajosos de outras formas, tornando assim possível produzir chapas de aço revestidas de alta qualidade a baixo custo. Infelizmente, diferentemente dos do tipo DFF (fornos de chama direta) e dos do tipo NOF (fornos não oxidantes), os fornos de aquecimento de tubos radiantes não suportam a oxidação antes do recozimento e assim são desvantajosos para chapas de aço contendo Si, Mn e/ou outros elementos oxidáveis em termos da integridade do revestimento.

[005] Para métodos exemplares de produção de chapas de aço por imersão a quente cuja chapa base é uma chapa de aço de alta resistência contendo grandes quantidades de Si e Mn, as PTL 1 e PTL 2 revelaram métodos nos quais a temperatura de aquecimento em um forno de redução é especificada para um maior ponto de orvalho de acordo com sua relação quanto à pressão parcial de vapor de modo que possa ocorrer a oxidação interna das porções superficiais da chapa base. Entretanto, as chapas de aço resultantes, com óxidos nela contidos, são passíveis de fraturar durante o processamento, são inferiores na capacidade de reter o revestimento, e algumas vezes inferiores em propriedades anticorrosivas.

[006] Também a PTL 3 descreveu um método no qual a concentração de CO2 é especificada além dos oxidantes gasosos, isto é, H2O e O2, de forma que a oxidação interna das porções superficiais da chapa base possa ocorrer imediatamente antes do revestimento e que a oxidação externa possa ser evitada para uma aparência melhorada do revestimento resultante. Entretanto, quanto àquelas produzidas de

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3/34 acordo com as PTLs 1 e 2, as chapas de aço produzidas de acordo com a PTL 3 são passíveis de fraturar durante o processamento por causa dos óxidos ali contidos, inferiores em capacidade de retenção de revestimento, e algumas vezes inferiores nas propriedades anticorrosivas. Ainda pior, o CO2 contamina o forno, induz as superfícies da chapa de aço a serem carburadas, e leva a outros eventos desfavoráveis, provocando assim problemas tais como variação das propriedades mecânicas das chapas de aço resultantes.

[007] Além disso, recentemente, foi promovido o uso de chapas de aço galvanizadas de alta resistência e chapas de aço galvanizadas ligadas de alta resistência em componentes que são submetidos a processamento pesado, e assim a capacidade de reter o revestimento durante o processamento pesado se tornou crescentemente importante. Mais especificamente, chapas de aço revestidas devem ser capazes de reter bem o revestimento mesmo se forem dobradas a um ângulo maior que 90°e subsequentemente também dobrad as para fazer um ângulo mais agudo ou submetida a um impacto.

[008] Para satisfazer esses requisitos de performance, não apenas uma grande quantidade de Si deve ser adicionada ao aço para fornecer chapas de aço com uma estrutura pretendida, mas também as porções superficiais da chapa de aço base, isto é, as porções localizadas em contato direto com as camadas de revestimento, que podem fornecer pontos de partida de fraturas e outros tipos de defeitos durante o processamento pesado, deve ter uma estrutura bem controlada. Infelizmente, todos os métodos conhecidos falharam em fornecer uma maneira fácil de controlar a estrutura das porções superficiais da chapa de aço base; com um CGL cujo forno de recozimento é um forno de aquecimento do tipo de tubos radiantes foi impossível processar chapas de aço base de alta resistência contendo Si em chapas de aço galvanizadas que possam reter o revestimento mesmo durante o proPetição 870180154273, de 23/11/2018, pág. 6/44

4/34 cessamento pesado.

LISTA DE CITAÇÕES [009] PTL 1: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não examinado n° 2004-323970 [0010] PTL 2: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não examinado n° 2004-315960 [0011] PTL 3: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não examinado n° 2006-233333

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

PROBLEMA TÉCNICO [0012] A presente invenção, que foi feita sob as circunstâncias mencionadas acima, pretende fornecer uma chapa de aço galvanizada que seja feita de uma chapa de aço base contendo Si e Mn, excelente em capacidade de reter revestimento durante o processamento pesado, e altamente forte, bem como fornecer um método para produzir tal chapa de aço galvanizada.

SOLUÇÃO DO PROBLEMA [0013] A presente invenção pode ser descrita como segue:

[0014] [1] Uma chapa de aço galvanizada composta de uma chapa base contendo os elementos C: 0,01 a 0,15%, Si: 0,001 a 2,0%; Mn: 0,1 a 3,0%, Al: 0,001 a 1,0%, P: 0,005 a 0,060%, e S: < 0,01%, todos em percentual em massa, e Fe e as inevitáveis impurezas como equilíbrio; camadas de revestimento de zinco formadas em ambos os lados da chapa de aço base com a quantidade de revestimento por lado na faixa de 20 a 120 g/m²; um ou mais tipos de óxidos selecionados entre óxidos de Fe, Si, Mn, Al e P e existentes nas porções superficiais da chapa de aço, isto é, as posições localizadas em contato direto com as camadas de revestimento de zinco e se estendendo de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 pm, com a quantidade total dos óxidos por lado na faixa de 0,01 a 0,5

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5/34 g/m²; e um óxido cristalino existente nas regiões a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 10 pm, que estão também localizadas em contato direto com as camadas de revestimento de zinco, o óxido cristalino composto de grãos de cristal de Fe nos quais átomos de Si e Mn estão contidos de modo a serem distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 pm.

[0015] [2] Uma chapa de aço galvanizada composta de uma chapa base contendo os elementos C: 0,01 a 0,15%, Si: 0,001 a 2,0%, Mn: 0,1 a 3,0%, Al: 0,001 a 1,0%, P: 0,005 a 0,060%, S: < 0,01%, e um ou mais tipos de elementos selecionados entre B: 0,001 a 0,005%, Nb: 0,005 a 0,05%, Ti: 0,005 a 0,05%, Cr: 0,001 a 1,0%, Mo: 0,05 a 1,0%, Cu: 0,05 a 1,0%, e Ni: 0,05 a 1,0%, todos em percentual em massa, e Fe e as inevitáveis impurezas como equilíbrio; camadas de revestimento de zinco formadas em ambos os lados da chapa de aço base com a quantidade de revestimento por lado na faixa de 20 a 120 g/m²; um ou mais tipos de óxidos selecionados entre óxidos de Fe, Si, Mn, Al, P, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni e existentes nas porções superficiais da chapa de aço, isto é, as porções localizadas em contato direto com as camadas de revestimento de zinco e se estendendo a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 pm, com a quantidade total dos óxidos por lado na faixa de 0,01 a 0,5 g/m²; e um óxido cristalino existente nas regiões a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 10 pm, que estão também localizados em contato direto com as camadas de revestimento de zinco, o óxido cristalino composto de grãos de cristal de Fe nos quais estão contidos átomos de Si e Mn de modo a serem distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 pm.

[0016] [3] Um método para produção de uma chapa de aço galva

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6/34 nizada, incluindo o recozimento e a galvanização da chapa de aço mencionada nos itens [1] e [2] acima em uma linha de galvanização contínua com condições de galvanização controladas de forma que a pressão atmosférica parcial do oxigênio (Po2) possa satisfazer a Equação (1) abaixo quando a temperatura no forno de recozimento estiver entre 600°C e 900°C, inclusive:

-12 + 0,5 x [Si] + 0,2 x [Mn] < LogPo₂ < -4 .....(1) [0017] em que [Si] e [Mn] representam as razões de teores de Si e de Mn no aço (% em massa), respectivamente, e Po₂ a pressão parcial do oxigênio (Pa).

[0018] [4] O método para produção de chapa de aço galvanizada conforme o item [3] acima, também incluindo, após a galvanização, a ligação da chapa de aço por aquecimento da mesma a uma temperatura entre 450°C e 550°C, inclusive, até que a razã o de teor de Fe nas camadas de revestimento de zinco esteja na faixa de 7 a 15% em massa.

[0019] [5] Uma chapa de aço galvanizada de alta resistência composta de uma chapa base contendo os elementos C: 0,01 a 0,15%, Si: 0,001 a 2,0%, Mn: 0,1 a 3,0%. Al: 0,001 a 1,0%, P: 0,005 a 0,060%, e S < 0,01%, todos em percentual em massa, e Fe e as inevitáveis impurezas como equilíbrio; camadas de revestimento de zinco formadas em ambos os lados da chapa de aço base com a quantidade de revestimento por lado na faixa de 20 a 120 g/m²; um ou mais tipos de óxidos selecionados entre óxidos de Fe, Si, Mn, Al e P e existentes nas porções superficiais da chapa de aço, isto é, as porções localizadas em contato direto com as camadas de revestimento de zinco e se estendendo a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 mm, com a quantidade total dos óxidos por lado na faixa de 0,01 a 0,5 g/m²; e um óxido complexo cristalino à base de Si e Mn existente nas regiões a partir de cada superfície da chapa de

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7/34 aço base até uma profundidade de 10 mm, que estão também localizadas em contato direto com as camadas de revestimento de zinco, o óxido complexo cristalino à base de Si e Mn composto de grãos de ferro base nos quais átomos de Si e Mn estão contidos de modo a serem distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 mm.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO [0020] A presente invenção fornece chapas de aço galvanizadas que são excelentes na capacidade de reter o revestimento durante processamento pesado e altamente forte.

DESCRIÇÃO DAS CONFIGURAÇÕES [0021] Em métodos conhecidos, a oxidação interna é provocada simplesmente pelo aumento da pressão parcial do vapor para um ponto de orvalho mais alto; assim, conforme mencionado acima, as chapas de aço resultantes são passíveis de fraturas durante o processamento e inferiores na capacidade de reter o revestimento. Portanto, os inventores desfazendo-se da maneira antiga de pensar, procuraram uma solução inteiramente nova para esses problemas e finalmente descobriram que uma forma mais sofisticada de controlar a estrutura das porções superficiais da chapa de aço base, que pode fornecer pontos de partida de fraturas e outros tipos de defeitos durante o processamento pesado, permitiria obter chapas de aço galvanizadas que são excelentes na capacidade de reter o revestimento durante o processamento pesado e altamente forte. Mais especificamente, o tipo de gás e o grau de temperatura para o recozimento são especificados adequadamente para fornecer uma estrutura na qual um ou mais tipos de óxidos selecionados entre óxidos de Fe, Si, Mn. Al e P (as opções podem também incluir óxidos de B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni) são formados nas porções superficiais da chapa de aço, isto é, as porções localizadas em contato direto com as camadas de revestimento resul

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8/34 tantes e estendendo-se a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 pm, com a quantidade total de óxidos por lado na faixa de 0,01 a 0,5 g/m², e um óxido cristalino é formado nas regiões a partir do fundo de cada camada de revestimento até uma profundidade de 10 pm. Esse óxido cristalino é composto de grãos de cristal de Fe (também referidos como grãos de ferro base) nos quais átomos de Si e Mn estão contidos para serem distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 pm. (O óxido cristalino é também referido como óxido complexo cristalino à base de Si e Mn). Como resultado, as porções superficiais da chapa de aço base (também referidas como porções superficiais do ferro base) podem ser dobradas com alívio de estresse e prevenção de fraturas, e assim a chapa de aço galvanizada resultante é excelente na capacidade de reter o revestimento durante o processamento pesado.

[0022] Nota-se que na presente invenção a chapa de aço galvanizada de alta resistência representa uma chapa de aço cujo limite de resistência à tração TS é igual a ou maior que 340 MPa. Também a chapa de aço galvanizada de alta resistência conforme a presente invenção inclui tanto chapas de aço galvanizadas não ligadas após a galvanização (também doravante referidas como chapas de aço GI) quanto chapas de aço galvanizadas ligadas após a galvanização (também doravante referidas como chapas de aço GA).

[0023] A seguir descreve-se mais especificamente a presente invenção. Nota-se que na descrição a seguir as razões de teores dos elementos usados para especificar a composição do aço e aquela usada para especificar a composição da camada de revestimento, têm todas, a unidade % em massa, a menos que seja anotado de outra forma; entretanto, elas são doravante, expressas simplesmente por %.

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9/34 [0024] Inicialmente é detalhada a composição do aço.

C: 0,01 a 0,15% [0025] Como constituinte da estrutura do aço, C forma martensita para tornar o aço mais processável. Para esse fim, a razão do teor de C deve ser pelo menos 0,01%. Entretanto, C contido em qualquer teor que exceda 0,15% leva a um nível reduzido de capacidade de soldagem. Portanto, a razão do teor de C deve estar entre 0,01% e 0,15%, inclusive.

Si: 0,001 a 2,0% [0026] Si é um elemento eficaz para reforçar o aço e fornecer um material de alta utilidade. Para o nível de resistência pretendido na presente invenção, a razão de teor de Si deve ser pelo menos 0,001%. Com qualquer razão de teor de Si menor que 0,001%, a resistência resultante desvia de sua faixa pretendida na presente invenção, e não há problema com a capacidade da chapa de aço reter revestimento durante o processamento pesado. Com qualquer razão de teor de Si excedendo 2,0%, entretanto, é difícil fazer a chapa de aço mais capaz de reter o revestimento durante o processamento pesado, Portanto, a razão de teor de Si deve estar entre 0,001 % e 2,0%, inclusive.

Mn: 0,1 a 3,0% [0027] Mn é um elemento efetivo para o reforço do aço. Para certas propriedades mecânicas e um certo nível de resistência, o Mn deve estar contido a uma razão de teor de pelo menos 0,1%. Com qualquer razão de teor de MN excedendo 3,0%, entretanto, é difícil alcançar certos níveis de capacidade de soldagem e adesão ao revestimento e resistência e ductilidade bem equilibradas. Portanto, a razão de teor de Mn deve estar entre 0,1% e 3,0%, inclusive.

Al: 0,001 a 1,0% [0028] Al é um elemento que é termodinamicamente mais oxidável que o Si e o Mn e assim forma um óxido complexo com Si e Mn. Em

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10/34 uma chapa de aço base (também referida como ferro base) contendo Al, a oxidação interna de Si e Mn nas regiões localizadas em contato direto com as porções superficiais da chapa de aço prossegue mais rapidamente que em uma não contendo Al. Para esse efeito ser exercido, a razão de teor de Al deve ser de pelo menos 0,001$. Entretanto, Al contido em qualquer razão de teor que exceda 0,1% leva a um aumento de custo. Portanto, a razão de teor d Al deve estar entre 0,001% e 1,0%, inclusive.

P: 0,005 a 0,060% [0029] P é um dos elementos inevitavelmente contidos. Reduzindo-se a razão de teor de P a menos de 0,005% é uma tarefa custosa, e assim a razão de teor de P deve ser pelo menos 0,005%. Entretanto, o P contido em qualquer teor excedendo 0,060% leva a níveis reduzidos de capacidade de soldagem e de qualidade de superfície. Pior ainda, quando uma ligação é omitida, ela leva a uma adesão mais fraca ao revestimento; quando a ligação é executada, entretanto, ela precisa que a temperatura de ligação seja aumentada para um grau pretendido de ligação. Aumentar a temperatura de ligação para um grau pretendido de ligação leva a um nível reduzido de ductilidade e a uma adesão mais fraca ao revestimento ligado; é impossível alcançar um grau pretendido de ligação, uma ductilidade favorável, e uma qualidade favorável do revestimento ligado ao mesmo tempo. Portanto, a razão de teor de P deve estar entre 0,005% e 0,060%, inclusive.

S: < 0,01% [0030] Si é um dos elementos inevitavelmente contidos. Embora seu limite inferior não seja especificado, a razão de teor de S é preferivelmente igual a ou menor que 0,01% porque uma razão de teor de S muito alta leva a um nível reduzido de capacidade de soldagem.

[0031] Adicionalmente, se necessário para um equilíbrio mais controlado entre resistência e ductilidade, podem ser adicionados um ou

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11/34 mais elementos selecionados entre os seguintes: B: 0,001 a 0,005%; Nb: 0,005 a 0,05%; Ti: 0,005 a 0,05%; Cr: 0,001 a 1,0%; Mo: 0,05 a 1,0%; Cu: 0,05 a 1,0%; Ni: 0,05 a 1,0%. Desses elementos, Cr, Mo, Nb, Cu e Ni, que podem ser adicionados sozinhos ou em combinação de dois ou mais deles, têm os efeitos de promover a oxidação intera do Si e evitar que o Si se concentre nas superfícies da chapa de aço se a atmosfera do recozimento for um tipo de gás úmido tal como o que contém H2O em uma proporção relativamente grande, e assim pode ser adicionado para uma adesão favorável da chapa de aço ao revestimento nela formado, n ão para propriedades mecânicas melhoradas. O que segue descreve os fundamentos para a especificação das faixas de razão de teor desses elementos acima.

B: 0,001 a 0,005% [0032] Quando contido em qualquer razão de teor menor que 0,001%, B dificilmente tem o efeito de facilitar o resfriamento. Entretanto, o B contido em qualquer razão de teor que exceda 0,005% leva a uma adesão mais fraca ao revestimento. Portanto, B deve ter uma razão de teor entre 0,001% e 0,005%, inclusive, se estiver contido. Entretanto, naturalmente, a adição de B pode ser desnecessária no caso em que as propriedades mecânicas da chapa de aço sejam suficientes e não precisem mais ser melhoradas.

Nb: 0,005% a 0,05% [0033] Quando contido em qualquer razão de teor menor que 0,005%, o Nb dificilmente tem, o efeito de controlar a resistência e o efeito de melhorara a adesão ao revestimento que poderia ser exercido se o Nb fosse adicionado em combinação com o Mo. Entretanto, o Nb contido a qualquer razão de teor que exceda 0,05% leva a um aumento de custo. Portanto, o Nb deve ter uma razão de teor entre 0,005% e 0,05% inclusive, se estiver contido.

Ti: 0,005 a 0,05%

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12/34 [0034] Quando contido em qualquer razão de teor menor que 0,005%, o Ti dificilmente tem o efeito de controlar a resistência. Entretanto, o Ti contido a qualquer razão de teor que exceda 0,05% leva a uma adesão mais fraca ao revestimento. Portanto, o Ti deve ter uma razão de teor entre 0,005% e 0,05% inclusive, se estiver contido.

Cr: 0,001 a 1,0% [0035] Quando contido em qualquer razão de teor menor que 0,001%, o Cr dificilmente tem uma performance favorável para resfriamento e o efeito de promover a oxidação interna que poderia ser exercido se a atmosfera do recozimento for um tipo de gás úmido tal como um contendo H2O em uma proporção relativamente grande. Entretanto, o Cr contido em qualquer razão de teor que exceda 1,0% se concentra nas superfícies da chapa de aço, causando assim uma adesão mais fraca ao revestimento e reduzindo o nível de capacidade de soldagem. Portanto, o Cr deve ter uma razão de teor entre 0,001% e 1,0% inclusive, se estiver contido.

Mo: 0,05 a 1,0% [0036] Quando contido em qualquer razão de teor menor que 0,05%, o Mo dificilmente tem o efeito de controlar a resistência e o efeito de melhorar a adesão ao revestimento que seria exercido se o Mo fosse adicionado em combinação com Nb, Ni e/ou Cu. Entretanto, o Mo contido em qualquer razão de teor que exceda 1,0% leva a um aumento no custo. Portanto, o Mo deve ter uma razão de teor entre 0,05% e 1,0% inclusive se estiver contido.

Cu: 0,05 a 1,0% [0037] Quando contido em qualquer razão de teor menor que 0,05%, o Cu dificilmente tem o efeito de promover a formação de austenita retida e o efeito de melhorar a adesão do revestimento que deve ser exercido se o Cu for adicionado em combinação com Ni e/ou Mo. Entretanto, o Cu contido em qualquer razão de teor que exceda 1,0%

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13/34 leva a um aumento de custo. Portanto, o Cu deve ter uma razão de teor entre 0,05% e 1,0% inclusive se estiver contido.

Ni 0,05 a 1,0% [0038] Quando contido em qualquer razão de teor menor que 0,05%, o Ni dificilmente tem o efeito de promover a formação de austenita retida e o efeito de melhorar a adesão ao revestimento que deveria ser exercido se o Ni fosse adicionado em combinação com Cu e/ou Mo. Entretanto, Ni contido a qualquer razão de teor que exceda 1,0% leva a aumento de custo. Portanto, o Ni deve ter uma razão de teor entre 0,05% e 1,0% inclusive, se estiver contido.

[0039] O equilíbrio, isto é, os constituintes diferentes daqueles descritos acima, são Fe e as inevitáveis impurezas.

[0040] O que segue descreve o requisito mais importante da presente invenção, quer dizer, a estrutura das porções superficiais da chapa de aço base que estão posicionadas em contato direto com as camadas de revestimento.

[0041] Para chapas de aço galvanizadas as quais contêm grandes quantidades de Si e Mn a elas adicionadas para serem suficientemente capazes de reter o revestimento durante o processamento pesado da chapa de aço base, isto é, as porções localizadas em contato direto com as camadas de revestimento, que podem fornecer pontos de partida de fraturas e outros tipos de defeitos durante o processamento pesado, devem ter uma estrutura bem controlada.

[0042] Na presente invenção, medidas específicas tomadas para esse fim são como segue. Inicialmente, para a integridade do revestimento, as condições de recozimento são controladas para dar um potencial de oxigênio aumentado. Esse potencial de oxigênio aumentado permite que Si, Mn e outros elementos oxidáveis sofram oxidação interna prévia, imediatamente antes do revestimento, e o Si e o Mn localizados nas porções superficiais da chapa de aço base perdem sua

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14/34 atividade até certo ponto. Ao mesmo tempo, evita-se que esses elementos sofram oxidação externa; como resultado, a chapa de aço base é completamente revestida e se torna mais capaz de reter o revestimento. Em adição, esse efeito de melhoria pode ser obtido pela formação de um ou mais tipos de óxidos selecionados entre óxidos de Fe, Si, Mn, Al, P, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni nas porções de superfície da chapa de aço, isto é, as porções localizadas em contato direto com as camadas de revestimento de zinco e se estendendo de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 mm, com a quantidade de óxidos por lado ajustada em 0,01 g/m² ou mais. Com qualquer quantidade de óxidos por lado igual a ou maior que 0,5 g/m², entretanto, o efeito dos óxidos paralisa. Portanto, o limite superior da quantidade de óxidos é 0,5 g/m².

[0043] Em adição, a quantidade total dos óxidos descritos acima (doravante referidos como o grau de oxidação interna) pode ser medida pela espectrometria de fusão/absorção de infravermelho do forno. Esse método, entretanto, requer a subtração da quantidade de oxigênio contida no material base (isto é, uma chapa de aço de alta resistência que ainda não tenha sido recozida). Na presente invenção, portanto, uma chapa de aço de alta resistência é polida em ambos os lados após ciclos de recozimento até 100 mm ou uma espessura maior das porções superficiais serem removidos, a chapa de aço resultante é então submetida à medição da concentração de oxigênio no aço (a concentração medida é chamada a quantidade de oxigênio do material base OH), e separadamente a chapa de aço de alta resistência é submetida à medição da concentração de oxigênio no aço ao longo de toda a sua espessura imediatamente após os ciclos de recozimento (a concentração medida é chamada quantidade de oxigênio após a oxidação interna OI). A quantidade de oxigênio após a oxidação interna da chapa de aço de alta resistência, OI, e a quantidade de oxigênio do

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15/34 material base, OH, obtidos dessa forma são usados para calcular a diferença entre OI e OH (- OI - OH), e essa diferença é convertida na quantidade por unidade de área unitária (isto é, 1 m²) por lado (g/m²). O valor obtido é usado como grau de oxidação interna.

[0044] Nota-se que na presente invenção a presença dos óxidos acima descritos nas porções superficiais das chapas de aço, isto é, as porções localizadas em contato direto com as camadas de revestimento e se estendendo a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 pm, permite que a chapa de aço tenha uma capacidade melhorada de retenção do revestimento. Isto significa que não há problema mesmo se os óxidos crescerem para alcançar qualquer profundidade que exceda 100 pm a partir do fundo de cada uma de ambas as camadas de revestimento (as fronteiras entre o revestimento e a chapa de aço base). Entretanto, é necessária uma alta temperatura de aquecimento para permitir que os óxidos cresçam para alcançar qualquer profundidade que exceda 100 pm; é difícil agir assim enquanto se alcançam certos níveis de propriedades mecânicas.

[0045] Então, na presente invenção, um óxido cristalino é formado nas regiões a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 10 pm, que estão localizadas em contato direto com as camadas de revestimento de zinco, e esse óxido cristalino é composto de grãos de cristal de Fe, nos quais átomos de Si e Mn estão contidos de modo as serem distribuídos nas regiões a partir das fronteiras até uma profundidade de 1 pm.

[0046] Se esse óxido interno existir apenas nas bordas dos grãos e não dentro dos grãos, não se pode evitar que os elementos oxidáveis no aço sejam suficientemente difundidos dentro dos grãos em alguns casos, embora se possa evitar que eles sejam difundidos nas bordas dos grãos. Isto significa que pode ocorrer a oxidação interna não apenas n as bordas dos grãos mas também dentro dos grãos.

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Mais especificamente, é necessário que um óxido cristalino que seja composto de grãos de cristal de Fe nos quais átomos de Si e Mn estão contidos de modo a serem distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 mm seja formado nas regiões a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 10 mm A presença de um óxido dentro dos grãos do ferro base limita as quantidades de Si e Mn dissolvidos dentro dos grãos do ferro base próximo ao óxido. Como resultado, é evitado que os átomos de Si e Mn se difundam dentro dos grãos de ferro base e consequentemente se concentrem nas superfícies da chapa de aço base.

[0047] Nota-se que não há problemas mesmo se o óxido cristalino, que é composto de grãos de cristal de Fe nos quais átomos de Si e Mn estão assim contidos de modo a serem distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 mm, crescer até alcançar qualquer profundidade que exceda 10 mm a partir das superfícies da chapa de aço base. Entretanto, o limite superior de profundidade é ajustado em 10 mm para cada região na qual é formado o óxido complexo cristalino à base de Si e Mn na qual os átomos de Si e Mn estão contidos de modo a serem distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 mm; com qualquer profundidade da região que exceda 10 mm, o efeito de tornar a chapa de aço mais capaz de reter o revestimento paralisa. Também, não há problemas mesmo se o óxido cristalino que é composto de grãos de cristal de Fe nos quais átomos de Si e Mn estão contidos de modo a serem distribuídos nas regiões a partir das bordas até ma profundidade que exceda 1 mm. Entretanto, o limite superior da profundidade dos limites dos grãos foi ajustado em 1 mm; com qualquer profundidade a partir das bordas dos grãos que exceda 1 mm, o efeito de tornar a chapa de aço mais capaz de reter revestimento é paralisado.

[0048] Na presente invenção, portanto, um ou mais tipos de óxi

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17/34 dos selecionados entre óxidos de Fe, Si, Mn, Al, P, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni são formados nas porções superficiais da chapa de aço, isto é, as porções localizadas em contato direto com as camadas de revestimento resultantes e se estendendo de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 mm, com a quantidade total de óxidos por lado na faixa de 0,01 a 0,5 g/m², e um óxido cristalino que seja composto de grãos de cristal de Fe nos quais átomos de Si e Mn estão contidos de modo a serem distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 mm é formado nas regiões a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 10 mm, que estão também localizadas em contato direto com as camadas de revestimento.

[0049] Para fazer assim, isto é, para formar um ou mais tipos de óxidos selecionados entre óxidos de Fe, Si, Mn, Al. P, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni nas porções superficiais das chapas de aço, isto é, as porções localizadas em contato direto com as camadas de revestimento resultantes e se estendendo da superfície da chapa base até uma profundidade de 100 mm, com a quantidade total de óxidos por lado na faixa de 0,01 a 0,5 g/m² e para formar um óxido cristalino que é composto de grãos de cristal de Fe nos quais átomos de Si e Mn estão contidos para serem distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 mm nas regiões a partir do fundo de cada camada de revestimento até uma profundidade de 10 mm, a chapa de aço base deve ser recozida e galvanizada em um CGL equipado com um forno de aquecimento do tipo de todos os tubos radiantes com condições de galvanização controladas de forma que a pressão parcial do oxigênio atmosférico (Po2) deva satisfazer a equação (1) abaixo quando a temperatura no forno de recozimento estiver na faixa entre 600°C e 900°C inclusive:

-12 + 0,5 x [Si] + 0,2 x [Mn] < LogPo2 < -4 .....(1)

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18/34 [0050] em que [Si] e [Mn] representam as razões de teor de Si e de Mn no aço (% em massa), respectivamente, e PO2 a pressão parcial do oxigênio (Pa).

[0051] Em qualquer temperatura,menor que 600°C, resulta uma reação de oxidação interna incompleta. Em qualquer temperatura igual ou maior que 900°C, entretanto, é difícil completar a reação de oxidação interna enquanto se garante a alta qualidade do material resultante,. Portanto, a temperatura na qual a pressão parcial do oxigênio atmosférico (Po2) é controlada para satisfazer a equação apresentada acima deve estar entre 600°C e 900°C inclusive.

[0052] Sob as mesmas condições de recozimento, a quantidade de Si (e/ou de Mn) que se concentra nas superfícies da chapa de aço base aumenta na proporção da quantidade de Si (e/ou de Mn) no aço. Em um único tipo de aço há uma tendência para o Si (e/ou Mn) que existe no aço sofrer oxidação interna se o potencial do oxigênio atmosférico for relativamente alto; assim a quantidade de Si (e/ou de Mn) que se concentra nas superfícies da chapa de aço base diminui à medida que o potencial de oxigênio atmosférico aumenta. Portanto, o potencial de oxigênio atmosférico deve ser aumentado em proporção à quantidade de Si (e/ou de Mn) no aço. Experiências de laboratório revelaram que o fator de probabilidade é 0,5 para a quantidade de Si no aço e 0,2 para a quantidade de Mn no aço e que a interseção é -12. Com base nessas descobertas, na presente invenção, os limites superior e inferior de LogPo2 são ajustados em -4 e -12+0,5x[Si]+0,2x[Mn], respectivamente. Quaisquer condições sob as quais LogPo2 seja menor que -12+0,5x[Si]+0,2x[Mn] levam a uma oxidação interna incompleta. Por outro lado, quaisquer condições sob as quais LogPo2 exceda -4 não causam problemas. Entretanto, tais condições levam a um custo aumentado de controle da atmosfera, e um grau suficiente de oxidação pode ser garantido mesmo sob condições mais suaves; porPetição 870180154273, de 23/11/2018, pág. 21/44

19/34 tanto, o limite superior de LogPo2 é ajustado em -4.

[0053] Nota-se que LogPo2 pode ser calculado pelos cálculos de equilíbrio a partir dos valores controlados das concentrações de H2O e H2 derivados do ponto de orvalho. É preferível que LogPo2 seja controlado pelo controle das concentrações de H2O e H2, não pela medição direta de LogPo2. LogPo2 pode ser calculado pela Equação (2) abaixo:

Po2 = (PH2O/PH2)² x exp(AG/RT) .....(2) [0054] (AG = energia livre de Gibbs; R: constante gasosa; T: temperatura) [0055] Qualquer método pode ser usado para derivar as concentrações de H2O e H2 a partir do ponto de orvalho sem limitação particular. Métodos típicos incluem um no qual uma certa quantidade de gás é amostrada, o ponto de orvalho da amostra é medido em um medidor de ponto de orvalho (por exemplo, Dew Cup), e então a pressão parcial da H2O é determinada; um no qual a concentração de H2 é medida em um medidor de H2 disponibilizado comercialmente; e um no qual a pressão da atmosfera é medida e então as pressões parciais de H2O e H2 são determinadas e acordo com as proporções desses dois tipos de gás.

[0056] Se Po2 for alto, o gás N2-H2 é introduzido para diminuir o ponto de orvalho, ou a concentração de gás H2 é aumentada. Se Po2 for baixo, entretanto, gás N2-H2 vaporoso é introduzido para aumentar o ponto de orvalho, ou uma leve quantidade de gás O2 é adicionada.

[0057] Adicionalmente, na presente invenção, as porções da chapa de aço base na qual óxidos complexos cristalinos à base de Si e Mn crescem são preferivelmente compostos de ferrita, que é macio e processável, para uma capacidade melhorada de retenção do revestimento.

[0058] Além disso, na presente invenção, a chapa de aço tem camadas de revestimento de zinco formadas em ambos os seus lados

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20/34 com a quantidade de revestimento por lado na faixa de 20 a 120 g/m². Com qualquer quantidade de revestimento por lado menor que 20 g/m², é difícil garantir níveis aceitáveis de propriedades anticorrosivas. Com qualquer quantidade de revestimento por lado que exceda 120 g/m², entretanto, a capacidade de reter revestimento é reduzida.

[0059] Quanto à ligação, na qual uma chapa de aço galvanizada é aquecida até uma temperatura entre 450°C e 550°C in clusive, o grau de ligação está preferivelmente na faixa de 7 a 15%. Qualquer grau de ligação menor que 7% leva a ligação desuniforme e a um nível reduzido de resistência à esfoliação. Qualquer grau de ligação que exceda 15%, entretanto, leva a uma capacidade reduzida de retenção do revestimento.

[0060] A seguir descreve-se um método para produção de uma chapa de aço galvanizada conforme a presente invenção e os fundamentos para especificar o método de produção conforme abaixo.

[0061] Após um bloco de aço tendo a composição química descrita acima ser laminado a quente, a chapa de aço resultante é laminada a frio a uma taxa de redução na faixa de 40 a 80%, e então recozida e galvanizada em uma linha de galvanização equipada com um forno de aquecimento de todos os tubos radiantes. A galvanização deve ser executada de tal forma que a pressão parcial do oxigênio atmosférico (Pos) deva satisfazer a equação (1) abaixo quando a temperatura no forno de recozimento estiver entre 600°C e 900°C in clusive. Este é o requisito mais importante da presente invenção. Uma vez que a pressão parcial do oxigênio atmosférico (Po2) é controlada durante o recozimento e/ou a galvanização na forma descrita acima, o potencial de oxigênio é aumentado, e esse potencial de oxigênio aumentado permite que Si, Mn e outros elementos oxidáveis sofram oxidação interna prévia, imediatamente antes do revestimento; e Si e Mn localizados nas porções superficiais da chapa de aço base perdem sua atividade

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21/34 até certo ponto. Ao mesmo tempo, é evitado que esses elementos sofram oxidação externa; como resultado, a chapa de aço base é completamente revestida e se torna mais capaz de reter revestimento.

-12 + 0,5 x [Si] + 0,2 x [Mn] < LogPo2 < -4 .....(1) [0062] em que [Si] e [Mn] representam as razões de teor de Si e de Mn no aço (% em massa) respectivamente, e Po2 a pressão parcial do oxigênio (Pa).

[0063] Para laminação a quente, qualquer ajuste de condições podem ser usado sem limitações particulares.

[0064] Após a laminação a quente, a chapa de aço resultante é preferivelmente lavada em, um ácido de forma que as carepas sejam removidas das superfícies da chapa de aço; então a chapa de aço prossegue para a laminação a frio.

[0065] A taxa de redução para laminação a frio deve estar entre 40% e 80% inclusive. Se a taxa de redução for menor que 40%, a chapa de aço resultante frequentemente tem níveis reduzidos de propriedades mecânicas devido a uma temperatura de recristalização reduzida. Se a taxa de redução exceder 80%, entretanto, não apenas a laminação é uma tarefa custosa devido à alta resistência da chapa de aço, mas também alguns dos elementos contidos na chapa de aço se concentram nas superfícies da chapa de aço durante o recozimento, tornando assim a chapa de aço difícil de revestir.

[0066] A chapa de aço laminada a frio é então recozida em um CGL cujo forno de aquecimento é um forno de aquecimento do tipo todos os tubos radiantes, e então galvanizada, e então., opcionalmente, ligada.

[0067] Esse forno de aquecimento do tipo todos os tubos radiantes é usado para executar aquecimento e enxágue. No aquecimento, a zona de aquecimento, isto é, o compartimento anterior ao forno de aquecimento, é usado para aquecer a chapa de aço até uma certa

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22/34 temperatura. No enxágue, a zona de enxágue, isto é, o compartimento posterior ao forno de aquecimento, é usado para manter a chapa de aço a uma certa temperatura por um certo período de tempo.

[0068] Para formar um ou mais tipos de óxidos selecionados entre óxidos de Fe, Si, Mn, Al, P, B, Nb, Ti, Cr. Mo, Cu e Ni nas porções superficiais da chapa de aço, isto é, as porções que se estendem a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 mm, com uma quantidade total de óxidos por lado na faixa de 0,01 a 0,5 g/m² e formar um óxido cristalino que é composto de grãos de cristal de Fe nos quais átomos de Si e Mn estão contidos de modo a serem distribuídos nas regiões das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 mm nas regiões a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 10 mm, que estão também localizadas em contato direto com as camadas de revestimento, conforme descrito acima, a chapa de aço base deve ser galvanizada de forma tal que a pressão parcial do oxigênio atmosférico (Po2) deve satisfazer a Equação (1) abaixo quando a temperatura no forno de recozimento estiver entre 600°C e 900°C inclusive. Para esse fi m, algumas medidas podem ser tomadas; por exemplo, se Po2 no CGL for alto, gás N2H2 é introduzido para diminuir o ponto de orvalho, ou a concentração de gás H2 é aumentada, e se Po2 no CGL for baixo, gás N2-H2 vaporoso é introduzido para aumentar o ponto de orvalho, ou uma leve quantidade de gás O2 é adicionada. Através dessas operações, as concentrações de H2O e H2 são controladas, e LogPo2 é, consequentemente, controlado.

-12 + 0,5 x [Si] + 0,2 x [Mn] < LogPo2 < -4 .....(1) [0069] em que [Si] e [Mn] representam as razões de teor de Si e de Mn no aço (% em massa) respectivamente, e Po2 a pressão parcial do oxigênio (Pa).

[0070] Nota-se que se a fração de volume de H2 for menor que

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10%, o efeito de ativação com base na redução química não pode ser exercido, e assim a chapa de aço resultante tem uma capacidade reduzida de retenção de revestimento. O limite superior não é especificado; entretanto, aumentar a fração de volume de H2 para exceder 75% é uma tarefa cara, e o efeito da adição de H2 paralisa uma vez que a fração de volume de H2 alcance 75%. Em termos de custo, portanto, a fração de volume de H2 é preferivelmente igual a ou menor que 75%.

[0071] A galvanização pode ser executada por qualquer um dos métodos comuns.

[0072] Se a ligação for executada após a galvanização, a chapa de aço galvanizada é aquecida até uma temperatura entre 450°C e 550°C inclusive, para ser ligada; a razão de teor d e Fe contido nas camadas de revestimento resultantes é preferivelmente na faixa de 7 a 15% em massa.

EXEMPLOS [0073] A seguir se descreve a presente invenção em maiores detalhes em relação a exemplos.

[0074] As chapas de aço laminadas a quente feita de acordo com as composições especificadas na Tabela 1 foram lavadas em um ácido até as carepas terem sido removidas. As chapas de aço obtidas foram então laminadas a frio sob as condições especificadas na Tabela 2 em chapas de aço cada uma tendo uma espessura de 1,0 mm.

TABELA 1

Aço n°	C	Si	Mn	Al	P	S	Cr	Mo	B	Nb	Cu	Ni	Ti
A	0,02	0,2	1,0	0,03	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	-
B	0,05	0,2	2,0	0,03	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	-
C	0,15	0,2	2,1	0,03	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	-
D	0,05	1	2,0	0,03	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	-
E	0,05	1,9	2,1	0,03	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	-
F	0,05	0,2	2,9	0,03	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	-

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Aço n° G	C 0,05	Si 0,2	Mn 2,0	Al 0,9	P 0,01	S 0,004	Cr	Mo	B	Nb	Cu	Ni	Ti
H	0,05	0,2	2,1	0,03	0,05	0,004	-	-	-	-	-	-	-
I	0,05	0,2	1,9	0,03	0,01	0,009	-	-	-	-	-	-	-
J	0,05	0,2	1,9	0,02	0,01	0,004	0,8	-	-	-	-	-	-
K	0,05	0,2	1,9	0,03	0,01	0,004	-	0,1	-	-	-	-	-
L	0,05	0,2	2,2	0,03	0,01	0,004	-	-	0,003	-	-	-	-
M	0,05	0,2	2,0	0,05	0,01	0,004	-	-	0,001	0,03	-	-	-
N	0,05	0,2	1,9	0,03	0,01	0,004	-	0,1	-	-	0,1	0,2	-
O	0,05	0,2	1,9	0,04	0,01	0,004	-	-	0,001	-	-	-	0,02
P	0,05	0,2	1,9	0,03	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	0,05
Q	0,16	0,2	2,2	0,03	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	-
R	0,02	2,1	2,0	0,03	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	-
S	0,02	0,2	3,1	0,03	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	-
T	0,02	0,2	1,9	1,1	0,01	0,004	-	-	-	-	-	-	-
U	0,02	0,2	1,9	0,03	0,07	0,004	-	-	-	-	-	-	-
V	0,02	0,2	1,9	0,03	0,01	0,02	-	-	-	-	-	-	-

[0075] As chapas de aço laminadas a frio obtidas da forma descrita acima foram ajustadas dentro de uma CGL cujo forno de recozimento era um forno de aquecimento do tipo todos os tubos radiantes. As chapas de aço foram então enfiadas através da CGL com o Po2 da atmosfera de recozimento controlado conforme especificado na Tabela 2, e então recozidas ao serem aquecidas até 850°C n a zona de aquecimento e mantidas a 850°C na zona de enxágüe, e su bsequentemente galvanizada em um banho de Zn contendo Al a 460°C. A atmosfera no forno de recozimento incluindo o forno de aquecimento e o forno de enxágue podem ser considerados como tendo sido substancialmente uniforme. Nota-se que a pressão parcial do oxigênio e o grau de temperatura foram medidos em um volume de gás atmosférico amostrado da porção central do forno de recozimento (na verdade, a porção localizada 1 m acima do findo do forno e no lado da unidade de operação (lado Op)), [0076] Quanto ao controle do ponto de orvalho da atmosfera, um

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25/34 ajuste independente da tubulação foi construído previamente para permitir o fluxo de gás N2 vaporoso, que foi obtido pelo aquecimento de um tanque de água colocado no N2, então o gás H2 foi introduzido e misturado com o gás N2 vaporoso, e subsequentemente o gás misto foi introduzido no forno; dessa forma, o ponto de orvalho da atmosfera foi controlado. O % de H2 da atmosfera foi controlado regulando-se a quantidade de gás H2 introduzida no gás N2 usando-se uma válvula de gás.

[0077] As chapas de aço GA foram formadas em um banho de Zn contendo Al a 0,14%, e as GI em um banho de Zn contendo Al a 0,18%. A quantidade de revestimento foi ajustada para 40 g/m², 70 g/m² ou 140 g/m² (a quantidade de revestimento por lado) por secagem a gás. GA significa que as chapas de aço foram ligadas.

[0078] As chapas de aço galvanizadas (GA e GI) obtidas da forma descrita acima foram avaliadas quanto à beleza da aparência (aparência do revestimento), capacidade de retenção do revestimento durante o processamento pesado, e capacidade de processamento, e então submetidas à medição do grau de oxidação interna, isto é, a quantidade de óxidos nas porções superficiais de sua própria chapa de aço base, que estava localizada em contato direto com as camadas de revestimento e tinham uma espessura de 100 mm, então a caracterização do óxido cristalino contendo Si e Mn e existente na superfície de suas próprias chapas de aço base, que estavam também localizadas em contato direto com as camadas de revestimento e tinham uma espessura de 10 mm, para sua forma cristalográfica e lado de crescimento, e subsequentemente a determinação das deposições em grãos debaixo das camadas de revestimento nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 mm. Os métodos de medição e os critérios de aceitação usados estão descritos abaixo.

BELEZA NA APARÊNCIA

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26/34 [0079] A beleza na aparência foi julgada como sendo favorável (símbolo: O) se nenhum defeito na aparência tal como revestimento incompleto ou ligação desuniforme for encontrado, e pobre (símbolo: x) se qualquer um desses defeitos for encontrado.

CAPACIDADE DE RETER O REVESTIMENTO [0080] Para a capacidade de reter o revestimento durante o processamento pesado, é necessário para as chapas de aço GA que as chapas de aço revestidas deveriam ser capazes de reter bem o revestimento mesmo se elas forem dobradas a um ângulo maior que 90° e subsequentemente também dobradas para fazer um ângulo mais agudo. Nessa série de exemplos, cada uma das chapas de aço relevantes foi dobrada a um ângulo de 120°, uma peça de fita a desiva foi colada à porção dobrada e removida, e então a quantidade de revestimento retirada por unidade de comprimento foi determinada pelo número de contagem de Zn medidos por análise de fluorescência de raio-x. Então, as chapas de aço galvanizadas foram classificadas de acordo com a classificação apresentada abaixo e julgada estar de acordo em termos da capacidade de reter revestimento (símbolo: O) se o grau for 1 ou 2, e em desacordo (símbolo: x) se o grau for 3 ou pior.

[0081] Contagem de Zn na análise se fluorescência de raio-x: Grau a < 500: 1 (melhor) > 500 a < 1000: 2 > 1000 a < 2000: 3 > 2000 a < 3000: 4 > 3000: 5 (pior) [0082] Para chapas de aço GI, é necessário que o revestimento deva ser retido durante o teste de impacto. Cada uma das chapas de aço relevantes foi submetida ao teste de impacto de bola, então uma peça da fita foi anexada às porções danificadas e removida, e subse

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27/34 quentemente as chapas de aço foram inspecionadas visualmente para camadas de revestimento retiradas.

[0083] O: nenhuma retirada de camada de revestimento observada [0084] x: alguma porção das camadas de revestimento destacadas CAPACIDADE DE PROCESSAMENTO [0085] Quanto à capacidade de processamento, os espécimes de teste da JIS n° 5 foram preparados, e a sua resistência à tração (TS (MPa)) e o seu alongamento percentual (El (%)) foram medidos. As chapas de aço galvanizadas das quais foram obtidos os espécimes de teste que tinham um valor de TS x El igual a ou maior que 22000 foram julgadas como estando de acordo, e aquela cujos espécimes de teste tiveram um valor de TS x El menor que 22000 foram julgadas como em desacordo.

GRAU DE OXIDAÇÃO INTERNA [0086] O grau de oxidação interna é medido pela fusão do forno de impulso/espectrometria de absorção de infravermelho. Esse método, entretanto, requer a subtração da quantidade de oxigênio contido no material base (isto é, uma chapa de aço de alta resistência que ainda não tenha sido recozida). Na presente invenção, portanto, cada chapa de aço de alta resistência foi polida em ambos os lados após ciclos de recozimento até uma espessura de 100 mm ou mais das porções superficiais serem removidos, a chapa de aço resultante foi então submetida à medição da concentração de oxigênio no aço (a concentração medida foi chamada quantidade de oxigênio do material base OH), e separadamente a chapa de aço de alta resistência foi submetida à medição da concentração de oxigênio no aço ao longo de toda a sua espessura imediatamente após os ciclos de recozimento (a concentração medida foi chamada de quantidade de oxigênio após a oxidação interna OI). A quantidade de oxigênio após a oxidação interna

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28/34 da chapa de aço de alta resistência, OI, e a quantidade de oxigênio do material base, OH, obtidas dessa forma foram usadas para calcular a diferença entre Oi e Oh (= OI - OH), e essa diferença foi convertida na quantidade por unidade de área (isto é, 1 m²) por lado (g/m²). O valor obtido foi usado como o grau de oxidação interna.

[0087] Local de crescimento do óxido complexo cristalino à base de Si e de Mn que existe nas porções superficiais da chapa de aço isto é, as porções da chapa de aço base que estão localizadas em contato direto com as camadas de revestimento e tiveram uma espessura de 10 pm, e deposição em grãos sob as camadas de revestimento nas regiões a partir das bordas dos grãos até uma profundidade de 1 pm [0088] Após as camadas de revestimento serem dissolvidas e removidas, a seção transversal da chapa de aço foi observada em um SEM, e as deposições em grãos foram observadas por difratometria eletrônica para determinar se as deposições estavam em suas formas cristalinas ou não, e então caracterizadas por EDX e EELS. As deposições foram julgadas estarem contendo óxidos de Si e Mn se elas estivessem na forma cristalina e compostas principalmente se Si e Mn. Com a ampliação da vista escolhida na faixa de 5000 a 20000, foram feitas observações em cinco posições por chapa de aço. Cada chapa de aço foi julgada para manter o óxido contendo Si e Mn se o óxido contendo Si e Mn foi observado em uma ou mais das cinco posições. Então, para determinar se o local de crescimento da oxidação interna foi composto de ferrita ou não, a seção transversal SEM foi executada, procurando por qualquer camada secundária; o local de crescimento da oxidação interna foi julgado ser composto de ferrita se nenhuma camada secundária foi encontrada. Quanto ao óxido existente nas regiões a partir do fundo de cada camada de revestimento até uma profundidade de 10 pm, que poderia ser composta de grãos de cristal de Fe nos quais átomos de Si e Mn estavam contidos de modo a serem

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29/34 distribuídos nas regiões a partir das bordas dos grãos da chapa de aço base até uma profundidade de 1 mm, as deposições dos óxidos foram amostradas pelo método de extração de réplica das seções transversais, e então as amostras obtidas foram analisadas de forma similar à descrita acima.

[0089] Os resultados dos processos de avaliação descritos acima estão apresentados na Tabela 2 juntamente com as condições de produção.

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TABELA 2 (1^a PARTE)

N°	Aço	Condições e Produção	Grau de oxidação interna	Óxido interno em 10 m a partir do fundo das camadas de revestimento	Quantidade de revestimento	Tipo de revestimento
N°	Si (%)	Mn (%)	Taxa de redução da laminação a frio	LogPo2 do forno de recozimento	-12+0,5x [Si]+0,2x [Mn]	-12+0,5x [Si]+0,2x [Mn] <LogPo2 < 4 satisfeito a 600°C até 900°C	Temperatura de ligação	Presença / Ausência	Presença /Ausência de deposições em gãos sob camadas de revestimento em < 1 nm das bordas dos grãos
1	A	0,2	1,9	50	-12	-11,5	x	500	0,001	x	x	40	GA
2	A	0,2	1,9	50	-11	-11,5	O	500	0,02	O	O	40	GA
3	A	0,2	1,9	50	-11	-11,5	O	-	0,02	O	O	70	GI
4	A	0,2	1,9	50	-12	-11,5	x	-	0,001	x	x	70	GI
5	A	0,2	1,9	50	-11	-11,5	O	500	0,02	O	O	130	GA
6	A	0,2	1,9	50	-12	-11,5	x	500	0,01	O	x	40	GA
7	A	0,2	1,9	50	-9	-11,5	O	500	0,08	O	O	40	GA
8	A	0,2	1,9	50	-7	-11,5	O	500	0,31	O	O	40	GA
9	A	0,2	1,9	50	-5	-11,5	O	500	0,44	O	O	40	GA
10	A	0,2	1,9	50	-3	-11,5	x	500	0,78	O	O	40	GA
11	B	0,2	2,0	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA
12	C	0,2	2,1	50	-10	-11,5	O	500	0,04	O	O	40	GA
13	D	1,0	2,0	50	-10	-11,1	O	500	0,05	O	O	40	GA
14	E	1,9	2,1	50	-10	-10,6	O	500	0,04	O	O	40	GA
15	F	0,2	2,9	50	-10	-11,3	O	500	0,03	O	O	40	GA
16	G	0,2	2,0	50	-10	-11,5	O	500	0,02	O	O	40	GA
17	H	0,2	2,1	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA

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	Aço	Condições	e	Produção	Grau de oxida-	Óxido interno a partir do camadas de	em 10 m fundo das revestimento	Quantidade de	Tipo de revestimento
N°	N°	Si	Mn	Taxa de	LogPo2	-12+0,5x	-12+0,5x	Temperatura	ção inter-	Presença /	Presença /Ausência	revestimento
		(%)	(%)	redução	do forno	[Si]+0,2x	[Si]+0,2x	de ligação	na	Ausência	de deposições em
				da	de	[Mn]	[Mn] <LogPo2				gãos sob camadas
				laminação	recozimento		< 4 satisfeito				de revestimento em
				a frio			a 600°C até				< 1 nm das bordas
							900°C				dos grãos
18	I	0,2	1,9	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA
19	J	0,2	1,9	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA
20	K	0,2	1,9	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA
21	L	0,2	2,2	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA
22	M	0,2	2,0	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA
23	N	0,2	1,9	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA
24	O	0,2	1,9	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA
25	P	0,2	1,9	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA
26	Q	0,2	2,2	50	-10	-11,5	O	500	0,03	O	O	40	GA
27	R	2,1	2,0	50	-10	-10,6	O	500	0,21	O	O	40	GA
28	S	0,2	3,1	50	-10	-11,3	O	500	0,05	O	O	40	GA
29	T	0,2	1,9	50	-10	-11,5	O	500	0.03	O	O	40	GA
30	U	0,2	1,9	50	-10	-11,5	O	500	0.03	O	O	40	GA
31	V	0,2	1,9	50	-10	-11,5	O	500	0.03	O	O	40	GA

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TABELA 2 (2^a PARTE)

N°	Razão do teor de Fe nas camadas de revestimento (% em massa)	Aparência do revestimento	Capacidade de reter o revestimento	TS (MPa)	El (%)	TS x El	Capacidade de processamento	Classe do Exemplo
1	10	x	O	624	38,9	24274	OK	Exemplo Comparativo
2	10	O	O	622	36,9	22952	OK	Exemplo da Inveção
3	_-	O	O	625	38,4	24000	OK	Exemplo da Inveção
4	_-	x	O	623	38,2	23799	OK	Exemplo Comparativo
5	10	O	x	626	38,9	24351	OK	Exemplo Comparativo
6	10	x	O	628	36,4	22859	OK	Exemplo Comparativo
7	10	O	O	626	37,4	23412	OK	Exemplo da Inveção
8	10	O	O	630	38,6	24318	OK	Exemplo da Inveção
9	10	O	O	627	36,9	23136	OK	Exemplo da Inveção
10	10	O	x	633	35,1	22218	OK	Exemplo Comparativo
11	10	O	O	625	36,3	22688	OK	Exemplo da Invenção
12	10	O	O	623	39,4	24546	OK	Exemplo da Invenção
13	10	O	O	996	25,4	25298	OK	Exemplo da Invenção
14	10	O	O	985	24,2	23837	OK	Exemplo da Invenção
15	10	O	O	756	29,8	22529	OK	Exemplo da Invenção
16	10	O	O	651	36,1	23501	OK	Exemplo da Invenção
17	10	O	O	641	39,4	25255	OK	Exemplo da Invenção
18	10	O	O	632	36,7	23194	OK	Exemplo da Invenção
19	10	O	O	628	37,8	23736	OK	Exemplo da Invenção
20	10	O	O	629	38,6	24279	OK	Exemplo da Invenção
21	10	O	O	638	37,2	23734	OK	Exemplo da Invenção
22	10	O	O	639	36,9	23579	OK	Exemplo da Invenção

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N°	Razão do teor de Fe nas camadas de revestimento (% em massa)	Aparência do revestimento	Capacidade de reter o revestimento	TS (MPa)	El (%)	TS x El	Capacidade de processamento	Classe do Exemplo
23	10	O	O	625	37,5	23438	OK	Exemplo da Invenção
24	10	O	O	623	36,9	22989	OK	Exemplo da Invenção
25	10	O	O	619	38,4	23770	OK	Exemplo da Invenção
26	10	O	O	1562	10,2	15932	NG	Exemplo Comparativo
27	10	x	x	628	32,5	20410	NG	Exemplo Comparativo
28	10	x	x	633	31,1	19686	NG	Exemplo Comparativo
29	10	x	O	628	34,4	21603	NG	Exemplo Comparativo
30	10	x	x	1366	11,2	15299	NG	Exemplo Comparativo
31	10	O	O	659	32,7	21549	NG	Exemplo Comparativo

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34/34 [0090] Como pode ser visto da Tabela 2, as chapas de aço GI e as GA feitas pelo método conforme a presente invenção (exemplos da invenção) são muito processáveis, altamente capazes de reter revestimento durante o processamento pesado, e favorável em termos de beleza da aparência do revestimento apesar de serem chapas de aço de alta resistência cada uma contendo grandes quantidades de Si, Mn e outros elementos oxidantes.

[0091] Por outro lado, os exemplos comparativos são inferiores em um ou mais entre a beleza da aparência do revestimento, capacidade de processamento e capacidade de reter o revestimento durante o processamento pesado.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL [0092] As chapas de aço galvanizadas conforme a presente invenção são excelentes em termos de capacidade de processamento, capacidade de reter o revestimento durante o processamento pesado, e resistência e assim pode ser usada como chapas de aço com superfície tratada para corpos de automóveis mais leves e mais fortes. Além de automóveis, elas podem ser usadas em várias indústrias inclusive eletrodomésticos e materiais de construção, devido à sua natureza como chapas de aço com superfície tratada obtidas tratando-se chapas de aço base para dar propriedades antioxidantes.

Claims

reivindicações

1. Chapa de aço galvanizada, caracterizada pelo fato de que compreende:

uma chapa de aço base consistindo dos elementos, em % em massa:

C: 0,01 a 0,15%,

Si: 0,001 a 2,0%,

Mn: 0,1 a 3,0%,

Al: 0,001 a 1,0%,

P: 0,005 a 0,060%,

S < 0,01%, e

Fe e as inevitáveis impurezas como equilíbrio;

uma camada de revestimento de zinco formada em ambos os lados da chapa de aço base com uma quantidade de revestimento por lado em uma faixa de 20 a 120 g/m²;

um ou mais tipos de óxidos selecionados entre óxidos de Fe, Si, Mn, Al, P, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni que existem em uma porção superficial da chapa de aço, isto é, uma porção localizada em contato direto com a camada de revestimento de zinco e se estendendo a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 mm, com uma quantidade total de óxidos por lado em uma faixa de 0,01 a 0,5 g/m², em que os óxidos de B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni estão presentes somente no caso de B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni estiverem presentes na chapa de aço base; e um óxido cristalino existente em uma profundidade de 1 mm a partir da borda do grão de um cristal de Fe, em uma região a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 10 mm, que está também localizada em contato direto com a camada de revestimento de zinco, o óxido cristalino compreendendo átomos de Si e Mn.

Petição 870190046235, de 17/05/2019, pág. 4/11

2. Chapa de aço galvanizada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende opcionalmente um ou mais tipos de elementos selecionados entre, em % em massa:

B: 0,001 a 0,005%,

Nb: 0,005 a 0,05%,

Ti: 0,005 a 0,05%,

Cr: 0,001 a 1,0%,

Mo: 0,05 a 1,0%,

Cu: 0,05 a 1,0%, e

Ni: 0,05 a 1,0%.

2/4

3/4 nados entre óxidos de Fe, Si, Mn, Al, P, B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni que existem na porção superficial da chapa de aço, isto é, uma porção localizada em contato direto com a camada de revestimento de zinco, e se estendendo a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 100 mm, com uma quantidade total de óxidos por lado em uma faixa de 0,01 a 0,5 g/m²;

em que os óxidos de B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni estão presentes somente no caso de B, Nb, Ti, Cr, Mo, Cu e Ni estiverem presentes na chapa de aço base, e com um óxido cristalino existente em uma profundidade de 1 mm a partir da borda do grão de um cristal de Fe, em uma região a partir de cada superfície da chapa de aço base até uma profundidade de 10 mm, que está também localizada em contato direto com a camada de revestimento de zinco, o óxido cristalino sendo composto de átomos de Si e Mn:

-12 + 0,5 x [Si] + 0,2 x [Mn] < LogPo2 < -4 (1) em que [Si] e [Mn] representam a razão de teor de Si e de Mn no aço (% em massa), respectivamente, e Po2 a pressão parcial do oxigênio (Pa).

4. Método para produção de uma chapa de aço galvanizada, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que chapa de aço compreende opcionalmente um ou mais tipos de elementos selecionados entre, em % em massa:

B: 0,001 a 0,005%,

Nb: 0,005 a 0,05%,

Ti: 0,005 a 0,05%,

Cr: 0,001 a 1,0%,

Mo: 0,05 a 1,0%,

Cu: 0,05 a 1,0%, e

Ni: 0,05 a 1,0%.

5. Método para produção de uma chapa de aço galvanizaPetição 870190046235, de 17/05/2019, pág. 6/11

3. Método para produzir uma chapa de aço galvanizada, caracterizado pelo fato de que compreende:

recozer e galvanizar uma chapa de aço consistindo dos elementos, em % em massa:

C: 0,01 a 0,15%,

Si: 0,001 a 2,0%,

Mn: 0,1 a 3,0%,

Al: 0,001 a 1,0%,

P: 0,005 a 0,060%,

S < 0,01%, e

Fe e as inevitáveis impurezas como equilíbrio, em uma linha de galvanização contínua com condições de galvanização controladas, de modo que a pressão parcial do oxigênio atmosférico (Po2) deve satisfazer a Equação (1) abaixo quando a temperatura no forno de recozimento está entre 600°C e 900°C, inclusivo, e de modo que a chapa de aço galvanizada seja gerada, com uma camada de revestimento de zinco formada em ambos os lados da chapa de aço base com uma quantidade de revestimento por lado em uma faixa de 20 a 120 g/m², com um ou mais tipos de óxidos selecioPetição 870190046235, de 17/05/2019, pág. 5/11

4/4 da, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda, após a galvanização, a ligação da chapa de aço pelo aquecimento da mesma a uma temperatura entre 450°C e 550°C, inclusivo, até uma razão de teor de Fe na camada de revestimento de zinco estar em uma faixa de 7 a 15% em massa.