BR112015005419B1 - Chapa de aço laminada a quente e método para fabricar a mesma - Google Patents

Abstract

CHAPA DE AÇO LAMINADA A QUENTE E MÉTODO PARA FABRICAR A MESMA. Trata-se de uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência e razão de rendimento baixa que tem tenacidade excelente à baixa temperatura e é apropriada como um material bruto de cano de aço. A presente invenção tem uma composição que inclui 0,03% a 0,10% de C, 0,01% a 0,50% de Si, 1,4% a 2,2% de Mn, não mais do que 0,025% de P, não mais do que 0,005% de S, 0,005% a 0,10% de Al, 0,02% a 0,10% de Nb, 0,001% a 0,030% de Ti, 0,01% a 0,50% de Mo, 0,01% a 0,50% de Cr e 0,01% a 0,50% de Ni, Moeq preferencialmente satisfazendo uma faixa de 1,4% a 2,2% e as camadas internas têm uma estrutura que inclui ferrita bainítica que tem um tamanho de grão médio não mais do que 10 μm como uma fase principal e martensita massiva que tem uma razão de área de superfície de 1,4 a 15% e uma razão de aspecto menor que 5,0 como uma segunda fase, a camada de superfície compreende uma fase de martensita temperada ou uma fase de martensita temperada e uma fase de bainita temperada.

Description

Campo da Técnica

[0001] A presente invenção refere-se a uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência com uma baixa razão de rendimento adequada como um material para tubos de aço em espiral e tubos soldados por resistência elétrica (ERW) para uso em tubos para oleodutos e um método para fabricar a chapa de aço laminada a quente com alta resistência e com uma baixa razão de rendimento. Em particular, a presente invenção refere-se a manter uma baixa razão de rendimento e alta tenacidade à baixa temperatura enquanto evita uma diminuição no limite de elasticidade após a fabricação de tubo.

Antecedentes da Técnica

[0002] Os canos de aço em espiral são fabricados enrolando-se de modo helicoidal uma chapa de aço. Os tubos de aço de diâmetro grande podem ser fabricados de modo eficaz com o uso desse processo. Desse modo, nos últimos anos, os canos de aço em espiral têm sido amplamente usados como tubos para oleoduto para transporte de petróleo bruto e gás natural. Em particular, em tubulações de longas distâncias, pressão de transporte está sendo aumentada para aperfeiçoar a eficiência de transporte. Além disso, já que muitos poços de petróleo e poços de gás são localizados em distritos frios, as tubulações de longa distância frequentemente passam por distritos frios. Desse modo, há uma demanda por tubos para oleoduto de alta resistência e alta tenacidade. Há também uma demanda por tubos para oleodutos que têm uma baixa razão de rendimento a partir da perspectiva de resistência à flambagem e resistência a terremoto. A razão de rendimento de canos de aço em espiral na direção longitudinal não é alterada de maneira significativa pela fabricação de tubo e é substancialmente a mesma da razão de rendimento do material de chapa de aço laminada a quente. Desse modo, a fim de reduzir a razão de rendimento de tubos para oleodutos feitos de tubos de aço em espiral, a razão de rendimento do material de chapa de aço laminada a quente deve ser reduzida.

[0003] Diante de tais demandas, por exemplo, a Literatura de Pa tente 1 descreve um método para fabricar uma chapa de aço laminada a quente que tem alta tenacidade à baixa temperatura, uma baixa razão de rendimento, e alta resistência à tração para uso nos tubos. Em uma técnica descrita na Literatura de Patente 1, uma chapa de aço laminada a quente é fabricada aquecendo-se uma placa de aço a uma temperatura na faixa de 1.180°C a 1.300°C, a placa de aço contendo, em uma base de percentual em peso, C: 0,03% a 0,12%, Si: 0,50% ou menos, Mn: 1,70% ou menos, Al: 0,070% ou menos, e pelo menos um dentre Nb: 0,01% a 0,05%, V: 0,01% a 0,02%, e Ti: 0,01% a 0,20%, laminando a quente a placa de aço a uma temperatura de acabamento de laminação em bruto na faixa de 950°C a 1.050°C e uma temperatura de entrega de acabamento na faixa de 760°C a 800°C, resfriando a chapa laminada a quente a uma taxa de resfriamento na faixa de 5°C a 20°C/s, iniciando resfriamento de ar a uma temperatura maior que 670°C, mantendo a temperatura durante 5 a 20 segundos, resfriando a chapa laminada a quente a uma taxa de resfriamento de 20°C/s ou mais e bobinando a chapa laminada a quente a uma temperatura de 500°C ou menos. A técnica descrita na Literatura de Patente 1 pode ser usada para fabricar uma chapa de aço laminada a quente que tem uma resistência à tração de 60 kg/mm2 ou mais (590 MPa ou mais), uma razão de rendimento de 85% ou menos, e alta tenacidade representada por uma temperatura de transição de fratura de -60°C ou menos.

[0004] A Literatura de Patente 2 descreve um método para fabricar uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência com uma baixa razão de rendimento para uso em tubos. Uma técnica descrita na Literatura de Patente 2 é um método para fabricar uma chapa de aço laminada a quente que inclui aquecer aço a uma temperatura na faixa de 1.000°C a 1.300°C, sendo que o aço contém C: 0,02% a 0,12%, Si: 0,1% a 1,5%, Mn: 2,0% ou menos, Al: 0,01% a 0,10%, e Mo + Cr: 0,1% a 1,5%, completar a laminação a quente a uma temperatura na faixa de 750°C a 950°C, resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de bobinamento a uma taxa de resfriamento na faixa de 10°C a 50°C/s, e bobinar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura na faixa de 480°C a 600°C. A técnica descrita na Literatura de Patente 2 pode ser usada para fabricar uma chapa de aço laminada a quente composta principalmente de ferrita, contendo martensi- ta que tem uma fração de área na faixa de 1% a 20%, que tem uma razão de rendimento de 85% ou menos, e que tem uma pequena diminuição em limite de elasticidade após a fabricação de tubo, sem realizar resfriamento rápido a partir da faixa de temperatura de austenita.

[0005] A Literatura de Patente 3 descreve um método para fabricar um tubo soldado por resistência elétrica (ERW) que tem alta tenacidade à baixa temperatura e uma baixa razão de rendimento. Em uma técnica descrita na Literatura de Patente 3, um tubo soldado por resistência elétrica (ERW) é fabricado laminando a quente uma placa que contém, em uma base de percentual em massa, C: 0,01% a 0,09%, Si: 0,50% ou menos, Mn: 2,5% ou menos, Al: 0,01% a 0,10%, Nb: 0,005% a 0,10%, e um ou dois ou mais dentre Mo: 0,5% ou menos, Cu: 0,5% ou menos, Ni: 0,5% ou menos, e Cr: 0,5% ou menos de modo que a relação com teor de Mn, Si, P, Cr, Ni e Mo satisfaça 2,0 ou mais, resfriando a chapa laminada a quente a uma temperatura na faixa de 500°C a 650°C a uma taxa de resfriamento de 5°C/s ou mais, bobinando a chapa laminada a quente, mantendo a chapa laminada a quente a uma temperatura nessa faixa de temperatura durante 10 min ou mais, resfriando a chapa laminada a quente a uma temperatura menor que 500°C, e formando a chapa de aço laminada a quente em um tubo soldado por resistência elétrica (ERW). A técnica descrita na Literatura de Patente 3 pode ser usada para fabricar um tubo soldado por resistência elétrica (ERW) que tem uma microestrutura contendo ferrita bainítica como uma fase principal, 3% ou mais de martensita, e opcionalmente 1% ou mais de austenita retida, tem uma temperatura de transição de fratura de -50°C ou menos, e tem alta tenacidade à baixa temperatura e alta capacidade de absorção de deformação plástica.

[0006] A Literatura de Patente 4 descreve uma placa de aço de alta tenacidade que tem uma baixa razão de rendimento. Uma técnica descrita na Literatura de Patente 4 pode ser usada para fabricar uma placa de aço de alta tenacidade que tem uma baixa razão de rendimento aquecendo-se uma placa contendo C: 0,03% a 0,15%, Si: 1,0% ou menos, Mn: 1,0% a 2,0%, Al: 0,005% a 0,060%, Ti: 0,008% a 0,030%, N: 0,0020% a 0,010%, e O: 0,010% ou menos a uma temperatura preferencialmente na faixa de 950°C a 1.300°C, laminando a quente a placa a uma redução de laminação de 10% ou mais na faixa de temperatura de (ponto de transformação de Ar3 + 100°C) a (ponto de transformação de Ar3 + 150°C) e a uma temperatura de acabamento através da laminação de 800°C a 700°C, iniciando o resfriamento acelerado da placa laminada a quente a uma temperatura de (a temperatura de acabamento através da laminação - 50°C) ou mais, resfriando com água a placa laminada a quente a uma temperatura na faixa de 400°C a 150°C a uma taxa de resfriamento médio na faixa de 5°C a 50°C/s e, então, resfriando com ar a placa laminada a quente. A placa laminada a quente tem uma microestrutura misturada de ferrita que tem um tamanho de grão médio na faixa de 10 a 50 μm e bainita em que o constituinte de martensita-austenita é disperso e constitui 1% a 20% por área. O formato (similar à haste ou massivo, conforme descrito abaixo) do constituinte de martensita-austenita não é descrito.

Lista de Citação Literatura de Patente

[0007] PTL 1: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinada no 63-227715

[0008] PTL 2: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinada no 10-176239

[0009] PTL 3: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinada no 2006-299413

[00010] PTL 4: Publicação de Pedido de Patente Japonesa Não Examinada no 2010-59472

Sumário da Invenção Problema da Técnica

[00011] Entretanto, na técnica descrita na Literatura de Patente 1, devido à alta taxa de resfriamento antes e após o resfriamento de ar, particularmente após o resfriamento de ar, a taxa de resfriamento e a temperatura de interrupção de resfriamento devem ser controladas de maneira rápida e apropriada. Em particular, a fabricação de chapa de aço laminada a quente com uma espessura grande necessita de equipamento de resfriamento em larga escala. Além disso, uma chapa de aço laminada a quente fabricada usando-se a técnica descrita na Literatura de Patente 1 tem uma microestrutura composta principalmente por ferrita poligonal macia, e é difícil alcançar a alta resistência desejada.

[00012] A técnica descrita na Literatura de Patente 2 tem um problema em que uma diminuição no limite de elasticidade após a fabricação de tubo ainda é observada, e é, por vezes, difícil satisfazer a demanda recente por resistência alta de tubo de aço.

[00013] A técnica descrita na Literatura de Patente 3 não pode sa- tisfazer, de maneira consistente, uma especificação recente de tenacidade alta à baixa temperatura para distritos frios representada por uma temperatura de transição de fratura vTrs de -80°C ou menos.

[00014] Uma placa de aço fabricada usando-se a técnica descrita na Literatura de Patente 4 tem baixa tenacidade representada por uma temperatura de transição de fratura vTrs tão baixa quanto aproximadamente -30°C a -41°C e não pode satisfazer a demanda recente por tenacidade adicionalmente aperfeiçoada.

[00015] Nos últimos anos, tem havido outra demanda por materiais para tubos de aço de parede espessa e alta resistência a fim de transportar de modo eficaz óleo cru. Entretanto, há problemas de quantidades aumentadas de elementos de liga devido ao reforço e à necessidade de resfriamento rápido em um processo de fabricação de uma chapa de aço laminada a quente devido a uma espessura aumentada. Já que as chapas de aço laminadas a quente são conduzidas através de uma zona de resfriamento de água que tem um comprimento limitado a uma alta velocidade antes de bobinamento, as chapas de aço laminadas a quente que têm uma espessura maior exigem resfriamento mais forte. Desse modo, as chapas de aço têm dureza de superfície excessivamente alta.

[00016] Em particular, por exemplo, na fabricação de uma chapa de aço laminada a quente que tem uma espessura grande de 10 mm ou mais, a chapa de aço laminada a quente é conduzida a uma alta velocidade na faixa de 100 a 250 mpm (metro por minuto) em acabamento através da laminação e é conduzida através de uma zona de resfriamento com substancialmente a mesma velocidade alta após o acabamento através da laminação. Desse modo, as chapas de aço laminadas a quente que têm uma espessura maior exigem resfriamento com um coeficiente maior de transferência de calor. Isso resulta em chapas de aço laminadas a quente que têm dureza de superfície excessiva- mente alta, maior dureza na superfície que no interior da mesma, e uma distribuição de dureza irregular. Tal distribuição de dureza irregular pode ser responsável por variações nas características de tubos de aço. Tal distribuição de dureza de superfície irregular resulta da espera de uma superfície de chapa de aço em uma faixa de temperatura de ebulição de transição (um limite entre ebulição de filme e ebulição de nucleato) no processo de resfriamento. A fim de evitar isso, é necessário manter a temperatura de superfície de chapa de aço mais alta do que 500°C. No caso de chapas de aço que têm uma espessura grande, entretanto, por causa de uma taxa de resfriamento interna excessivamente baixa, as microestruturas de camada interna desejadas não podem ser formadas. Embora a dureza de superfície possa se tornar uniforme diminuindo-se a temperatura de superfície de chapa de aço abaixo da faixa de ebulição de transição, isso resulta em uma dureza de corte transversal máxima maior do que 300 pontos em termos de HV 0,5. Tal dureza aumentada resulta não só em formatos de tubo in- desejados após a fabricação de tubo, mas também em características indesejadas de tubos de aço e até mesmo impossibilidade de fabricação de tubo.

[00017] A presente invenção visa solucionar tais problemas da técnica relacionada e fornece um material para tubos de aço, particularmente uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência que é adequada para tubos de aço em espiral, que pode manter a resistência da mesma após a fabricação de tubo em espiral, e que tem tenacidade alta à baixa temperatura e uma baixa razão de rendimento, sem realizar tratamento de calor complicado ou modificação em larga escala de equipamento. Em particular, é um objetivo da presente invenção fornecer uma chapa de aço laminada a quente com alta resistência que tem uma espessura de 8 mm ou mais (mais preferencialmente 10 mm ou mais) e 50 mm ou menos (mais preferencialmente 25 mm ou menos) e que tem alta tenacidade à baixa temperatura e uma baixa razão de rendimento. O termo "alta resistência", conforme usado no presente documento, refere-se a um limite de elasticidade de 480 MPa ou mais a um ângulo de 30 graus com a direção de laminação e uma resistência à tração de 600 MPa ou mais na direção de largura de chapa. O termo "alta tenacidade à baixa temperatura", conforme usado no presente documento, refere-se a uma temperatura de transição de fratura vTrs de -80°C ou menos em um teste de impacto Charpy. O termo "baixa razão de rendimento", conforme usado no presente documento, refere-se a um caso em que uma chapa de aço tem uma curva tensão-deformação do tipo de rendimento contínuo e uma razão de rendimento de 85% ou menos. O termo "chapas de aço" inclui chapas de aço e tiras de aço.

Solução Para o Problema

[00018] A fim de alcançar os objetivos, os presentes inventores estudaram de maneira extensiva vários fatores que podem afetar a resistência de tubo de aço e tenacidade de tubo de aço após a fabricação de tubo. Como resultado, os presentes inventores constataram que a redução de resistência devido à fabricação de tubo é causada por uma diminuição no limite de elasticidade devido ao efeito Bauschinger no lado de superfície interno do tubo submetido à tensão compressiva e pela perda de alongamento de rendimento no lado externo de superfície do tubo submetido à tensão resistente à tração.

[00019] Como resultado de investigação adicional, os presentes inventores constataram que o uso de uma chapa de aço que tem uma microestrutura contendo ferrita bainítica fina como uma fase principal e martensita massiva rígida finamente dispersa na ferrita bainítica pode suprimir a redução de resistência após a fabricação de tubo, particularmente após a fabricação de tubo em espiral, e fornecer um tubo de aço que tem uma baixa razão de rendimento de 85% ou menos e alta tenacidade. Os presentes inventores constataram que tal microestrutu- ra pode aperfeiçoar a capacidade de endurecimento por trabalho a frio de materiais de tubo de aço, ou seja, chapas de aço, aumentar de maneira suficiente a resistência devido ao endurecimento por trabalho a frio no lado externo de superfície do tubo durante a fabricação de tubo, e suprimir a redução de resistência após a fabricação de tubo, particularmente após a fabricação de tubo em espiral. Além disso, os presentes inventores constataram que martensita massiva finamente dispersa pode aperfeiçoar de maneira significativa a tenacidade.

[00020] Os presentes inventores também constataram que a micro- estrutura de superfície de chapas de aço compostas por uma fase única de martensita revenida ou uma fase misturada de martensita reve- nida e bainita temperada é eficaz na prevenção de um aumento irregular na dureza de superfície das chapas de aço e no fornecimento de tubos de aço que têm o formato de tubo desejado e ductilidade uniforme após a fabricação de tubo.

[00021] A presente invenção foi realizada com base nessas constatações após a consideração adicional. Os aspectos da presente invenção são conforme a seguir: (1) Uma chapa de aço laminada a quente que tem uma composição contendo, em uma base de percentual em massa, C: 0,03% a 0,10%, Si: 0,01% a 0,50%, Mn: 1,4% a 2,2%, P: 0,025% ou menos, S: 0,005% ou menos, Al: 0,005% a 0,10%, Nb: 0,02% a 0,10%, Ti: 0,001% a 0,030%, Mo: 0,01% a 0,50%, Cr: 0,01% a 0,50%, Ni: 0,01% a 0,50%, e um restante de Fe e eventuais impurezas, em que a chapa de aço laminada a quente inclui uma camada interna que tem uma microestrutura que contém uma fase principal e uma segunda fase, sendo que a fase principal é ferrita bainítica que tem um tamanho de grão médio de 10 μm ou menos, a segunda fase contendo martensita massiva que tem uma fração de área na faixa de 1,4% a 15% e uma razão de aspecto menor que 5,0, e a chapa de aço laminada a quente inclui uma camada externa que tem uma microestrutura que contém uma fase de martensita revenida ou uma fase de marten- sita revenida e uma fase de bainita temperada. (2) A chapa de aço laminada a quente de acordo com (1), em que a composição tem Moeq definida pela fórmula a seguir (1) na faixa de 1,4% a 2,2% em massa: Moeq (%) = Mo + 0,36Cr + 0,77Mn + 0,07Ni (1) (em que Mn, Ni, Cr, e Mo denotam os teores de elemento correspondentes (% em massa)). (3) A chapa de aço laminada a quente de acordo com (1) ou (2), contém adicionalmente, em uma base de percentual em massa, um ou dois ou mais selecionados a partir de Cu: 0,50% ou menos, V: 0,10% ou menos, e B: 0,0005% ou menos. (4) A chapa de aço laminada a quente de acordo com qualquer um dentre (1) a (3), contém adicionalmente Ca: 0,0005% a 0,0050% em massa. (5) A chapa de aço laminada a quente, de acordo com qualquer um de (1) a (4), em que a martensita massiva tem um tamanho máximo de 5,0 μm ou menos e um tamanho médio na faixa de 0,5 a 3,0 μm. (6) A chapa de aço laminada a quente, de acordo com qualquer um dentre (1) a (5), em que a dureza da chapa de aço laminada a quente a uma profundidade de 0,5 mm de uma superfície da mesma na direção de espessura é 95% ou menos da dureza máxima na direção de espessura. (7) Um método para fabricar uma chapa de aço laminada a quente inclui submeter o aço a uma etapa de laminação a quente, uma etapa de resfriamento e uma etapa de bobinamento para formar a chapa de aço laminada a quente, em que o aço contém, em uma base de percentual em massa, C: 0,03% a 0,10%, Si: 0,01% a 0,50%, Mn: 1,4% a 2,2%, P: 0,025% ou menos, S: 0,005% ou menos, Al: 0,005% a 0,10%, Nb: 0,02% a 0,10%, Ti: 0,001% a 0,030%, Mo: 0,01% a 0,50%, Cr: 0,01% a 0,50%, Ni: 0,01% a 0,50%, e um restante de Fe e eventuais impurezas, a etapa de laminação a quente inclui aquecer o aço a uma temperatura de aquecimento na faixa de 1.050°C a 1.300°C, laminar em bruto o aço aquecido para formar uma barra para a lamina- ção de chapas, e laminar o acabamento da barra para laminação de chapas de modo que a redução de laminação cumulativa a uma temperatura de 930°C ou menos seja 50% ou mais, formando, desse mo-do, uma chapa de aço laminada a quente, a etapa de resfriamento inclui primeiro resfriamento, segundo resfriamento, terceiro resfriamento e quarto resfriamento nessa ordem, o primeiro resfriamento é iniciado imediatamente após o término do acabamento através da laminação e inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de início de transformação martensítica (ponto de Ms) ou menos a uma taxa de resfriamento médio de 100°C/s ou mais em relação à temperatura de superfície, o segundo resfriamento inclui, após o término do primeiro resfriamento, manter a chapa de aço laminada a quente durante 1 segundo ou mais a uma temperatura de superfície de 600°C ou mais, o terceiro resfriamento inclui, após o término do segundo resfriamento, resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de interrupção de resfriamento na faixa de 600°C a 450°C a uma taxa de resfriamento médio na faixa de 5°C a 30°C/s em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente, o quarto resfriamento inclui, resfriar a chapa de aço laminada a quente a partir da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento a uma temperatura de bobinamento a uma taxa de resfriamento médio de 2°C/s ou menos em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente ou alternativamente manter a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura na faixa da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento até a temperatura de bobinamento durante 20 s ou mais, e a etapa de bobinamento inclui bobinar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de superfície de 450°C ou mais. (8) O método para fabricar uma chapa de aço laminada a quente de acordo com (7), em que a composição tem Moeq definida pela fórmula a seguir (1) na faixa de 1,4% a 2,2% em massa: Moeq (%) = Mo + 0,36Cr + 0,77Mn + 0,07Ni (1) (em que Mn, Ni, Cr e Mo denotam os teores de elemento correspondentes (% em massa)). (9) O método para fabricar uma chapa de aço laminada a quente de acordo com (7) ou (8), em que a chapa de aço laminada a quente contém adicionalmente, em uma base de percentual em massa, um ou dois ou mais selecionados a partir de Cu: 0,50% ou menos, V: 0,10% ou menos, e B: 0,0005% ou menos. (10) O método para fabricar uma chapa de aço laminada a quente, de acordo com qualquer um dentre (7) a (9), em que a chapa de aço laminada a quente contém adicionalmente Ca: 0,0005% a 0,0050% em massa.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[00022] A presente invenção pode fornecer uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência que tem tenacidade alta à baixa temperatura e uma baixa razão de rendimento que é particularmente adequada como um material para canos de aço em espiral. A chapa de aço laminada a quente pode manter a resistência após a fabricação de tubo, não tem uma distribuição de dureza de superfície irregular, tem baixa dureza em corte transversal, tem o formato de tubo desejado e ductilidade uniforme na fabricação de tubo, e tem um limite de elasticidade de 480 MPa ou mais a um ângulo de 30 graus com a dire- ção de laminação, uma resistência à tração de 600 MPa ou mais na direção de largura de chapa, uma temperatura de transição de fratura vTrs de -80°C ou menos em um teste de impacto Charpy, e uma razão de rendimento de 85% ou menos. Uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência com uma baixa razão de rendimento, de acordo com a presente invenção, pode ser facilmente fabricada a baixo custo sem tratamento com calor particular. Desse modo, a presente invenção tem vantagens industriais significativas. A presente invenção também tem a vantagem de que tubos soldados por resistência elétrica (ERW) para uso em tubos para oleodutos feitos com o uso de um método de balsa com carretel ou tubos para oleodutos que exigem re-sistência contra terremoto podem ser facilmente fabricados a baixo custo. A presente invenção também tem a vantagem de que uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência com uma baixa razão de rendimento, de acordo com a presente invenção, pode ser usada como um material para fabricar pilhas de tubo de aço em espiral de alta resistência que servem como membros arquiteturais e membros de estrutura de porto que tem alta resistência contra terremoto. A presente invenção também tem a vantagem de que tubos de aço em espiral fabricados com o uso de tal chapa de aço laminada a quente podem ser aplicados a pilhas de tubo de aço de alta resistência e alto valor adicionado por causa das baixas razões de rendimento dos mesmos na direção longitudinal dos tubos.

Breve Descrição dos Desenhos

[00023] A Figura 1 é uma vista explanatória esquemática que ilustra a relação entre a formação de martensita massiva e segundo resfriamento no resfriamento após laminação a quente.

Descrição das Modalidades

[00024] A razão para limitar a composição de uma chapa de aço laminada a quente, de acordo com a presente invenção, será descrita abaixo. Ao menos que especificado de outra maneira, a percentagem em massa é simplesmente expressa em %.

C: 0,03% a 0,10%

[00025] C pode precipitar como carboneto e contribuir para a resistência aumentada de chapas de aço através de endurecimento por precipitação. C é também um elemento que pode contribuir para tenacidade aperfeiçoada de chapas de aço diminuindo-se o tamanho de grão de cristal. Além disso, C pode dissolver em aço, estabilizar aus- tenita e promover a formação de austenita não transformada. Esses efeitos exigem um teor de C de 0,03% ou mais. Entretanto, um teor de C maior que 0,10% tende a resultar na formação de cementita grosseira em contornos de grão e baixa tenacidade. Desse modo, o teor de C é limitado à faixa de 0,03% a 0,10%, preferencialmente 0,04% a 0,09%.

Si: 0,01% a 0,50%

[00026] Si pode contribuir para resistência aumentada de chapas de aço através de endurecimento de solução sólida. Si também pode contribuir para uma baixa razão de rendimento através da formação de uma segunda fase rígida (por exemplo, martensita). Esses efeitos exigem um teor de Si de 0,01% ou mais. Entretanto, um teor de Si maior que 0,50% resulta na formação significativa de faialita contendo escala oxidada e uma aparência ruim de chapa de aço. Desse modo, o teor de Si é limitado à faixa de 0,01% a 0,50%, preferencialmente 0,20% a 0,40%.

Mn: 1,4% a 2,2%

[00027] Mn pode dissolver em aço, aperfeiçoar temperabilidade por arrefecimento brusco e promover a formação de martensita. Mn é também um elemento que pode reduzir a temperatura de início de transformação de ferrita bainítica e contribuir para tenacidade aperfeiçoada de chapas de aço diminuindo-se o tamanho de microestrutura. Esses efeitos exigem um teor de Mn de 1,4% ou mais. Entretanto, um teor de Mn maior que 2,2% resulta em uma zona afetada por calor que tem baixa tenacidade. Desse modo, o teor de Mn é limitado à faixa de 1,4% a 2,2%. O teor de Mn preferencialmente varia de 1,6% a 2,0% em termos de formação estável de martensita massiva.

P: 0,025% ou menos

[00028] P pode dissolver em aço e contribuir para resistência aumentada de chapas de aço, mas reduz a tenacidade. Desse modo, na presente invenção, P é preferencialmente minimizado como uma impureza. Entretanto, um teor de P de até 0,025% é aceitável. Desse modo, o teor de P é limitado a 0,025% ou menos, preferencialmente 0,015% ou menos. Já que um teor de P excessivamente baixo resulta em custos de refino altos, o teor de P é, de preferência, aproximadamente 0,001% ou mais.

S: 0,005% ou menos

[00029] S em aço pode formar inclusões de sulfeto grosseiras, tais como MnS, e induzir rachadura de placas. S também reduz a ductili- dade de chapas de aço. Tais fenômenos são notáveis a um teor de S maior que 0,005%. Desse modo, o teor de S é limitado a 0,005% ou menos, preferencialmente 0,004% ou menos. Embora o teor de S possa ser 0%, um teor de S excessivamente baixo resulta em custos altos de refino. Desse modo, o teor de S é, de preferência, aproximadamente 0,0001% ou mais.

Al: 0,005% a 0,10%

[00030] Al pode agir como um agente de desoxidação. Al é um elemento que é eficaz em fixar N, que é responsável por envelhecimento após deformação. Esses efeitos exigem um teor de Al de 0,005% ou mais. Entretanto, um teor de Al maior que 0,10% resulta em um teor alto de óxido de aço e baixa tenacidade de materiais base e soldas. Quando aço, tal como uma placa ou uma chapa de aço, é aquecido em um forno, Al tende a formar uma camada de superfície de nitreto que pode aumentar a razão de rendimento. Desse modo, o teor de Al é limitado à faixa de 0,005% a 0,10%, preferencialmente 0,08% ou menos.

Nb: 0,02% a 0,10%

[00031] Nb pode dissolver em aço ou precipitar como carbonitreto, pode suprimir engrossamento e recristalização de grãos de austenita, e permite laminação de austenita em uma faixa de temperatura de não recristalização. Nb é também um elemento que pode formar precipitados de carboneto ou carbonitreto finos e contribuir para resistência aumentada de chapas de aço. Durante resfriamento após laminação a quente, Nb pode precipitar como carboneto ou carbonitreto em deslocações introduzidas por laminação a quente, atuar como um núcleo para transformação Y ^ α, promover a formação de ferrita bainítica em grãos e contribuir para a formação de austenita não transformada massiva fina, que resulta na formação de martensita massiva fina. Esses efeitos exigem um teor de Nb de 0,02% ou mais. Entretanto, um teor de Nb excessivamente alto maior que 0,10% pode resultar em alta resistência à deformação em laminação a quente, tornando difícil, desse modo, a laminação a quente. Além disso, um teor de Nb excessivamente alto maior que 0,10% resulta em uma fase principal de ferrita bainítica que tem um alto limite de elasticidade, tornando difícil, desse modo, alcançar uma razão de rendimento de 85% ou menos. Desse modo, o teor de Nb é limitado à faixa de 0,02% a 0,10%, preferencialmente 0,03% a 0,07%.

Ti: 0,001% a 0,030%

[00032] Ti pode fixar N como nitreto e contribuir para a prevenção de rachadura de placas. Além disso, Ti pode formar precipitados de carboneto finos e aumentar a resistência de chapas de aço. Esses efeitos exigem um teor de Ti de 0,001% ou mais. Entretanto, um teor de Ti alto maior que 0,030% resulta em um ponto de transformação de ferrita bainítica excessivamente alto e baixa tenacidade de chapas de aço. Desse modo, o teor de Ti é limitado à faixa de 0,001% a 0,030%, preferencialmente 0,005% a 0,025%.

Mo: 0,01% a 0,50%

[00033] Mo pode contribuir para temperabilidade por arrefecimento brusco aperfeiçoado e promover a formação de martensita movendo- se C de ferrita bainítica para austenita não transformada e aperfeiçoando, desse modo, a temperabilidade da austenita não transformada. Além disso, Mo é um elemento que pode dissolver em aço e contribuir para a resistência aumentada de chapas de aço através de endurecimento de solução sólida. Esses efeitos exigem um teor de Mo de 0,01% ou mais. Entretanto, um teor de Mo maior que 0,50% resulta na formação de uma quantidade excessiva de martensita e baixa tenacidade de chapas de aço. Além disso, uma grande quantidade de Mo dispendioso resulta em custos altos de material. Desse modo, o teor de Mo é limitado à faixa de 0,01% a 0,50%, preferencialmente 0,10% a 0,40%.

Cr: 0,01% a 0,50%

[00034] Cr tem os efeitos de atrasar a transformação Y ^ α uma, contribuindo para temperabilidade por arrefecimento brusco aperfeiçoada, e promovendo a formação de martensita. Esses efeitos exigem um teor de Cr de 0,01% ou mais. Entretanto, um teor de Cr maior que 0,50% tende a resultar em uma ocorrência frequente de defeitos em soldas. Desse modo, o teor de Cr é limitado à faixa de 0,01% a 0,50%, preferencialmente 0,20% a 0,45%.

Ni: 0,01% a 0,50%

[00035] Ni pode contribuir para temperabilidade por arrefecimento brusco aperfeiçoada e promover a formação de martensita. Além disso, Ni é um elemento que pode contribuir para a tenacidade adicio- nalmente aperfeiçoada. Esses efeitos exigem um teor de Ni de 0,01% ou mais. Entretanto, tais efeitos levam a um teor de Ni maior que 0,50% e não são esperados serem proporcionais ao teor de Ni além desse limite. Um teor de Ni maior que 0,50% é, portanto, economicamente desvantajoso. Desse modo, o teor de Ni é limitado à faixa de 0,01% a 0,50%, preferencialmente 0,30% a 0,45%.

[00036] Esses componentes são componentes-base. Na presente invenção, as quantidades desses componentes são preferencialmente ajustadas nas faixas descritas acima de modo que Moeq definida pela fórmula a seguir (1) varia de 1,4% a 2,2%: Moeq (%) = Mo + 0,36Cr + 0,77Mn + 0,07Ni (1) (em que Mn, Ni, Cr e Mo denotam os teores de elemento correspondentes (% em massa)).

[00037] Moeq é um indicador da temperabilidade por arrefecimento brusco de austenita não transformada que permanece em uma chapa de aço após a etapa de resfriamento. Moeq menor que 1,4% resulta em temperabilidade por arrefecimento brusco insuficiente de austenita não transformada, que resulta na transformação de austenita não transformada em perlita ou similar durante a etapa de bobinamento subsequente. Moeq maior que 2,2% resulta na formação de uma quantidade excessiva de martensita e baixa tenacidade. Desse modo, Moeq é preferencialmente limitada à faixa de 1,4% a 2,2%. Moeq de 1,5% ou mais resulta em uma baixa razão de rendimento e ductilidade adicionalmente aperfeiçoada. Desse modo, Moeq é mais preferencialmente 1,5% ou mais.

[00038] Além dos componentes descritos acima, se necessário, uma chapa de aço laminada a quente, de acordo com a presente invenção, pode conter um ou dois ou mais selecionados a partir de Cu: 0,50% ou menos, V: 0,10% ou menos, e B: 0,0005% ou menos e/ou Ca: 0,0005% a 0,0050%.

[00039] Um ou dois ou mais selecionados a partir de Cu: 0,50% ou menos, V: 0,10% ou menos, e B: 0,0005% ou menos

[00040] Cu, V, e B são elementos que podem contribuir para o reforço de chapas de aço e podem ser usados conforme exigido.

[00041] V e Cu podem contribuir para o reforço de chapas de aço através de endurecimento de solução sólida ou endurecimento por precipitação. B pode segregar em contornos de grão e contribuir para o reforço de chapas de aço devido à temperabilidade por arrefecimento brusco aperfeiçoada. A fim de produzir esses efeitos, Cu: 0,01% ou mais, V: 0,01% ou mais e/ou B: 0,0001% ou mais são preferenciais. Entretanto, as chapas de aço que têm um teor de V maior que 0,10% têm baixa soldabilidade. As chapas de aço que têm um teor de B maior que 0,0005% têm baixa tenacidade. As chapas de aço que têm um teor de Cu maior que 0,50% têm trabalhabilidade a quente fraca. Desse modo, quando as chapas de aço contêm esses elementos, Cu: 0,50% ou menos, V: 0,10% ou menos e/ou B: 0,0005% ou menos são preferenciais.

Ca: 0,0005% a 0,0050%

[00042] Ca é um elemento que pode contribuir para o controle de morfologia de sulfeto através da qual o sulfeto grosseiro se torna sulfeto esférico. As chapas de aço podem conter Ca, se necessário. A fim de produzir esses efeitos, Ca: 0,0005% ou mais é preferencial. Entretanto, as chapas de aço que têm um teor de Ca maior que 0,0050% têm baixa limpeza. Desse modo, quando as chapas de aço contêm Ca, Ca: 0,0005% a 0,0050% é preferencial.

[00043] O restante, além dos componentes descritos acima, é Fe e eventuais impurezas. As eventuais impurezas podem ser N: 0,005% ou menos, O: 0,005% ou menos, Mg: 0,003% ou menos e/ou Sn: 0,005% ou menos.

[00044] A razão para limitar a microestrutura de uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência com uma baixa razão de rendimento, de acordo com a presente invenção, será descrita abaixo.

[00045] Uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência com uma baixa razão de rendimento, de acordo com a presente invenção, tem uma composição, conforme descrito acima e tem diferentes microestruturas em uma camada de superfície externa (doravante também denominada simplesmente uma camada externa) na direção de espessura e em uma camada de superfície interna (doravante também denominada simplesmente uma camada interna) na direção de espessura. Os tubos de aço formados por uma chapa de aço que têm tais microestruturas diferentes em diferentes posições na direção de espessura podem ter uma baixa razão de rendimento e ductilidade uniforme. O termo "uma camada de superfície externa (camada externa) na direção de espessura", conforme usado no presente documento, refere-se a uma região que tem uma profundidade menor que 1,5 mm a partir dos lados frontal e traseiro de uma chapa de aço na direção de espessura. O termo "uma camada de superfície interna (camada interna) na direção de espessura", conforme usado no presente documento, refere-se a uma região que tem uma profundidade de 1,5 mm ou mais a partir dos lados frontal e traseiro de uma chapa de aço na direção de espessura.

[00046] A camada de superfície externa (camada externa) na direção de espessura tem uma microestrutura de fase única composta por uma fase de martensita revenida ou uma microestrutura misturada composta por uma fase de martensita revenida e uma fase de bainita temperada. Tal microestrutura permite que a chapa de aço tenha baixa dureza na superfície externa da mesma na direção de espessura e seja dotada de ductilidade uniforme alta. Já que a formação de tubo é uma deformação de dobramento, a deformação de processamento na direção de espessura aumenta com a distância a partir do centro da chapa de aço na direção de espessura e aumenta com a espessura da chapa de aço. Desse modo, é importante controlar a microestrutura de camada externa.

[00047] Um histórico de resfriamento irregular de uma chapa de aço laminada a quente, por exemplo, resfriamento de uma chapa de aço laminada a quente através de uma região de ebulição de transição resulta em um aumento local na dureza e dureza irregular. Esses problemas podem ser evitados quando a camada externa tem uma microes- trutura de fase única composta por uma fase de martensita revenida ou uma microestrutura misturada composta por uma fase de martensita revenida e uma fase de bainita temperada. A razão de mistura da fase de martensita revenida para a fase de bainita temperada da microestru- tura misturada não é particularmente limitada. A partir da perspectiva de tratamento de amolecimento de têmpera, a fração de área da fase de martensita revenida preferencialmente varia de 60% a 100%, e a fração de área da fase de bainita temperada preferencialmente varia de 0% a 40%. A microestrutura pode ser formada sob determinadas condições de fabricação, em particular, a uma redução de laminação cumulativa de 50% ou mais a uma temperatura de 930°C ou menos no acabamento através da laminação, e realizando-se sequencialmente um primeiro resfriamento, um segundo resfriamento, um terceiro resfriamento e um quarto resfriamento em uma etapa de resfriamento após o término do acabamento através da laminação. O primeiro resfriamento inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de início de transformação martensítica (ponto Ms) ou menos a uma taxa de resfriamento médio de 100°C/s ou mais em relação à temperatura de superfície. O segundo resfriamento inclui, após o término do primeiro resfriamento, manter a chapa de aço laminada a quente durante 1 s ou mais a uma temperatura de superfície de 600°C ou mais. O terceiro resfriamento inclui, após o término do segundo resfriamento, resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de interrupção de resfriamento na faixa de 600°C a 450°C a uma taxa de resfriamento médio na faixa de 5°C a 30°C/s em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente. O quarto resfriamento inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a partir da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento a uma temperatura de bobinamento a uma taxa de resfriamento médio de 2°C/s ou menos em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente ou alternativamente manter a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura na faixa da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento até a temperatura de bobinamento durante 20 s ou mais. A microestrutura e a fração de área podem ser identificadas e calculadas observando e medindo com o uso dos métodos descritos abaixo nos exemplos.

[00048] A dureza de uma chapa de aço a uma profundidade de 0,5 mm a partir de uma superfície da mesma na direção de espessura é preferencialmente 95% ou menos da dureza máxima na direção de espessura. O fato de que a dureza de uma chapa de aço laminada a quente a uma profundidade de 0,5 mm a partir de uma superfície da mesma na direção de espessura não é igual à dureza máxima na direção de espessura é importante para garantir a trabalhabilidade da chapa de aço laminada a quente e o formato de tubo desejado após a fabricação de tubo. A dureza máxima na direção de espessura preferencialmente corresponde a uma dureza Vickers HV 0,5 de 165 pontos ou mais e 300 pontos ou menos, mais preferencialmente 280 pontos ou menos. Essa dureza pode ser alcançada sob determinadas condições de fabricação, em particular, realizando-se um primeiro resfriamento e um segundo resfriamento em uma etapa de resfriamento após o término de acabamento através da laminação, o primeiro resfriamento inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de início de transformação martensítica (ponto Ms) ou menos a uma taxa de resfriamento médio de 100°C/s ou mais em relação à temperatura de superfície, o segundo resfriamento inclui, após o término do primeiro resfriamento, manter a chapa de aço laminada a quente durante 1 s ou mais a uma temperatura de superfície de 600°C ou mais. A dureza pode ser medida com o uso do método descrito abaixo nos exemplos.

[0079] A camada de superfície interna (camada interna) na direção de espessura tem uma microestrutura composta por uma fase principal e uma segunda fase. A fase principal é uma fase de ferrita bainítica. A segunda fase é formada de martensita massiva que tem uma razão de aspecto menor que 5,0 dispersa na fase principal. A fase principal no presente documento refere-se a uma fase que tem uma área ocupada de 50% por área ou mais. A ferrita bainítica preferencialmente tem uma fração de área de 85% ou mais, mais preferencialmente 88,3% ou mais. A fase principal de ferrita bainítica tem uma subestrutura que tem uma densidade de deslocação alta e contém ferrita em formato de agulha e ferrita acicular. A ferrita bainítica não inclui ferrita poligonal que tem uma densidade de deslocação muito baixa ou ferrita se- mi(quase)poligonal incluindo uma subestrutura, tal como subgrãos finos. A fim de alcançar a alta resistência desejada, a fase principal de ferrita bainítica deve conter precipitados de carbonitreto finos. A fase principal de ferrita bainítica tem um tamanho de grão médio de 10 μm ou menos. Um tamanho de grão médio maior que 10 μm resulta na capacidade insuficiente de endurecimento por trabalho em uma região que tem uma baixa deformação menor que 5% e uma diminuição no limite de elasticidade devido ao dobramento na fabricação de tubo em espiral. A tenacidade à baixa temperatura desejada pode ser alcançada diminuindo-se o tamanho de grão médio da fase principal até mesmo quando a chapa de aço contém muita martensita.

[0080] A segunda fase na camada interna contendo martensita massiva que tem uma fração de área na faixa de 1,4% a 15% e uma razão de aspecto menor que 5,0. A martensita massiva na presente invenção é martensita formada de austenita não transformada em contornos de grão de Y anterior ou dentro de grãos de Y anteriores em um processo de resfriamento após laminação. Na presente invenção, tal martensita massiva é dispersa em contornos de grão de y anterior ou entre grãos de ferrita bainítica da fase principal. A martensita é mais dura que a fase principal, pode introduzir um grande número de deslocações móveis em ferrita bainítica durante o processamento e permite o comportamento de rendimento de um tipo de rendimento contínuo. Já que a martensita tem maior resistência à tração que a ferrita bainíti- ca, pode ser alcançada uma baixa razão de rendimento. Quando a martensita é martensita massiva que tem uma razão de aspecto menor que 5,0, a martensita pode introduzir mais deslocações móveis em fer- rita bainítica adjacente e aperfeiçoar de maneira eficaz a ductilidade. A martensita que tem uma razão de aspecto de 5,0 ou mais torna-se martensita similar à haste (martensita não massiva) e não pode alcançar a baixa razão de rendimento desejada. Contudo, a martensita similar à haste que tem uma fração de área menor que 30% da quantidade total de martensita é permissível. A martensita massiva preferencialmente tem uma fração de área de 70% ou mais da quantidade total de martensita. A razão de aspecto pode ser medida com o uso do método descrito abaixo nos exemplos.

[0081] Tais efeitos exigem dispersão de martensita massiva que tem uma fração de área de 1,4% ou mais. É difícil alcançar a baixa razão de rendimento desejada com martensita massiva que tem uma fração de área menor que 1,4%. Quando a martensita massiva tem uma fração de área maior que 15%, a tenacidade à baixa temperatura é diminuída de maneira significativa. Desse modo, a fração de área de martensita massiva é limitada à faixa de 1,4% a 15%, preferencialmente 10% ou menos. Além de martensita massiva, a segunda fase pode conter bainita que tem uma fração de área de aproximadamente 7,0% ou menos.

[00049] A microestrutura pode ser formada sob determinadas condições de fabricação, em particular, a uma redução de laminação cumulativa de 50% ou mais a uma temperatura de 930°C ou menos em acabamento através da laminação, e realizando-se sequencialmente um primeiro resfriamento, um segundo resfriamento, um terceiro resfriamento e um quarto resfriamento em uma etapa de resfriamento após o término do acabamento através da laminação. O primeiro resfriamento inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de início de transformação martensítica (ponto Ms) ou menos a uma taxa de resfriamento médio de 100°C/s ou mais em relação à temperatura de superfície. O segundo resfriamento inclui, após o término do primeiro resfriamento, manter a chapa de aço laminada a quente durante 1 s ou mais a uma temperatura de superfície de 600°C ou mais. O terceiro resfriamento inclui, após o término do segundo resfriamento, resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de interrupção de resfriamento na faixa de 600°C a 450°C a uma taxa de resfriamento médio na faixa de 5°C a 30°C/s em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente. O quarto resfriamento inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a partir da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento a uma temperatura de bobinamento a uma taxa de resfriamento médio de 2°C/s ou menos em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente ou alternativamente manter a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura na faixa da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento até a temperatura de bobinamento durante 20 s ou mais.

[00050] A martensita massiva preferencialmente tem um tamanho máximo de 5,0 μm ou menos e um tamanho médio na faixa de 0,5 a 3,0 μm. A martensita massiva grosseira que tem um tamanho médio maior que 3,0 μm tende a agir como um ponto inicial de fenda de fragilidade ou promover a propagação de rachadura e reduzir a tenacidade à baixa temperatura. Os grãos de martensita massiva excessivamente finos que têm um tamanho médio menor que 0,5 μm resultam em um número diminuído de deslocações móveis introduzidas em ferrita bai- nítica adjacente. A martensita massiva, que tem um tamanho máximo maior que 5,0 μm, resulta em baixa tenacidade. Desse modo, a mar- tensita massiva preferencialmente tem um tamanho máximo de 5,0 μm ou menos e um tamanho médio na faixa de 0,5 a 3,0 μm. O termo "diâmetro", conforme usado no presente documento no contexto das dimensões de martensita massiva, refere-se à metade da soma do comprimento ao longo do eixo geométrico principal e o comprimento ao longo do eixo geométrico secundário. O diâmetro máximo é o tamanho "máximo" da martensita massiva. A média aritmética dos "diâmetros" de grãos é o tamanho "médio" da martensita massiva. Pelo menos 100 grãos de martensita são submetidos à medição.

[00051] A microestrutura pode ser formada sob determinadas condições de fabricação, em particular, a uma redução de laminação cumulativa de 50% ou mais a uma temperatura de 930°C ou menos em acabamento através da laminação, e realizando-se sequencialmente um primeiro resfriamento, um segundo resfriamento, um terceiro resfriamento e um quarto resfriamento em uma etapa de resfriamento após o término do acabamento através da laminação. O primeiro resfriamento inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de início de transformação martensítica (ponto Ms) ou menos a uma taxa de resfriamento médio de 100°C/s ou mais em relação à temperatura de superfície. O segundo resfriamento inclui, após o tér- mino do primeiro resfriamento, manter a chapa de aço laminada a quente durante 1 s ou mais a uma temperatura de superfície de 600°C ou mais. O terceiro resfriamento inclui, após o término do segundo resfriamento, resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de interrupção de resfriamento na faixa de 600°C a 450°C a uma taxa de resfriamento médio na faixa de 5°C a 30°C/s em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente. O quarto resfriamento inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a partir da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento a uma temperatura de bobinamento a uma taxa de resfriamento médio de 2°C/s ou menos em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente ou alternati-vamente manter a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura na faixa da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento até a temperatura de bobinamento durante 20 s ou mais.

[00052] A microestrutura, a fração de área e o tamanho de grão médio podem ser identificados e calculados observando-se e medindo com o uso dos métodos descritos abaixo nos exemplos.

[00053] Um método preferencial para fabricar uma chapa de aço laminada a quente de alta resistência com uma baixa razão de rendimento, de acordo com a presente invenção, será descrito abaixo.

[00054] Na presente invenção, o aço que tem uma composição, conforme descrito acima, é submetido a uma etapa de laminação a quente, uma etapa de resfriamento e uma etapa de bobinamento para formar uma chapa de aço laminada a quente.

[00055] O aço pode ser fabricado através de qualquer método. Pre-ferencialmente, o aço derretido que tem uma composição, conforme descrito acima, é refinado com o uso de um método de derretimento conhecido, tal como com o uso de um conversor ou um forno elétrico, e o aço derretido é formado em aço, tal como uma placa, com o uso de um método de fundição conhecido, tal como um processo de fundição contínua.

[00056] O aço é submetido à etapa de laminação a quente.

[00057] A etapa de laminação a quente inclui aquecer aço que tem uma composição, conforme descrito acima, a uma temperatura de aquecimento na faixa de 1.050°C a 1.300°C, laminar em bruto o aço aquecido para formar um esboço e laminar o acabamento do esboço de modo que a redução de laminação cumulativa a uma temperatura de 930°C ou menos seja 50% ou mais, formando, desse modo, uma chapa de aço laminada a quente.

Temperatura de aquecimento: 1.050°C a 1.300°C

[00058] O aço usado na presente invenção contém essencialmente Nb e Ti, conforme descrito acima. A fim de alcançar a alta resistência desejada através de endurecimento por precipitação, nitreto e carboneto grosseiro devem ser dissolvidos uma vez em aço e, então, finamente precipitados. Desse modo, o aço é aquecido a uma temperatura de aquecimento de 1.050°C ou mais. A uma temperatura de aquecimento menor que 1.050°C, os elementos permanecem não dissolvidos, e a chapa de aço resultante não pode ter a resistência desejada. Uma alta temperatura de aquecimento maior que 1.300°C resulta em engrossamento de grãos de cristal e chapas de aço que têm baixa tenacidade. Desse modo, a temperatura de aquecimento para o aço é limitada à faixa de 1.050°C a 1.300°C.

[00059] O aço aquecido à temperatura de aquecimento é submetido à laminação em bruto para formar um esboço. O aço pode ser submetido à laminação em bruto sob qualquer condição, desde que o esbo- çotenha o tamanho e formato desejados.

[00060] O esboço é, então, submetido ao acabamento através da laminação para formar uma chapa de aço laminada a quente que tem o tamanho e o formato desejados. No acabamento através da lamina- ção, a redução de laminação cumulativa a uma temperatura de 930°C ou menos é 50% ou mais.

[00061] Redução de laminação cumulativa a uma temperatura de 930°C ou menos: 50% ou mais

[00062] A redução de laminação cumulativa a uma temperatura de 930°C ou menos é 50% ou mais a fim de diminuir o tamanho de ferrita bainítica e dispersar finamente a martensita massiva na microestrutura de camada interna. Uma redução de laminação cumulativa menor que 50% a uma temperatura de 930°C ou menos resulta em uma redução de laminação insuficiente e uma falta de uma fase principal de ferrita bainítica fina na microestrutura de camada interna. Isso também resulta em deslocações insuficientes que agem como sítios de precipitação para NbC e similar, que promove nucleação na transformação Y ^ α, e formação insuficiente de ferrita bainítica em grãos. É, portanto, impossível manter um grande número de grãos de y não transformados massivos finamente dispersos para formar martensita massiva. Desse modo, no acabamento através da laminação, a redução de laminação cumulativa a uma temperatura de 930°C ou menos é limitada a 50% ou mais. A redução de laminação cumulativa é preferencialmente 80% ou menos. Tais efeitos levam a uma redução de laminação maior que 80%. Além disso, uma redução de laminação maior que 80% pode resultar em uma ocorrência frequente de separação e baixa energia absorvida em um teste de impacto de Charpy.

[00063] A temperatura de acabamento do acabamento através da laminação preferencialmente varia de 850°C a 760°C em termos de tenacidade de chapa de aço, resistência de chapa de aço e carga de laminação. Quando a temperatura de acabamento do acabamento através da laminação é tão alta quanto mais do que 850°C, a redução de laminação por passo deve ser aumentada para alcançar a redução de laminação cumulativa de 50% ou mais a uma temperatura de 930°C ou menos que, por vezes, resulta em carga de laminação aumentada. Quando a temperatura de acabamento do acabamento através da laminação é tão baixa quanto menos do que 760°C, isso por vezes resulta na formação de ferrita durante a laminação, o engrossamento da microestrutura e os precipitados, e diminui em tenacidade à baixa temperatura e resistência.

[00064] A chapa de aço laminada a quente é, então, submetida à etapa de resfriamento.

[00065] A etapa de resfriamento inclui primeiro resfriamento, segundo resfriamento, terceiro resfriamento e quarto resfriamento nessa ordem. O primeiro resfriamento é iniciado imediatamente após o término do acabamento através da laminação e inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de início de transformação martensítica (ponto Ms) ou, menos a uma taxa de resfriamento médio de 100°C/s ou mais em relação à temperatura de superfície. O segundo resfriamento inclui, após o término do primeiro resfriamento, manter a chapa de aço laminada a quente durante 1 s ou mais a uma temperatura de superfície de 600°C ou mais. O terceiro resfriamento inclui, após o término do segundo resfriamento, resfriar a chapa de aço lami-nada a quente a uma temperatura de interrupção de resfriamento na faixa de 600°C a 450°C a uma taxa de resfriamento médio na faixa de 5°C a 30°C/s em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente. O quarto resfriamento inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a partir da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento a uma temperatura de bobinamento a uma taxa de resfriamento médio de 2°C/s ou menos em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente ou alternativamente manter a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura na faixa da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento até a temperatura de bobina- mento durante 20 s ou mais. A etapa de bobinamento inclui bobinar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de superfície de 450°C ou mais.

[00066] O resfriamento é iniciado imediatamente, preferencialmente dentro de 15 s, após o término do acabamento através da laminação.

[00067] No primeiro resfriamento, a chapa de aço laminada a quente é resfriada a uma temperatura de início de transformação martensí- tica (ponto Ms) ou menos a uma taxa de resfriamento médio de 100°C/s ou mais em relação à temperatura de superfície. A taxa de resfriamento no primeiro resfriamento é a taxa de resfriamento médio na temperatura faixa de 600°C a 450°C em relação à temperatura de superfície. No primeiro resfriamento, uma microestrutura de fase única composta por uma fase martensita ou uma microestrutura misturada composta por uma fase martensita e uma fase bainita é formada na camada externa de chapa de aço. A taxa de resfriamento médio no primeiro resfriamento não tem limite superior particular. Dependendo da capacidade de um aparelho de resfriamento, a chapa de aço laminada a quente pode ser resfriada a uma taxa de resfriamento maior. O tempo de espera na temperatura de início de transformação martensí- tica (ponto Ms) ou menos em relação à temperatura de superfície depende da microestrutura de superfície desejada e é 10 s ou menos, preferencialmente 7 s ou menos. Manter a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura do ponto Ms ou menos durante um tempo longo resulta em uma área ocupada excessivamente alta de uma única fase formada de uma fase de martensita ou uma microestrutura misturada composta por uma fase martensita e uma fase bainita, que resulta em uma percentagem de espessura inferior da microestrutura desejada.

[00068] No segundo resfriamento após o primeiro resfriamento, a chapa de aço laminada a quente é mantida durante 1 s ou mais a uma temperatura de superfície de 600°C ou mais utilizando recalescência interna sem resfriamento ou aquecimento. No segundo resfriamento, a fase de martensita e a fase de bainita são temperadas, e a microestru- tura de camada externa se torna uma microestrutura de fase única composta pela fase de martensita revenida ou uma microestrutura misturada composta pela fase de martensita revenida e pela fase de baini- ta temperada. Uma temperatura de superfície de chapa de aço menor que 600°C e um tempo de espera menor que 1 s resultam em temperamento insuficiente da microestrutura de camada externa. Desse modo, no segundo resfriamento, a chapa de aço laminada a quente é mantida a uma temperatura de superfície de 600°C ou mais durante 1 s ou mais, preferencialmente 600°C ou mais durante 2 s ou mais. O tempo de espera a uma temperatura de 600°C ou mais não tem limite superior particular. Entretanto, a fim de satisfazer as condições de terceiro resfriamento na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente e suprimir a formação de ferrita poligonal, o tempo de espera é preferencialmente 6 segundos ou menos. A temperatura de superfície de chapa de aço pode ser aumentada para 600°C ou mais com o uso de qualquer método, por exemplo, utilizando calor interno na direção de espessura ou usando um aquecedor externo. Após a microes- trutura de camada externa da chapa de aço ser formada pelo primeiro resfriamento e pelo segundo resfriamento, o terceiro resfriamento é realizado para formar uma microestrutura de camada interna da chapa de aço, que inclui uma fase principal de ferrita bainítica e uma segunda fase de martensita massiva.

[00069] A taxa de resfriamento médio do terceiro resfriamento na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente varia de 5°C a 30°C/s na faixa de temperatura de formação de ferrita poligonal, que varia de 750°C a 600°C. Uma taxa de resfriamento médio menor que 5°C/s resulta em uma microestrutura de camada interna composta principalmente por ferrita poligonal em vez da microestrutura desejada composta de uma fase principal de ferrita bainítica. O resfriamento rápido a uma taxa de resfriamento médio maior que 30°C/s resulta em concentração insuficiente de um elemento de liga em austenita não transformada, que torna difícil dispersar finamente uma quantidade desejada de martensita massiva pelo resfriamento subsequente e fornecer uma chapa de aço laminada a quente que tem a baixa razão de rendimento desejada e alta tenacidade à baixa temperatura desejada. Desse modo, a taxa de resfriamento na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente é limitada à faixa de 5°C a 30°C/s, preferencialmente 5°C a 25°C/s. A temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente pode ser calculada através de cálculo por transferência de calor com base na temperatura de superfície de chapa de aço e na temperatura e na quantidade de água de resfriamento.

[00070] A temperatura de interrupção de resfriamento no terceiro resfriamento varia de 600°C a 450°C. Uma temperatura de interrupção de resfriamento acima dessa faixa de temperatura torna difícil formar a microestrutura de camada interna desejada composta por uma fase principal de ferrita bainítica. Uma temperatura de interrupção de resfriamento abaixo dessa faixa de temperatura resulta em término substancial de transformação de Y não transformado e em uma quantidade insuficiente de martensita massiva.

[00071] Na presente invenção, o primeiro a terceiro resfriamento é seguido pelo quarto resfriamento. A Figura 1 ilustra, de maneira esquemática, a temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente no quarto resfriamento na faixa de temperatura a partir da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento até a temperatura de bobinamento. Conforme ilustrado na Figura 1, o quarto resfriamento é resfriamento lento. O resfriamento lento nessa faixa de temperatura permite que elementos de liga, tais como C, sejam difundidos adicionalmente em Y não transformado, estabilizando, desse modo, Y não transformado e facilitando a formação de martensita massiva no resfriamento subsequente. Tal resfriamento lento é realizado resfriando-se a chapa de aço laminada a quente a partir da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento até a temperatura de bobinamento a uma taxa de resfriamento médio de 2°C/s ou menos, preferencialmente 1,5°C/s ou menos, em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente ou mantendo-se a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura na faixa da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento até a temperatura de bobi- namento durante 20 s ou mais. O resfriamento a partir da temperatura de interrupção de resfriamento do segundo resfriamento até a temperatura de bobinamento a uma taxa de resfriamento médio maior que 2°C/s resulta em difusão insuficiente de elementos de liga, tal como C, em y não transformado, estabilização insuficiente de y não transformado, e formação de y não transformado similar à haste restante entre grãos de ferrita bainítica, como em resfriamento indicado por uma linha pontilhada na Figura 1, tornando difícil, desse modo, formar a martensita massiva desejada.

[00072] O quarto resfriamento é preferencialmente realizado interrompendo-se injeção de água na última parte de mesa de saída. Para uma chapa de aço que tem uma espessura pequena, as condições de resfriamento desejadas são preferencialmente garantidas removendo-se completamente a água de resfriamento rrestante na chapa de aço ou instalando-se uma cobertura isoladora de calor. Além disso, a velocidade de transporte é preferencialmente ajustada a fim de garantir um tempo de espera de 20 s ou mais na faixa de temperatura descrita acima.

[00073] Após o quarto resfriamento, a chapa de aço laminada a quente é submetida à etapa de bobinamento.

[00074] A etapa de bobinamento inclui bobinar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de superfície de 450°C ou mais. A baixa razão de rendimento desejada não pode ser alcançada a uma temperatura de bobinamento menor que 450°C. Desse modo, a temperatura de bobinamento é limitada a 450°C ou mais. Por meio dessa etapa, a chapa de aço pode ser mantida durante pelo menos um tempo predeterminado em uma faixa de temperatura em que ferrita e aus- tenita coexistem.

[00075] Uma chapa de aço laminada a quente fabricada usando-se o método descrito acima é usada como um material para fabricação de tubo para formar tubos de aço em espiral e tubos soldados por resistência elétrica (ERW) através de etapas de fabricação de tubo comuns. As etapas de fabricação de tubo não são particularmente limitadas e podem ser etapas comuns.

[00076] A presente invenção será descrita adicionalmente abaixo com exemplos.

EXEMPLOS

[00077] O aço derretido que tem uma composição listada na Tabela 1 foi formado em uma placa (espessura: 220 mm) com o uso de um processo de fundição contínua. A placa foi usada como aço. O aço foi submetido a uma etapa de laminação a quente, na qual o aço foi aquecido a uma temperatura de aquecimento listada na Tabela 2, o aço foi laminado em bruto para formar um esboço e laminou-se o acabamento do esboço sob as condições listadas na Tabela 2 para formar uma chapa de aço laminada a quente (espessura: 8 a 25 mm). A chapa de aço laminada a quente foi submetida a uma etapa de resfria-mento imediatamente após o término do acabamento através da lami- nação. A etapa de resfriamento incluiu primeiro a quarto resfriamento listados na Tabela 2. Após a etapa de resfriamento, a chapa de aço laminada a quente foi submetida a uma etapa de bobinamento, que incluiu bobinar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de bobinamento listada na Tabela 2 e permitir que a bobina resfriasse.

[00078] Peças de teste foram obtidas da chapa de aço laminada a quente e foram submetidas à observação de microestrutura, um teste de tração, um teste de impacto e um teste de dureza.

[00079] Os métodos de teste são conforme a seguir:

(1) OBSERVAÇÃO DE MICROESTRUTURA

[00080] Uma peça de teste para observação de microestrutura foi obtida a partir da chapa de aço laminada a quente de modo que um corte transversal da mesma na direção de laminação (corte transversal em L) servisse como uma superfície de observação. Após a peça de teste ser polida e ser atacada com nital, a microestrutura da peça de teste foi observada e fotografada com um microscópio óptico (razão de ampliação: 500) ou um microscópio eletrônico (razão de ampliação: 2000). O tipo de microestrutura, a fração (fração de área) da microes- trutura de cada fase e o tamanho de grão médio foram determinados a partir da fotografia da microestrutura de camada interna com um aparelho de análise de imagem. Para a camada externa, somente o tipo de microestrutura foi identificado a partir da fotografia de microestrutu- ra.

[00081] O tamanho de grão médio da fase principal de ferrita bainí- tica na microestrutura de camada interna foi determinado com o uso de um método de intercepto de acordo com JIS G 0552. A razão de aspecto de grãos de martensita foi calculada como a razão (o comprimento ao longo do eixo geométrico principal)/(o comprimento ao longo do eixo geométrico secundário) do comprimento de um grão na direção longitudinal ou em uma direção do tamanho de grão máximo (o comprimento ao longo do eixo geométrico principal) para o comprimento do grão em uma direção perpendicular à direção longitudinal (o comprimento ao longo do eixo geométrico secundário). Os grãos de martensita que têm uma razão de aspecto menor que 5,0 foram definidos como martensita massiva. Os grãos de martensita que têm uma razão de aspecto de 5,0 ou mais foram denominados martensita "similar à haste". O tamanho médio de martensita massiva na chapa de aço foi calculado determinando-se metade da soma do comprimento ao longo do eixo geométrico principal e do comprimento ao longo do eixo geométrico secundário de cada grão de martensita massiva como o diâmetro do mesmo e calculando a média aritmética dos diâmetros. O diâmetro máximo de cada grão de martensita massiva foi o tamanho máximo da martensita massiva. Pelo menos 100 grãos de martensita foram submetidos à medição.

(2) TESTE DE TRAÇÃO

[00082] Fragmentos de teste para teste de tração (fragmentos de teste de espessura total especificada em API-5L, (largura: 38,1 mm, GL: 50 mm)) foram obtidos da chapa de aço laminada a quente de modo que a direção de tração fosse perpendicular à direção de lami- nação (direção de largura de chapa) ou a um ângulo de 30 graus com a direção de laminação. Um teste de tração foi realizado de acordo com a especificação ASTM A 370 para determinar propriedades de tração (limite de elasticidade YS e resistência à tração TS).

(3) TESTE DE IMPACTO

[00083] Os fragmentos de teste entalhados em V foram obtidos da chapa de aço laminada a quente de modo que a direção longitudinal dos fragmentos de teste fosse perpendicular à direção de laminação, e foram submetidos a um teste de impacto Charpy de acordo com a especificação ASTM A 370 para determinar a temperatura de transição de fratura vTrs (°C).

(4) TESTE DE DUREZA

[00084] Os fragmentos de teste para medição de dureza foram obtidos da chapa de aço laminada a quente. A dureza em corte transversal dos fragmentos de teste foi medida com um ensaiador de dureza Vickers (força de teste: 4,9 N) (carga: 500 g). A dureza em corte transversal de cada um dos fragmentos de teste foi continuamente medida em intervalos de 0,5 mm a partir de uma superfície da chapa de aço na direção de espessura. A dureza a uma profundidade de 0,5 mm a partir da superfície da chapa de aço na direção de espessura (direção de profundidade) e a dureza máxima na direção de espessura foram determinadas. A distribuição de dureza foi julgada ser boa quando a dureza máxima na direção de espessura era 300 pontos ou menos, e a dureza a uma profundidade de 0,5 mm a partir da superfície foi 95% ou menos da dureza máxima na direção de espessura.

[00085] Um tubo de aço em espiral (diâmetro externo: 1.067 mm*) foi, então, fabricado usando-se um processo de fabricação de tubo em espiral com o uso da chapa de aço laminada a quente como um material para tubos. Os fragmentos de teste para teste de tração (fragmentos de teste especificados em API) foram obtidos a partir do tubo de aço de modo que a direção de tração fosse a direção circunferencial do tubo, e foram submetidos a um teste de tração de acordo com a especificação ASTM A 370 para medir propriedades de tração (limite de elasticidade YS e resistência à tração TS). ΔYS (= YS de tubo de aço - 30 graus YS de chapa de aço) foi calculado a partir dos resulta-dos para determinar a redução de resistência devido à fabricação de tubo. A Tabela 3 mostra os resultados. TABELA 1 *) Moeq(%)=Mo+0,36Cr+0,77Mn+0,07Ni TABELA 2 TABELA 2 (CONTINUAÇÃO) * 1) Redução de laminação cumulativa (%) a uma temperatura de 930°C ou menos * 2) Controle de temperatura de superfície da chapa de aço * 3) Controle de temperatura na metade da espessura da chapa de aço através de cálculo por transferência de calor * 4) Taxa de resfriamento médio na faixa de 600°C a 450°C (Para chapa de aço no 10, taxa de resfriamento médio na faixa de temperatura de início de resfriamento à temperatura de interrupção de primeiro resfriamento) * 5) Através de cálculo por transferência de calor * 6) Através de medição com termômetro de superfície * 7) Tempo de espera a uma temperatura de superfície de 600°C ou mais * 8) Taxa de resfriamento médio na faixa de 750°C a 600°C * 9) Taxa de resfriamento médio na faixa de temperatura de interrupção do terceiro resfriamento até a *temperatura do quarto resfriamento * 10) Tempo de espera da temperatura de interrupção do terceiro resfriamento até a temperatura do quarto resfriamento * 11) Temperatura de superfície TABELA 3 TABELA 3 (CONTINUAÇÃO) *1) F: Ferrita, P: Perlita, B: Bainita, BF: Ferrita bainítica M: Martensita, TM: Martensita revenida, TB: Bainita Temperada * 2) (Dureza a uma profundidade de 0,5 mm a partir de uma superfície)/(Dureza máxima na direção de espessura) * 3) Dureza máxima na direção de espessura * 4) (Quantidade de martensita que tem uma razão de aspecto de 5,0 ou mais)/(Quantidade total de martensita) * 5) Limite de elasticidade a 30 graus em relação à direção de laminação * 6) ΔYS = YS de tubo de aço - 30 graus de YS de chapa de aço

[00086] Todos os exemplos forneceram chapas de aço laminadas a quente de alta resistência e alta tenacidade que tem uma baixa razão de rendimento sem tratamento de calor particular. Essas chapas de aço laminadas a quente tiveram um limite de elasticidade de 480 MPa ou mais a um ângulo de 30 graus com a direção de laminação, uma resistência à tração de 600 MPa ou mais na direção de largura de chapa, alta tenacidade representada por uma temperatura de transição de fratura vTrs de - 80°C ou menos, e uma razão de rendimento de 85% ou menos. Os exemplos comparativos fora do escopo da presente invenção não podem fornecer chapas de aço laminadas a quente que têm as características desejadas por causa da baixa tenacidade ou uma alta razão de rendimento.

[00087] Os exemplos forneceram chapas de aço laminadas a quente que tiveram pouca redução de resistência devido à fabricação de tubo até mesmo após formadas em tubos de aço por fabricação de tubo e são adequadas como materiais para canos de aço em espiral e tubos soldados por resistência elétrica (ERW).

Claims (6)

1. Chapa de aço laminada a quente, caracterizada pelo fato de que tem uma composição que consiste em, em uma base de per-centual em massa: C: 0,03% a 0,10%, Si: 0,01% a 0,50%, Mn: 1,4% a 2,2%, P: 0,001% a 0,025%, S: 0,0001% a 0,005%, Al: 0,005% a 0,10%, Nb: 0,02% a 0,10%, Ti: 0,001% a 0,030%, Mo: 0,01% a 0,50%, Cr: 0,01% a 0,50%, Ni: 0,01% a 0,50%, opcionalmente um ou dois ou mais selecionados a partir de Cu: 0,50% ou menos, V: 0,10% ou menos, e B: 0,0005% ou menos, opcionalmente Ca: 0,0005% a 0,0050% em massa, e um restante de Fe e eventuais impurezas, em que as eventuais impurezas incluem N: 0,005% ou menos, O: 0,005% ou menos, Mg: 0,003% ou menos, e/ou Sn: 0,005% ou menos, em que a chapa de aço laminada a quente inclui uma camada interna que tem uma profundidade de 1,5mm ou mais dos lados dianteiro e traseiro da chapa de aço na direção da espessura e que tem uma microestrutura que contém uma fase principal contendo uma área ocupada de 50% em área ou mais e uma segunda fase, sendo que a fase principal é ferrita bainítica que tem um tamanho de grão médio de 10 μm ou menos, a segunda fase contendo martensita mas- siva que tem uma fração de área na faixa de 1,4% a 15% e uma razão de aspecto menor que 5,0, a chapa de aço laminada a quente inclui uma camada externa que tem uma microestrutura que contém uma fase de martensita revenida ou uma fase de martensita revenida e uma fase de bainita temperada, em que a fração de área da fase de martensita revenida varia de 60% a 100% e a fração de área da fase de bainita temperada varia de 0% a 40%, e em que a composição tem Moeq definida pela seguinte fórmula (1) na faixa de 1,4% a 2,2% em massa: Moeq (%) = Mo + 0,36Cr + 0,77Mn + 0,07Ni (1) em que Mn, Ni, Cr e Mo denotam os teores de elemento correspondentes (% em massa).

2. Chapa de aço laminada a quente de acordo com a rei-vindicação 1, caracterizada pelo fato de que consiste em Ca: 0,0005% a 0,0050% em massa.

3. Chapa de aço laminada a quente de acordo com a rei-vindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a martensita massiva tem um tamanho máximo de 5,0 μm ou menos e um tamanho médio na faixa de 0,5 a 3,0 μm.

4. Chapa de aço laminada a quente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a dureza da chapa de aço laminada a quente a uma profundidade de 0,5 mm a partir de uma superfície da mesma na direção de espessura é 95% ou menos da dureza máxima na direção de espessura.

5. Método para fabricar uma chapa de aço laminada a quente como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: submeter o aço a uma etapa de laminação a quente, uma etapa de resfriamento e uma etapa de bobinamento para formar a chapa de aço laminada a quente, em que o aço consiste de, em uma base de percentual em massa, C: 0,03% a 0,10%, Si: 0,01% a 0,50%, Mn: 1,4% a 2,2%, P: 0,001% a 0,025%, S: 0,0001% a 0,005%, Al: 0,005% a 0,10%, Nb: 0,02% a 0,10%, Ti: 0,001% a 0,030%, Mo: 0,01% a 0,50%, Cr: 0,01% a 0,50%, Ni: 0,01% a 0,50%, opcionalmente um ou dois ou mais selecionados a partir de Cu: 0,50% ou menos, V: 0,10% ou menos, e B: 0,0005% ou menos, opcionalmente Ca: 0,0005% a 0,0050% em massa, e um restante de Fe e eventuais impurezas, em que as eventuais impurezas incluem N: 0,005% ou menos, O: 0,005% ou menos, Mg: 0,003% ou menos, e/ou Sn: 0,005% ou menos, a etapa de laminação a quente inclui aquecer o aço a uma temperatura de aquecimento na faixa de 1.050°C a 1.300°C, laminar em bruto o aço aquecido para formar um esboço, e fazer o acabamento através da laminação do esboço de modo que a redução de lamina- ção cumulativa a uma temperatura de 930°C ou menos seja 50% ou mais, formando, desse modo, uma chapa de aço laminada a quente, a etapa de resfriamento inclui primeiro resfriamento, segundo resfriamento, terceiro resfriamento e quarto resfriamento nessa ordem, sendo que o primeiro resfriamento é iniciado imediatamente após o término do acabamento através da laminação e inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de início de transformação martensítica ou menos a uma taxa de resfriamento médio de 100°C/s ou mais em relação à temperatura de superfície, o segundo resfriamento inclui, após o término do primeiro resfriamento, manter a chapa de aço laminada a quente por 1 s ou mais a uma temperatura de superfície de 600°C ou mais, o terceiro resfriamento inclui, após o término do segundo resfriamento, resfriar a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura de interrupção de resfriamento na faixa de 600°C a 450°C a uma taxa de resfriamento médio na faixa de 5°C/s a 30°C/s em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente, o quarto resfriamento inclui resfriar a chapa de aço laminada a quente a partir da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento a uma temperatura de bobina- mento a uma taxa de resfriamento médio de 2°C/s ou menos em relação à temperatura na metade da espessura da chapa de aço laminada a quente ou alternativamente manter a chapa de aço laminada a quente a uma temperatura na faixa da temperatura de interrupção de resfriamento do terceiro resfriamento até a temperatura de bobinamento durante 20 segundos ou mais, a etapa de bobinamento inclui bobinar a chapa de aço la-minada a quente a uma temperatura de superfície de 450°C ou mais, e em que o aço tem Moeq definida pela seguinte fórmula (1) na faixa de 1,4% a 2,2% em massa: Moeq (%) = Mo + 0,36Cr + 0,77Mn + 0,07Ni (1) em que Mn, Ni, Cr e Mo denotam os teores de elemento correspondentes (% em massa).

6. Método para fabricar uma chapa de aço laminada a quente de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o aço contém Ca: 0,0005% a 0,0050% em massa.