Influência de microestrutura na aplicação de aços multiconstituídos da classe 980 MPa

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Paulo José Duarte Rodrigues
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BCMHUE
Resumo: No atual cenário de modernização automotiva, fatores como eficiência energética, redução da emissão de poluentes e ganhos em segurança são essenciais. Tais aspectos impulsionam a indústria siderúrgica a desenvolver novos materiais com destaque para os Aços Avançados de Alta Resistência. Ao longo do tempo esses têm sido aprimorados e à medida que se tornam cada vez mais aptos para o uso em diferentes peças, se consolidam na construção estrutural dos veículos. A etapa de seleção é primordial para o sucesso de sua aplicação, tendo em vista o incremento do índice de falhas por diferentes mecanismos, quando são comparados aos aços convencionais. A microestrutura é um dos principais fatores a considerar, pois para uma mesma classe de resistência, podem existir resultados divergentes na estampagem das peças, em função da geometria e dos esforços de conformação implícitos. O presente trabalho aborda o desenvolvimento de diferentes concepções de aços multifásicos da classe 980 MPa, voltadas para aplicação em peças com estiramento de flange, objetivando melhores resultados de expansão de furo, em comparação ao Dual Phase tradicionalmente comercializado, de microestrutura constituída tipicamente por ferrita e martensita. Para alcançar esse avanço, buscou-se produzir aços com microestrutura mais homogênea, refinada e com menor diferença de dureza entre os constituintes: um de microestrutura balanceada (ferrita, martensita e bainita), combinando alongamento e expansão de furo; outro de microestrutura majoritariamente bainítica, a fim de maximizar a capacidade de expansão de furo. Foi utilizada uma nova composição química com alterações em relação ao aço convencional de mesmo grau (liga C-Mn-Si), com redução de carbono e adição de outros elementos para aumentar a sua temperabilidade. A partir de amostras de bobinas laminadas a frio encruadas da nova liga, foram simulados ciclos de recozimento via Gleeble, variando-se as temperaturas de encharque e overaging. A partir dos resultados em escala piloto foram realizados testes industriais visando a produção em escala comercial e nova amostragem nos produtos gerados no recozimento contínuo. Para um comparativo entre os novos aços e o convencional, foram feitos testes de expansão de furo e tração à temperatura ambiente, além de caracterização microestrutural. Os novos projetos apresentaram diferenças microestruturais e nas propriedades em tração correlacionadas aos melhores resultados de expansão de furo.
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A microestrutura é um dos principais fatores a considerar, pois para uma mesma classe de resistência, podem existir resultados divergentes na estampagem das peças, em função da geometria e dos esforços de conformação implícitos. O presente trabalho aborda o desenvolvimento de diferentes concepções de aços multifásicos da classe 980 MPa, voltadas para aplicação em peças com estiramento de flange, objetivando melhores resultados de expansão de furo, em comparação ao Dual Phase tradicionalmente comercializado, de microestrutura constituída tipicamente por ferrita e martensita. Para alcançar esse avanço, buscou-se produzir aços com microestrutura mais homogênea, refinada e com menor diferença de dureza entre os constituintes: um de microestrutura balanceada (ferrita, martensita e bainita), combinando alongamento e expansão de furo; outro de microestrutura majoritariamente bainítica, a fim de maximizar a capacidade de expansão de furo. Foi utilizada uma nova composição química com alterações em relação ao aço convencional de mesmo grau (liga C-Mn-Si), com redução de carbono e adição de outros elementos para aumentar a sua temperabilidade. A partir de amostras de bobinas laminadas a frio encruadas da nova liga, foram simulados ciclos de recozimento via Gleeble, variando-se as temperaturas de encharque e overaging. A partir dos resultados em escala piloto foram realizados testes industriais visando a produção em escala comercial e nova amostragem nos produtos gerados no recozimento contínuo. Para um comparativo entre os novos aços e o convencional, foram feitos testes de expansão de furo e tração à temperatura ambiente, além de caracterização microestrutural. Os novos projetos apresentaram diferenças microestruturais e nas propriedades em tração correlacionadas aos melhores resultados de expansão de furo.In the current scene of automotive modernization, factors such as energy efficiency, reduction of pollutant emissions and gains in safety are essential. These aspects drive the steel industry to develop new materials with emphasis on Advanced High Strength Steels. Over time these have been enhanced and as they become increasingly suitable for use in different parts, they are consolidated in the structural construction of vehicles. The selection stage is significant for the success of its application, in view of the increase in the failure rate by different mechanisms when compared to conventional steels. The microstructure is one of the main factors to consider, because for the same strength class, there may be divergent results in the drawing of the parts, depending on the geometry and the implicit forming requirements. The present work deals with the development of different designs of Multiphase steel of 980 MPa class, aimed at application in pieces with stretching flangeability, aiming a better hole expansion results, compared to traditionally traded Dual Phase steel, of microstructure typically constituted by ferrite and martensite. In order to reach this advance, tried to produce steels with more homogeneous, refined microstructure and with less difference of hardness between the constituents: one of balanced microstructure (ferrite, martensite and bainite), combining elongation and hole expansion ratio; another of majority bainitic microstructure, in order to maximize the hole expansion ratio. It was used a new chemical composition with changes in relation to conventional steel of the same grade (C-Mn-Si alloy), with reduction of carbon and addition of other elements to increase its hardenability. From annealed cold rolled coil samples of the new alloy, annealing cycles were simulated through Gleeble, varying soaking and overaging temperatures. From the pilot scale results, industrial tests were carried out aiming at commercial scale production and sampling was performed on products generated in continuous annealing. For a comparison between the new steels and the conventional steel, tests were made for hole expansion ratio and tensile tests at room temperature, besides microstructural characterization. The new design presented microstructural and tensile properties differences which are correlated to the best results of hole expansion ratio.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGEngenharia metalúrgicaMetalurgia físicaAço MetalurgiaEstiramento de flangeAço multifásicoRazão de expansão de furoInfluência de microestrutura na aplicação de aços multiconstituídos da classe 980 MPainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdisserta__o_paulo_duarte.pdfapplication/pdf5401982https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/RAOA-BCMHUE/1/disserta__o_paulo_duarte.pdfa9193effb5edf7e6638079220bd95316MD51TEXTdisserta__o_paulo_duarte.pdf.txtdisserta__o_paulo_duarte.pdf.txtExtracted texttext/plain157535https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/RAOA-BCMHUE/2/disserta__o_paulo_duarte.pdf.txt81eaca7b7df71a5c33c0110c8f9323caMD521843/RAOA-BCMHUE2019-11-14 17:59:39.211oai:repositorio.ufmg.br:1843/RAOA-BCMHUERepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T20:59:39Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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