Avaliação de chapas grossas de aço 22MnB5 com adições de Nb e Mo, estampadas à quente, e soldadas pelo processo MAG empregando diferentes temperaturas de pré-aquecimento

• Autor(a) principal: Heberle, Maurício de Almeida
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/266136
• topic: Chapas de aço; Estampagem; Soldagem a arco elétrico; 22MnB5 steel; Hot forming; Pre-heating; Welding

A utilização de aços estampados a quente de alta resistência em veículos automotores tornou-se uma tendência, uma vez que habilita a redução no peso total da estrutura e promove uma maior eficiência energética, resultando em um aumento na produtividade nos transportes e, assim, redução de emissões de gases de efeito estufa. Um dos limitantes no uso desses materiais é a sua conformação à temperatura ambiente, já que possuem baixa conformabilidade. O processo de estampagem a quente consiste na conformação mecânica em temperaturas acima da temperatura de austenitização do aço e, ainda com o material na prensa após conformado, é realizada uma têmpera subsequente, aumentando consideravelmente a resistência mecânica da peça. O aço 22MnB5 + NbMo é excelente para esse tipo de processamento, pois a presença de boro garante uma ótima temperabilidade, enquanto o nióbio e o molibdênio auxiliam no controle de tamanho de grão durante o aquecimento. Uma vez conformado, a aplicação desse material de espessuras grossas pode requerer um processo adicional de soldagem ao arco elétrico, onde o pré-aquecimento pode ser uma alternativa para reduzir os impactos no material, suavizando a taxa de resfriamento e evitando a fragilização microestrutural. Nesse contexto, o presente trabalho avalia o impacto da soldagem ao arco elétrico com pré-aquecimento em chapas grossas do aço 22MnB5 com adições de Nb e Mo, após o endurecimento pelo processo de estampagem a quente. Para isso, foram estampadas a quente e temperadas amostras do material 22MnB5 + NbMo, e então soldadas pelo processo MAG pulsado em condições sem pré-aquecimento e com pré-aquecimento de 50, 120 e 210°C, a fim de avaliar através de microscopia e ensaios mecânicos o impacto da soldagem e das temperaturas de pré-aquecimento. Além disso, foi avaliada a diluição na soldagem e a qualificação do processo de solda por metalografia e ensaio de dobramento. Após a estampagem a quente, o material teve um aumento de cerca de 90% no limite de resistência e foi obtida uma microestrutura predominantemente martensítica auto-revenida, confirmando assim a eficácia do processo de estampagem a quente. As chapas de 7 mm de espessuras foram unidas em um único passe com penetração total e não houve presenças de descontinuidades de soldagem. Foi constatada uma zona afetada pelo calor bastante extensa no material, e uma queda de cerca de 30% na resistência do aço estampado após a soldagem de forma geral. A condição pré-aquecida a 50°C resultou nos melhores resultados de resistência mecânica quando comparada à condição sem pré-aquecimento, evidenciando os benefícios da aplicação desse processo na soldagem.