EFEITO DO TAMANHO DE GRÃO NA ESTAMPABILIDADE DE AÇOS ARBL

EFEITO DO TAMANHO DE GRÃO NA EFEITO DO TAMANHO DE GRÃO NA ESTAMPABILIDADE DE AÇOS ARBLESTAMPABILIDADE DE AÇOS ARBL

Almir TuraziCarlos Augusto Silva de Oliveira

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IntroduçãoIntrodução

Histórico:

Objetivo do Projeto: Estudar o efeito do refino de grão na estampabilidade

Espessura da tira:Inicial: 2,0 mmFinal:1,0 mm

R

Necessidade de material;

Tempo para obter o material;

Limitações industriais;

Expectativas para se refinar o grão;

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Procedimento ExperimentalProcedimento Experimental

Etapas do projeto:

– Material com processamento industrial;

– Rotas definidas em laboratório;

– Processamento industrial: melhor rota e aço;

– Análise da melhor condição.

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Aços EstudadosAços Estudados Aço C Mn P S Si Al Nb Ti N

CF 0,13 0,79 0,016 0,005 0,21 0,034 ------ ------ 0,0062

Nb 0,09 1,04 0,018 0,004 0,07 0,039 0,036 ------ 0,0044

Nb+Ti 0,10 0,9 0,021 0,008 0,28 0,047 0,022 0,074 0,0053

Processamento Industrial (padrão):-Laminados a frio (50% redução) e recozidos a

700ºC por 8 horas.

Análise microdureza, tamanho de grão, resistência a tração, coeficientes de anisotropia e encruamento e curvas limite de conformação.

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Procedimento ExperimentalProcedimento ExperimentalRotas estudadas: processo a frio – redução - 50%:

1.Redução - recozimento 700°C/1 h (indústria);

2.Redução - recozimento 650°C/1 h (T. recoz. menor);

3.Aquecimento 910°C / 30 min, têmpera em água e

revenido 650°C / 1h. redução - recozimento 600°C/ 1 h.

4.Idem anterior e recozimento a 650°C;

5.Aquecimento a 740°C / 30 min, têmpera em água,

redução - recozimento a 650°C/1 h (aumentar sítios de

nucleação);

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Procedimento ExperimentalProcedimento Experimental

6. Rota 1, recozimento 700°C/4 h (recozimento maior).

7. Rota 5, recozimento 650°C/4 h (recozimento maior).

Nova rota Industrial:

– Temperado 7400C em banho metálico de Pb+Bi; deformado a frio 50 %; recozido em caixa a 6500C

Análise microdureza, tamanho de grão, resistência a tração, coeficientes de anisotropia e encruamento e curvas limite de conformação.

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Procedimento ExperimentalProcedimento Experimental

Determinação da CLC

– Nakazima; 215 mm e larguras de 215 até 55mm,

intervalos de 20 mm.

– Lubrificante Bissulfeto de molibdênio.

– Conformação máquina universal ZDM U 30T.

– Punção esférico e blank fixo entre matriz e

prensa-chapas na mesa inferior

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Resultados Resultados

Tamanho de Grão e Microdureza Vickers

MP: Material laminado a quente (matéria-prima da indústria)

PA: Material laminado a frio (produto acabado da indústria)

Material Condição TG (m) Desvio Padrão HV1

CFMP 9 2,0 174

PA 12 2,2 139

ML (Nb)MP 7 1,6 208

PA 13 3,6 161

ML (Nb+Ti)MP 7 1,2 228

PA 15 3,4 168

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ResultadosResultadosTamanho de Grão e Microdureza (Laboratório)Rota Material TG (m) Desvio Padrão HV1

1CF 7,7 1,4 135

ML Nb 6,0 1,0 157ML Nb+Ti 6,4 1,1 201

2CF 7,5 0,9 134

ML Nb 5,6 0,7 172ML Nb+Ti 6,4 0,8 271

3CF 7,0 1,1 193

ML Nb 6,1 0,9 185ML Nb+Ti 5,7 0,8 156

4CF 9,5 1,7 136

ML Nb 9,1 1,4 133ML Nb+Ti 7,5 0,9 161

5CF 5,2 0,5 144

ML Nb 3,6 0,3 160ML Nb+Ti 3,7 0,3 206

6CF 7,5 1,3 140

ML Nb 5,8 0,6 146ML Nb+Ti 5,8 0,6 182

7CF 6,4 0,8 135

ML Nb 4,1 0,2 166ML Nb+Ti 4,1 0,4 204

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ResultadosResultados

Selecionada rota 5 – aço ML Nb+Ti

Tamanho de Grão e Microdureza (Rota 5/7 – Indústria)

MATERIAL CONDIÇÃO TG (µm) DESVIO PADRÃO HV1

ML (Nb+Ti)Teste

Indústria7,1 0,8 190

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ResultadosResultadosMicroestruturas do aço ML Nb+Ti (Rota Industrial Normal)

MP (Mat. Prima) Lam. a quente PA (prod. acabado) Lam. a frio

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ResultadosResultadosMicroestruturas do aço ML Nb+Ti (Rota do Laboratório)

Temperado em água de 7400C Rota 5 – após recozimento

Rota 7 – após recozimento

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ResultadosResultados

Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Teste Industrial)

Temperado na indústria de 7400C Após recozimento

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ResultadosResultados

Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Rota do Laboratório)

Temperado em água de 7400C Após têmpera e deformação

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ResultadosResultadosMicroestruturas do aço ML Nb+Ti (Teste Industrial)

MP (Mat. Prima) Lam. a quente Temperado a 7400C

Após recozimento

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ResultadosResultados

Possíveis causas da variação do tamanho de grão

do Laboratório / Escala Industrial:

–Maior ciclo de recozimento no processo

industrial;

–Processos de deformação a frio diferentes: no

laboratório forjamento a frio (recalque) e na

indústria laminação;

–Processos de têmpera diferentes: no laboratório

resfriamento em água e na indústria resfriamento

em banho metálico fundido.

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Resultados Resultados

Curvas limite de conformação (duas retas) – materiais na

condição PA – processamento industrial normal.

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ResultadosResultados

Curvas limite de conformação (duas retas) – materiais

na condição PA e teste industrial.

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ConclusõesConclusões Testes laboratoriais:

– Temperatura de recozimento mais baixa não

reduziu significativamente o tamanho dos grãos.

– Têmpera em água a partir de 910ºC e revenido não refinou os grãos.

– A têmpera intercrítica refinou os grãos do material recozido. Para o aço ao Nb +Ti obteve-se 43% de redução em relação a rota 1. O aço ao Nb apresentou 40% e o aço C-Mn 33% de redução.

– A variação do tempo de recozimento de 1 para 4 horas não afetou significativamente a dureza e o tamanho médio de grãos.

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ConclusõesConclusões

Teste industrial:

– Rota com têmpera intercrítica, gerou material com

grãos mais finos e distribuição mais homogênea.

– Maior tamanho de grão das amostras industriais

com relação as de laboratório foi atribuído a:

Maior ciclo de recozimento industrial;

Processos de deformação a frio diferentes;

Processos de têmpera diferentes;

– As CLC’s mostraram que o refino de grão não

afetou a estampabilidade dos aços Nb+Ti.

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AgradecimentosAgradecimentos

A Brasmetal Waelzholz S.A. Indústria e Comércio,

em especial, ao doutor Antenor Ferreira Filho, pelo

fornecimento de material, pelos ensaios industriais e

pelo incentivo.

Ao CNPq, pelo financiamento do projeto.

A CAPES, pela bolsa de mestrado.