Novos Aços para Estampagem.pdf

7/22/2019 Novos Aos para Estampagem.pdf

1/44

Aos para Estampagem

Prof. Paulo Marcondes, PhD.

DEMEC / UFPR


2/44

ass ca o os aos

(plain-carbon steels)

QC qualidade comercial

EM estam abilidade mdia

EP estampabilidade profunda

EEP estampabilidade extra-profunda


3/44

AUTOMOBILSTICA E DE AUTOPEAS

Aos para operaes de estampagem (NBR-5906)

- Valores T icos:

QUALIDADEPROPRIEDADES MECNICASCOMPOSIO QUMICA (% PESO)

.

EM 280 76 38 0E370

EP

EPA

0,04 0,23 0,01 0,014 0,012 260

250

360

350

72

71

40

40

0E

0E

0,045


4/44


5/44


6/44

Propriedades MecnicasPropriedades Mecnicas

194200

220

a)

174 170

155160

180

LE/(M

P

120

140

1,5R LANKFORD 1,5 1,7 1,8 1,8 2,0


7/44

Aos Alta ResistnciaAos Alta ResistnciaAos Alta ResistnciaAos Alta Resistncia

NTU SEW MECANISMO

USI-STAR-350ZSTE 180 BHZSTE 220 BH

ENDURECIMENTO APSCURA DA PINTURA

USI-STAR-400 ZSTE 260 PENDURECIMENTO SOLUO

SLIDA

USI-STAR-450 ZSTE 340

ENDURECIMENTO POR

- -

USI-STAR-500

ZSTE 380

SLIDA


8/44

COMPOSIO QUMICA (% EM PESO) - TPICO

GRAUUSI-STAR

350

C

0 01

Mn

0 20

P

0 050

S

0 014

Al

0 042

Nb

-

Si

-

400

450/470

0,05

0,06

0,60

1,00

0,090

0,020

0,015

0,015

0,045

0,050

-

0,025

-

0,040500 0,15 1,40 0,020 0,010 0,037 0,029 0,038


9/44

Propriedades MecnicasPropriedades MecnicasPropriedades MecnicasPropriedades Mecnicas

400

360377

320

360

a)

240

280

LE/(M

P

204

160

200

1,8 1,7 1,2 1,1 1,0

R DE LANKFORD


10/44


11/44


12/44


13/44

ecan smos e res st nc a nos aos convenc ona s

Para os aos convencionais de estampagem, a microestrutura Para os aos convencionais de estampagem, a microestrutura

composta basicamente por ferrita e perlita ecomposta basicamente por ferrita e perlita e, , ..., , ...

Solu o slida Encruamento (discordncias);

Precipitao; Transformao de fases e Tamanho de gro.


14/44

ecan smos e res st nc a nos aos convenc ona s


15/44


16/44

os para estampagem - erspect vas uturas

segurana e alta performance so o alvo dos aos especiais

de alta resistncia. Atualmente as aplicaes estocen ra as nos aos:

`HSLA (High strenght low alloy) - microligado`BH (Bake-Hardening)

vance g treng t tee`DP (Dual Phase),`TRIP (Transformation Induced Plasticit ),`CP (Complex Phase),`MS (Martensitic Phase).


17/44

Aos para estampagem - Perspectivas futuras


18/44

os para estampagem - erspect vas uturas

IF livre de intersticiais

endurecidos por soluo slida (C e N)

20 m de carbono 0 002% C


19/44

e to a e- ar en ng


20/44

e to a e- ar en ng

Durante o processo de secagem da pintura (170 oC),,

carbono se difundem para as discordncias,imobilizando-as e aumentando a tenso de escoamento

( ~ 40 MPa ).


21/44

ovos aos para estampagem


22/44


23/44


24/44

Objetivo do desenvolvimento:Compromisso entre dureza

60606060IF (HX)

estampagem extra profunda

Isotropic (IHZ)

e e orma o.Caminho: - novas ligas

- produo com

controle detemperatura

oo

A80

oo

A80

estampagem extra profunda

Fe PBH Back Hardening effect

game

n

game

n

game

n

game

n

TRIP Transformation Induced Plasticity

CP Complex Phase, F+B+MZ StE

,

aloaloaloalo TMS Thyssen Martensitic Steel

Dureza entre 600 - 1400 N/mm2

(MHZ)

Limite de resistncia [N/mm]Limite de resistncia [N/mm]Limite de resistncia [N/mm]Limite de resistncia [N/mm]200200200200 1200120012001200

convencionais Novos aos de alta resistncia

St tira a frioZStE laminado a frio de fina ranula o


25/44

xemp os t p cos e ap ca o e aos

IF

EEP(Diversos)

STAR-350 BH(Pnl . Ext)

(Pnl Lat,Carter)

-

450/470(Reforos

-(Assoalho)

EEP-PCCaixa Roda


26/44

AOS BAKE HARDENEDAOS BAKE HARDENEDAOS BAKE HARDENEDAOS BAKE HARDENED

ABORDAGEM METALRGICA

Ao refosforado com carbono em soluoAo refosforado com carbono em soluo

EFEITO

durante o processo de secagem da pintura depois dodurante o processo de secagem da pintura depois doprocesso de conformao, os tomos intersticiais deprocesso de conformao, os tomos intersticiais decarbono se difundem ara as discordnciascarbono se difundem ara as discordncias

imobilizandoimobilizando--as, aumentaas, aumenta--se a tenso de escoamentose a tenso de escoamento

APLICAESpainis expostos conformados levemente tais como,teto, caps, portas e caixa de rodas


27/44

AOS MICROLIGADOS ISOTRPICOSAOS MICROLIGADOS ISOTRPICOSAOS MICROLIGADOS ISOTRPICOSAOS MICROLIGADOS ISOTRPICOS


recristalizao desejadarecristalizao desejada

minimiza a tendncia ao orelhamento e variao deminimiza a tendncia ao orelhamento e variao de

EFEITO

partes expostas a luminosidade como caps e portas


28/44

IFHSSIFHSS

IFHSSIFHSS

Aumento de resistncia pela adio de P, Si ou Mn ao ao IF


EFEITOAo de alta resistncia com alto valor de Lankford, i.e. boaconformabilidade; baixa taxa de escoamento/resistncia;boa absoro de energia de impacto

Partes internas: reforos e estruturas laterais.Partes internas: reforos e estruturas laterais.

EXEMPLOS DE APLICAES

Partes no expostas: assoalho, parte interna de caps ePartes no expostas: assoalho, parte interna de caps eportas.portas.

Partes expostas: paraPartes expostas: para--lamas e caps.lamas e caps.


29/44

AOS REFOSFORADOSAOS REFOSFORADOS

ABORDAGEM METALRGICAAumento de resistncia em soluo slida pela adio de P

EFEITOAlta resistncia com boa conformabilidade e

resistncia ao amassamento

APLICAES

,,

Partes expostas: caps e tetoPartes expostas: caps e teto


30/44

AOS DUPLA FASEDUAL PHASE STEELAOS DUPLA FASEDUAL PHASE STEEL


fina disperso de martensita e/ou fases de bainita numa matriz

EFEITO

excelente combinao de resistncia e conformabilidadealta taxa de endurecimento por deformaoexcelente absoro de energia / efeito do alongamento

APLICAES

Estruturas e reforosEstruturas e reforosbarra de impacto da porta, vigas do prabarra de impacto da porta, vigas do pra--choqueschoquesdianteiro e traseiro.dianteiro e traseiro.


31/44

AOS DE ALTA RESIST NCIAAOS DE ALTA RESIST NCIA


Aumento de resistncia por carbono e magnsio em

EFEITOAlto limite de resistnciaconformabilidade limitadaboa soldabilidade

EXEMPLOS DE APLICAES

partes internas: estruturas, reforospartes internas: estruturas, reforos


32/44

Resultados AplicaoResultados AplicaoResultados AplicaoResultados Aplicao

5

6% MATERIAL EEP MATERIAL IF

ALHO

34

RETR

A

1

2

E

FUGO

0 5 10 15 20

OUT/94

R

> PAINEL LATERAL EXTERNO


33/44

Estudo de Caso - Projeto Nacionalizao

de Aos

Avaliao St 07 275 MB

80

90

100

1200

1400

50

60

70

rpercent

ual

600

800

dosm

ate

riais

Avaliao Engenharia

Valor para liberao

Preo do material

10

20

30Valo

200

400 Preo

0Usigal GI CF-05 COS EEP CC CSN EEP PC CSN ZEE IF ASTM A-653

EDDS

Materiais alter nativos

0


34/44

Equivalncias de NormasEquivalncias de Normas


35/44

qu va nc as e ormasqu va nc as e ormas


36/44

qu va nc as e ormasqu va nc as e ormas


37/44

REVESTIMENTOS DE AOSREVESTIMENTOS DE AOS

PARA INDSTRIA AUTOMOBILSTICA

PARA INDSTRIA AUTOMOBILSTICA

REVESTIMENTOS ALCANADOS

ELETROGALVANIZADOS GALVANIZADOS A UENTE

ZINCOZINCO

ZINCO-LIGA DE FERRO

TRATAMENTO SUPERFICIAL

FOSFATIZADO TRATAMENTO QUMICO


38/44

Vantagens da GalvanizaoVantagens da Galvanizao

ZINCAGEM

Resistncia

Corroso

ac a e e ga ometalrgica do Zn aoao base.

Camada de ProteoRevestimento de Zinco

ro e o por arre ra

(filme aderente de carbonato)

Zn Anodo do par

Ao/Zinco


39/44

Zinca em Eletroltica x Zinca em orZinca em Eletroltica x Zinca em or

Imerso QuenteImerso QuenteEletroltica Imerso uente

1 - Princpio: 11 -- PrincpioPrincpio::

Aplicao do revestimento metlicoCorrente eltrica contnua

ImersoImerso dodo SubstratoSubstratoBanhoBanho metlicometlico fundidofundido

2 - Natureza do Revestimento

Camada de Zinco puro sobre o substrato22 -- NaturezaNatureza dodo RevestimentoRevestimentoCamadaCamada ee li ali a ++ CamadaCamada ee incoinco urouro..

3- Maior Custo 33-- MenorMenor CustoCusto

- eves men oMaior controle e possibilidade de produode revestimentos mais finos

55-- RevestimentoRevestimentoDifcilDifcil controlecontrole dada espessuraespessura ee uniformiuniformi--dadedade dodo revestimentorevestimento superioressuperiores aa 5050g/mg/m22

5- Pode se revestir apenas 1 face 55-- NoNo sese consegueconsegue revestirrevestir apenasapenas 11 faceface


40/44

CARACTERSTICAS DAS CHAPAS ZINCADASCARACTERSTICAS DAS CHAPAS ZINCADAS

-Aspecto Superficial:

CHAPA ZINCADA

CRISTAIS NORMAISCHAPA ZINCADA

CRISTAIS MINIMIZADOS GALVANEW-CSN


41/44

PROTEO SUPERFICIAL

1 -

TRATAMENTOFormao de um filme depassivao (filme de cromato) na

su erfcie das CZs. Mais usadospara cristais normais.

Forma o de um filme de leo (leo

2 -OLEAMENTO protetivo). Mais usado para cristais

minimizados.

TRATAMENTO QUMICO +OLEAMENTO3 -

Quando o material requer maiorproteo (regio de elevada

umidade relativa do ar).

4 - RESINADOAplicao de revestimento de resinaacrlica que contribui para aresistncia a corroso e auxilia nos

processos de conformao. aplicadoprincip. ao Galvalume.


42/44

Uso Geral

Solidificao normal do revestimento

Superfcie com aparncia de flores

Quando o uso deCristais Normais no

Superfcie Lisa

Cristais normais + Laminao

**

Apropriada para pintura,

encruamento

Superfcie Extra-Lisa **

fundamental importncia

r s a s mn mza os por so ca o

acelerada + Laminao de Encruamento

construo civil com

melhores resultados contracorroso.

Revestimento de liga 55%Al- Zn.

* Com oleamento e/ou Trat. Qumico

** Com oleamento*** Com oleamento ou resina

Proteo de Superfcie:

C t ti A li C t ti

A li


43/44

Caractersticas e AplicaesCaractersticas eAplicaes

l

CaractersticaGrau Aplicao

o

mercia

ZC Conformabilidade Bsica

Uso Plano

Dobramento

em

Estampagem Simples

DobramentoEstampabilidadeZE

Estam

pa

Estampagem Extra Profunda

oaZEE

ZEE-PC

Estampagem Profunda

ral

ZAR 230

ZAR 250

s ampagem e ea r ca

Uso Plano

Excelente

Resistncia Mecnica

ZEE-IF

Estrutu ZAR 280

ZAR 345

ZAR 400

Corrugao

Dobramento

-


44/44

Propriedades mecnicas dos aosgalvanizados por imerso a quente ealvanizados por imerso a quente eGALVALUMEa Os aos recobertos com zinco ou 55%Al-Zn so

largamente usados no mercado de construo civil eau omo s co.

a Neste trabalho foi avaliado os efeitos do recobrimentonas propriedades mecanicas do ao atravs de ensaios.

(chapas produzidas pela CSN - Companhia SiderrgicaNacional).

Documents

Novos Aços para Estampagem.pdf