efeito do tamanho de grÃo na estampabilidade de aÇos arbl almir turazi carlos augusto silva de...
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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.