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

2

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;

3

Procedimento ExperimentalProcedimento Experimental

Etapas do projeto:

– Material com processamento industrial;

– Rotas definidas em laboratório;

– Processamento industrial: melhor rota e aço;

– Análise da melhor condição.

4

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.

5

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);

6

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.

7

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

8

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

9

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

10

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

11

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

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

12

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

Temperado em água de 7400C Rota 5 – após recozimento

Rota 7 – após recozimento

13

ResultadosResultados

Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Teste Industrial)

Temperado na indústria de 7400C Após recozimento

14

ResultadosResultados

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

Temperado em água de 7400C Após têmpera e deformação

15

ResultadosResultadosMicroestruturas do aço ML Nb+Ti (Teste Industrial)

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

Após recozimento

16

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.

17

Resultados Resultados

Curvas limite de conformação (duas retas) – materiais na

condição PA – processamento industrial normal.

18

ResultadosResultados

Curvas limite de conformação (duas retas) – materiais

na condição PA e teste industrial.

19

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.

20

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.

21

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.