II Simpósio sobre aços: "Novas Ligas Estruturais para a Indústria Automobilística ” 15 de Maio...

II Simpósio sobre açosII Simpósio sobre aços::

"Novas Ligas Estruturais para a Indústria Automobilística"Novas Ligas Estruturais para a Indústria Automobilística””

15 de Maio de 2007 - São Paulo 15 de Maio de 2007 - São Paulo

História da Rede Aços História da Rede Aços

• Primeira Fase 1998-2002Primeira Fase 1998-2002Os projetos desenvolvidos tratavam de aspectos Os projetos desenvolvidos tratavam de aspectos relacionados à melhoria de produtividade e qualidade de açosrelacionados à melhoria de produtividade e qualidade de aços

I Simpósio - AçosI Simpósio - Aços: Perspectiva para os Próximos 10 Anos : Perspectiva para os Próximos 10 Anos Rio de Janeiro - 2002 Rio de Janeiro - 2002

http://www.redeacos.eng.brhttp://www.redeacos.eng.br

História da Rede Aços História da Rede Aços

• Segunda Fase 2004-2007Segunda Fase 2004-2007 Nesta fase estão sendo estudadasNesta fase estão sendo estudadas““Novas Ligas Estruturais para a Indústria Automobilística”Novas Ligas Estruturais para a Indústria Automobilística” em projeto financiado pelo CNPq no ambito do FVA.em projeto financiado pelo CNPq no ambito do FVA.

O objetivo principal é desenvolver experimentalmente as estratégias O objetivo principal é desenvolver experimentalmente as estratégias para o melhor processamento termomecânico de aços para fins para o melhor processamento termomecânico de aços para fins automotivos contendo ferrita de grão ultrafino.automotivos contendo ferrita de grão ultrafino.

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Rede AçosRede Aços““Novas Ligas Estruturais para a Indústria Automobilística”Novas Ligas Estruturais para a Indústria Automobilística”

Metodologia EnvolveMetodologia Envolve

• rotas experimentais de processamento visando obter grãos rotas experimentais de processamento visando obter grãos ultrafinosultrafinos

• implementação da rota em escala piloto para avaliação da implementação da rota em escala piloto para avaliação da conformabilidade e soldabilidadeconformabilidade e soldabilidade

• simulação numérica do comportamento plástico por meio de simulação numérica do comportamento plástico por meio de elementos finitoselementos finitos

Empresas ColaboradorasEmpresas Colaboradoras



PUC-Rio/DCMM – Profa. Ivani de S. Bott ( Coordenação) PUC-Rio/DCMM – Profa. Ivani de S. Bott ( Coordenação) [email protected]

UFF-EEIMVR- Prof. Paulo Rangel Rios, Prof. Luciano MoreiraUFF-EEIMVR- Prof. Paulo Rangel Rios, Prof. Luciano Moreira

UFMG - Prof. Ronaldo Antonio Neves Marques Barbosa e UFMG - Prof. Ronaldo Antonio Neves Marques Barbosa e Prof. Dagoberto B. SantosProf. Dagoberto B. Santos

DEMA – UFSCar - Prof. Oscar BalancinDEMA – UFSCar - Prof. Oscar Balancin

EPUSP- Prof. André Paulo Tschiptschin e Prof. Hélio GoldensteinEPUSP- Prof. André Paulo Tschiptschin e Prof. Hélio Goldenstein

UFSC – Prof. Carlos Augusto Silva de OliveiraUFSC – Prof. Carlos Augusto Silva de Oliveira

UFU - Prof. Americo ScottiUFU - Prof. Americo Scotti

mailto:[email protected]

Motivação Motivação

• A resistência teórica da ligação metalica do Fe é 13,2 GPaA resistência teórica da ligação metalica do Fe é 13,2 GPa

• Aços de alta resistência mecânica possuem no máximo 1,5 GPa, menos de Aços de alta resistência mecânica possuem no máximo 1,5 GPa, menos de 10% da resistência teórica. Portanto, há ainda um imenso potencial a ser 10% da resistência teórica. Portanto, há ainda um imenso potencial a ser explorado. explorado.

• Engenharia microestrutural em nanoescalaEngenharia microestrutural em nanoescala aços com dureza semelhante a da aluminaaços com dureza semelhante a da alumina resistência similar a da fibra de carbono resistência similar a da fibra de carbono resistência a corrosão superior a das superligas de Ni. resistência a corrosão superior a das superligas de Ni.

Nanotecnologia Nanotecnologia aplicada a materiaisaplicada a materiais

Duas Categorias Duas Categorias

os materiais particuladosos materiais particulados

CatáliseCatálise

pigmentos para tintaspigmentos para tintas

partículas absorvedoras de UV em loçõespartículas absorvedoras de UV em loções

nanorobosnanorobos

Nanotecnologia Nanotecnologia aplicada a materiaisaplicada a materiais

Segunda Categoria Segunda Categoria Obtenção de uma microstrutura nanoestruturadaObtenção de uma microstrutura nanoestruturadaenvolve a redução para a nanoescala do tamanho envolve a redução para a nanoescala do tamanho de grão (10 a 100 nm) e das fases presentes.de grão (10 a 100 nm) e das fases presentes.

A essência do projeto é desenvolver experimentalmente as A essência do projeto é desenvolver experimentalmente as estratégias, utilizando-se a tecnologia disponível atualmente, para o estratégias, utilizando-se a tecnologia disponível atualmente, para o melhor processamento termomecânico de aços para fins automotivos melhor processamento termomecânico de aços para fins automotivos contendo ferrita de grão ultrafino. contendo ferrita de grão ultrafino.

Objetivo Objetivo Obter grãos com 1 a 3 Obter grãos com 1 a 3 m, concentrando em quatro rotas: m, concentrando em quatro rotas:

1) Têmpera para obter martensita seguida de recozimento abaixo da 1) Têmpera para obter martensita seguida de recozimento abaixo da temperatura Atemperatura A11

2) Têmpera seguida de recozimento intercrítico 2) Têmpera seguida de recozimento intercrítico 3) Transformação Induzida Dinamicamente por Deformação - (“Dynamic 3) Transformação Induzida Dinamicamente por Deformação - (“Dynamic Strain Induced Transformation” – DSIT)Strain Induced Transformation” – DSIT)

4) Co-laminação4) Co-laminação

Além da obtenção do aço de grão ultrafino é preciso :Além da obtenção do aço de grão ultrafino é preciso :

• caracterizar a microestrutura caracterizar a microestrutura

• estabelecer se as propriedades correspondem ao esperadoestabelecer se as propriedades correspondem ao esperado • avaliar os processos de fabricação, tais como, estampagem e soldagem.avaliar os processos de fabricação, tais como, estampagem e soldagem.

Grupo de Soldagem e Caracterização Grupo de Soldagem e Caracterização Ivani de S. BottIvani de S. BottDEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS E METALURGIA, Pontifícia Universidade Católica DEPARTAMENTO DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS E METALURGIA, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Paulo Rangel RiosPaulo Rangel RiosESCOLA DE ENGENHARIA INDUSTRIAL METALÚRGICA DE VOLTA REDONDA, UNIVERSIDADE ESCOLA DE ENGENHARIA INDUSTRIAL METALÚRGICA DE VOLTA REDONDA, UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE, Volta RedondaFEDERAL FLUMINENSE, Volta Redonda , , Rio de Janeiro, RJ, Brasil Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Américo Scotti Américo Scotti LABORATÓRIO PARA O DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS DE SOLDAGEM, Universidade LABORATÓRIO PARA O DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS DE SOLDAGEM, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG, Brasil Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG, Brasil

Louriel Oliveira VillarinhoLouriel Oliveira VillarinhoLABORATÓRIO PARA O DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS DE SOLDAGEM, Universidade LABORATÓRIO PARA O DESENVOLVIMENTO DE PROCESSOS DE SOLDAGEM, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG, Brasil Federal de Uberlândia, Uberlândia, MG, Brasil

Hernán Gabriel SvobodaHernán Gabriel SvobodaLABORATORIO DE MATERIALES Y ESTRUCTURAS Y DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA LABORATORIO DE MATERIALES Y ESTRUCTURAS Y DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA, Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina. MECÁNICA, Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina.

Estela Silvia SurianEstela Silvia SurianSECRETARÍA DE INVESTIGACIÓN, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Lomas de SECRETARÍA DE INVESTIGACIÓN, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Lomas de Zamora, Buenos Aires, Argentina. Zamora, Buenos Aires, Argentina. DEYTEMA-CENTRO DE DESARROLLO Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES, Facultad Regional San DEYTEMA-CENTRO DE DESARROLLO Y TECNOLOGÍA DE MATERIALES, Facultad Regional San Nicolás, Universidad Tecnológica Nacional, San Nicolás, Buenos Aires, Argentina.Nicolás, Universidad Tecnológica Nacional, San Nicolás, Buenos Aires, Argentina.

Mat. C Mn Si P S Nb Ti O N Al Cu

21 (C-Mn) 0,138 0,82 0,24 0,019 0,0048 0,003 ≤0,001 0,0307 0,0069 0,041 0,008

74 (Nb-Ti) 0,088 0,91 0,31 0,024 0,0072 0,025 0,075 0,0424 0,0111 0,051 0,009

75 (Nb) 0,090 0,99 0,08 0,018 0,0049 0,039 ≤0,001 0,0260 0,0073 0,050 0,010

Material doado pela Brasmetal

Metal base d (m) Desvío padrão (m) G(ASTM) = - 10 - 6,64 log d

21 (C-Mn) 9,8 0,9 10

74(NbTi) 7,2 1,0 11

75 (Ti) 6,5 0,6 11

Material doado pela Brasmetal

Soldados pelos processos Soldados pelos processos

GMAW-CC (GMAW-CC (Ar/20%COAr/20%CO22 ) )Plasma (Plasma (Ar-HAr-H ) )P-GMAW P-GMAW ((Ar/20%COAr/20%CO22 ) )

ConclusãoConclusão

Os resultados obtidos mostraram que os processosOs resultados obtidos mostraram que os processos• Plasma, Plasma–GMAW podem ser uma alternativa ao GMAW-CC Plasma, Plasma–GMAW podem ser uma alternativa ao GMAW-CC para soldagem de chapas finas convencionais.para soldagem de chapas finas convencionais.

• O processo Plasma apresenta a vantagem de não utilizar metal de O processo Plasma apresenta a vantagem de não utilizar metal de adição, menor ZTA e tamanho de grão, e boa conformabilidade. adição, menor ZTA e tamanho de grão, e boa conformabilidade.

• O aço com Nb (75) apresentou os melhores resultados tanto O aço com Nb (75) apresentou os melhores resultados tanto operacional como de propriedades mecânicas para os três operacional como de propriedades mecânicas para os três processos estudados.processos estudados.

O objetivo foi investigar a influência do ciclo térmicoO objetivo foi investigar a influência do ciclo térmico

• aço Nb-Ti produzido por laminação a 700aço Nb-Ti produzido por laminação a 700ooC, com três passes C, com três passes de 0,22% de redução em espessura, resfriado ao ar e seguido de de 0,22% de redução em espessura, resfriado ao ar e seguido de recozimento intercrítico a 550recozimento intercrítico a 550ooC por 5, 60 e 180 minutos e C por 5, 60 e 180 minutos e resfriado até a temperatura ambiente.resfriado até a temperatura ambiente.

Material ExperimentalMaterial Experimental

Elemento% peso

C Mn Si Al P S Nb Ti

Teor 0,11 1,41 0,29 0,022 0,025 0,008 0,028 0,012


180 min180 min5 min5 min 60 min60 min

O objetivo foi investigar a influencia do ciclo térmicoO objetivo foi investigar a influencia do ciclo térmico

A ZTA foi produzida usando o processo MIG com dois gases de A ZTA foi produzida usando o processo MIG com dois gases de proteção com diferentes composições Ar + 20%COproteção com diferentes composições Ar + 20%CO22 e Ar + e e Ar + e 8%CO8%CO22


20% CO220% CO2

8 % CO28 % CO2

5min5min 60min60min 180min180min

Foi observado que o tamanho da ZTA não foi influenciado pelo Foi observado que o tamanho da ZTA não foi influenciado pelo tempo de recozimento subcrítico, porém diferentes frações tempo de recozimento subcrítico, porém diferentes frações volumétricas de AM e diferentes tamanhos de grãos foram volumétricas de AM e diferentes tamanhos de grãos foram encontrados. encontrados.


5 min 1 hora 3 hs --0

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1420% CO

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anho

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Tempo de Recozimento

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Tempo de Recozimento

MB ZTA

Agradecimentos Agradecimentos

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