Modelamento de têmpera e partição para o desenvolvimento de um aço avançado de elevada resistência mecânica de terceira geração para aplicação automotiva.
Nenhuma Miniatura disponível
Data
2022
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Resumo
Chapas de aços avançados de elevada resistência mecânica (Advanced High Strength Steel -
AHSS), mecanicamente mais resistentes e mais finas, têm sido cada vez mais utilizadas para a
fabricação de estruturas veiculares (BIW – body in white), objetivando atender às novas normas
de emissões e padrões elevados de segurança. Aços AHSS de primeira e segunda geração, já
são comumente utilizados na indústria automotiva, sendo que uma terceira geração está em
desenvolvimento. Dentro da terceira geração, o conceito de têmpera e partição (Q&P) tem
ganhado destaque desde o início dos anos 2000, propondo aços avançados de composição
química próxima à dos aços AHSS de primeira geração, mas com propriedades mecânicas
superiores. Muitas variáveis do processo Q&P têm sido estudadas por vários pesquisadores,
sendo propostos diferentes ciclos Q&P para diferentes ligas. Porém, um ciclo Q&P, ainda é de
difícil execução a nível industrial, sendo necessários maiores estudos para se conhecer melhor
a metalurgia física desse processo. Nesse contexto, por meio de simulações termodinâmicas e
físicas, experimentos em escala de bancada, bem como da caracterização microestrutural e
mecânica de uma liga CMnSi comercialmente produzida e aplicada no Brasil, este trabalho
propôs um desenvolvimento inédito de ciclos térmicos do tipo Q&P com o objetivo de se obter
um aço AHSS de terceira geração para aplicação automotiva. Inicialmente caracterizou-se o
estado de entrega do aço CMnSi (composição química típica de aços do tipo TRIP780) e
determinou-se as temperaturas críticas de transformações de fases sob resfriamento contínuo.
Em seguida, avaliou-se os efeitos de tratamentos térmicos do tipo step quenching (SQ) para a
liga em estudo, propondo uma combinação desse tratamento com o processo Q&P. Os efeitos
da temperatura de austenitização no tamanho de grão austenítico, assim como do tempo e da
temperatura de austenitização na cinética de austenitização intercrítica (AI) também foram
estudados, combinando-se esse tratamento ao processo Q&P. Assim, com base nos resultados
obtidos, ciclos Q&P combinados a estágios prévios de SQ e de AI foram propostos, de maneira
personalizada, para a liga CMnSi. Para a caracterização microestrutural dos aços produzidos,
as técnicas de microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV),
difratometria de raios-X (DRX), difração de elétrons retroespalhados (EBSD) e microscopia
eletrônica de transmissão (MET) foram utilizadas. A caracterização mecânica foi realizada por
meio de ensaios de microdureza, de tração e de tenacidade à fratura. Com base nos resultados
obtidos, foi possível propor três diferentes produtos promissores, sendo um Q&P, um Q&P
após AI e um Q&P após SQ, todos com microestruturas contendo ferrita, bainita, martensita e
austenita retida, porém com diferentes características e frações de cada constituinte. Os três produtos propostos apresentaram comportamentos mecânicos distintos, com potencial para
serem destinados a diferentes aplicações na indústria automotiva. Destaca-se que todos
atingiram limites de resistência e alongamentos em tração requeridos para aços AHSS de
terceira geração, tendo em vista o contexto crashworthiness na indústria automotiva.
Descrição
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Palavras-chave
Partição de fases, Austenita - austenita retida, Metais - propriedades mecânicas, Aço - tenacidade à fratura, Indústria automobilística
Citação
MAGALHÃES, Charles Henrique Xavier Morais. Modelamento de têmpera e partição para o desenvolvimento de um aço avançado de elevada resistência mecânica de terceira geração para aplicação automotiva. 2022. 232 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.