Melhoria da limpidez do aço SAE 1045 desoxidado ao alumínio com aplicação na indústria automobilística, utilizando termodinâmica computacional.
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Data
2010
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Editor
Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Resumo
Ultimamente as siderúrgicas têm investido na melhoria de seus processos e produtos. Isto se aplica à produção de clean steels, onde limpidez do aço pode ser compreendida como: menores níveis de elementos residuais na composição química do aço ou menor nível inclusionário. Uma quantidade considerável de estudos sobre formação e comportamento das inclusões permitiu cunhar o termo “engenharia de inclusões”, o qual diz respeito à determinação do tipo de inclusão, morfologia, tamanho e distribuição dessas no aço. A engenharia de inclusões utiliza técnicas capazes de caracterizar itens importantes no que se refere às inclusões. Uma dessas técnicas é a termodinâmica computacional, a qual emprega softwares capazes de prever a evolução da composição química das inclusões. Nesse trabalho foi utilizado o Thermo-Calc ® e o CEQCSI para avaliar a possibilidade de formação de vários tipos de inclusões, em função de parâmetros como a composição química do aço e temperatura. Foi estudado ainda o conceito de janela de lingotabilidade e formação de macroinclusões (inclusões complexas de oxisulfetos) e de CaS no aço SAE1045. A parte experimental incluiu um Design of Experiments (DOE) e várias ferramentas estatísticas, com o principal objetivo de identificar e mensurar o impacto das variáveis injeção de CaSi (kg/t), teor de alumínio e teor de enxofre na variável resposta: tamanho, distribuição, morfologia e área em percentual das inclusões de CaS e oxisulfetos complexos, de tal forma a minimizar também as ocorrências de macroinclusões. A identificação das inclusões foi realizada através do MEV-EDS. Pelos diagramas box-plot verificou-se que a configuração que melhor atenderia o critério de redução da variabilidade dos tamanhos das inclusões de classe Oxisulfeto tipo 3 e Sulfeto de Cálcio (CaS) seria aquela correspondente a 0,010-0,015 %Al; 0,011 a 0,030 %S com adição de 0,15kg/t. Considerando-se os casos em que se pretende obter uma significativa presença de inclusões do tipo sulfeto de manganês e baixa ocorrência de óxidos conclui-se ser mais favorável aquela combinação referente ao grupo (0,016-0,030%Al; 0,021-0,030%S). Os diagramas de efeitos principais sugerem que à medida que se aumenta a adição de CaSi ao aço maior é a tendência de obter maior fração de inclusões na forma de CaS, o mesmo efeito se verificando quando se aumenta o teor de S. A maior ocorrência de MnS com maiores adições de CaSi se deve provavelmente aos maiores níveis de desoxidação, posto que o cálcio é tanto bom desoxidante quanto dessulfurante.
Descrição
Palavras-chave
Termodinâmica computacional, Engenharia de materiais, Engenharia de inclusões - aço, Aço - indústria, Aço inoxidável
Citação
MAGALHÃES, H. L. G. de. Melhoria da limpidez do aço SAE 1045 desoxidado ao alumínio com aplicação na indústria automobilística, utilizando termodinâmica computacional. 2010. 117 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2010.