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Possibilidade de produção de grão ultrafino na laminação de tubos sem costura R. N. Carvalho, M. A. C. Ferreira V&M do Brasil D. B. Santos, R. Barbosa.

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1 Possibilidade de produção de grão ultrafino na laminação de tubos sem costura R. N. Carvalho, M. A. C. Ferreira V&M do Brasil D. B. Santos, R. Barbosa UFMG

2 O PROCESSO Descaling Laminação contínua com mandril na V & M do Brasil T >1000 o C T <900 o C

3 Comparação entre ciclos termomecânicos nos processos de tubo sem costura e no de tiras a quente O PROCESSO

4 PROCESSAMENTO TERMOMECÂNICO REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA Route # 1 Route # 2

5 LAMINAÇÃO CONTROLADA Vários artigos no assunto mas… Algumas características da laminação de tubos sem costura faz com que os conhecimentos existentes sobre a laminação controlada sejam mais difíceis de serem aplicados: pouca flexibilidade no projeto de passes; aquecimento intermediário antes do acabamento; pequena deformação no acabamento; ausência de resfriamento acelerado TRABALHOS ANTERIORES

6 SIMULAÇÃO VIA TESTES DE TORÇÃO Alguns artigos no começo da década de 90 (Pussegoda et al). Trabalhos importantes e fundamentais entretanto… Nenhuma comparação direta entre os resultados obtidos na simulação com dados advindos da produção industrial TRABALHOS ANTERIORES

7 COMO OBTER MELHORIAS DE LIMITE DE ESCOAMENTO E DE DUTILIDADE (PROPRIEDADES MECÂNICAS) EM PRODUTOS LAMINADOS A QUENTE, SEM A NECESSIDADE DE TÊMPERA E REVENIMENTO POSTERIOR ?? Na ausência das ferramentas usuais da lamianção controlada... Especialmente, na ausência de encruamento da austenita antes da transformação de fases. O PROBLEMA A SER ABORDADO

8 OBJETIVO # 1 Descrever o processo em termos de suas variáveis principais: T, deformação, taxa de deformação e tempos entre deformações; OBJETIVO # 2 Simular processo via planilha Excel tentanto avaliar pontos críticos na produção; OBJETIVO # 3 Realizar ensaios de torção simulando a seqüência de passes industriais, introduzindo algumas simplificações; OBJETIVO # 4 Avaliar possibilidades, via torção, de melhorias a serem introduzidas na linha visando aumento de propriedades mecânicas. ESTE TRABALHO

9 Uma dessas melhorias... É a posibilidade de se obter grãos ultrafinos no processo, mediante sua alteração; Como e onde se realizarem essas alterações ????

10 COMPOSIÇÃO QUÍMICA (%PESO) Procedimento experimental CALIBRE LAMINADO 127mm x 19.9mm (diâmetro externo x espessura)

11 ENSAIOS MECÂNICOS Equipamento servo-hidráulico controlado por computador + forno de radiação infravermelha (DEMET-UFMG) MICROESTRUTURA Avaliada após transformação de fases após resfriamento compatível com o obtido na linha de laminação Medidas de tamanho de grão ferrítico PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

12 Resultados: curvas de fluxo Ensaio a 915 o C (como na laminação) Recristalização dinâmica incipiente

13 Resultados: Microestrutura Ensaio a 915 o C (como na laminação) Distribuição bi-modal. ~ 5 e 10µm

14 Resultados: curvas de fluxo Ensaio a 750 o C (próximo de Ar3) Recristalização dinâmica? TID (SIT), mais provável.

15 Resultados: Microestrutura Ensaio a 750 o C (próximo de Ar3) Distribuição normal. ~ 2 e 3µm

16 Resultados: curvas de fluxo Ensaio a 750 o C (próximo de Ar3) Deformação contínua: seria possível reduzir mais d α?

17 Resultados: Microestrutura Ensaio a 750 o C (próximo de Ar3) Distribuição normal. ~ 5µm

18 1)Simulação de acabamento de calibres médios no laminador redutor estirador, após re-aquecimento em forno intermediário deve produzir recristalização dinâmica incipiente no passe; 2) Essa recristalização dinâmica resulta na produção de grãos de ferrita com grãos mistos. Medição de tamanhos de grãos indica uma distribuição bi- modal com grãos em torno de duas médias de aproximadamente 5 e 10 µm. CONCLUSÕES PRELIMINARES

19 3) Deformação em temperatura próxima de Ar3 leva à ocorrência de TID; 4) Essa transformação refina tamanho de grão ferrítico e faz com que a distribuição do tamanho desses grão se concentre em torno de uma média numa distribuição log-normal; 5) Foram produzidos pelo método descrito acima, grãos de ferrita com valores médios em torno de 2 a 3 µm. CONCLUSÕES PRELIMINARES

20 6) Aplicação de deformação contínua próxima a Ar3 resultou, aparentemente, na indução de TID, como no caso das deformações aplicadas com um intervalo entre elas, entretanto... 7) A microestrutura obtida mostrou-se mais grosseira do que a produzida com deformações sucessivas; 8) O tamanho de grão médio da ferrita, neste caso, foi avaliado como sendo aproximadamente 5 µm. CONCLUSÕES PRELIMINARES

21 Os autores agradecem a V&M do Brasil pelo apoio dado durante a pesquisa. RB e DBS são também gratos ao CNPq pelo financiamento desta pesquisa através do projeto FVA 01/2003. AGRADECIMENTOS

22 MUITO OBRIGADO PELA ATENÇÃO DE TODOS !!!

23 Piercer HRM – 1 to 6 CMM – 3 to 8 CMM – 1CMM – 2 SRM – 1 to 8 RESULTS AND DISCUSSION TORSION SIMULATION RESULTS (STRESS-STRAIN CURVES)

24 Measurement of critical deformation for dynamic recrystallization, c St52 - Piercer RESULTS AND DISCUSSION

25 Metallographic examination Measured and calculated microstructure evolution RESULTS AND DISCUSSION

26 (a)Hot torsion simulation (d =21 m) 100 m Metallographic examination Final microstructure (nital) (b) Industrial scale rolling (d =16 m) RESULTS AND DISCUSSION TORSION versus INDUSTRY TRIAL RESULTS (GOAL # 4)


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