Por Coni, Gipiela, D’Oliveira e Marcondes Estudo das Propriedades Mecânicas de Aços Galvanizados por Imersão a Quente e Galvalume® Por Coni, Gipiela, D’Oliveira e Marcondes

Aços Galvanizados Proteção contra corrosão Aplicação de revestimento metálico por imersão a quente contínua é um dos processos mais comuns para revestimento de aços Metais e ligas que podem ser usadas como revestimento devem ter ponto de fusão baixo Revestimentos mais comuns Zinco Liga Zinco-Ferro Alumínio Liga Alumínio-Silício Liga Zn-5Al Liga 55%Al-Zn

Aços Galvanizados Chapas de Aço Baixo Carbono revestidas estão disponíveis com uma grande variedade de propriedades mecânicas Quando comparados a aços não revestidos apresentam levemente menos ductilidade devido aos processos térmicos Aços EEP e IF são feitos de aços desgaseificados a vácuo e estabilizados por adição de titânio e/ou nióbio O Galvalume® apresenta propriedade diferentes devido a temperatura de fusão do revestimento Zinco: 400 °C 55%Al-Zn: 600 °C

Revestimentos de Zinco Aplicações gerais 19µm e 275g/m2 Maior resistência à corrosão >19µm Maior conformabilidade e menor peso 90g/m2 Revestimento é praticamente zinco puro Camada intermetálica contendo 6% de Ferro Entre 0,1% e 0,2% de alumínio é adicionado à imersão para prevenir uma camada muito espessa de Zn-Fe, que possui baixa adesão

Galvalume® Processo similar à galvanização Combina a durabilidade do alumínio e a proteção galvânica do zinco Alta resistência à corrosão Resistencia à oxidação em altas temperaturas Refletividade térmica do alumínio 55% Al; 43,5% Zn; 1,5% Si Estrutura trifásica Camada quaternária fina de Al, Zn, Si e Fe entre a base do aço e a camada principal do revestimento Fase dendrítica rica em alumínio (80% do volume) Fase interdendritíca rica em zinco

Galvalume® Mais leve para uma espessura próxima 20µm e 150g/m2 Resistência a corrosão á longo prazo Testes mostraram uma resistência de duas a quatro vezes maiores em diversas situações Devido à temperatura e taxa de resfriamento mais altos as chapas revestidas com 55%Al-Zn apresentam níveis mais altos de carbono em solução sólida

Experimento Aços grau ASTM A653M, para revestimento de zinco Aços grau ASTM A792M, para revestimento de 55%Al-Zn Laminação a quente a 870 °C Bobinamento a quente a 610 °C Redução de 70% a 80% na laminação a frio Temperaturas de recozimento similares Testes com chapas revestidas e chapas em que o revestimento foi removido Teste de tração Velocidade de 3mm/min até 1,5% de elongação 10mm/min até o fim do teste Tensão de escoamento, limite de resistência e elongação total obtidos a partir da curva tensão-deformação Coeficiente de encruamento obtido diretamente pelo software da máquina

Parâmetros do processo Experimento Parâmetros do processo

Parâmetros do experimento

Características dos revestimentos Experimento Características dos revestimentos

Resultados Como esperado, as chapas Galvalume® apresentam tensões de escoamento e limite mais altas em toda faixa de espessura (de 0,35mm até 0,65mm) e nas três direções Para melhor analisar os dados obtidos, as temsões foram relacionadas com espessura de acordo com as equações YSs = YS / t TSs = TS / t

Tensão de escoamento especifica x Espessura total Resultados Tensão de escoamento especifica x Espessura total

Limite de resistência x Espessura total Resultados Limite de resistência x Espessura total

Elongação total x Espessura total Resultados Elongação total x Espessura total

Coeficiente de encruamento x Espessura total Resultados Coeficiente de encruamento x Espessura total

Diferença da tensão de escoamento específico x Espessura total Resultados Diferença da tensão de escoamento específico x Espessura total

Diferença da tensão limite específica (galvanizada) x Espessura Resultados Diferença da tensão limite específica (galvanizada) x Espessura

Diferença da tensão limite específica (Galvalume®) x Espessura Resultados Diferença da tensão limite específica (Galvalume®) x Espessura

Elongação total (galvanizada) x Espessura Resultados Elongação total (galvanizada) x Espessura

Elongação total (Galvalume®) x Espessura Resultados Elongação total (Galvalume®) x Espessura

Coeficiente de encruamento do Galvalume® (transversal) x Espessura Resultados Coeficiente de encruamento do Galvalume® (transversal) x Espessura

Coeficiente de encruamento do Galvalume® (diagonal) x Espessura Resultados Coeficiente de encruamento do Galvalume® (diagonal) x Espessura

Tensão específica de escoamento (revestimento removido) x Espessura Resultados Tensão específica de escoamento (revestimento removido) x Espessura

Tensão específica limite(revestimento removido) x Espessura Resultados Tensão específica limite(revestimento removido) x Espessura

Elongação total, revestimento removido, transversal x Espessura Resultados Elongação total, revestimento removido, transversal x Espessura

Carga extra suportada Por norma (ASTM A924 e EN10142) as tensões devem ser calculadas usando apenas a espessura base Porém, o revestimento também suporta cargas Carga extra suportada ΔYS = YSt . (tc/ tb) ΔYS é o aumento na tensão de escoamento YSt é a tensão de escoamento real, baseada na espessura total tc é a espessura do revestimento tb é a espessura do material base

Tensão de escoamento específica (galvanizada) x Espessura Resultados Tensão de escoamento específica (galvanizada) x Espessura

Tensão de escoamento específica (Galvalume®) x Espessura Resultados Tensão de escoamento específica (Galvalume®) x Espessura

Tensão limite específica (galvanizada) x Espessura Resultados Tensão limite específica (galvanizada) x Espessura

Tensão limite específica (Galvalume®) x Espessura Resultados Tensão limite específica (Galvalume®) x Espessura

Conclusão As chapas com o revestimento Galvalume® apresentaram maior tensão de escoamento e tensão limite de resistência Em contrapartida apresentaram menor elongação total e menor coeficiente de encruamento Boa correlação entre tensão de escoamento, tensão limite, coeficiente de encruamento e elongação em função da espessura total As tensões também dependem do método usado para calcular seus valores As chapas com revestimento removido também apresentaram propriedades diferentes, isso se deve ao processo de revestimento A diferença de tensões indica que o revestimento é menos resistente que o metal base