EFEITO DO TAMANHO DE GRÃO NA ESTAMPABILIDADE DE AÇOS ARBL Almir Turazi Carlos Augusto Silva de Oliveira

Introdução Necessidade de material; Histórico: Objetivo do Projeto: Estudar o efeito do refino de grão na estampabilidade Espessura da tira: Inicial: 2,0 mm Final:1,0 mm Necessidade de material; Tempo para obter o material; Limitações industriais; Expectativas para se refinar o grão;

Procedimento Experimental Etapas do projeto: Material com processamento industrial; Rotas definidas em laboratório; Processamento industrial: melhor rota e aço; Análise da melhor condição.

Aços Estudados Processamento Industrial (padrão): Mn P S Si Al Nb Ti N CF 0,13 0,79 0,016 0,005 0,21 0,034 ------ 0,0062 0,09 1,04 0,018 0,004 0,07 0,039 0,036 0,0044 Nb+Ti 0,10 0,9 0,021 0,008 0,28 0,047 0,022 0,074 0,0053 Processamento Industrial (padrão): Laminados a frio (50% redução) e recozidos a 700ºC por 8 horas. Análise microdureza, tamanho de grão, resistência a tração, coeficientes de anisotropia e encruamento e curvas limite de conformação.

Procedimento Experimental Rotas estudadas: processo a frio – redução - 50%: Redução - recozimento 700°C/1 h (indústria); Redução - recozimento 650°C/1 h (T. recoz. menor); Aquecimento 910°C / 30 min, têmpera em água e revenido 650°C / 1h. redução - recozimento 600°C/ 1 h. Idem anterior e recozimento a 650°C; Aquecimento a 740°C / 30 min, têmpera em água, redução - recozimento a 650°C/1 h (aumentar sítios de nucleação);

Procedimento Experimental Rota 1, recozimento 700°C/4 h (recozimento maior). Rota 5, recozimento 650°C/4 h (recozimento maior). Nova rota Industrial: Temperado 7400C em banho metálico de Pb+Bi; deformado a frio 50 %; recozido em caixa a 6500C Análise microdureza, tamanho de grão, resistência a tração, coeficientes de anisotropia e encruamento e curvas limite de conformação.

Procedimento Experimental Determinação da CLC Nakazima; 215 mm e larguras de 215 até 55mm, intervalos de 20 mm. Lubrificante Bissulfeto de molibdênio. Conformação máquina universal ZDM U 30T. Punção esférico e blank fixo entre matriz e prensa-chapas na mesa inferior

Tamanho de Grão e Microdureza Vickers Resultados Tamanho de Grão e Microdureza Vickers MP: Material laminado a quente (matéria-prima da indústria) PA: Material laminado a frio (produto acabado da indústria) Material Condição TG (m) Desvio Padrão HV1 CF MP 9 2,0 174 PA 12 2,2 139 ML (Nb) 7 1,6 208 13 3,6 161 ML (Nb+Ti) 1,2 228 15 3,4 168

Tamanho de Grão e Microdureza (Laboratório) Resultados Tamanho de Grão e Microdureza (Laboratório) Rota Material TG (m) Desvio Padrão HV1 1 CF 7,7 1,4 135 ML Nb 6,0 1,0 157 ML Nb+Ti 6,4 1,1 201 2 7,5 0,9 134 5,6 0,7 172 0,8 271 3 7,0 193 6,1 185 5,7 156 4 9,5 1,7 136 9,1 133 161 5 5,2 0,5 144 3,6 0,3 160 3,7 206 6 1,3 140 5,8 0,6 146 182 7 4,1 0,2 166 0,4 204

Tamanho de Grão e Microdureza (Rota 5/7 – Indústria) Resultados Selecionada rota 5 – aço ML Nb+Ti Tamanho de Grão e Microdureza (Rota 5/7 – Indústria) MATERIAL CONDIÇÃO TG (µm) DESVIO PADRÃO HV1 ML (Nb+Ti) Teste Indústria 7,1 0,8 190

Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Rota Industrial Normal) Resultados Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Rota Industrial Normal) MP (Mat. Prima) Lam. a quente PA (prod. acabado) Lam. a frio

Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Rota do Laboratório) Resultados Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Rota do Laboratório) Temperado em água de 7400C Rota 5 – após recozimento Rota 7 – após recozimento

Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Teste Industrial) Resultados Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Teste Industrial) Temperado na indústria de 7400C Após recozimento

Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Rota do Laboratório) Resultados Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Rota do Laboratório) Temperado em água de 7400C Após têmpera e deformação

Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Teste Industrial) Resultados Microestruturas do aço ML Nb+Ti (Teste Industrial) MP (Mat. Prima) Lam. a quente Temperado a 7400C Após recozimento

Resultados Possíveis causas da variação do tamanho de grão do Laboratório / Escala Industrial: Maior ciclo de recozimento no processo industrial; Processos de deformação a frio diferentes: no laboratório forjamento a frio (recalque) e na indústria laminação; Processos de têmpera diferentes: no laboratório resfriamento em água e na indústria resfriamento em banho metálico fundido.

Resultados Curvas limite de conformação (duas retas) – materiais na condição PA – processamento industrial normal.

Resultados Curvas limite de conformação (duas retas) – materiais na condição PA e teste industrial.

Conclusões Testes laboratoriais: Temperatura de recozimento mais baixa não reduziu significativamente o tamanho dos grãos. Têmpera em água a partir de 910ºC e revenido não refinou os grãos. A têmpera intercrítica refinou os grãos do material recozido. Para o aço ao Nb +Ti obteve-se 43% de redução em relação a rota 1. O aço ao Nb apresentou 40% e o aço C-Mn 33% de redução. A variação do tempo de recozimento de 1 para 4 horas não afetou significativamente a dureza e o tamanho médio de grãos.

Conclusões Teste industrial: Rota com têmpera intercrítica, gerou material com grãos mais finos e distribuição mais homogênea. Maior tamanho de grão das amostras industriais com relação as de laboratório foi atribuído a: Maior ciclo de recozimento industrial; Processos de deformação a frio diferentes; Processos de têmpera diferentes; As CLC’s mostraram que o refino de grão não afetou a estampabilidade dos aços Nb+Ti.

Agradecimentos A Brasmetal Waelzholz S.A. Indústria e Comércio, em especial, ao doutor Antenor Ferreira Filho, pelo fornecimento de material, pelos ensaios industriais e pelo incentivo. Ao CNPq, pelo financiamento do projeto. A CAPES, pela bolsa de mestrado.