R. N. Carvalho, M. A. C. Ferreira 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

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

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

REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA PROCESSAMENTO TERMOMECÂNICO Route # 2 Route # 1

Vários artigos no assunto mas… TRABALHOS ANTERIORES 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 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

O PROBLEMA A SER ABORDADO 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.

ESTE TRABALHO OBJETIVO # 1 OBJETIVO # 2 OBJETIVO # 3 OBJETIVO # 4 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.

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

Procedimento experimental COMPOSIÇÃO QUÍMICA (%PESO) Steel C Mn P S Si Cr V Nb Ti Al N St52 0,20 1,44 0,012 0,004 0,24 0,12 0,00 0,000 0,001 0,026 0,0072 CALIBRE LAMINADO 127mm x 19.9mm (diâmetro externo x espessura)

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 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

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

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

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

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

Resultados: curvas de fluxo Ensaio a 750oC (próximo de Ar3) Deformação contínua: seria possível reduzir mais dα?

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

CONCLUSÕES PRELIMINARES 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 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 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.

AGRADECIMENTOS 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.

MUITO OBRIGADO PELA ATENÇÃO DE TODOS !!!

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

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

RESULTS AND DISCUSSION Metallographic examination Measured and calculated microstructure evolution

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