STUDY OF THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE HOT DIP GALVANIZED STEEL AND GALVALUME® N. Coni; M. L. Gipiela; A. S. C. M. D’Oliveira; P. V. P. Marcondes ESTUDO.

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1 STUDY OF THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE HOT DIP GALVANIZED STEEL AND GALVALUME® N. Coni; M. L. Gipiela; A. S. C. M. D’Oliveira; P. V. P. Marcondes ESTUDO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DO AÇO GALVANIZADO A QUENTE E GALVALUME® Disciplina EME 717 – Conformação Aluno: Paulo Sergio Olivio Filho

2 INTRODUÇÃO A aplicação de revestimentos metálicos por um processo contínuo por imersão a quente é um dos meios mais amplamente utilizado para proteger o aço. Características Metais e ligas para revestimento Ponto de fusão baixo Revestimentos: Zinco Liga de zinco-ferro, Alumínio Liga de alumínio-silício, Liga de Zn-5Al e 55% de liga Al-Zn.

3 OBJETIVO O objetivo deste trabalho é comparar e avaliar os diferentes resultados das propriedades mecânicas ( resistência à tração, resistência ao escoamento, alongamento total e coeficiente de encruamento) das chapas galvanizadas e chapas revestidas Galvalume® e também avaliar o quanto o revestimento influência nas propriedades mecânicas de ambos os produtos revestido. Isso foi feito através de ensaios de tração conduzidas com revestido e amostras cortadas de chapas de aço produzidas na CGL # 5. No Brasil, a Companhia Siderúrgica Nacional - CSN – é hoje em dia a única empresa licenciada para produzir Galvalume®, que foi produzido desde 2003 na galvanização contínua Linha # 5 (CGL # 5), localizada na cidade de Araucária - Paraná.

4 INTRODUÇÃO Devido a maior temperatura de imersão da tira no banho durante a produção de Galvalume® (560-580°C) comparada com a temperatura de imersão durante a produção dos aços zincados (465-490°C), Devido a maior taxa de resfriamento da tira após imersão durante a produção de Galvalume ® São esperados maiores níveis de carbono em solução sólida no Galvalume® que comparado aos outros produtos zincados. Tabela 1 – Solibilidade do carbono na célula CCC do ferro em equilibrio com Fe3C em função da temperatura.

5 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL O ensaio de tração foi conduzida utilizando uma Máquina Universal de testes Shimadzu com um extensômetro. A velocidade da do ensaio foi 3,0 mm / min até 1,5% de alongamento, quando a velocidade foi aumentada a 10,0 mm / min, até o final do teste. O comprimento de medida do corpo de prova foi de 80,0 milímetros. A resistência à tração, a limite de elasticidade e o alongamento total foram obtidos a partir da curvas de tensão x deformação O coeficiente de encruamento foi determinado diretamente na tração pelo software de máquina (EMIC).

6 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Tabela 2 – Parâmetros de processo da linha de Galvanização continua O aço utilizado para produzir os graus comerciais revestidos de acordo com a norma ASTM A653M (2004) e ASTM A792M (2003) corresponde a um SAE 1006.

7 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Tabela 3 – Quantidade de amostras preparadas a partir de cada chapa de aço coletado na linha de galvanização. Tabela 4 – Características do revestimento de zinco e 55%Al-Zn

8 RESULTADOS E DICUSSÕES Para uma melhor análise do limite de elasticidade e da resistência a tração, uma relação dessas propriedades e a espessura da chapa foi utilizado de acordo com a Eq. (1) e (2), descrita abaixo: Yss = YS / t (1) Tss = TS / t (2) Onde: Yss = Limite de escoamento específico (MPa / mm); Tss= Resistência à tração específica (MPa / mm); YS = Limite de escoamento (MPa); TS = Resistência à tração (MPa); t = espessura da chapa (mm) ou espessura total (mm), significa a soma das espessuras de aço e revestimento de base.

9 RESULTADOS E DISCUSSÕES Figura 1 - Propriedades mecânicas com função da espessura da chapa para ambos os processos, considerando a media dos valores nas três direções de laminação: ( a) Limite de escoamento específico e ( b ) Resistência a tração específica.

10 RESULTADOS E DISCUSSÕES Figura 2 - Alongamento total considerando a media dos valores nas três direções de laminação Figura 3 - Coeficiente de encruamento considerando a média dos valores nas três direções de laminação

11 RESULTADOS E DISCUSSÕES Figure 4. Diferença do limite de elasticidades específico Figure 4. Diferença do limite de elasticidades específico entre chapas decapadas e revestidas, no sentido longitudinal, para ambas as chapas galvanizadas e Galvalume®. Limite de elasticidade específico das chapas decapadas é maior do que que as chapas revestidas. Limite de elasticidade específico das chapas decapadas é maior do que que as chapas revestidas. O revestimento de zinco apresentou maior influência sobre a redução da resistência entre chapas decapadas e revestidas. O revestimento de zinco apresentou maior influência sobre a redução da resistência entre chapas decapadas e revestidas. O limite de elasticidade especifico do 55%Al-Zn é maior que do revestimento de zinco. O limite de elasticidade especifico do 55%Al-Zn é maior que do revestimento de zinco.

12 RESULTADOS E DISCUSSÕES Figure 5 - Diferença de resistência á tração específica entre chapas decapadas e revestidas: (a) chapa galvanizada e (b) chapa Galvalume®.

13 RESULTADOS E DISCUSSÕES Figure 6 - Alongamento total no estados decapadas e revestidas na direcção transversal: (a) chapa galvanizada e (b) chapa Galvalume®.

14 RESULTADOS E DISCUSSÕES Figura 7 - Coeficiente de encruamento do Galvalume® no estados revestidos e decapado: ( a) sentido transversal e (b) sentido diagonal.

15 RESULTADOS E DISCUSSÕES Figura 8 - Propriedades mecânicas em função da espessura do aço base para chapa galvanizada e Galvalume®, no estado decapado para a direção diagonal : (a) Limite de eslasticidade específico e ( b) resistência à tração específica

16 RESULTADOS E DISCUSSÕES Figure 9 - Representação gráfica do alongamento total para a chapa Galvanizada e a chapa Galvalume®, ambos decapados, na direção transversal.

17 RESULTADOS E DISCUSSÕES Figura 10 – Limite de elasticidade específico calculado na espessura do metal de base e na espessura total ( valor entre as três direções ) : ( a) Chapas Galvanizadas e (b) Chapas Galvalume®.

18 As chapas de aço revestidas com 55% Al-Zn apresentaram maior limite de elasticidade e resistência à tração específico e menor alongamento total e coeficiente de endurecimento em comparação com as chapas galvanizadas Quanto mais espesso for o revestimento e o diluidor o aço, maior será a taxa de carga de resistência do revestimento esperado. Por comparação entre chapas galvanizadas e Galvalume®, nos dois estados, verificou-se que as chapas Galvalume® tendem a mostrar tensão de escoamento específica mais elevada e menor alongamento total do que as chapas galvanizada. CONCLUSÃO

19 Não foi observada diferença significativa do coeficiente de endurecimento. Devido a diferentes taxas de resfriamento. As chapas de aço revestidas com zinco ou 55% Al-Zn mostraram resistência a tração e de escoamento específico mais baixo em comparação com as chapas decapadas. As diferenças entre os estados decapadas e revestidas aumentar à medida que a espessura do aço base aumenta. Uma diferença considerável do coeficiente de endurecimento das chapas Galvalume® decapado e revestido observou-se, o que o revestimento 55% Al-Zn de tem um efeito prejudicial considerável sobre o coeficiente encruamento. CONCLUSÃO