Title

CARACTERIZAÇÃO DO TAMANHO DE GRÃO E INCLUSÃO DE ANÉIS LAMINADOS PARA ROLAMENTOS DE TORRES EÓLICAS

GRAIN SIZE CHARACTERIZATION AND INCLUSION OF RING ROLLING FOR WIND TOWER BEARINGS

Authorship

Gomes, Pedro Henrique Caires

Gomes, Pedro Henrique Caires

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DOI

10.5151/2594-5297-34488

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Abstract

COM A TENDÊNCIA DA INDÚSTRIA EÓLICA EM PRODUZIR ANÉIS CADA VEZ MAIORES E MAIS POTENTES, AS EXIGÊNCIAS DAS ESPECIFIÇÕES TÉCNICAS FICAM CADA VEZ MAIS APERTADAS. ISTO TEM DESAFIADO A CIÊNCIA DOS MATERIAIS EM DESENVOLVER NOVOS PRODUTOS QUE APRESENTEM ALTA RESISTÊNCIA MECÂNICA SEM IMPACTAR SIGNIFICATIVAMENTE O CUSTO DE FABRICAÇÃO DOS ANÉIS LAMINADOS. NO ENTANTO, A FABRICAÇÃO DE AÇOS ESPECIAIS IMPLICA EM CARACTERÍSTICAS DE PRODUTO E DE PROCESSAMENTO ALTAMENTE COMPLEXAS. AS DIFERENTES ROTAS DE FABRICAÇÃO APRESENTAM LIMITAÇÕES TERMODINÂMICAS, CINÉTICAS E FÍSICAS, DE RECURSOS E DE EQUIPAMENTOS, QUE DEVEM SER BALANCEADAS, VISANDO VIABILIDADE PRODUTIVA, MAS ATENDENDO ÀS ESPECIFICAÇÕES E ÀS EXIGÊNCIAS DO CLIENTE. O PRESENTE TRABALHO TEVE COMO OBJETIVO CARACTERIZAR A LIGA SAE 4140 PARA APLICAÇÃO EM ANÉIS DE ROLAMENTO PARA TORRES EÓLICAS COM REDUÇÃO DE TAMANHO DE GRÃO E MELHORANDO A DISTRIBUIÇÃO DAS INCLUSÕES NOS PROCESSOS DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO SEM IMPACTAR O AUMENTO DE CONSUMO DE GÁS NOS TRATAMENTOS TÉRMICOS PARA NÃO COMPROMETER A MARGEM DA LINHA DO PRODUTO. OS OBJETIVOS FORAM ALCANÇADOS POR MEIO DA CARACTERIZAÇÃO DO TAMANHO DE GRÃO E DO NÍVEL DE INCLUSÕES. AINDA, QUE O ALTO GRAU DE DEFORMAÇÃO UTILIZADO EM UM DOS ANÉIS PARA ESPERAR UM MENOR TAMANHO GRÃO FINAL NA LAMINAÇÃO, OUTROS FENÔMENOS FORAM FUNDAMENTAIS PARA DETERMINAR UM MAIOR TAMANHO DE GRÃO MESMO COM ALTO GRAU DE DEFORMAÇÃO. NO ENTANTO, PARA AS INCLUSÕES HOUVE UMA REDUÇÃO DA SEVERIDADE PARA O ANEL COM MAIOR GRAU DE DEFORMAÇÃO.

WITH THE TENDENCY OF THE WIND INDUSTRY TO PRODUCE EVER LARGER AND MORE POWERFUL RINGS, THE REQUIREMENTS OF THE TECHNICAL SPECIFICATIONS ARE GETTING TIGHTER. THIS HAS CHALLENGED MATERIALS SCIENCE TO DEVELOP NEW PRODUCTS THAT HAVE HIGH MECHANICAL STRENGTH WITHOUT SIGNIFICANTLY IMPACTING THE COST OF MANUFACTURING ROLLING RINGS. HOWEVER, THE MANUFACTURE OF SPECIAL STEELS IMPLIES HIGHLY COMPLEX PRODUCT AND PROCESSING CHARACTERISTICS. THE DIFFERENT MANUFACTURING ROUTES HAVE THERMODYNAMIC, KINETIC AND PHYSICAL LIMITATIONS, OF RESOURCES AND EQUIPMENT, WHICH MUST BE BALANCED, AIMING AT PRODUCTIVE VIABILITY, BUT MEETING THE SPECIFICATIONS AND REQUIREMENTS OF THE CUSTOMER. THE PRESENT WORK AIMED TO CHARACTERIZE THE SAE 4140 ALLOY FOR APPLICATION IN BEARING RINGS FOR WIND TOWERS WITH REDUCED GRAIN SIZE AND IMPROVING THE DISTRIBUTION OF INCLUSIONS IN THE FORGING AND ROLLING PROCESSES WITHOUT IMPACTING THE INCREASE IN GAS CONSUMPTION IN HEAT TREATMENTS FOR DO NOT COMPROMISE THE PRODUCT LINE MARGIN. THE OBJECTIVES WERE ACHIEVED THROUGH THE CHARACTERIZATION OF THE GRAIN SIZE AND THE LEVEL OF INCLUSIONS. ALSO, THAT THE HIGH DEGREE OF DEFORMATION USED IN ONE OF THE RINGS TO EXPECT A SMALLER FINAL GRAIN SIZE IN THE LAMINATION, OTHER PHENOMENON WAS FUNDAMENTAL TO DETERMINE A LARGER GRAIN SIZE EVEN WITH A HIGH DEGREE OF DEFORMATION. HOWEVER, FOR INCLUSIONS THERE WAS A REDUCTION IN SEVERITY FOR THE RING WITH THE HIGHEST DEGREE OF DEFORMATION.

Keywords

Grau de deformação; Laminação de Anéis; Inclusão; Tamanho de grão.

Strain rate; Ring rolling process; Inclusions; Grain size.