Title

COMPARATIVO DE ESTAMPABILIDADE ENTRE UM AÇO MICROLIGADO E UM AÇO CARBONO-MANGANÊS

STAMPABILITY COMPARISON BETWEEN MICROALLOYED AND CARBON-MANGANESE STEEL

Authorship

FERRO, DANIEL AUGUSTO; GENEROSO, FERNANDO

FERRO, DANIEL AUGUSTO

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GENEROSO, FERNANDO

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DOI

10.5151/2594-5297-40497

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Abstract

VISANDO ATENDER UMA DEMANDA DE MAIOR CAPACIDADE DE CONFORMAçãO MANTENDO ELEVADOS NíVEIS DE RESISTêNCIA MECâNICA ALMEJA-SE, NESTE ESTUDO, REALIZAR UM COMPARATIVO ENTRE COMPOSIçãO QUíMICA, MICROESTRUTURA, PROPRIEDADES MECâNICAS E ESTAMPABILIDADE DE UM AçO CARBONO-MANGANêS E UM AçO DE ALTA RESISTêNCIA E BAIXA LIGA (ARBL) COM LIMITE DE ESCOAMENTO MíNIMO DE 350 MPA, UMA VEZ QUE INúMERAS PEçAS FABRICADAS COM ESSA CLASSE DE AçO APRESENTAM ELEVADO REPUXO INCLUSIVE COM EXPANSãO DE FURO, COMO é O CASO DA PEçA OBJETO DESTE ESTUDO. MEDIANTE AJUSTES DE COMPOSIçãO QUíMICA E TRATAMENTO TERMOMECâNICO PARA MELHOR ESTABILIDADE DE PROPRIEDADES MECâNICAS E ESPESSURA, FOI POSSíVEL OBTER BOA CONFORMABILIDADE DO AçO MICROLIGADO, CUJAS PROPRIEDADES MECâNICAS ENCONTRADAS FORAM (LIMITE DE RESISTêNCIA 472 MPA, LIMITE DE ESCOAMENTO 404 MPA, ALONGAMENTO BASE 50 DE 35% E EXPOENTE DE ENCRUAMENTO N DE 0,16) E MICROESTRUTURA COM TAMANHO DE GRãO 5, INCLUSõES NãO METáLICAS GLOBULIZADAS TIPO D NíVEL 1 E SéRIE FINA ALéM DE CARBONETOS ESFEROIDIZADOS UNIFORMEMENTE DISTRIBUíDOS NA MATRIZ FERRíTICA AO PASSO QUE O AçO CARBONO-MANGANêS COM LIMITE DE RESISTêNCIA E ESCOAMENTO SIMILARES APRESENTOU RESULTADOS COMPARATIVAMENTE PIORES EM RELAçãO A CONFORMABILIDADE (LIMITE DE RESISTêNCIA 508 MPA, LIMITE DE ESCOAMENTO 398 MPA, ALONGAMENTO BASE 50 DE 32% E EXPOENTE DE ENCRUAMENTO N DE 0,12), MICROESTRUTURA COM TAMANHO DE GRãO 9, INCLUSõES NãO METáLICAS ALONGADAS TIPO C NíVEL 1 SéRIE FINA E FRAçãO DE PERLITA LAMELAR QUE, MORFOLOGICAMENTE, NãO é A MICROESTRUTURA MAIS INDICADA PARA PROCESSOS DE CONFORMAçãO. FACE AO EXPOSTO, O DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO POSSIBILITOU ELEVAR A CONFORMABILIDADE DO AçO FACILITANDO A ESTAMPAGEM DA PEçA ESTUDADA E SEM A PRESENçA DE TRINCAS, MESMO EM TRECHOS DE ELEVADA CONFORMAçãO/EXPANSãO DE FURO CONFORME FOI POSSíVEL OBSERVAR NAS FOTOS COMPARATIVAS DAS PEçAS ESTAMPADAS COM O AçO CARBONO-MANGANêS E O MICROLIGADO PROJETADO PARA MELHOR CONFORMABILIDADE.

AIMING TO REACH HIGHER STAMPABILITY AND MAINTAINING HIGH LEVELS OF MECHANICAL PROPERTIES, THE INTENTION OF THIS PAPER IS TO MAKE A COMPARISON OF STAMPABILITY BETWEEN CARBON-MANGANESE (C-MN) AND HIGH STRENGTH LOW ALLOYED (HSLA) STEELS WITH YIELD STRENGTH ABOVE 350 MPA, SINCE MANY PARTS MANUFACTURED WITH THIS STEEL GRADE NORMALLY HAVE HIGH DEFORMATION MAINLY ON HOLE EXPANSION AREAS, AS IT IS THE CASE OF THE PART STUDIED. THROUGH THE USE OF CHEMICAL COMPOSITION ADJUSTMENTS AND THERMOMECHANICAL TREATMENT FOR BETTER STABILITY OF MECHANICAL PROPERTIES AND THICKNESS VARIATION IT WAS POSSIBLE TO REACH GOOD STAMPABILITY OF MICROALLOYED STEEL (HSLA) WHOSE MECHANICAL PROPERTIES ACHIEVED WERE (STRENGTH LIMIT OF 472 MPA, YIELD LIMIT OF 404 MPA, ELONGATION ON 50MM BASIS OF 35% AND HARDENING EXPONENT OF 0,16) AND MICROSTRUCTURE WITH GRAIN SIZE 5, THIN SERIES AND GLOBALIZED NON METALLIC INCLUSIONS LEVEL 1 TYPE D PLUS SPHEROIDIZED CARBIDES RANDOMLY SPREAD ON A FERRITIC BASIS IN COMPARISON TO THE CARBON-MANGANESE STEEL WITH SIMILAR MECHANICAL PROPERTIES THAT PRESENTED WORSE STAMPABILITY RESULTS (STRENGTH LIMIT OF 508 MPA, YIELD LIMIT OF 398 MPA, ELONGATION ON 50MM BASIS OF 32% AND HARDENING EXPONENT OF 0,12), MICROSTRUCTURE WITH GRAIN SIZE 9, THIN SERIES AND ELONGATED NON METALLIC INCLUSIONS LEVEL 1 TYPE C AND FRACTION OF LAMELLAR PEARLITE WHICH MORPHOLOGY IS NOT RECOMMENDED TO BE DEFORMED DURING STAMPING PROCESS. HAVING SAID THAT, THE DEVELOPMENT OF THIS ARTICLE INCREASED THE STEEL STAMPABILITY WHERE IT WAS POSSIBLE TO MANUFACTURE PARTS WITHOUT ANY CRACKS EVEN IN HOLE EXPANSION AREAS AS IT COULD BE SEEN IN THE COMPARATIVE PHOTOS TAKEN FROM THE PARTS MANUFACTURED WITH CARBON-MANGANESE AND HIGH STRENGTH LOW ALLOY STEELS.

Keywords

Aços Estruturais; Aços Carbono-Manganês; Aços Microligados (ARBL); Estampabilidade; Expansão de Furo

Carbon-Manganese Steels; High Strength Low Alloy Steels (HSLA); Stampability; Hole Expansion.