Title

DESENVOLVIMENTO DE UM AÇO DE 600MPA DE LIMITE DE ESCOAMENTO POR PROCESSAMENTO TERMOMECÂNICO COM UTILIZAÇÃO DE UMA LIGA ALTO TITÂNIO EM UM LAMINADOR DO TIPO STECKEL

DEVELOPMENT OF A 600MPA STRENGTH STEEL BY THERMOMECHANICAL PROCESSING OF A HIGH TITANIUM ALLOY IN A STECKEL PLATE

Authorship

Martins, Cleiton Arlindo; Souza, Altair Lúcio de; Cohn, Jorge Adam Cleto; Faria, Geraldo Lúcio de; Rebellato, Marcello Arantes; Gorni, Antônio Augusto; Uranga, Pello; Rodríguez-Ibabe, Jose Maria

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DOI

10.5151/2594-5297-34921

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Abstract

A CRESCENTE NECESSIDADE DE OBTENçãO DE ALTOS NíVEIS DE PROPRIEDADES MECâNICAS (LIMITE DE ESCOAMENTO – LE E RESISTêNCIA à TRAçãO – RT) TEM IMPOSTO DIVERSOS DESAFIOS AOS PROCESSOS DE PRODUçãO DO AçO. AS MáQUINAS DE ELEVAçãO DE CARGA SãO EXEMPLOS DE APLICAçõES QUE REQUEREM LE > 600 MPA E RT > 680 MPA. NESSE CENáRIO, OS AçOS ARBL TêM GANHADO CADA VEZ MAIS RELEVâNCIA, DADA A POSSIBILIDADE DE AUMENTO DE PROPRIEDADES MECâNICAS COM A DIMINUIçãO DO TEOR DE CARBONO, FAVORECENDO OS PROCESSOS DE SOLDAGEM. ESTUDOS RECENTES MOSTRARAM A OBTENçãO DE LE ACIMA DE 600 MPA EM LIGAS COM 0,06% NB E 0,1% TITâNIO, EM UMA RELAçãO COM NITROGêNIO ACIMA DA ESTEQUIOMéTRICA (TI/N > 3,42). A ADIçãO DE ELEMENTOS MICROLIGANTES, ASSOCIADA AO PROCESSAMENTO TERMOMECâNICO DESENCADEIA A ATIVAçãO DE MECANISMOS DE ENDURECIMENTO COMO REFINO DE GRãOS E PRECIPITAçãO, PORéM, é NECESSáRIO ADOTAR ESTRATéGIAS DE LAMINAçãO COM CONTROLE RIGOROSO DOS PARâMETROS DO PROCESSO. NESTE CONTEXTO, ESTE TRABALHO PROPõE O DESENVOLVIMENTO DE UMA TIRA DE AçO LAMINADA A QUENTE VISANDO ATINGIR LE > 600 MPA E RT > 680 MPA UTILIZANDO UMA LIGA MICROLIGADA DE BAIXO CARBONO, NB E TI, COM ADIçãO DE TI SUPERIOR à RAZãO ESTEQUIOMéTRICA E TERMOMECANICAMENTE PROCESSADO EM UM LAMINADOR DO TIPO STECKEL. OS PARâMETROS DE LAMINAçãO FORAM DETERMINADOS A PARTIR DE SIMULAçõES DE EVOLUçãO MICROESTRUTURAL REALIZADAS EM UM SOFTWARE AJUSTADO PARA O LAMINADOR STECKEL – O MICROSIM-SM®. A TEMPERATURA DE NãO RECRISTALIZAçãO FOI OBTIDA EXPERIMENTALMENTE POR MEIO DE TESTE DE TORçãO A QUENTE. ATRAVéS DA DILATOMETRIA ACOPLADA à CéLULA DE DEFORMAçãO, OBTEVE-SE O DIAGRAMA TRC DA LIGA. APLICANDO OS RESULTADOS ACIMA MENCIONADOS, DUAS DIFERENTES ESTRATéGIAS DE LAMINAçãO FORAM PROPOSTAS E AVALIADAS EM ESCALA INDUSTRIAL. A MICROESTRUTURA E AS PROPRIEDADES MECâNICAS DAS TIRAS LAMINADAS FORAM AVALIADAS. FOI POSSíVEL CONCLUIR QUE A METODOLOGIA APLICADA FOI EFICIENTE NO PROJETO DE UMA ROTA DE PROCESSAMENTO DE FORMA A ATINGIR UM ALTO NíVEL DE REFINAMENTO DE GRãO E UM ENDURECIMENTO POR PRECIPITAçãO SIGNIFICATIVO QUE GARANTISSE AS PROPRIEDADES MECâNICAS DESEJADAS.

THE INCREASING NEED TO OBTAIN HIGH LEVELS OF MECHANICAL PROPERTIES (YIELD STRENGTH – YS, AND TENSILE STRENGTH – TS) HAS IMPOSED SEVERAL CHALLENGES ON STEEL PRODUCTION PROCESSES. LOAD LIFTING MACHINES ARE EXAMPLES OF APPLICATIONS THAT REQUIRE YS > 600 MPA AND TS > 680 MPA. IN THIS SCENARIO, HSLA STEELS HAS GAINED MORE RELEVANCE, GIVEN THE POSSIBILITY OF INCREASING MECHANICAL PROPERTIES WITH CARBON CONTENT DECREASE, FAVORING WELDING PROCESSES. RECENT STUDIES HAVE SHOWN THE OBTAINMENT OF YS ABOVE 600 MPA IN ALLOYS WITH 0.06% NB AND 0.1% TITANIUM, IN A RATIO WITH NITROGEN ABOVE THE STOICHIOMETRIC (TI/N > 3.42). THE ADDITION OF MICROALLOYING ELEMENTS, ASSOCIATED WITH THERMOMECHANICAL PROCESSING TRIGGERS THE ACTIVATION OF HARDENING MECHANISMS SUCH AS GRAIN REFINING AND PRECIPITATION, HOWEVER, IT IS NECESSARY TO ADOPT ROLLING STRATEGIES WITH STRICT CONTROL OF PROCESS PARAMETERS. IN THIS CONTEXT, THIS WORK PROPOSES THE DEVELOPMENT OF A HOT-ROLLED STEEL STRIP AIMING TO REACH YS > 600 MPA AND TS > 680 MPA USING A LOW CARBON, NB AND TI MICROALLOYED ALLOY, WITH A TI ADDITION HIGHER THAN THE STOICHIOMETRIC RATIO AND THERMOMECANICALLY PROCESSED IN A STECKEL MILL. ROLLING PARAMETERS WERE DETERMINED CONSIDERING MICROSTRUCTURAL EVOLUTION SIMULATIONS PERFORMED IN A SOFTWARE ADJUSTED FOR THE STECKEL MILL – THE MICROSIM-SM®. THE NON-RECRYSTALLIZATION TEMPERATURE WAS EXPERIMENTALLY OBTAINED BY HOT TORSION TEST. THROUGH DILATOMETRY COUPLED TO THE STRAIN CELL, THE ALLOY CCT DIAGRAM WAS OBTAINED. APPLYING THE ABOVE MENTIONED RESULTS, TWO DIFFERENT ROLLING STRATEGIES WERE PROPOSED AND EVALUATED IN INDUSTRIAL SCALE. THE ROLLED STRIPS MICROSTRUCTURE AND MECHANICAL PROPERTIES WERE EVALUATED. IT WAS POSSIBLE TO CONCLUDE THAT THE APPLIED METHODOLOGY WAS EFFICIENT AIMING TO DESIGN A PROCESSING ROUT IN ORDER TO REACH A HIGH LEVEL OF GRAIN REFINEMENT AND A SIGNIFICANT PRECIPITATION HARDENING THAT GUARANTEED THE DESIRED MECHANICAL PROPERTIES.

Keywords

Processamento termomecânico, Ti estequiométrico, precipitação de TiC

Thermomechanical processing, Ti Stoichiometric, TiC precipitation