Title

DETERMINAÇÃO DA JANELA DE LINGOTAMENTO DE AÇO API E AÇO PARA INDÚSTRIA AUTOMOTIVA

DETERMINATION OF THE CASTING WINDOW OF API STEEL AND AUTOMOTIVE STEEL (AS)

Authorship

NAZARETH, EMANUEL VAILANT DE; DAMIANI, JOÃO PAULO; VIEIRA, ESTÉFANO APARECIDO; GRILLO, FELIPE FARDIN

NAZARETH, EMANUEL VAILANT DE

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DAMIANI, JOÃO PAULO

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VIEIRA, ESTÉFANO APARECIDO

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GRILLO, FELIPE FARDIN

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DOI

10.5151/2594-5300-42442

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Abstract

O presente trabalho teve como objetivo a determinação da janela de lingotamento dos aços API e Aço para Indústria Automotiva (AIA), por meio de modelagem termodinâmica. As simulações foram realizadals no software Thermo-Calc® (banco de dados TCOX9), a uma temperatura de 1600 °C, utilizando composições representativas do refino industrial. Embora múltiplos elementos tenham sido avaliados, a análise foi direcionada para os efeitos do oxigênio (O), cálcio (Ca), alumínio (Al) e silício (Si), dada sua maior influência sobre a estabilidade de fases iônicas líquidas no equilíbrio metal-escória. Os resultados demonstraram que o aço API apresenta maior predominância de inclusões líquidas em faixas reduzidas de Al e Si, enquanto o AIA responde de forma mais significativa à variação de Ca e O. A janela de lingotamento foi determinada com base na região de predominância da fase “IONIQ_LIQ + IONIC_LIQ#2”, indicando condição ideal entre 20 e 30 ppm de oxigênio para o API, e a partir de 40 ppm para o AIA. Conclui-se que a modelagem computacional representa uma ferramenta eficaz para a predição de condições ótimas de lingotamento e controle de inclusões, contribuindo para a melhoria da qualidade final dos aços.

THE PRESENT WORK AIMED TO DETERMINE THE CASTING WINDOW OF API AND AUTOMOTIVE STEEL (AIA) STEELS, THROUGH THERMODYNAMIC MODELING. THE SIMULATIONS WERE PERFORMED IN THE THERMO-CALC® SOFTWARE (TCOX9 DATABASE), AT A TEMPERATURE OF 1600°C, USING COMPOSITIONS REPRESENTATIVE OF INDUSTRIAL REFINING. ALTHOUGH MULTIPLE ELEMENTS WERE EVALUATED, THE ANALYSIS WAS DIRECTED TO THE EFFECTS OF OXYGEN (O), CALCIUM (CA), ALUMINUM (AL) AND SILICON (SI), GIVEN THEIR GREATER INFLUENCE ON THE STABILITY OF LIQUID IONIC PHASES IN THE METAL-SLAG EQUILIBRIUM. THE RESULTS DEMONSTRATED THAT API STEEL PRESENTS A GREATER PREDOMINANCE OF LIQUID INCLUSIONS IN REDUCED AL AND SI RANGES, WHILE AIA RESPONDS MORE SIGNIFICANTLY TO CA AND O VARIATIONS. THE CASTING WINDOW WAS DETERMINED BASED ON THE REGION OF PREDOMINANCE OF THE “IONIQ_LIQ + IONIC_LIQ#2” PHASE, INDICATING AN IDEAL CONDITION BETWEEN 20 AND 30 PPM OF OXYGEN FOR API, AND FROM 40 PPM FOR AIA. IT IS CONCLUDED THAT COMPUTATIONAL MODELING REPRESENTS AN EFFECTIVE TOOL FOR PREDICTING OPTIMAL CASTING CONDITIONS AND CONTROLLING INCLUSIONS, CONTRIBUTING TO IMPROVING THE FINAL QUALITY OF STEELS.

Keywords

Janela de lingotamento, inclusões não metálicas, modelagem termodinâmica, aço API, AIA, Thermo-C

Casting window, non-metallic inclusions, thermodynamic modeling, API steel, AIA steel, Thermo-Calc, metal-slag equilibrium