Anais do Congresso Anual da ABM


ISSN 2594-5327

Título

MODELAGEM MATEMÁTICA DO FENÔMENO DE DESCARBONETAÇÃO NO PROCESSO DE REAQUECIMENTO DE TARUGOS DE AÇO SAE1070

MATHEMATICAL MODELING OF DECARBURIZATION PHENOMENON DURING REHEATING PROCESS OF SAE1070 STEEL BILLETS

DOI

10.5151/2594-5327-20924

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Resumo

O aço SAE1070, utilizado no segmento automotivo, tem especificações rígidas e uma delas se relaciona à descarbonetação, que se refere à perda de parte do carbono do aço por uma combinação de mecanismos de difusão e oxidação. Alguns dos parâmetros que influenciam a descarbonetação são: temperatura, potencial de oxigênio da atmosfera, gradiente de potencial químico de carbono e tempo de exposição às altas temperaturas. A oxidação pode influenciar na medida da descarbonetação que é realizada a partir da interface metal/óxido, pois a mesma consome o aço fazendo que essa interface seja deslocada para dentro da amostra. Grandes esforços são conduzidos durante o reaquecimento de tarugos para laminação para que não ocorra tal fenômeno ou para que se consiga minimizá-lo, mantendo-o dentro de padrões aceitáveis. Como muitas vezes experimentos em escala industrial são inviáveis, a modelagem matemática baseada em resultados de experimentos laboratoriais se faz atraente, orientação seguida neste trabalho. Foram realizados ensaios em forno elétrico em condições isotérmicas de 600°C a 1.100ºC e tempos de 2 horas a 48 horas. A descarbonetação e oxidação foram medidas por meio de microscópio ótico. Criou-se um algoritmo e em seguida foram ensaiadas amostras no forno industrial para validação e adequação do modelo. Com as devidas adequações realizadas, o modelo detém acurácia satisfatória.

 

The SAE1070 steel grade – used in automotive industry – has restricts specifications and some of them are limits to oxidation and decarburization, which refers to carbon loss through a variety of diffusion mechanisms. Temperature, atmosphere oxygen potential, carbon chemical potential gradient and time of high temperature exposure are some of parameters that may influence the decarburization. The oxidation may influence the decarburization losses, which is held from the metal/oxide interface, because it consumes the steel moving this interface into the sample. During the reheating of billets for hot rolling, considerable efforts are conducted to avoid this phenomenon or at least minimize it, keeping it within acceptable pattern. As most of times industrial scale experiments are impractical, a mathematical modeling based on the results of laboratory experiments becomes attractive and this was the orientation followed in this work. Isothermal tests on electric oven with temperature ranging from 600°C to 1,100°C and time ranging from 2 hours to 48 hours were held. Decarburization and oxidation were measured by optical microscopy. An algorithm was developed and then was applied in industrial tests with samples for validation of the model. Once the adjustments are made, the model shows satisfactory accuracy.

Palavras-chave

Descarbonetação; Modelagem matemática; Oxidação.

Decarburization; Mathematical modeling; Oxidation.

Como citar

Gouveia, Wilson de Assis; Silva, Carlos Antonio da; Silva, Itavahn Alves da; Alves, Expedito Felício de Barros; Neto, Joaquim Gonçalves Costa. MODELAGEM MATEMÁTICA DO FENÔMENO DE DESCARBONETAÇÃO NO PROCESSO DE REAQUECIMENTO DE TARUGOS DE AÇO SAE1070 , p. 491-501. In: 67º Congresso da ABM - Internacional / 12º ENEMET - Encontro Nacional de Estudantes de Engenharia Metalúrgica, de Materiais e de Minas, Rio de Jabeiro, 2012.
ISSN: 2594-5327 , DOI 10.5151/2594-5327-20924