Avaliação do comportamento termomecânico do aço Usibor 22MnB5
Lucas Ota
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP Ot1a
[Thermomechanical behavior evaluation of Usibor 22MnB5 steel]
Campinas, SP : [s.n.], 2023.
1 recurso online (112 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Paula Fernanda da Silva Farina.
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica
Resumo: A estampagem a quente é um processo de conformação mecânica utilizado na indústria automobilística para produzir peças estruturais de automóveis. Por meio deste processo é possível produzir peças com menores espessuras e, portanto, mais leves. Para produzir estas peças um material bastante...
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Resumo: A estampagem a quente é um processo de conformação mecânica utilizado na indústria automobilística para produzir peças estruturais de automóveis. Por meio deste processo é possível produzir peças com menores espessuras e, portanto, mais leves. Para produzir estas peças um material bastante utilizado é o aço Usibor® 22MnB5, um aço de alta resistência e baixa liga, que após a estampagem a quente atinge propriedades de resistência mecânica acima de 1200 MPa e baixo alongamento, e uma estrutura totalmente martensítica. A fim de entender como as taxas de resfriamento e deformação a quente influenciam nas transformações de fases do aço Usibor® 22MnB5, este trabalho apresenta um estudo do comportamento termomecânico deste aço. Foram realizados ensaios de dilatometria com e sem deformação a quente, nos quais as amostras passaram por um ciclo térmico de aquecimento a 12 °C/s até a temperatura de austenitização de 930 °C, mantida por 5,5 min, seguido de resfriamento controlado (para a condição deformada: resfriamento a 12 °C/s até 800 °C e deformação isotérmica a 0,4 s-1 até 30%), e resfriamento em diferentes taxas variando de 1 a 60 °C/s. Adicionalmente foram realizados ensaios de dureza e análise microestrutural para cada condição. Com os resultados e análises foram construídas as curvas de resfriamento contínuo do material (CCT), com e sem deformação a quente. A microestrutura das amostras com e sem deformação a quente foram bastante similares, apresentando os constituintes ferrita, perlita, bainita e martensita dependendo da taxa de resfriamento. Quanto à dureza, as amostras que foram deformadas plasticamente a 800 °C apresentaram valores menores de dureza, devido à recristalização dinâmica. Com relação às curvas de resfriamento contínuo (CCT), notou-se que a deformação a quente fez com que as temperaturas Mf e Ms diminuíssem e a taxa crítica de resfriamento para que a estrutura seja totalmente martensítica foi reduzida de 27 °C/s para 25 °C/s, ou seja, ao se introduzir uma deformação a quente é possível obter uma estrutura totalmente martensítica com um resfriamento mais lento
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Abstract: Hot stamping is a forming process used in the automobile industry to produce structural car parts. Through this process it is possible to produce parts with smaller thicknesses and, therefore, lighter. To produce these parts, a widely used material is Usibor® 22MnB5 steel, a high-strength,...
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Abstract: Hot stamping is a forming process used in the automobile industry to produce structural car parts. Through this process it is possible to produce parts with smaller thicknesses and, therefore, lighter. To produce these parts, a widely used material is Usibor® 22MnB5 steel, a high-strength, low-alloy steel, which after hot stamping achieves tensile strength above 1200 MPa, elongation lower than 10%, and a fully martensitic structure. In order to understand how cooling and hot deformation rates influence the phase transformations of Usibor® 22MnB5 steel, this work presents a study of the thermomechanical behavior of this steel. Dilatometry tests were carried out with and without hot deformation, where samples underwent a thermal cycle of heating at 12 °C/s to 930 °C, austenitization at 930 °C for 5.5 min (for the deformed condition: cooling at 12 °C/s up to 800 °C and deformation at 800 °C at 0.4 s-1 up to 30%), and cooling at different cooling rates ranging from 1 to 60 °C/s. Additionally, hardness tests and microstructural analysis were carried out for each condition. With the results and analysis, continuous cooling transformation (CCT) curves were constructed, for the condition with and without hot deformation. The microstructure of the samples with and without hot deformation were quite similar, presenting the constituents ferrite, pearlite, bainite and martensite depending on the cooling rate. As for hardness, samples that were deformed at 800 °C showed lower hardness values, due to dynamic recrystallization. Regarding the CCT curves, it was noted that hot deformation caused the Mf and Ms temperatures to decrease and the critical cooling rate for the structure to be fully martensitic was reduced from 27 °C/s to 25 °C/s, so it could be concluded that by introducing hot deformation, it is possible to obtain a fully martensitic structure with slower cooling
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