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Type: Dissertação
Title: Avaliação do mecanismo de transformação do revestimento galvanizado GA no aço 22MnB5 durante o processo de estampagem a quente
Authors: Henrique Lacerda Eleutério
First Advisor: Vicente Tadeu Lopes Buono
First Referee: Vicente Tadeu Lopes Buono
Second Referee: Dagoberto Brandão Santos
Third Referee: Aldo Henrique de Almeida Barbosa
Abstract: O aço galvanizado a quente galvannealed (GA) vem sendo aplicado no processo de estampagem a quente com sucesso e com perspectiva de aumento de consumo nos próximos anos, principalmente pela boa qualidade superficial e elevada resistência galvânica em relação a outros tipos de revestimento. Os principais desafios para o seu processamento são o de garantir a integridade estrutural da camada de revestimento, fazendo com que não haja perda de massa durante o tratamento térmico, o de evitar o surgimento de trincas induzidas por metal líquido (LME) durante o processo de conformação a quente e o de garantir a homogeneidade microestrutural do aço nas peças estampadas. Nesse estudo foi avaliado, em escala de laboratório, o efeito do tratamento térmico durante a conformação a quente na transformação do revestimento GA e, consequentemente, na sua qualidade superficial, integridade microestrutural e formação de trincas, visando obter um produto isento de defeitos. Foi avaliada, também, a influência da temperatura de tratamento térmico indutivo, realizado no equipamento induction heater (IH), durante o ciclo de galvannealing na qualidade superficial e integridades do revestimento e do substrato após o processo de conformação, visando obter as melhores condições operacionais, tanto de produção do revestimento, quanto de estampagem a quente, que minimizem a ocorrência de defeitos na superfície do revestimento e trincas no substrato, principalmente induzidas por LME. Para a consecução desse estudo, amostras industriais foram processadas utilizando uma mufla e uma prensa de estampagem a quente piloto, sendo em seguida analisadas utilizando os recursos laboratoriais de microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de dispersão de energia acoplada (MEV/EDS), difração de raios X (DRX), espectometria de emissão óptica de descarga luminescente (GDOES) e espectrometria de massa por plasma acoplado indutivamente (ICP-OES). Os resultados mostraram que os materiais com revestimento GA produzidos com temperatura de IH com 585ºC e encharque máximo de 35 s, logo após o IH, apresentaram boa qualidade superficial e sem a presença de trincas induzidas por LME no substrato após estampagem a quente com os ciclos térmicos de austenitização com aportes de calor classificados como médio e elevado, temperaturas finais de tratamento térmico de 910ºC e 930ºC, respectivamente. Além disso, os resultados mostraram que para os materiais processados nessas condições, as características do revestimento e substrato tornam-se constantes em 210 s de tratamento térmico, indicando condições para a melhoria de processo desses materiais na indústria.
Abstract: Galvannealed steel (GA) has been successfully applied in the hot stamping process and their consumption is expected to increase in the coming years, mainly due to their excellent surface quality and galvanic resistance in relation to other types of coating. The main challenge for the galvanized steels consumption increase is to ensure the structural integrity of the coating layer containing Zn, without loss of Zn mass and to avoid the appearance of cracks induced by liquid metal (LME) during the hot forming process. In this study, the effect of the austenitizing heat treatment and hot stamping on the microstructure of the coating and its surface quality, microstructural integrity and crack formation of the steel were assessed in laboratory scale in order to obtain a product without defects. It was also evaluated the influence of the induction heater (IH) temperature on the surface quality and integrity of the coating and substrate after the forming process, in order to obtain the best operating conditions and to minimize the occurrence of defects in the coating surface and cracks mainly induced by LME. In this study, industrial samples will be processed using a muffle and a hot stamping press manufactured at Usiminas Research and Development Center (R&D). The samples will be analyzed using laboratory resources as scanning electron microscopy with coupled energy dispersive X-ray spectrometer (SEM / EDS), X-ray diffraction (XRD), glow discharge optical emission spectrometry (GDOES) and spectrometry of inductively coupled plasma (ICP-OES). The results showed that GA steels produced with IH temperature with 585ºC and isothermal soaking less than 35 s presented good surface quality, without LME cracks in the substrate, after hot stamping with austenitizing treatment with medium and high heat parameters and final process temperatures 910ºC and 930ºC.
Subject: Engenharia metalúrgica
Metalurgia física
Aço galvanizado
Estampagem (Trabalhos em metal)
Revestimento de metal
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/30181
Issue Date: 5-Mar-2019
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