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http://hdl.handle.net/1843/33619| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Simulação numérica das distorções e tensões residuais em chapas grossas submetidas ao resfriamento acelerado em função das contrações térmicas |
| Autor(es): | Sabrina de Paula Gonçalves |
| Primeiro Orientador: | Paulo Roberto Cetlin |
| Primeiro Coorientador: | Alisson Duarte da Silva |
| Primeiro membro da banca : | Antônio Augusto Gorni |
| Segundo membro da banca: | Kenji Camey |
| Resumo: | O mercado de chapas grossas exige cada vez mais produtos que atendam às mais exigentes normas de especificação de produtos. Para isso, na laminação o aço é submetido a processamentos termomecânicos que visam obter qualidades de superfície, forma, dimensões e propriedades mecânicas compatíveis com as exigências da sua aplicação. Um processo cada vez mais utilizado para obtenção destas características é o resfriamento acelerado através da aplicação de água após a laminação a quente onde são empregadas altas taxas de resfriamento que permitem o refinamento de grão e obtenção de microestruturas constituídas por bainita, martensita e ferrita. Em contrapartida, quando o resfriamento não ocorre de maneira homogênea, são geradas características indesejadas nas chapas como as tensões residuais e as distorções, caracterizadas pelos defeitos de forma tais como o empeno lateral, acanoamento e ondulações. Tais características são motivos para o sucateamento ou para retrabalhos que geram aumento do “lead time” e dos custos de produção. Simulações computacionais para modelar e prever a ocorrência destes defeitos são intensamente utilizadas nos meios acadêmicos e industriais. A previsão permite melhorar o controle das variáveis de processo, o desempenho do produto e reduzir custos e retrabalhos. O objetivo deste trabalho foi simular numericamente o processo de resfriamento acelerado em chapas grossas e suas consequentes distorções e tensões residuais, avaliando-se a influência da taxa de resfriamento não homogênea nas duas faces da chapa ou ao longo de sua largura ou comprimento. Para isso foi utilizado o Método de Elementos Finitos para realizar simulações em 2D. O aço utilizado foi o AISI 1015 disponível na biblioteca do Software DEFORMTM versão 10.0. Neste estudo não foi avaliada a influência das transformações de fase e, portanto, a ausência de elementos de liga no aço escolhido é irrelevante. Os resultados mostraram forte influência do resfriamento acelerado não uniforme na geração de tensões residuais e de distorções nas chapas. Além disso, observou-se forte relação entre a distribuição da não uniformidade do resfriamento com o tipo de defeito de forma obtido. |
| Abstract: | The steel plates must meet the most rigorous standards and needs market. For this, in the lamination the steel is subjected to thermomechanical processes aiming at obtaining surface qualities, shape, dimensions and mechanical properties compatible with the requirements of its application. A process increasingly used to obtain these characteristics is the accelerated cooling where high cooling rates are used to allow the grain refinement and obtaining microstructures consisting of bainite, martensite and ferrite. On the other hand, when cooling does not occur in a homogeneous manner, undesirable characteristics are generated in the plates such as residual stresses and distortions, characterized by shape defects such as buckling, camber and gutter. These characteristics are reasons for the scrapping or reworking that generate increase of the lead-time and the costs of production. Computational simulations to model and predict the occurrence of these defects are intensely used in academia and industry. The prediction allows increase the control process variables, product performance, and decrease costs and rework. The objective of this work was numerically simulate the accelerated cooling process in steel plates, distortions and residual stresses, evaluating the influence of the non-homogeneous cooling rate on the two faces of the plate or along its width or length. For this purpose, the Finite Element Method was used to perform 2D simulations. The steel used was AISI 1015 available from the DEFORMTM software version 10.0 library. In this work, the influence of the phase transformations wasn’t evaluated and, therefore, the missing of alloying elements in the steel is irrelevant. The results have showed a strong influence of non - uniform accelerated cooling on the generation of residual stresses and distortions. Additionally, a strong relationship was observed between the distribution of the non-uniformity of the cooling and the type of shape defect obtained. |
| Assunto: | Engenharia metalúrgica Metalurgia de transformação Chapas de aço Metais - Temperatura Método dos elementos finitos Tensões residuais |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Instituição: | UFMG |
| Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA |
| Curso: | Curso de Especialização em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/33619 |
| Data do documento: | 23-Nov-2017 |
| Aparece nas coleções: | Dissertações de Mestrado |
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