Avaliação de aço baixo carbono manufaturado em Forno de Indução a Vácuo (VIM) e Forno de Refusão a Vácuo (VAR)

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Dissertação de mestrado

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Evaluation of low-carbon steel manufactured in a vacuum induction melting (VIM) furnace and a vacuum arc remelting (VAR) furnace

Primeiro orientador

Membros da banca

Cynthia Serra Batista Castro
Pedro Henrique Rodrigues Pereira

Resumo

Aços geralmente são submetidos a operações termomecânicas durante sua fabricação, tais como forjamento, laminações, usinagem, tratamentos térmicos e/ou tratamento superficiais. Contudo, mesmo após essas etapas, esses aços ainda podem exibir estruturas indesejáveis em sua microestrutura. A presença dessas estruturas pode causar sérios problemas, como desgastes e falhas prematuras. De forma a minimizar tais inconvenientes, a fabricação de peças originárias de lingotes refundidos, a partir de aços produzidos por aciaria convencional, torna-se uma alternativa a se considerar. Nesse contexto, este trabalho contempla o estudo de refusões de um aço estrutural em Forno de Indução a Vácuo (VIM) e Forno de Refusão a Vácuo (VAR). A análise dos processos VIM e VAR, em escala laboratorial, bem como das características do aço submetido a essas refusões, permitirá uma melhor compreensão do comportamento de aços refundidos sob atmosfera controlada. Adicionalmente, foi realizado o processamento termomecânico de amostras provenientes de lingotes produzidos em escala piloto, em condições análogas, a fim de avaliar o comportamento microestrutural e mecânico. Dessa forma, verificaram-se possíveis melhorias, considerando que o ponto de partida são estruturas brutas de fusão distintas.

Abstract

Steels are generally subjected to thermomechanical operations during their manufacturing process, such as forging, rolling, machining, heat treatments, and/or surface treatments. However, even after these stages, steels may still exhibit undesirable structures in their microstructure, whose presence can cause serious issues such as wear and premature failures. In order to minimize such inconveniences, the manufacturing of components derived from remelted ingots, produced from conventionally made steels, becomes an alternative to be considered. In this context, this work involves the study of remelting processes of a structural steel using Vacuum Induction Melting (VIM) and Vacuum Arc Remelting (VAR). The analysis of the VIM and VAR processes on a laboratory scale, as well as the characteristics of the steel subjected to these remelting routes, will allow a better understanding of the behavior of remelted steels under controlled atmosphere. Additionally, thermomechanical processing was carried out on samples obtained from pilot-scale ingots, under analogous conditions, in order to evaluate the microstructural and mechanical behavior. Thus, possible improvements were verified, considering that the starting point involves distinct as-cast structures.

Assunto

Engenharia metalúrgica, Metalurgia física, Aço, Fornos, Aço - Tratamento térmico

Palavras-chave

Refusão a vácuo, Aço estrutural, VIM, VAR, Microestrutura, Lingotes

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