Simulação numérica do processo de estampagem a quente do aço USIBOR® 1500P
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Paulo Cesar de Matos Rodrigues
Paulo Jose Modenesi
Paulo Jose Modenesi
Resumo
A indústria automotiva tem crescentemente adotado peças estampadas a quentes nas novas plataformas com o objetivo de aumentar a segurança passiva dos veículos e reduzir a emissão de CO2 na atmosfera. O emprego dos aços ligados ao boro temperado em componentes é uma maneira econômica de obter significativas melhorias em termos de redução de peso e desempenho em segurança veicular. O Usibor® 1500P, desenvolvido pelo grupo ArcelorMittal, é um aço ligado ao boro revestido com uma liga metálica composta por alumínio e silício. O conhecimento do material e do processo de estampagem a quente necessita ser estendido e ferramentas de simulação devem ser desenvolvidas e aperfeiçoadas para suportar o crescimento desta tecnologia de fabricação, incluindo a modelagem do processo de transformação de fases, permitindo prever antecipadamente as propriedades mecânicas e uso de peças estampadas a quente. No presente trabalho, um modelo computacional incorporando a cinética de transformação de fases é implementado. O processo de estampagem a quente é inteiramente modelado no código de elementos finitos LS-Dyna. Resultados numéricos e experimentais de peças estampadas a quente são apresentados e comparados com a finalidade de validar o modelo computacional.
Abstract
Automobile manufacturers have been increasingly adopting hot-stamped parts for use in newly designed vehicles to improve passive automotive safety and reduce vehicle CO2 emissions. The use of quenched boron steel components is an economic way to achieve significant improvements in terms of weight saving and crash performance. Usibor® 1500P, developed by ArcelorMittal, is a precoated boron steel, with an aluminium-silicon metallic coating. The material and process knowledge on the hot stamping of boron steels needs to be extended and accurate simulation tools must be developed to support the growth of this forming technology, including phase transformation modeling in order to predict previously the final mechanical and in-use properties of hot-stamped parts. In the present study, a computer-aided design method incorporating phase transformation kinetic models has been implemented and the capability prediction of the metallurgical models is compared using continuous cooling dilatometry. Hot stamping simulation is performed through the finite elements code LS-DYNA. Numerical and experimental results of hot stamped parts are presented and compared aiming to validate the computational model.
Assunto
Engenharia metalúrgica
Palavras-chave
Estampagem a quente, Simulação numérica, Transformação de fases, Usibor 1500P