Laminação a quente de produtos longos microligados
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Giovane Azevedo
André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva
Helder Carvalho Ferreira
Charles de Abreu Martins
André Luiz Vasconcellos da Costa e Silva
Helder Carvalho Ferreira
Charles de Abreu Martins
Resumo
A proposta dessa tese foi estudar a laminação de produtos longos microligados. Três
composições químicas foram utilizadas: uma liga CMn de referência, uma liga
microligada ao V, tradicionalmente usada na fabricação de produtos longos, e uma liga
VNb onde o Nb substituiu parcialmente o V da liga tradicional. As principais questões
da tese são: a) como a adição de Nb à liga tradicional de V influenciará o produto
laminado em termos de microestrutura e propriedades mecânicas? b) como essa adição
afetaria o processo deformação a quente em termos de mecanismos de amaciamento,
resistência média de deformação e cinética de transformação de fases? c) seria
interessante laminar liga VNb frente a liga V tradicional, desde o ponto de vista de
custo, desempenho operacional e outros fatores de importância numa linha industrial? O
procedimento adotado na tese na tentativa de responder as perguntas acima foi o de se
fazer uma aproximação da linha de laminação via ensaios mecânicos e modelagem
matemática, antes da execução industrial. Inicialmente, foram executados ensaios de
dilatometria com o objetivo de se verificar as possíveis influencias do Nb na
temperabilidade da liga VNb em relação à liga V, e para obter curvas TRC tradicionais.
Em seguida, foram realizados ensaios de torção a quente com o objetivo de se avaliar os
mecanismos de amaciamento durante processamento a quente e também poder avaliar a
resistência média em cada passe. Por último, foi elaborado um modelo matemático de
evolução da microestrutura durante a deformação, capaz de prever a microestrutura e as
propriedades mecânicas à temperatura ambiente. Com os dados fornecidos por esses
experimentos iniciais em adição à modelagem de evolução da microestrutura, foram
planejadas e executadas corridas industriais. Os resultados indicaram que ocorreu pleno
amaciamento entre passes na maior parte do processo, causado por recristalização
estática e/ou metadinâmica. O modelo matemático indicou que haveria possibilidade de
precipitação de VN e NbCN induzida por deformação principalmente nos últimos
passes de laminação. Além disso, ainda segundo o modelo, uma quantidade
considerável de microligantes poderia chegar até a transformação de fases com
potencial de precipitação na fase ferrítica. No contexto geral, a adição de Nb melhorou a
homogeneidade da microestrutura e aumentou a temperabilidade da liga.
Abstract
The goal of this thesis is to study hot rolling of microalloyed long products. Three
chemical compositions were used for this purpose: a CMn alloy, used as a reference
alloy, a V microalloyed alloy, traditionally used in the rolling of longs and a NbV alloy
where Nb partially substituted V in this traditional alloy for. The main hypotheses
concerning this thesis are: a) how Nb added to the traditional V microalloyed alloy will
influence the product in terms of hot rolled microestrutures and mechanical properties?
b) How would this same Nb affect the process of hot deformation in terms of softening
mechanisms, mean flow stresses and phase transformation kinetics? c) Would it be
interesting to roll this proposed NbV alloy considering the traditional V alloy used from
the viewpoint of cost, operational performance and other industry factors still to be
assessed during this work? The procedure adopted here, to answer these questions was
to approximate from the real industry line via first mechanical testing in the lab and then
mathematical modelling. Industry trials are expensive and, as an experimental method,
prone to inherent imprecisions. Hence, dilatometry and torsion experiments were
performed first, in preparation for industry trials. Dilatometry was initially performed to
verify possible influences of Nb on hardenability when compared to the traditional V
alloy and to obtain CCT curves. Torsion experiments were then performed to obtain
information on softening mechanisms and means flow stresses. Finally, a mathematical
model was developed to predict microstructural evolution and mechanical properties.
Industry trials were then designed and run. Results indicated that full softening occurred
between most passes, caused by static and/or metadynamic recrystallization. The model
indicated possible precipitation of strain induced VN and NbCN in the last rolling
passes. The model also indicated possibility that a considerable amount of
microalloying elements could be in solid solution during transformation and potentially
be used to increase strength via precipitation in ferrite. In general, Nb improved
homogeneity of microstructure and increased hardenability of the alloy.
Assunto
Engenharia metalúrgica, Metalurgia de transformação, Modelagem matemática, Laminação (Metalurgia), Aço - Metalurgia, Recristalização (Metalurgia)
Palavras-chave
VNb, Laminação de produtos longos microligados, Microestrutura, Propriedades mecânicas