Caracterização e avaliação da soldabilidade a laser de aços avançados de alta resistência processados pelo método press hardening

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Almeida, Diego Tolotti de
• Orientador(a): Clarke, Thomas Gabriel Rosauro
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Aço de alta resistência; Soldagem por laser
• Palavras-chave em Inglês: Hot stamping; 22MnB5 steel; Martensitic microstructure; Laser beam welding
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/229375

A procura cada vez mais intensa por redução de peso visando sustentabilidade e diminuição da depreciação de recursos naturais, com consequente diminuição no consumo de combustíveis dos veículos comerciais, está ganhando cada vez mais importância, seguindo uma tendência já bastante estabelecida nas estruturas modernas dos automóveis. Enquanto os componentes usados em estruturas dos automóveis são projetados especialmente para distribuir a carga de impacto para outros componentes estruturais sem danificar a estrutura total do veículo, a principal preocupação no processamento de chapas grossas de aços avançados de alta resistência (AHSS), especialmente o aço 22MnB5, vem sendo obter peças de alta resistência, sem comprometer a tenacidade e a resistência à fratura. Estes aços se diferenciam de outros principalmente pela sua microestrutura após o processo de estampagem a quente, sendo capaz de produzir uma microestrutura totalmente martensítica durante o rápido resfriamento em prensa. Este trabalho apresenta a caracterização de um projeto de liga modificado para o processo de estampagem a quente, com o objetivo de reduzir a sensibilidade a trincas e fragilizações em processos com tempos de ciclo e calor maiores, como esperado para o caso de chapas grossas. Adicionalmente, visa avaliar o comportamento na soldagem a laser como alternativa de técnica de união para tais aços, propondo condições de processamento. Para tanto, foram estudadas duas ligas de aços para estampagem a quente, sendo a liga 22MnB5 (em seu estado convencional) e a liga 22MnB5 modificada com adições de nióbio e molibdênio. Numa primeira etapa se procurou determinar os níveis dos parâmetros adequados para a soldagem laser. Após definido o parâmetro ideal, sendo este o mesmo para ambas as ligas estudadas, a soldagem a laser foi avaliada através da caracterização microestrutural e comportamento mecânico das juntas soldadas, por análises metalográficas, MEV/EDS, EBSD, microdureza, ensaio de tração e fadiga. As amostras soldadas da variante do aço modificado com adições de Nb e Mo apresentaram uma microestrutura mais favorável na zona afetada pelo calor, resultando em propriedades mecânicas aprimoradas e comportamento de fratura dúctil. As melhorias estão relacionadas à inibição do engrossamento do grão de austenita na zona afetada pelo calor. Os mecanismos de limitação do crescimento de grãos durante a soldagem a laser do aço modificados serão descritos.