Estudo para utilização do aço Dual Phase 980 em substituição ao aço microligado ARBL340 para aplicação em Componentes Automotivos

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Silva, Gláucio Ramos da
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-27062025-114008/
Resumo: Os aços avançados de alta resistência (AHSS), em especial os aços bifásicos, estão sendo cada vez mais usados em componentes automotivos. Por causa das suas características e propriedades mecânicas são aplicados em peças estruturais com o objetivo de reduzir o peso, o consumo de combustível, ao mesmo tempo em que melhoram a resistência ao impacto devido à sua combinação de resistência, alta taxa de encruamento, ductilidade e conformabilidade em relação a outros aços de alta resistência e baixa liga (ARBL). Esses comportamentos podem ser atribuídos aos comportamentos combinados da martensita dura com a alta ductilidade da matriz ferrita. As características e as propriedades mecânicas do aço DP980 com uma fração volumétrica de martensita de 55,6% foram investigadas nesse trabalho. Foram conduzidas análises detalhadas da microestrutura por microscopia óptica e eletrônica de varredura em amostras de ensaio de dobramento e peças de tryout. Verificouse que a fratura neste aço bifásico exibe um comportamento dúctil, influenciado significativamente pela fração volumétrica de ferrita presente na microestrutura e que o material sofre fratura por cisalhamento na estampagem quando submetido a pequenos raios de curvatura (R/t). O Modelo de Hollomon foi usado para descrever o comportamento de endurecimento das chapas de aço DP980. Os parâmetros de resistência e endurecimento por deformação foram derivados das curvas de tensão e deformação verdadeiras. O aço bifásico apresentou um valor médio do expoente de encruamento (n) igual a 0,115, e um coeficiente de resistência (K) igual a 1.523 MPa. Apresentou uma anisotropia normal (r̄̄) de 0,90 e uma anisotropia planar (Δr) igual -0,19. Os ensaios de dobramento indicaram um retorno elástico (springback) de 18,9º a 0° em relação ao sentido de laminação. A dureza superficial nas amostras retiradas das peças de tryout com o aço DP980 foi de 420HV. Foram observadas trincas predominantemente nas regiões de raio das peças. O aço DP980 não se mostrou adequado para a produção da peça estampada com geometria contendo raios inferiores a 2,0mm.
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Esses comportamentos podem ser atribuídos aos comportamentos combinados da martensita dura com a alta ductilidade da matriz ferrita. As características e as propriedades mecânicas do aço DP980 com uma fração volumétrica de martensita de 55,6% foram investigadas nesse trabalho. Foram conduzidas análises detalhadas da microestrutura por microscopia óptica e eletrônica de varredura em amostras de ensaio de dobramento e peças de tryout. Verificouse que a fratura neste aço bifásico exibe um comportamento dúctil, influenciado significativamente pela fração volumétrica de ferrita presente na microestrutura e que o material sofre fratura por cisalhamento na estampagem quando submetido a pequenos raios de curvatura (R/t). O Modelo de Hollomon foi usado para descrever o comportamento de endurecimento das chapas de aço DP980. Os parâmetros de resistência e endurecimento por deformação foram derivados das curvas de tensão e deformação verdadeiras. O aço bifásico apresentou um valor médio do expoente de encruamento (n) igual a 0,115, e um coeficiente de resistência (K) igual a 1.523 MPa. Apresentou uma anisotropia normal (r̄̄) de 0,90 e uma anisotropia planar (Δr) igual -0,19. Os ensaios de dobramento indicaram um retorno elástico (springback) de 18,9º a 0° em relação ao sentido de laminação. A dureza superficial nas amostras retiradas das peças de tryout com o aço DP980 foi de 420HV. Foram observadas trincas predominantemente nas regiões de raio das peças. O aço DP980 não se mostrou adequado para a produção da peça estampada com geometria contendo raios inferiores a 2,0mm.Advanced high-strength steels, particularly dual-phase steels, are increasingly being used in automotive components. Due to their characteristics and mechanical properties, they are applied to structural parts with the aim of reducing weight and fuel consumption, while improving impact resistance due to their combination of strength, high hardening rate, ductility and formability in relation to other high strength low alloy steels (HSLA). These behaviors can be attributed to the combined behaviors of the hard martensite phase with the high ductility of the ferrite matrix. The characteristics and mechanical properties of DP980 steel with a martensite volume fraction of 55.6% were investigated in this work. Detailed microstructural analyzes were conducted by optical and scanning electron microscopy on bending test samples and tryout parts. It was found that fracture in the dual-phase steel exhibits ductile behavior, significantly influenced by the volumetric fraction of ferrita present in the microstructure and that the material suffers shear fracture during stamping when subjected to small radii of curvature (R/t). The Hollomon Model was used to describe the hardening behavior of DP980 steel sheets. Strength and strain hardening parameters were derived from true stress and strain curves. The two-phase steel presented an average hardening exponent value (n) equal to 0.115, and a resistance coefficient (K) equal to 1,523 MPa. It presented a normal anisotropy (r̄̄) of 0.90 and a planar anisotropy (Δr) of -0.19. The bending tests indicated a springback of 18.9° at 0° in relation to the rolling direction. The surface hardness of the samples taken from the tryout parts with DP980 steel was 420HV. Cracks were observed predominantly in the radius regions of the parts. DP980 steel was not suitable to produce the stamped part with geometry containing radii smaller than 2.0 mm.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPBaptista, Carlos Antonio Reis PereiraSilva, Gláucio Ramos da2025-04-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97134/tde-27062025-114008/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-06-27T15:06:01Zoai:teses.usp.br:tde-27062025-114008Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-06-27T15:06:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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