Estudo do efeito springback em aços avançados de alta resistência aplicados a indústria automobilística

Abstract

Este projeto é um estudo do efeito springback em quatro tipos de aços de alta resistência, sendo estes bifásico, baixo carbono, endurecível após pintura e com interstícios livres, aplicados atualmente como matéria-prima na produção de veículos. Neste contexto está inserido o desenvolvimento de novos aços avançados de alta resistência em consonância com o projeto ULSAB-AVC, que visa à produção de veículos seguros e econômicos para o século 21. A caracterização mecânica do efeito springback foi realizada por intermédio de ensaio de conformação mecânica, denominado dobramento de três pontos ao ar, como uma adaptação ao ensaio de flexão cilíndrica livre. Foram avaliadas também as propriedades mecânicas do material definidas pelo ensaio de tração, objetivando a determinação da resistência à tração, do limite de escoamento e do alongamento. Além disso, foi avaliada a caracterização microestrutural dos aços avançados, identificando e quantificando-se as fases presentes em coexistência por meio do processamento digital de imagens. Os resultados mostram que o efeito springback no aço bifásico, devido à sua alta resistência mecânica, apresenta as maiores taxas de springback e causa uma diminuição na “razão de aspecto” dos grãos que sofreram conformação mecânica e tentaram retornar às suas formas originais. Aços de baixo carbono e endurecíveis após a pintura, não sofrem efeito springback suficiente para causar alteração na forma dos grãos, sendo que a variação da “razão de aspecto” depende da combinação do alongamento e resistência mecânica destes aços. Já o aço com interstícios livres, devido a sua menor resistência mecânica, o efeito springback apresenta as menores taxas e a variação da razão de aspecto depende somente da capacidade de alongamento desse aço

This is a study of the springback effect on four kinds of high strength steel, wich are dual-phase, low carbon, bake hardening and interstitial free, currently used as feedstock in the production of vehicles. In this context is inserted the development of new advanced high steel resistance in accordance with the project ULSAB-AVC, which aims to produce safe and economical vehicle for the 21st century. The mechanical characterization of the springback effect was performed by means of a test of mechanical conformation, called three-point air bending, done by adapting to unconstrained cylindrical bending test. Were also evaluated the mechanical properties of material defined by the tensile test, in order to determine the tensile strength, yield strength and the elongation. Furthermore, was performed the microstructural characterization of advanced steels by identificating and quantificating of present phases in coexistence by means digital image processing. The results indicates that the springback effect in dual-phase steel, due to its high mechanical strength, has the highest springback rates and causes a decrease in the “aspect ratio” of the grains that suffered mechanical conformation attempting to return to its original forms. Low carbon and bake hardening steels, have not enough springback effect to cause change in the shape of the grains and the change of the “ratio aspect” depends on the combination of both elongation and mechanical strength of these steels. Yet on the interstitial free steel, due to its lower mechanical strength, the springback effect has the lowest rates and the change in “aspect ratio” depends only on elongation capacity of the steel