Análise da sensibilidade à mudança de trajetória de deformação no aço avançado de terceira geração

Abstract

O desenvolvimento de aços avançados de alta resistência (AHSS) chamou a atenção da indústria automóvel devido ao facto de estes terem características propícias, nomeadamente a grande resistência a choques e deformações, flexibilidade de projeto e peso baixo que culmina em melhorias ambientais e também económicas. Desde os anos 70 que se tem estudado este tipo de aços de modo a satisfazer as necessidades do setor automóvel. Atualmente encontra-se em desenvolvimento a terceira geração de aços avançados de alta resistência, com a finalidade de combinar as características existentes nos aços das gerações anteriores, mas sempre com o objetivo de atingir uma elevada resistência e ductilidade. Este trabalho teve como objetivo analisar as propriedades mecânicas de um aço avançado de terceira geração denominado por CR980XG3. Para realizar este trabalho, foram feitos ensaios de tração em provetes do material de modo a obter as curvas tensão-deformação e calcular propriedades como o módulo de elasticidade, tensão limite de elasticidade, tensão máxima, deformação uniforme, anisotropia, encruamento. Estas propriedades foram calculadas para três orientações diferentes em relação à direção de laminagem e para três valores de pré-deformações. Assim avaliou-se a alteração de trajetória para os ângulos a 0º, 45º e 90º em relação à direção de laminagem, para as pré- deformações de 5%, 10%, 15%. Analisando os resultados, foi possível observar deformações superiores a 20% e tensões máximas na ordem dos 1100 MPa nos provetes de maiores dimensões, significando que se trata de um material que apresenta simultaneamente alta ductilidade e resistência mecânica. Em relação aos provetes de menores dimensões, notou-se valores maiores de anisotropia e encruamento nos provetes com orientação de 90º em relação às outras orientações, registando-se valores superiores a 1,35 de coeficiente anisotropia e de coeficiente encruamento maiores que 0,105 neste tipo de provetes. Relativamente à trajetória de deformação, verificou-se a existência do efeito de Bauschinger para os ângulos de 90º e 45º entre pré-deformação e recarga.

The development of advanced high-strength steels (AHSS) has attracted the attention of the automotive industry due to their favorable characteristics, including high resistance to colisions and deformations, design flexibility, and low weight, which results in environmental and economic improvements. Since the 1970s, there have been studies and developments in this type of steel to meet the needs of the automotive sector. Currently, the development of the third generation of advanced high-strength steels is underway, aiming to fill the gaps in previous generations of steels while still achieving high strength and ductility. This work aimed to analyze the mechanical properties of an advanced third generation steel called CR980XG3. To carry out this work, tensile tests were carried out on specimens of the material in order to obtain a stress-strain graph and calculate properties such as modulus of elasticity, yield stress, maximum tensile strength, uniform deformation, anisotropy, work hardening, among others. These properties were calculated for three different orientations with respect to direction and for three pre-strains. Thus, the trajectory alteration was evaluated for angles at 0º, 45º and 90º in relation to the rolling direction, for pre-strains of 5%, 10%, 15%. Analyzing the results, it was possible to observe deformations greater than 20% and maximum stresses in the order of 1100 MPa in the larger specimens, meaning that this is a material that has simultaneously high ductility and mechanical resistance. Regarding the smaller specimens, higher values of anisotropy and hardening were observed in the specimens oriented at 90º in relation to the other orientations, registering values greater than 1.20 for anisotropy and hardening greater than 0.15 in this type of test pieces. There was also a decrease in the yield strength in the specimens with orientation of 45º and 90º, thus resulting in a change in their deformation trajectories (Bauschinger Effect).