O uso da simulação física através do aquecimento a joulie no estudo da fragilização por metal líquido (LME) em chapas galvanneal 22MnB5

Abstract

A crescente demanda por veículos mais leves, com melhor performance e seguros, impulsiona o uso de aços de alta resistência na indústria automotiva. Veículos mais leves implicam menor consumo de combustível e consequentemente, menor emissão de gases estufa como dióxido de carbono (CO2). Neste contexto, os aços 22MnB5 são amplamente aplicados na fabricação de componentes estruturais automotivos com elevada resistência mecânica e geometria complexa, promovendo maior segurança veicular. O uso destes aços requer a aplicação da estampagem a quente para serem conformados o que implica a necessidade de revestimento. O revestimento ZnFe promove uma barreira protetiva que impede a oxidação da superfície do material durante a conformação além de proteção catódica ao produto final. O objetivo deste trabalho foi investigar a ocorrência de fragilização por metal líquido (LME) em chapas de aço 22MnB5 revestida com ZnFe quando submetidas a aquecimento a Joule com elevada taxa de aquecimento. Através da simulação termomecânica, com uso do equipamento Gleeble® 54 e técnicas de caracterização microestrutural, o material foi submetido a diferentes taxas de aquecimento até 900°C para investigar o comportamento microestrutural do revestimento a fim de estabelecer uma curva de aquecimento aplicável no ambiente industrial, seguido de deformação na presença de metal líquido, condições que favorecem a formação de LME. Uma rampa dupla foi simulada até as temperaturas 680°C e 900°C, alongamento de 20% a uma taxa de 1 s-1 nas temperaturas 850°C e 750°C. Os resultados mostraram que ao aplicar uma rampa dupla três vezes superior ao processo convencional (aquecimento ao forno), a transformação do revestimento ocorre já nos primeiros segundos através de um meio sólido e meio líquido (revestimento). Ao atingir 680°C, parte do Zn presente nas fases gama (Γ e Γ₁) é enriquecido com Fe a uma taxa menor o que permite a formação da fase alpha (α-Fe), cujo percentual do Fe é superior a 66%, o que impede formação de LME.