Influência da temperatura de embutimento no retorno elástico em aços de alta resistência

Abstract

Resumo: A substituição dos aços convencionais por aços de alta resistência é uma aposta da indústria automotiva para fabricação de peças embutidas. Isto possibilita o uso de chapas mais finas com a manutenção das propriedades mecânicas e pode ser associada à redução do peso de componentes e redução de custos. Porém, o uso dos aços de alta resistência implica no agravamento de alguns problemas de fabricação, dos quais se destaca o aumento do retorno elástico quando comparado aos aços convencionais. O retorno elástico é uma deformação geométrica da peça embutida e que, para processos realizados na temperatura ambiente, pode ser controlado por ajustes na geometria da ferramenta e pelo ajuste da tensão na chapa. O controle da temperatura de embutimento também é apontado como outra alternativa para controle do retorno elástico. Ele pode medido em peças obtidas de experimentos práticos de embutimento, e também pode ser previsto computacionalmente através da análise numérica pelo método de elementos finitos. A compreensão dos relacionamentos entre a temperatura de embutimento, as características dos materiais, os parâmetros práticos e os parâmetros computacionais, pode melhorar a previsão do retorno elástico para peças embutidas em aços de alta resistência. Por isto, o objetivo deste trabalho foi estudar a influência de temperatura de embutimento no retorno elástico em aços de alta resistência. Para isto, foram realizados ensaios de tração para várias temperaturas para os aços HSLA350/440 e DP350/600. Também foram realizados experimentos práticos de embutimento com várias temperaturas, baseados no benchmark problem, proposto originalmente na conferência Numisheet (1993). Foi medido o retorno elástico nas peças embutidas, e foram realizados ensaios de metalografia e microdureza. Foram realizados experimentos computacionais com base no modelo de Hensel-Spittel que considera fatores mecânicos e metalúrgicos para previsão do comportamento dos materiais em função da temperatura. Como principal resultado, foi comprovado que o aumento da temperatura de embutimento resulta na redução do retorno elástico. Foi observado um comportamento peculiar nas peças embutidas na temperatura de 600°C, que sugere trabalhos futuros.

Abstract: The replacement of conventional steels with high strength steels is a commitment of the automotive industry to manufacture of deep drawing parts. As a result, the use of thinner sheets with maintenance of mechanical properties can be associated with reduced component weight and reduced costs. However, the use of high strength steels implies the aggravation of some manufacturing problems, especially the springback increase, when compared to conventional steels. Springback in deep drawing parts processed at room temperature is the geometric deviation that can be set by adjustments in tool geometry and by adjusting the tension in the sheet. The deep drawing temperature control is another alternative for springback control. Springback can be measured in deep drawing experiments parts and can be predicted computationally by numerical analysis using the finite element method. Understanding the relationships between the deep drawing temperature, material characteristics, practical parameters and computational parameters, can improve prediction of elastic return for deep drawing parts in high strength steels. The objective of this work was to study the influence of deep drawing temperature on the springback in high strength steels. It were performed tensile tests at various temperatures for the HSLA350/440 and DP350/600 steels. It were also performed practical deep drawing experiments with various temperatures, based on the benchmark problem originally proposed at the Numisheet (1993) conference. It was measured springback on the deep drawing parts, and it were performed metallography and micro hardness tests. Computational experiments based on the Hensel-Spittel model that considers mechanical and metallurgical factors to predict the behavior of materials as a function of temperature. As the main result, the increase in temperature results in the reduction of the springback in deep drawing parts. One special behavior in the deep drawing parts at the temperature of 600°C suggests future works.