Avaliação das tensões residuais em chapas do aço microligado LNE380 destinadas ao processo de corte a laser - Demeda, Bruna Silveira (My University, 2023)
In a dynamic work environment, the competitive advantage in the manufacturing industries comes from the constant searching for product and processes innovation. In the automotive industry, where the companies are challenge to balance mechanical performance and the cost of their products, the need for more productive and reliable processes implies in facing new obstacles regarding the consumption relations in the steel market. If the bargaining power controls the cost of the raw materials, it is a fact that the demand for cheaper steels will reflect in low quality products and processes. Taking into consideration that the reduction of production wastes depends on the quality of the raw materials, and that cost, mechanical performance and superficial quality can still be considered trade-offs, the following dissertation proposes the application of an experimental method. This method is an attempt to detect warping defects in LNE380 microalloyed steel sheets, which are used in laser cutting processes. Through an exploratory experimental search, the study makes use of two 9,50 mm thick sheets (A and B) in order to test the precision of the sectioning and indentation methods regarding to the evaluation of the thermomechanical hot rolling residual stresses. As a result of the application of the proposed methodology, it is possible to observe that the studied samples presented longitudinal compressive stresses in both of the experimental methods. While the sectioning practice showed stresses range from 12,69 to 63,39 MPa in B and from 43,73 to 73,27 MPa in A, the indentation method revealed the same stresses can vary from 142,29 to 155,83 MPa in A and from 122,80 to 147,04 MPa in B. Comparing these results to the real performance of the microalloyed steel in the laser cutting process, it is possible to conclude that the sectioning method is the most appropriate alternative to detect warping defects in the LNE380 steel sheets. In addition, the data also show that there is a large stress heterogeneity across the steel thickness (medium relative standard deviation of 42,02% for B and 52,23% for A) and a bigger probability of A reveal warping defects during the longitudinal laser cutting processes, due to its anisotropic condition. [resumo fornecido pelo autor]
Em um cenário de interações mercadológicas dinâmicas, a vantagem competitiva nos setores de transformação sobrevém da constante busca pela diferenciação em produto e processo. Na indústria automotiva, onde as restrições à matriz energética impõem o desafio de contrabalancear custo e desempenho em serviço, a necessidade de processos mais confiáveis e produtivos traz à tona novos obstáculos às relações de consumo no mercado do aço. Se neste meio o poder de barganha exerce controle sobre a precificação dos insumos, é fato consumado que a demanda por aços de menor custo reflete em produtos e processos de menor qualidade percebida. Partindo do pressuposto que a redução dos desperdícios fabris passa pela manutenção da qualidade dos insumos alocados ao processo, e que, no ramo siderúrgico, custo, desempenho e qualidade superficial ainda são trade-offs, o presente trabalho direciona esforços na proposição de um método experimental que esteja apto a detectar ameaças de distorção de forma em chapas do aço microligado LNE380, destinadas ao processo de corte a laser. Partindo de uma pesquisa exploratória de cunho experimental, a dissertação utiliza-se de dois blanks de 9,50 mm de espessura (blanks A e B) para testar a acurácia dos métodos de seccionamento e indentação na avaliação das tensões residuais que redundam do processo de laminação controlada. Como resultado da aplicação dos modelos experimentais propostos, verifica-se que as amostras analisadas apresentam tensões compressivas longitudinais da ordem de 12,69 a 63,39 MPa (blank B) e de 43,73 a 73,27 MPa (blank A), no caso do processo de seccionamento, e de 142,29 a 155,83 MPa (blank A) e de 122,80 a 147,04 MPa (blank B), no caso do processo de indentação. Tais números, quando comparados à performance real de corte dos materiais, permitem-nos inferir que o método de seccionamento permanece sendo a alternativa mais adequada à avaliação das distorções de forma em chapas destinadas ao processo de corte a laser. Aliado à definição do modelo, os resultados da dissertação também permitem concluir que há uma expressiva heterogeneidade do perfil de tensões ao longo da largura dos blanks analisados (coeficiente de variação médio de 42,02% para o blank B e de 52,23% para o blank A) e que, devido à condição anisotrópica, há uma maior probabilidade de A apresentar distorções de forma durante o processamento de componentes em planos paralelos à direção de laminação. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Resistência de materiais; Tensões residuais; Laser - Indústria; Chapas de aço; Anisotropia; Strength of materials; Residual stresses; Laser industry; Sheet-steel; Anisotropy