Conformar ou distender bordas cortadas sem trincas pode ser um grande desafio ao trabalhar com aços avançados de alta resistência (AHSS). Para reduzir o risco de trincas nas bordas elevadas, a SSAB apresentou três novos aços de 800MPa laminados a quente com ductilidade de borda extremamente alta.
Este artigo aborda:
A necessidade atual e crescente de níveis mais elevados de ductilidade de borda para componentes automotivos.
Onde estes graus de AHSS “solucionadores de problemas” poderiam ser utilizados.
Qual é o status do teste e da implementação desses novos graus de 800MPa?
Daniel Sund é o gerente do portfólio de produtos da SSAB para o desenvolvimento de aços laminados a quente, com 20 anos de experiência na SSAB Europe.
Marcus Folmerz é especialista em conformação da SSAB. Ele trabalha na SSAB desde 2014.
Robert Ström trabalha na SSAB desde 2007 como especialista em design automotivo e possui vasta experiência em simulações de resistência a colisões e estáticas para estrutura da carroceria (body in white - BIW), chassis e sistemas de suspensão.
Daniel Sund: Existem muitas maneiras diferentes de medir a ductilidade de bordas, mas o teste padrão de ponto de partida — talvez eu deva chamá-lo de “teste simples” — é a taxa de expansão de furo ISO 16630. A SSAB garante que o novo Docol® HR800CP+HER e HR800HE (High Edge) terão taxa de expansão de furo de 45% e 65%, respectivamente — mas seus valores típicos de HER são muito maiores do que isso, de 70% a 100%, respectivamente, que estão entre os mais elevados do mercado para aços automotivos de 800 megapascal.
Marcus Folmerz: Eu diria que 95% de todos os problemas de conformação que os nossos clientes do setor automotivo trazem para o Knowledge Service Center da SSAB estão relacionados a bordas que foram cortadas e distendidas, mas acabam apresentando trincas. A maioria das empresas sabe como prever outros problemas de conformação de AHSS. Porém, prever problemas de bordas pode ser muito difícil. O que pode acontecer, então, é que os clientes podem estar totalmente comprometidos com o design de peças específicas e se encontrarem em plena produção apenas para descobrir que há um número inaceitável de bordas trincadas. Esses novos AHSSs com alta ductilidade de bordas podem ser utilizados como “solucionadores de problemas”. Ou, ainda, podem ser usados em peças automobilísticas, onde deseja-se uma maior confiança de que não haverá bordas trincadas.
Daniel Sund: Sim. Os clientes da SSAB têm estado muito focados neste aspecto específico da conformabilidade do AHSS. Nos últimos anos, a demanda por uma maior ductilidade de bordas feitas de AHSS tem sido bastante elevada e continua a crescer.
Marcus Folmerz: Além de resolver problemas com designs de peças existentes, a ductilidade de bordas mais alta também permite que obter designs mais complexos para as bordas distendidas ou elevadas — seus flanges elevados e assim por diante — com uma margem de segurança mais alta contra bordas trincadas.
Marcus Folmerz: Não. Não. Não há correlação — positiva ou negativa — entre o diagrama de limite de conformação e a ductilidade das bordas. Precisamos lembrar os clientes disso o tempo todo. Dito isso, sim, esses novos aços têm FLDs muito bons, por isso se sairão bem em diversos processos de conformação. Em outras palavras, otimizamos esses aços de 800MPa para proporcionar extrema ductilidade de bordas, mas eles também são muito bons em outras operações de conformação.
Daniel Sund: Sim, eles têm usado. Mas agora melhoramos o nosso aço de fase complexa de 800MPa laminado a quente com níveis mais elevados de ductilidade de bordas. Agora há duas opções: é possível comprar o recém-aperfeiçoado Docol® HR800CP ou o HR800CP+HER. O +HER significa que testamos cada remessa para garantir uma HER de no mínimo 45%, com valores típicos de HER de 70%.
Daniel Sund: Correto. Todos os nossos aços laminados a quente 800HE, ou High Edge, são testados para proporcionar aos clientes um mínimo garantido de HER de 65%, com uma média prevista ou uma HER típica de 100%.
Daniel Sund: Bem, primeiro começamos por otimizar suas microestruturas. Em seguida, temos medidas de controle de qualidade bastante rigorosas, incluindo a desgaseificação do tanque de vácuo, para garantir a limpeza interna de cada placa de aço. Também possuímos um controle muito sofisticado das temperaturas e reduções em todo o processo de laminação a quente.
Robert Ström: Existem muitas aplicações possíveis para esses materiais de 800 megapascal. Os braços de controle, particularmente aqueles mais baixos, serão uma aplicação importante. Mas, na verdade, todos esses aços HR — o HR800CP, o HR800CP+HER e o HR800HE — podem ser ideais para aplicações de alta ductilidade de bordas que exigem boas propriedades de resistência à fadiga. Por exemplo, peças que se movem e que vibram constantemente. Por isso, eu penso em suspensões multilink, braços traseiros, vigas de torção e subestruturas.
Gosto de pensar nesses aços como uma “solução meio-termo ideal” das propriedades desejadas. Ao pensar sobre isso, muitas dessas propriedades devem se contradizer entre si: conformabilidade contra alta resistência, elevada ductilidade de bordas em oposição a bom desempenho contra colisões. Porém, esses aços oferecem todas essas propriedades — e, principalmente, oferecem uma ductilidade de bordas muito elevada.
Robert Ström: É possível encomendá-los agora utilizando o Programa de Estoque de Amostras de AHSS Docol® e atualmente temos muitos clientes que os testam. Ao mesmo tempo, a SSAB está realizando testes de fadiga de baixo e alto ciclo a longo prazo.
Daniel Sund: Sim, incentivamos muito os testes dos clientes. Poderia ser em um design de uma peça nova ou em uma peça existente com as quais tenham ocorrido algumas preocupações com trincas de borda.
Marcus Folmerz: Afirmativo. Para ajudá-los em suas simulações de design e conformação, os clientes podem entrar em contato com seu representante Docol® para obter os cartões AutoForm para o HR800CP, HR800CP+HER e HR800HE. Ou pedir ao seu representante para configurá-los para obter acesso ao portal de download de testes do Docol®. E, como sempre, o Knowledge Service Center da SSAB pode ajudá-lo a preparar suas simulações para os novos graus do Docol AHSS.
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