Análise microestrutural do aço DP780 submetido ao teste de Nakazima modificado com diferentes geometrias de drawbead

Abstract

Resumo: Devido às necessidades da indústria automotiva de maior eficiência enérgica associada a construção dos veículos, se faz necessária a redução de peso em sua fabricação. Para garantir estes resultados, além do aumento da segurança atribuída a estes projetos de engenharia, os Aços Avançados de Alta Resistência costumam ser selecionados para a fabricação dos componentes estruturais da carroceria, entre estes aços, os aços bifásicos. A estampagem é o processo de fabricação utilizado para estes componentes, e, por este fator, é importante estudar o comportamento destes materiais quando são alteradas as variáveis de processo na conformação, como o uso ou não de drawbeads, velocidade e força atribuídas ao punção, etc. Este trabalho buscou analisar as variações morfológicas na microestrutura do aço bifásico DP780 (ASTM A1079/2012) quando submetido ao ensaio de Nakazima modificado utilizando 4 diferentes tipos de drawbead: planar, circular, quadrado e triangular. O ensaio de Nakazima foi realizado em estudo anterior pelo Laboratório de Conformação da Universidade Federal do Paraná, LabConf. Neste estudo, foram analisadas as peças conformadas nas seguintes regiões de interesse: região de contato com o drawbead, região do raio da matriz e região ombro da matriz, onde ocorre a falha no ensaio de Nakazima. Para cada uma destas regiões foram medidas as durezas na escala Rockwell D e analisadas a microestrutura através de microscopia eletrônica por varredura e microscopia ótica. As imagens captadas foram estudadas com auxílio de um software de análise de imagens, ImageJ.JS. Os resultados de cada uma das análises de imagem e de dureza foram comparadas com resultados obtidos para uma amostra como recebida, ou seja, não havia sido submetida ao teste de Nakazima, e também foram comparados os resultados das peças conformadas entre si, em busca de analisar as diferenças provocadas pelo uso das diferentes geometrias de drawbead sobre a microestrutura do aço DP780. Os estudos mostraram que os efeitos da conformação provocam alterações visíveis na microscopia das peças quando comparadas à amostra como recebida, provocando maior encruamento devido à ocorrência de deformação plástica e maior anisotropia nas peças conformadas, e foi possível verificar que a geometria de drawbead circular é aquela que sugere uma maior restrição ao fluxo de escoamento do material. Essa comparação entre as peças conformadas no ensaio de Nakazima em diferentes configurações de drawbead mostra alterações sutis, tanto em sua morfologia quanto no resultado dos ensaios de dureza, sendo necessárias mais análises para comprovação de qual das geometrias é mais aplicável para cada situação em que são utilizadas na indústria

Abstract: Due to the automotive industry's needs for greater energy efficiency associated with vehicle construction it is necessary to reduce weight in their manufacturing. To guarantee these results, in addition to the increased safety attributed to these engineering projects, Advanced High Strength Steels are usually selected for the manufacture of the body's structural components, including DualPhase steel. Stamping is the manufacturing process used for these components, and, for this reason, it is important to study the behavior of these materials when the process variables in the forming process are changed, such as the use or not of drawbeads, speed and force attributed to the punch, etc. This work sought to analyze the morphological variations in the microstructure of two-phase steel DP780 (ASTM A1079/2012) when subjected to the modified Nakazima test using 4 different types of drawbead: planar, circular, square and triangular. The Nakazima test was carried out in a previous study by the Conformation Laboratory of the Federal University of Paraná, LabConf. In this study, the formed parts were analyzed in the following regions of interest: contact region with the drawbead, matrix radius region and punch radius region, where failure occurs in the Nakazima test. For each of these regions, the hardness Rockwell D scale was measured and the microstructure was analyzed using scanning electron microscopy and optical microscopy. The captured images were studied using image analysis software, ImageJ.JS. The results of each of the image and hardness analyzes were compared with results obtained for a sample as received, that is, it had not been subjected to the Nakazima test, and the results of the formed parts were also compared with each other, in search of analyze the differences caused by the use of different drawbead geometries on the microstructure of DP780 steel. The studies showed that the effects of forming cause visible changes in the microscopy of the parts when compared to the sample as received, causing greater hardening due to the occurrence of plastic deformation and greater anisotropy in the formed parts, and it was possible to verify that the circular drawbead geometry is that which suggests a greater restriction on the flow of the material. This comparison between the pieces formed in the Nakazima test in different drawbead configurations shows subtle changes, both in their morphology and in the results of the hardness tests, requiring further analysis to prove which of the geometries is most applicable for each situation in which they are used. used in industry