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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Estudo da plasticidade a quente do aço AISI 5120 modificado
Title Alternative: Study of hot plasticity of the steel AISI 5120 modified
Author: Boschetti, Diego Aparecido, 1990-
Advisor: Farina, Paula Fernanda da Silva, 1978-
Abstract: Resumo: A pesquisa e desenvolvimento na plasticidade a quente de aços é de suma importância, pois é possível atribuir novas formas de processamento ao material. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi mapear a conformabilidade a quente do aço AISI 5120 modificado, para a laminação e o forjamento, de forma científica-tecnológica, partindo de simulações numéricas preliminares, passando por ensaio laboratorial e culminando no processamento real do material em escala piloto, analisando assim a correlação entre os parâmetros de trabalho, com o intuito de criar diretrizes como mapas de processamento e processo. A primeira etapa foi a simulação numérica do aço AISI 5120 comercial para o ensaio laboratorial e se concluiu que era possível realizar o ensaio laboratorial de compressão a quente nas temperaturas (900, 975, 1050, 1125 e 1200°C) e taxas de deformação (0,01; 0,05; 0,1 e 1 s-1) estipuladas. Porém, ao realizar o ensaio laboratorial, as curvas tensão versus deformação não apresentaram o fenômeno de amaciamento e as micrografias de todo o ensaio laboratorial comprovaram regiões mais tensionadas, com discordâncias e com heterogeneidades de deformação, como bandas de cisalhamento, impossibilitando gerar o mapa de processamento para do aço AISI 5120 modificado, Desta forma, o estudo da plasticidade a quente foi realizado a partir dos dados obtidos nas etapas piloto de forjamento e laminação, expandindo a faixa de temperatura (900, 1000, 1100, 1200 e 1300°C) e utilizando a taxa de deformação própria dos equipamentos. No processo de forjamento foi possível dizer que a zona mais segura de trabalho a quente do aço AISI 5120 modificado, está entre 1100 e 1200ºC. Na temperatura de 1000°C ocorreu o fenômeno de aquecimento adiabático, no qual o material ao ser submetido a um determinado trabalho dissipa maior energia na forma de deformação plástica, considerada então uma instabilidade e uma temperatura insegura de trabalho. Além disso, para a temperatura de 1300°C há evidências de refinamento de grãos, porém a borda do corpo de prova possui fissuras, sendo assim consideradas regiões refundidas devido à alta temperatura e por ser trabalhada em alta tensão, considerando também como uma temperatura insegura de trabalho. Para o processo de laminação a quente, a temperatura e a taxa de deformação mais seguras para a laminação a quente do aço AISI 5120 modificado são 1300ºC e 24 s-1, respectivamente na velocidade 1 (24 s-1), pois foi nesta combinação em que houve refinamento significante dos grãos. Apesar da temperatura de 1300°C para a velocidade 2 (48 s-1) e 1200ºC para as duas velocidades 1 (24 s-1) e 2 (48 s-1) gerarem refinamento dos grãos significativo também. Também foi possível concluir que o processo de conformação a quente que proporciona melhor trabalho a quente e homogeneidade da microestrutura do aço AISI 5120 modificado é a laminação a 1300°C na velocidade 1 (24 s-1)

Abstract: The importance of research and development in the hot plasticity of steels is of paramount importance, as it is possible to attribute new forms for materials processing. In this way, the aim of this work was to map the hot plasticity of the modified AISI 5120 steel, for rolling and forging, in a scientific-technological way, starting from preliminary numerical simulations culminating in the actual processing of the material in pilot scale, thus analyzing the correlation between the work parameters, in order to create guidelines such as processing and process maps. The first step was the numerical simulation of commercial AISI 5120 steel for the laboratory test and it was concluded that it is possible to carry out the laboratory test of hot compression at temperatures (900, 975, 1050, 1125 and 1200 ° C) and deformation rates ( 0,01; 0,05; 0,1 and 1 s-1) stipulated. However, when performing the laboratory test, the stress versus strain curves did not present the softening phenomenon and the micrographs of the whole laboratory test show more stressed regions, with dislocations and with heterogeneities of deformation, such as shear bands, making it impossible to generate the processing map. In this way, the study of the hot plasticity was performed from the data obtained from the pilot forging and rolling steps, expanding the temperature range (900, 1000, 1100, 1200 and 1300°C) and using the deformation rate of the equipment. For the forging process it was possible to say that the safest hot working area of the modified AISI 5120 steel is between 1100 and 1200°C. At the temperature of 1000°C the adiabatic heating phenomenon occurred, in which the material when subjected to a certain work dissipates more energy in the form of plastic deformation, considered then an instability and an unsafe working temperature. Moreover, for the temperature of 1300°C there is an evidence of grain refinement, but the edge of the specimen has cracks, due to the high temperature and being worked in high voltage, also considering as an unsafe working temperature. For the hot rolling process, the safest temperature and deformation rate for the modified AISI 5120 steel are 1300°C and 24 s-1, respectively at speed 1 (24 s-1), as it was in this combination that there was a significant refinement of the grains. Although the temperature of 1300°C for speed 2 (48 s-1) and 1200°C for the two speeds, 1 (24 s-1) and 2 (48 s-1) generate significant grain refinement as well. It has also been possible to define that the hot forming process which provides better hot work and homogeneity of the microstructure of the modified AISI 5120 steel is for rolling at 1300°C at speed 1 (24 s-1)
Subject: Plasticidade
Simulação
Ensaio
Forjamento
Laminação
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2018
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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