Desenvolvimento de modelos teóricos para dureza Brinell, utilizando método de regressão linear múltipla e fórmulas de carbono equivalente para aço SAE 52100

Abstract

Muito se fala em produtividade nas empresas, visto que é necessário, cada vez mais, aumentar a produtividade para se manter competitivo. Uma das maneiras disso ser feito é reduzindo os tempos de processos, porém, deve se tomar cuidado ao realizar ações voltadas a isso, de modo a garantir sempre a qualidade do produto e a representatividade amostral, caso se aplique. Sendo assim, este Trabalho de Diplomação foi desenvolvido no Laboratório Metalúrgico da Usina Gerdau Aços Especiais de Charqueadas e seu principal objetivo foi desenvolver modelos teóricos que prevejam valores de dureza Brinell, para a qualidade de aço SAE 52100, sem tratamento térmico. Foi realizado um estudo preliminar para verificar onde seria o maior ganho em termos de produtividade, direcionando, desta forma o produto e a qualidade de aço, bem como o ensaio a ser estudado. As equações dos modelos teóricos foram desenvolvidas a partir de duas maneiras: 6 equações a partir de equações de carbono equivalente conhecidas na literatura metalúrgica e 1 equação a partir de uma regressão linear múltipla, obtida através do software Minitab Ambos métodos foram desenvolvidos com o uso de dados históricos de dureza Brinell e de respectiva composição química (conjunto de 283 dados), referentes ao período de 2012 a 2015. Isso por que foi observado que a microestrutura era estável na qualidade de aço estudada, portanto, a dureza variava apenas com a composição química da corrida do aço produzido. Foi realizada análise da confiabilidade dos dados gerados pelos equipamentos, além de uma análise da estabilidade dos resultados históricos de dureza Brinell, comparando-os com os limites de especificação. Após a obtenção dos 7 modelos teóricos, foram obtidos mais 244 dados de dureza Brinell e respectiva composição química - referentes ao período de janeiro a setembro de 2016 – a fim de validar os modelos teóricos, isto é, comparar os 244 resultados gerados pelos modelos com os 244 resultados de dureza Brinell de 2016. Foi escolhido o melhor modelo.

Productivity is an important factor in industry, since it’s necessary, each more, increasing the productivity to remain competitive. One of the ways it could be done is by reducing process time, however, it must be taken precautious in doing actions directed to this, in a way of guaranteeing always the quality of the product and the sample representativeness, in case if it is applicable. Thus, this final paper was developed in the metallurgical laboratory of the Gerdau Specialty Steel Charqueadas and its main objective was to develop theoretical models that predict Brinell hardness values, for the SAE 52100, without thermal treatment. A preliminary study was carried out to verify where the main gain would be, in terms of productivity, directing, this way the product and the grade of steel, as well as the test to be studied. The equations of the theoretical model were done according to two ways: six equations from equivalent carbon equations known in the metallurgical literature and one equation from a multiple linear regression, obtained by Minitab software use Both methods were developed with use of historical data of Brinell hardness and their respective chemical composition (set of 283 data), referred to the period of 2012 and 2015. This because it was observed the microstructure was stable in the studied steel grade, therefore, the hardness varied only with chemical composition of the produced steel heat. It was carried out an analysis of data reliability generated by the equipments, besides a stability analysis of historical results of Brinell hardness, comparing them with the specification limits. After the obtainment of seven theoretic models, it were obtained 244 hardness Brinell data and the respective chemical composition – referred to the period of January to September 2016 – in order to validate the theoretical models, i.e., compare the 244 results generated by the models with the 244 results of Brinell hardness of 2016. It was chosen the best model.