Estudo da deformabilidade a frio do aço microligado ao vanádio DIN 30MnVS6

Abstract

A análise da deformabilidade é um pré-requisito básico para a aplicação bem sucedida de um material em processos de forjamento a frio. Devido à natureza complexa da deformabilidade, que é influenciada por inúmeros fatores associados tanto ao material, quanto ao processo de conformação mecânica, são necessários diversos ensaios para que este parâmetro seja analisado de forma precisa. A proposta deste trabalho é estudar a deformabilidade a frio do aço microligado ao vanádio DIN 30MnVS6 a partir de um conjunto de testes selecionados cuidadosamente para avaliar a aplicabilidade deste material nos processos de forjamento a frio. Incialmente foi realizada a análise minuciosa das características metalúrgicas e do comportamento mecânico do material. Em seguida, ensaios de tração e compressão, acompanhados pela análise numérica por elementos finitos, foram realizados para determinar os limites de deformabilidade do material através do Diagrama Limite de Deformabilidade e dos critérios de fratura dúctil de Cockcroft-Latham, de Oyane e de Johnson-Cook. Os resultados mostraram que o aço DIN 30MnVS6, apresenta deformabilidade satisfatória e, em condições controladas, pode ser aplicado na produção de componentes de alta resistência sem a necessidade de tratamentos térmicos posteriores.

Workability analysis is a prerequisite for the successful application of a material in cold forging processes. Due to the complexity of the workability, which is influenced by different factors associated with the material and the mechanical forming process, several tests and analyzes are necessary for this parameter to be analyzed accurately. The purpose of this work is to study the cold workability of the vanadium micro-alloyed steel to DIN 30MnVS6 from a several tests carefully selected to evaluate the applicability of material in cold forging processes. Initially, an expressive analysis of the metallurgical and mechanical characteristics. Tests of tensile and compression tests, accompanied by numerical analysis by finite elements, were performed to determine the workability limits of the material through the Fracture Forming Limit Diagram and the ductile fracture criteria of Cockcroft-Latham, Oyane and Johnson-Cook. The results have shown that DIN 30MnVS6, despite having lower workability than traditional cold-forged materials, when worked under controlled conditions, can be applied in the production of high strength components without additional heat treatments.