Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20191781
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Original Article

CARACTERIZAÇÃO EXPERIMENTAL DO AÇO 22MNB5 NA ESTAMPAGEM A QUENTE DE PEÇAS AXIAIS

EXPERIMENTAL CHARACTERIZATION OF 22MNB5 STEEL IN THE HOT STAMPING OF AXIAL PART

Luana De Lucca de Costa, Alberto Moreira Guerreiro Brito, André Rosiak, Lirio Schaeffer

Downloads: 4
Views: 1667

Resumo

Os aços baixo carbono ao boro, tais como, 22MnB5, 27MnCrB5, e 37MnB4, constituem a única classe de aço capazes de formar uma microestrutura totalmente martensítica após a estampagem a quente quando uma ferramenta refrigerada é utilizada. Entretanto, o aumento na resistência mecânica obtida com esses aços prejudicou a estampabilidade e limitou a estampagem de componentes de geometrias axiais. Neste estudo são caracterizados aspectos geométricos e microestruturais do aço 22MnB5 quando estampado para fabricação de peças de geometria axial. São analisados diferentes valores de raio do punção e da matriz, força de estampagem, a variação de espessura na chapa estampada, a temperatura de conformação e a influência da temperatura na microestrutura e microdureza. Resultados mostram que é necessária a utilização de raios mínimos de 8 mm para o punção e a matriz, 7 s de aquecimento da geratriz a 1100ºC, e que não é possível a formação de microestrutura 100% martensítica com a utilização do ferramental à temperatura ambiente.

Palavras-chave

Estampagem a quente; 22MnB5; Geometria axial.

Abstract

Low boron carbon steels, such as 22MnB5, 27MnCrB5, and 37MnB4, constitute a class of steel capable of forming a fully martensitic microstructure after hot stamping when a refrigerated tool is used. However, the increase in mechanical strength obtained with these steels harmed the stampability and limited the stamping of axial geometry components. In this study, the microstructural and geometric aspects of 22MnB5 steel are characterized during its stamping for the manufacturing of axial geometry parts. Different values of stamping force, punch and die radii, variation in the stamped sheet thickness, forming temperature, influence of temperature on microstructure and microhardness are analyzed. It has been observed that the use of minimum 8 mm radii for punch and die and 7 s of heating for 1100°C are necessary to austenitize the billet and it is not possible to form 100% martensitic microstructure at the ambient temperature of the die.

Keywords

Hot stamping; 22MnB5; Axial geometry

References

1 Li N, Sun C, Mohamed M, Lin J, Matsumoto T, Liu C. Experimental investigation of boron steel at hot stamping conditions. Journal of Materials Processing Technology. 2016;228:2-10.

2 Gorni AA. Novas tendências no processo de estampagem a quente. Revista Corte e Conformação. 2010.

3 Karbasian H, Tekkaya A. A review on hot stamping. Journal of Materials Processing Technology. 2010;15:2130-2118.

4 Li N, Lin J, Dean TA. Experimental characterization of effects of thermal conditions on austenite formation for hot stamping of boron steel. Journal of Materials Processing Technology. 2016;231:254-264.

5 Thomas D, Detwiler DT. United States. ThyssenKrupp Forging Group. USA: Thyssenkrupp Forging Group; 2009 [acesso em 1 jun. 2016]. Disponível em: http://www.thyssenkrupp-metalurgica.com

6 Rodrigues J, Martins P. Tecnologia mecânica. Vol. 2 - Aplicações Industriais. Lisboa: Dinternal; 2010.

7 Naderi M, Saeed-Akbari A, Bleck W. The effects of non-isothermal deformation on martensitic transformation in 22MnB5 steel. Materials Science and Engineering A. 2008;487:445-455.

8 Batalha MEF. Estudo da estampabilidade a quente de aço ao boro em conformação com redução comparada [dissertação]. Campinas: Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade Estadual de Campinas; 2015.

9 Souza FB. Simulação numérica do processo de estampagem a quente do aço - USIBOR1500P [Dissertação]. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais; 2013.

10 Lisboa CP, Costa LL, Ramalho R, Schaeffer L. Avaliação do retorno elástico em tiras de aço 22MnB5 estampadas a quente em diferentes temperaturas. Revista Ferramental. 2019:59.

11 Bueno JS, Boff U, Schaeffer L. Estampagem a quente: uma visão geral sobre o processo. Revista Ferramental. 2018:43.

12 Tschaetsch H. Metal forming practice. Dresden: Springer Berlin Heidelberg; 2006.

5d826fcc0e88259212bbebff tmm Articles
Links & Downloads

Tecnol. Metal. Mater. Min.

Share this page
Page Sections