Efeito de tratamentos térmicos de Q&P sobre o comportamento
mecânico em tração de uma liga CMnSi comercial visando
a obtenção de aços AHSS de terceira geração

Charles Henrique Xavier Morais Magalhães; Geraldo Lúcio de Faria

doi:10.4322/2176-1523.20232953

Original Article

Efeito de tratamentos térmicos de Q&P sobre o comportamento mecânico em tração de uma liga CMnSi comercial visando a obtenção de aços AHSS de terceira geração

Effect of Q&P heat treatments on the tensile mechanical behavior of a commercial CMnSi alloy aiming to obtain third-generation AHSS steels

Charles Henrique Xavier Morais Magalhães; Geraldo Lúcio de Faria

http://dx.doi.org/10.4322/2176-1523.20232953 Tecnol. Metal. Mater. Min., vol.20, e2953, 2023

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Resumo

Ciclos térmicos inovadores têm sido propostos para o desenvolvimento de uma terceira geração de aços avançados de elevada resistência mecânica (AHSS) para aplicação automotiva. Um conceito relativamente novo, denominado Quenching and Partitioning (Q&P), tem mostrado potencial para ser utilizado em rotas de processamento para a produção de chapas de aços AHSS de terceira geração mecanicamente mais resistentes e tenazes, sendo possível a utilização de chapas de menor espessura no body in white (BIW) de novos projetos automotivos. Neste trabalho, foram empregados modelamentos físico e termodinâmico computacional com o objetivo de se desenvolver um produto de terceira geração. Três ciclos de tratamentos térmicos do tipo Q&P para uma liga CMnSi comercialmente produzida e aplicada na indústria automotiva brasileira foram propostos, sendo eles: (1) Q&P após austenitização intercrítica (AI), (2) Q&P após step-quenching (SQ) e (3) Q&P após austenitização completa. A caracterização das microestruturas resultantes foi realizada por meio das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difratometria de raios-X (DRX). Os resultados mostraram frações de austenita retida entre, aproximadamente, 6% e 10%. A caracterização mecânica por meio de ensaios de tração resultou, para todos os produtos obtidos, em valores de propriedades mecânicas que atendem aos requisitos para aços AHSS de terceira geração.

Palavras-chave

Têmpera e partição (Q&P); Aços AHSS; Austenitização intercrítica; Step-quenching

Abstract

Innovative heat cycles have been proposed seeking the development of a third generation of advanced high strength steels (AHSS) for automotive application. A relatively new concept named Quenching and Partitioning (Q&P) has been considered a promising manufacturing route with the aim to obtain higher strength and tougher third-generation AHSS steel sheets, which enables the use of thinner sheets in the body in white (BIW) of new automotive projects. In this work, physical and thermodynamic computer modeling were employed with the goal of developing a third-generation product. Three different Q&P heat treatments for a CMnSi alloy commercially produced and applied in the Brazilian automotive industry were proposed, they are: (1) Q&P after intercritical austenitizing (IA), (2) Q&P after step-quenching (SQ), and (3) Q&P after complete austenitizing. The characterization of the resulting microstructures was performed using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffractometry (XRD) techniques. The results showed fractions of retained austenite between approximately 6% and 10%. Mechanical characterization was carried out applying tensile test. All resulting microstructures achieved the requirements for a third-generation AHSS steel.

Keywords

Quenching and partitioning (Q&P); AHSS steels; Intercritical austenitizing; Step-quenching

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Submitted date:
09/12/2023

Accepted date:
11/07/2023