Análise da soldabilidade por fricção e mistura mecânica de aço austenítico alto manganês com efeito TRIP

• Processo: 12/03665-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2012
• Vigência (Término): 31 de agosto de 2013
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Haroldo Cavalcanti Pinto
• Beneficiário: Ricardo Henrique Buzolin
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Soldagem Tensão residual Aço inoxidável austenítico Resistência mecânica Microdureza Propriedades mecânicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fsw | soldagem | tensão residual | Trip | Soldagem

Resumo

É proposto o estudo da soldabilidade de novos aços alto Mn (15 a 25% Mn) puramente austeníticos com efeito de plasticidade induzida por transformação (TRIP) pelo processo de soldagem a fricção e mistura mecânica (Friction Stir Welding - FSW). Apesar de reunirem resistência mecânica extraordinária e grande ductilidade, os aços altos Mn com efeito TRIP impõem desafios aos processos de soldagem por fusão, quando considerados para a produção de estruturas veiculares leves. Isso se deve à sua microestrutura austenítica, que favorece a distorção, assim como a formação de elevadas tensões residuais no cordão de solda e nas zonas termicamente afetadas. Além disso, dependendo do teor de enxofre e fósforo nestes aços, o cordão de solda pode se tornar sensível ao aparecimento de trincas a quente durante o resfriamento, já que estes aços se solidificam com uma estrutura completamente austenítica. Foi preparada no Laboratório de Fundição do SMM-EESC-USP um aço austenítico com efeito TRIP utilizando-se a composição química Fe-22%Mn-0.4%C sugerida pela literatura científica internacional. O material foi homogeneizado a 1150º durante 48 horas visando minimizar a microsegregação do manganês. Em seguida, as peças foram laminadas a quente (1150°C) em diversos passes com 10% de redução e por fim usinadas para a espessura final de 3.0 mm. As juntas soldadas serão produzidas avaliando-se o efeito do aporte térmico na soldagem FSW através de variações independentes nas velocidades de rotação e de avanço da ferramenta. A soldagem será avaliada com relação às propriedades mecânicas das juntas, tais como perfis de microdureza e resistência à tração monotônica, aos seus gradientes microestruturais, aos aspectos morfológicos das suas superfícies de fratura, bem como com respeito ao estado de tensões residuais. O desafio tecnológico será, portanto, demonstrar a aplicação da soldagem FSW na união de aços TRIP austeníticos de ultra-alta resistência e baixo custo, visando inovar nas estruturas metálicas utilizadas na indústria da mobilidade, tais como a automotiva, a naval e a ferroviária.(AU)