Desenvolvimento de uma bancada experimental para o puncionamento criogênico de chapas finas de aços aplicados a estruturas automotivas

Abstract

A redução da massa dos automóveis, sem um impacto significativo na resistência ou na segurança dos usuários, é um fator decisivo para a viabilidade de veículos menos poluentes e mitigação dos impactos ambientais. A aplicação de chapas mais finas de aços na estrutura automotiva tem sido um dos caminhos para alcançar este objetivo. Neste sentido, os Aços de Ultrabaixo Carbono (ULC) e os Aços Avançados de Alta Resistência (AHSS) têm sido aplicados na manufatura dos componentes estruturais da carroceria. Em especial, os AHSS apresentam uma combinação de matriz ferrítica, de alta ductilidade; e um segundo constituinte de alta dureza (o qual pode ser a martensita, a bainita ou uma combinação de ambas), disperso na matriz. Esta característica microestrutural permite o processamento dos AHSS por conformação e pela estampagem. Contudo, defeitos como trincas, nucleadas a partir das bordas de corte, podem ocorrer devido à presença desse segundo constituinte. Uma alternativa para minimizar a nucleação das trincas é realizar o processo de estampagem em temperaturas criogênicas. A hipótese é que, caso o processo seja realizado em baixas temperaturas, pode ocorrer a alteração do mecanismo de deformação plástica de cisalhamento para deformação por maclação mecânica e clivagem. Portanto, o objetivo desta pesquisa é projetar, construir e testar uma bancada experimental adaptada a uma plaina limadora para avaliar o puncionamento criogênico de dois aços aplicados em estruturas automotivas. Testes foram realizados com o aço ultrabaixo carbono (IF) e com o AHSS (DP780), ambos com espessura de 0,65 mm, os quais mostraram a viabilidade do processo de puncionamento em temperaturas criogênicas. As alterações mais expressivas observadas foram a redução das regiões de deformação plástica e o aumento da zona de fratura na superfície de corte das amostras ensaiadas em temperaturas inferiores a -150 ºC, quando comparadas com aquelas ensaiadas em temperatura ambiente.