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Modelo Termomicroestrutural para Determinacao de Variaveis Operacionais e Metalurgicas para Utiliza o em Simulacao....

Marcelo Lucas Pereira Machado 15 July 2005 (has links)
Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2288_TeseDoutoradoMarceloLucasPereiraMachado.pdf: 2792035 bytes, checksum: 981f4be11d2ed90c5f5e3892ce845fe6 (MD5) Previous issue date: 2005-07-15 / Devido a forte relação entre as mudanças microestruturais e as propriedades mecânicas do aço durante a laminação à quente, faz-se cada vez mais necessário o desenvolvimento de modelos que levem em consideração propriedades metalúrgicas do aço e variáveis operacionais, com o objetivo de otimizar o processo. O modelo termomicroestrutural desenvolvido calcula a tensão de escoamento média levandando em consideração a deformação acumulada entre passes de maneira a se incorporar o efeito da recristalização estática, dinâmica e metadinâmica. Este modelo termomicroestrutural também permite calcular o tamanho de grão da austenita entre passes de laminação e o tamanho de grão da ferrita após a saída do material da última cadeira de laminação. O modelo calcula a carga de laminação em todas as cadeiras levando em consideração o efeito das tensões entre cadeiras aplicadas no material que está sendo laminado e a medida do espaçamento entre os cilindros de trabalho (gap) como dados de entrada. Desta forma, a espessura de saida do material de uma dada cadeira de laminação ou a espessura de entrada do material na cadeira seguinte seja calculada. Foi desenvolvido um modelo térmico, onde as equações térmicas utilizam modelos matemáticos consagrados que tratam das trocas térmicas do aço durante o processo de laminação. Com isto, o modelo termomicroestrutural pode calcular as variações térmicas, microestruturais e de tensão de escoamento média que ocorrem no aço e também a carga de laminação, a espessura de saída e temperaturas de entrada e saída do aço em cada cadeira, durante a laminação a quente. O modelo mostrou boa concordância com os dados industriais de diferentes laminações e para diferentes tipos de aços ao carbono e microligados e também para dados de literatura. Foram então introduzidos distúrbios operacionais no modelo termomicroestrutural e foi levantada curvas de sensibilidade que mostraram as alterações que estes distúrbios provocam nas propriedades do aço, como tensão de escoamento média, tamanho de grão, temperatura de laminação, espessura de saída do material e carga de laminação, não somente na cadeira de laminação em questão, mas o efeito também nas demais cadeiras. Utilizando as simulações feitas, foram elaborados conjuntos de regras qualitativas que possibilita determinar quais as ações a serem tomadas diante de distúrbios na espessura e/ou temperatura de entrada e/ou tensão de escoamento média e as correções a serem feitas nas variáveis manipuladas que são o gap, tensão a ré, tensão a frente e velocidade do cilindro de trabalho, visando a recuperação da espessura, melhores propriedades mecânicas e redução na carga de laminação. Desta forma, pode-se definir as prioridades e tolerâncias que se deseja obter com relação às propriedades mecânicas do material, microestrutura e espessura de saída da tira e também como parâmetro operacional, a carga de laminação. Estas bases de regras servem de suporte para se desenvolver algum tipo de programação visando controle do processo de laminação a quente utilizando técnicas de controles não convencionais
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Análise do comportamento termomecânico e da evolução microestrutural durante a laminação de tiras a quente de aços C-Mn via DEFORM™ 3D / Analysis of thermomechanical behavior and microstructural evolution during hot strip rolling of C-Mn steel by DEFORM™ 3D

Souza, Antonio Lourenço Batista de 26 February 2015 (has links)
Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-13T19:55:14Z No. of bitstreams: 1 DissALBS.pdf: 7658447 bytes, checksum: 19eb5b4bde9f17023deef594771a766e (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:40:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissALBS.pdf: 7658447 bytes, checksum: 19eb5b4bde9f17023deef594771a766e (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-15T13:40:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissALBS.pdf: 7658447 bytes, checksum: 19eb5b4bde9f17023deef594771a766e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T13:40:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissALBS.pdf: 7658447 bytes, checksum: 19eb5b4bde9f17023deef594771a766e (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Improving the steel processing is a major focus of the metallurgical industry because the need of materials and products with lower weight and more strength, in addition to increasingly stringent specifications imposed by buyers. The knowledge and kinetic control of the phenomena that occur during hot processing such as recrystallization, precipitation and grain growth are mandatory for the grain size refinement, which is a parameter that determines the properties of semi-finished products. In hot strip rolling the material is subjected to deformation schedules consisting of five to seven passes, with rolling mill arranged one in front of the other, performing a continuous operation. Over the years, several paths have been followed to investigate the industrial processing. One can cite as examples the use of pilot plants, physical simulations, and numerical simulations. The objective of this study was, therefore, to model the process of the hot strip rolling, enabling the analysis of how the process parameters such as temperature, strain, strain rate and austenitic grain size evolve during rolling of the C-Mn steels, using the commercial software DEFORM™ 3D developed for forming processes analysis. Seven rolling passes of an industrial process described were simulated. The results shown a good agreement of the load and temperature levels attained during simulation with the literature values, indicating that the model used to represent the industrial rolling process is suitable. The numerical reconstruction of processing shows clearly the presence of the strain, temperature and strain rate gradients during hot strip rolling mill, generating microstructural gradients. The evolution of rolling process minimizes the gradients, but some ones still remain at the end of rolling process. Thus, this study shows the effectiveness of the model to predict the evolution of the microstructure in a hot rolling process. / Aperfeiçoar o processamento dos aços é um dos principais focos da indústria metalúrgica devido à necessidade de materiais mais resistentes e produtos com menor peso, além das especificações cada vez mais rigorosas impostas pelos compradores. O conhecimento e controle da cinética dos fenômenos que ocorrem durante o processamento mecânico a quente como a recristalização, a precipitação e o crescimento de grão são mandatórios para o refinamento do tamanho dos grãos, o qual é um parâmetro que determina as propriedades dos produtos semiacabados. No processo de laminação de tiras a quente o material é submetido a sequências de deformação constituídas de cinco a sete passes, realizando uma operação contínua. Vários caminhos têm sido seguidos para investigar o processamento industrial, podem-se citar como exemplos a utilização de plantas pilotos, a simulação física e a simulação numérica. O objetivo deste trabalho foi, portanto, modelar o processo de laminação de tiras a quente, possibilitando analisar como os parâmetros do processo tais como temperatura, deformação, taxa de deformação e tamanho de grão austenítico evoluem durante a laminação de aços C-Mn, utilizando o software DEFORM™ 3D, desenvolvido para análises de processos de conformação. Foram simulados sete passes de laminação de um processo industrial descrito na literatura. Os resultados mostraram uma boa concordância entre os valores de carga e temperatura simulados com os valores medidos na planta industrial, indicando que o modelo utilizado para representar o processo é adequado. A reconstrução numérica do processamento mostra claramente a presença de gradientes de deformação, de temperatura e de taxa de deformação durante a laminação de tiras a quente, gerando gradientes microestruturais. A evolução da laminação minimiza os gradientes, todavia alguns ainda permanecem no final da laminação. Esse estudo mostrou a eficácia do modelo em predizer a evolução microestrutural do aço em um processo de laminação a quente.

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