Os Aços Avançados de Alta Resistência ou AHSS (do inglês Advanced High Strength Steels) apresentam muitas vantagens mecânicas em relação aos aços convencionais. Seu uso crescente na indústria automotiva deve-se principalmente à sua capacidade de possibilitar a redução de peso e, ao mesmo tempo, o aumento da segurança aos ocupantes do veículo em caso de colisões. No entanto, apresentam maiores dificuldades no que se refere à conformabilidade (maiores níveis de solicitação e desgaste das ferramentas, menor deformabilidade plástica, etc). Assim, alguns testes para avaliar a conformabilidade destes materiais ganham maior importância. É o caso do Teste de Expansão de Furos, cuja propriedade medida é a Razão de Expansão de Furos (REF). Neste trabalho investiga-se o processo de expansão de furos para o aço avançado de alta resistência (AHSS) martensítico DOCOL 190M, sob as seguintes condições de processo: duas formas de obtenção do furo (jato d’água e usinagem); duas geometrias distintas de punções (cônico de 60º e elíptico); diversos diâmetros do furo inicial; com e sem o uso de lubrificante; com acabamento diferenciado da borda do furo; e expansão com deslocamento do punção em etapas. Os experimentos demonstram que a expansão de furos possui uma estreita relação com a geometria do punção utilizado para a expansão, bem como com o diâmetro do furo inicial, acabamento da borda e condições de lubrificação. A partir dos resultados experimentais de expansão de furos foi possível realizar a calibração de um software de simulação computacional em relação ao dano crítico do material no momento da fatura na borda do furo. / Advanced High Strength Steels (AHSS) offer many mechanical advantages over conventional steels. Its increasing use in the automotive industry is mainly due to its ability to reduce weight and, at the same time, increase occupant safety in the event of collisions. However, they present greater difficulties with respect to the formability (higher levels of solicitation and wear of the tools, lower plastic formability, etc). Thus, some tests to evaluate the formability of these materials come to have greater importance. This is the case of the Hole Expansion Test, whose measured property is the Hole Expansion Ratio (REF). This work investigates the hole expansion process for a martensitic advanced high-strength steel (AHSS), DOCOL 190M, under the following process conditions: two ways of obtaining the hole (water jet and machining); two different geometries of punctures (conical of 60º and elliptical); various diameters of the initial hole; with and without the use of lubricant; with differentiated finishing of the hole edge; and expansion with punch displacement in steps. The experiments demonstrate that the hole expansion has a close relationship with the geometry of the punch used for the expansion, as well as the initial hole diameter, edge finish and lubrication conditions. From the experimental hole expansion results it was possible to carry out the calibration of a computational simulation software in relation to the critical damage of the material at the moment of hole edge rupture.

Os Aços Avançados de Alta Resistência ou AHSS (do inglês Advanced High Strength Steels) apresentam muitas vantagens mecânicas em relação aos aços convencionais. Seu uso crescente na indústria automotiva deve-se principalmente à sua capacidade de possibilitar a redução de peso e, ao mesmo tempo, o aumento da segurança aos ocupantes do veículo em caso de colisões. No entanto, apresentam maiores dificuldades no que se refere à conformabilidade (maiores níveis de solicitação e desgaste das ferramentas, menor deformabilidade plástica, etc). Assim, alguns testes para avaliar a conformabilidade destes materiais ganham maior importância. É o caso do Teste de Expansão de Furos, cuja propriedade medida é a Razão de Expansão de Furos (REF). Neste trabalho investiga-se o processo de expansão de furos para o aço avançado de alta resistência (AHSS) martensítico DOCOL 190M, sob as seguintes condições de processo: duas formas de obtenção do furo (jato d’água e usinagem); duas geometrias distintas de punções (cônico de 60º e elíptico); diversos diâmetros do furo inicial; com e sem o uso de lubrificante; com acabamento diferenciado da borda do furo; e expansão com deslocamento do punção em etapas. Os experimentos demonstram que a expansão de furos possui uma estreita relação com a geometria do punção utilizado para a expansão, bem como com o diâmetro do furo inicial, acabamento da borda e condições de lubrificação. A partir dos resultados experimentais de expansão de furos foi possível realizar a calibração de um software de simulação computacional em relação ao dano crítico do material no momento da fatura na borda do furo. / Advanced High Strength Steels (AHSS) offer many mechanical advantages over conventional steels. Its increasing use in the automotive industry is mainly due to its ability to reduce weight and, at the same time, increase occupant safety in the event of collisions. However, they present greater difficulties with respect to the formability (higher levels of solicitation and wear of the tools, lower plastic formability, etc). Thus, some tests to evaluate the formability of these materials come to have greater importance. This is the case of the Hole Expansion Test, whose measured property is the Hole Expansion Ratio (REF). This work investigates the hole expansion process for a martensitic advanced high-strength steel (AHSS), DOCOL 190M, under the following process conditions: two ways of obtaining the hole (water jet and machining); two different geometries of punctures (conical of 60º and elliptical); various diameters of the initial hole; with and without the use of lubricant; with differentiated finishing of the hole edge; and expansion with punch displacement in steps. The experiments demonstrate that the hole expansion has a close relationship with the geometry of the punch used for the expansion, as well as the initial hole diameter, edge finish and lubrication conditions. From the experimental hole expansion results it was possible to carry out the calibration of a computational simulation software in relation to the critical damage of the material at the moment of hole edge rupture.

Os Aços Avançados de Alta Resistência ou AHSS (do inglês Advanced High Strength Steels) apresentam muitas vantagens mecânicas em relação aos aços convencionais. Seu uso crescente na indústria automotiva deve-se principalmente à sua capacidade de possibilitar a redução de peso e, ao mesmo tempo, o aumento da segurança aos ocupantes do veículo em caso de colisões. No entanto, apresentam maiores dificuldades no que se refere à conformabilidade (maiores níveis de solicitação e desgaste das ferramentas, menor deformabilidade plástica, etc). Assim, alguns testes para avaliar a conformabilidade destes materiais ganham maior importância. É o caso do Teste de Expansão de Furos, cuja propriedade medida é a Razão de Expansão de Furos (REF). Neste trabalho investiga-se o processo de expansão de furos para o aço avançado de alta resistência (AHSS) martensítico DOCOL 190M, sob as seguintes condições de processo: duas formas de obtenção do furo (jato d’água e usinagem); duas geometrias distintas de punções (cônico de 60º e elíptico); diversos diâmetros do furo inicial; com e sem o uso de lubrificante; com acabamento diferenciado da borda do furo; e expansão com deslocamento do punção em etapas. Os experimentos demonstram que a expansão de furos possui uma estreita relação com a geometria do punção utilizado para a expansão, bem como com o diâmetro do furo inicial, acabamento da borda e condições de lubrificação. A partir dos resultados experimentais de expansão de furos foi possível realizar a calibração de um software de simulação computacional em relação ao dano crítico do material no momento da fatura na borda do furo. / Advanced High Strength Steels (AHSS) offer many mechanical advantages over conventional steels. Its increasing use in the automotive industry is mainly due to its ability to reduce weight and, at the same time, increase occupant safety in the event of collisions. However, they present greater difficulties with respect to the formability (higher levels of solicitation and wear of the tools, lower plastic formability, etc). Thus, some tests to evaluate the formability of these materials come to have greater importance. This is the case of the Hole Expansion Test, whose measured property is the Hole Expansion Ratio (REF). This work investigates the hole expansion process for a martensitic advanced high-strength steel (AHSS), DOCOL 190M, under the following process conditions: two ways of obtaining the hole (water jet and machining); two different geometries of punctures (conical of 60º and elliptical); various diameters of the initial hole; with and without the use of lubricant; with differentiated finishing of the hole edge; and expansion with punch displacement in steps. The experiments demonstrate that the hole expansion has a close relationship with the geometry of the punch used for the expansion, as well as the initial hole diameter, edge finish and lubrication conditions. From the experimental hole expansion results it was possible to carry out the calibration of a computational simulation software in relation to the critical damage of the material at the moment of hole edge rupture.

The development of high strength hot rolled steels is an important area for improving vehicle fuel efficiency. In collaboration with ArcelorMittal, this project focussed on developing a hot rolled steel with 980 MPa ultimate tensile strength, 800 MPa yield strength and 50% hole expansion ratio. To achieve the target mechanical properties, four different chemistries were trialled which varied the carbon, niobium and vanadium contents. Six combinations of finishing, coiling and intermediate temperatures were trialled for each chemistry. The effects of thermomechanical processing parameters and alloying contents on the mechanical properties were determined through tensile and hole expansion testing. Microstructural analysis was completed to correlate the mechanical properties to the microstructural characteristics. Microscopy techniques performed included optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and atom probe tomography. The phase transformations which occur during thermomechanical processing were investigated using dilatometry testing. Microstructural characterization was used to determine the breakdown of strengthening contributions from intrinsic, solid solution, grain boundary, precipitation and dislocation strengthening. Trials varying the processing parameters and steel chemistry led to an understanding of how thermomechanical processing and alloying influence the microstructural features and corresponding mechanical properties in hot rolled microalloyed steels. / Thesis / Master of Applied Science (MASc)

The thesis is focused on the proposal of production of a stamped part of the uni-axial rod located in the axle of the truck. The uni-axial rod is made of materiál S420MC with thicknes of 4 mm and the planned series production is 84 000 pieces per year for 7 years. The most difficult point for production is a collar, which create support of the bushing. It is not posibble to produce a required height with conventional one-stage process, which was experimentally verified. In the programm PAM-STAMP there was designed multiple-stage process of the production with the use of numerical simulation. The progressive die was designed for this process of the production. Maximal load of a forming press is 5 057 kN. Production will be located on the forming press Kaiser 8000-50-F5-RKM by ANDRITZ Metals. Maximum force of the forming press is 8 000 kN.