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Aços microligados reduzem tempo e custos na produção de autopeças

16 de Junho, 2014

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A indústria brasileira começa a acompanhar a tendência mundial pela substituição de aços convencionais por aços microligados, que recebem pequenas quantidades de elementos como o nióbio (Nb), o vanádio (V) e o titânio. Já conhecidos por sua alta resistência e tenacidade, os aços microligados dispensam tratamentos térmicos posteriores, o que reduz o tempo do processo de fabricação e os custos com energia.

Este material, desenvolvido a partir dos anos 1950, é o objeto de uma linha de pesquisa do Laboratório de Conformação Mecânica, do Departamento de Engenharia de Materiais (DEMa) da Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM) da Unicamp. “A expectativa é de ampliação do uso de aços microligados no Brasil, principalmente na indústria de autopeças”, adianta o professor Sérgio Tonini Button, que coordena o Laboratório.

Segundo Button, tradicionalmente, os produtos metálicos são fabricados através de conformação mecânica, utilizando-se processos como o forjamento, a laminação e a trefilação. “No primeiro processo, de forjamento, o aço convencional é cortado, aquecido e prensado por ferramentas chamadas de matrizes, ganhando assim a geometria do produto desejado”.

Tal processo normalmente é rápido, durando de duas a três horas até a entrega da matéria-prima à linha de produção. No entanto, ocorrendo problemas de deformação durante o forjamento, há necessidade de um tratamento térmico posterior. “O material precisa esfriar até quase a temperatura ambiente e só então volta ao forno para a sua homogeneização, exigindo-se outra fase de aquecimento”, explica o professor.

Tratando-se de temperaturas de até 1.200 graus centígrados, Sérgio Button observa que este hiato – entre a saída da prensa, o resfriamento e o tratamento térmico – significa um atraso médio de três horas no processo de fabricação. “Daí, já é possível imaginar o prejuízo em termos de tempo e de energia”.

No caso dos aços microligados, de acordo com o pesquisador da FEM, o próprio calor remanescente do forjamento é suficiente para que se promova a homogeneização já na fase de resfriamento do material. As propriedades mecânicas, como resistência e tenacidade, são obtidas com o controle de fenômenos metalúrgicos associados à composição química que ocorrem no plano microestrutural.

Composição química depende da aplicação

O professor Sérgio Button, do Laboratório de Conformação Mecânica da FEM, afirma que os novos aços geralmente são microligados ao titânio e ao vanádio. O Brasil, porém, vem obtendo resultados interessantes com o nióbio, elemento abundante no país e que poderia vir a substituir o vanádio em ligas de diferentes aplicações.

Denominados como aços microligados de alta resistência e baixa liga (ARBL), eles são constituídos por um grupo específico de aços com composições químicas especialmente desenvolvidas para que se alcance elevados valores de propriedades mecânicas.

Cada elemento adicionado apresenta uma aplicação mais adequada. O titânio, por exemplo, é indicado para o controle do tamanho de grão durante o reaquecimento. O nióbio para retardar a recristalização durante o processamento. Já o vanádio é importante para a formação da austenita – que surge no aço acima de 700ºC – e na decomposição da mesma, podendo ser usado para o endurecimento por precipitação em temperaturas mais baixas.

O interesse no uso de aços microligados em componentes forjados está justamente no seu processamento. Eles conseguem alcançar altos níveis de resistência mecânica e tenacidade, com um resfriamento controlado diretamente após o forjamento. Isto elimina as etapas de tratamento térmico, reduzindo o tempo de processo e os custos de produção.

Fonte: Unicamp