Avaliação da ausência de revestimento em aços endurecidos por estampagem a quente: estudo sobre blanks soldados a laser

dc.contributor.advisor-co1Santana, Jéssica
dc.contributor.advisor1Otani, Lucas Barcelos
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2519980413159984
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-2831-2335
dc.contributor.authorRocha, Arthur Braga
dc.date.accessioned2025-09-11T13:28:40Z
dc.date.issued2025-07-11
dc.description.abstractAdvances in the study of steels and their alloys have enabled the production of advanced, high-strength steels. Combined with the hot stamping process, these steels have led to gains in vehicle safety and weight reduction. Often, hot forming requires coating the steels to prevent oxidation and decarburization caused by high temperatures and an oxidizing environment. This study evaluates the influence of the coating layer on components produced by hot stamping using press-hardened and press-quenched steels joined by laser welding. PHS 1500 steel can reach a strength limit of 1500 MPa after forming and has a microstructure composed mainly of acicular martensite. It is often used in safety components that resist intrusion in the event of an impact. PQS 500, with a yield strength of approximately 500 MPa, is used in components requiring greater energy absorption. Combining both materials through laser welding led to the development of laser-welded blanks (LWB). Materials coated with aluminum and silicon layers were evaluated to determine their presence or absence. The study was therefore carried out on samples of a vehicle component that uses LWB technology to verify the final microstructure after hot forming through optical microscopy (OM) and to evaluate the mechanical properties through Vickers microhardness testing. The PQS 500 regions were found to have a ferritic matrix, while the PHS 1500 regions were found to have a predominantly martensitic matrix. The expected average values were observed for the properties after forming: PQS 500 was 179.22 HV, the laser-welded region was 229.44 HV, and PHS was 445 HV. Completely removing the coating from the samples demonstrated the impact of the absence of this protection, evidenced by decarburization regions and reduced hardness where carbon diffusion occurred. Decarburization of the component was confirmed by the hardness of the PHS 1500 region, where a hardness of 216 HV was measured. This indicates a reduction in mechanical strength after stamping.eng
dc.description.resumoO avanço dos estudos sobre os aços e suas ligas permitiu a produção dos aços avançados de alta resistência, cuja aplicação aliada ao processo de estampagem a quente permitiu ganhos em segurança veicular junto a redução de peso. A conformação a quente exige, em diversos casos, o revestimento dos aços utilizados para evitar oxidação e descarbonetação, devido às altas temperaturas e ao ambiente oxidante. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência da camada de revestimento em componentes produzidos por estampagem a quente utilizando aços endurecidos por prensagem, Press Hardened Steel e Press Quenched Steel unidos pelo processo de soldagem a laser. O PHS 1500 é um aço que pode alcançar o limite de resistência após a conformação de 1500 MPa e microestrutura composta majoritariamente por martensita acicular, frequentemente utilizada em componentes de segurança que apresentam resistência à intrusão em caso de impacto. Já o PQS 500, com limite de resistência de cerca de 500 MPa, é utilizado em componentes que necessitam de maior absorção de energia. A combinação de ambos os materiais, por meio da soldagem a laser, proporcionou o desenvolvimento dos blanks soldados a laser (LWB, Laser Welded Blanks.). Foram avaliados materiais revestidos com camada de alumínio e silício, para avaliação da presença ou ausência da mesma. Portanto, foi realizado o estudo em amostras de um componente veicular que utiliza a tecnologia LWB, verificando a microestrutura final após a conformação a quente, através da Microscopia óptica (MO) e avaliando a propriedade mecânica através da Microdureza Vickers. Foi constatado que as regiões do PQS 500 apresentaram a matriz ferrítica, enquanto o PHS 1500 apresentou a sua matriz em fase martensítica majoritariamente. Quanto às propriedades, após a conformação, os valores médios esperados foram observados: PQS 500 de 179,22 HV, a região de solda a laser 229,44 HV e PHS com 445 HV. A retirada completa de revestimento nas amostras demonstrou o impacto da ausência desta proteção através de regiões de descarbonetação e redução de dureza na região onde ocorreu a difusão do carbono. A descarbonetação no componente foi confirmada através da dureza na região do PHS 1500, uma dureza de 216 HV foi encontrada, mostrando a redução da resistência mecânica após a estampagem.
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationROCHA, Arthur Braga. Avaliação da ausência de revestimento em aços endurecidos por estampagem a quente: estudo sobre blanks soldados a laser. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22738.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22738
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia de Materiais - EMa
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectEstampagem a quente
dc.subjectPHS 1500
dc.subjectPQS 500
dc.subjectSoldagem a laser
dc.subjectDescarbonetação
dc.subjectHot formingeng
dc.subjectLaser weldingeng
dc.subjectDecarburizationeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA
dc.titleAvaliação da ausência de revestimento em aços endurecidos por estampagem a quente: estudo sobre blanks soldados a laser
dc.title.alternativeEvaluation of coating absence in press-hardened steels: study on laser-welded blankseng
dc.typeTCC

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