ESTAMPAGEM 72 desenvolvidos novos aços avançados de alta resistência (AHSS, do inglês Advanced High Strength Steels). Estes materiais, sob a forma de chapas até 2 mm de espessura, caracterizam-se por uma elevada resistência mecânica e uma ductilidade moderada/limitada, o que os torna sensíveis aos processos de conformação a frio, onde pode ocorrer fissuração nos bordos. Por conseguinte, as indústrias de conformação enfrentam desafios significativos e perdas de produção devido à difícil aptidão à enformação de algumas famílias de AHSS, especialmente as de maior resistência, que são precisamente as mais interessantes para a redução do peso no veículo. Em consequência destes problemas relacionados com a iniciação de fissuras, estão a ser desenvolvidas metodologias avançadas de caracterização para avaliar a iniciação da fratura e o comportamento da propagação de fendas. O processo de estampagem a quente de aços B é totalmente implementado no setor automóvel para construir estruturas anti-intrusão, tais como pilares A, B e C, barras de portas, etc. A estampagem a quente permite a obtenção de peças com geometria complexa e elevada resistência superior a 1500 MPa, o que a torna uma excelente escolha de material para reduzir o peso através da redução da espessura dos componentes. Os aços utilizados neste processo são designados por aços endurecidos a pressão (PHS, do inglês Press Hardened Steels). No entanto, a sua elevada resistência torna-os mais propensos a fendas durante o impacto, o que reduz a absorção de energia nos testes de impacto axial ou de flexão. Para otimizar o comportamento à fratura e a gestão da energia de impacto dos componentes feitos de PHS, podem ser aplicadas diferentes estratégias de arrefecimento e tratamentos térmicos pós-endurecimento. Neste contexto, a Eurecat está a desenvolver procedimentos baseados na mecânica da fratura, que provaram ser a melhor opção para otimizar a seleção de materiais e ajudar na conceção de novas microestruturas que conduzam a uma maior formabilidade e a uma melhor resistência ao choque e durabilidade em diferentes aplicações de engenharia [1-5]. A metodologia da tenacidade à fratura por trabalho essencial (WFT) tem-se mostrado aplicável para obter a resistência à fissuração de uma vasta gama de materiais, incluindo AHSS, PHS, aços inoxidáveis e ligas de alumínio [2-6]. No entanto, este método implica um processo complexo de preparação de amostras, envolvendo a introdução de fendas nas amostras por fadiga, o que requer equipamento especializado de fadiga, pessoal com formação e muito tempo. Na referência [7] foi apresentada uma nova ferramenta de entalhe por corte para simplificar o procedimento de pré-fissuração e reduzir o tempo de preparação das amostras. Este dispositivo é constituído por um punção biselado que permite introduzir entalhes agudos nos espécimes DENT, semelhantes às fendas obtidas com um processo de fadiga. O ensaio de amostras entalhadas é simples e requer apenas uma máquina de ensaio universal. No presente trabalho, este procedimento inovador é aplicado para avaliar a resistência à fratura de diferentes chapas finas de aço endurecidas a pressão, a fim de avaliar os diferentes comportamentos de impacto das microestruturas estudadas. 2. MATERIAIS E MÉTODOS 2.1. Materiais Este trabalho apresenta os resultados para quatro tipos de PHS, sendo dois deles pós-processados com um tratamento térmico após o endurecimento da matriz que caracteriza o processo industrial de endurecimento a pressão. Em particular, são estudados dois tipos de aço: PHS1800 e PHS1500. Este último é também investigado após ter sido submetido a dois tratamentos laser diferentes: HT700FL e HT550FL. Os aços PHS1800 e PHS1500 investigados apresentam uma microestrutura totalmente martensítica, resultando em martensite temperada para o HT700FL e martensite-ferrite temperada para o HT550FL após tratamento laser. As propriedades mecânicas obtidas para estes materiais estão resumidas na tabela 1. 2.2. Metodologia TEF A metodologia TEF foi desenvolvida para medir a resistência à fratura de chapas metálicas finas dúcteis no âmbito da mecânica da fratura [8]. A teoria sugere que o trabalho total de fratura dúctil de uma chapa metálica fina pode ser dividido em dois termos: a contribuição do trabalho de fratura essencial para gerar duas novas superfícies de fratura durante o processo de rutura, we; e o trabalho plástico, wp, que ocorre nas imediações da zona de fratura (Figura 1). Como se mostra na figura 1, ao realizar ensaios com amostras DENT com diferentes comprimentos de ligamentos em modo MATERIAL To(mm) ys (MPa) UTS (MPa) TE(%) PHS1800 1,7 1462 1848 5 PHS1500 1,7 1100 1500 5 HT700FL 1,7 850 900 6 HT550FL 1,7 540 675 12 Tabela 1. Propriedades mecânicas dos aços PHS estudados na direção transversal. t0: espessura, σYS: tensão de cedência, σUTS: resistência à tração, TE: alongamento total.
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