Demandas sobre o setor automotivo. Desenvolvimento de Aços AHSS na Usiminas

Transcrição

1 Aços Avançados de Alta Resistência Uma Experiência i na Usiminas i Ivan de Castro

2 Sumário Demandas sobre o setor automotivo Programa ULSAB Desenvolvimento de Aços AHSS na Usiminas Aços TRIP na Usiminas

3 Demandas sobre o setor automotivo redução do consumo de combustíveis (escassez, preço); redução da emissão de poluentes (meio-ambiente); e aumento da segurança (passageiros/pedestres).

4 Consumo de combustível Necessidade de redução do consumo de combustíveis Evolução do preço do petróleo

5 Emissão de poluentes Evolução da emissão global l de CO 2 Evolução da temperatura t global l Emissões de CO 2 Gasolina 2,32 kg/l Álcool 1,52 kg/l Diesel 2,66 kg/l Gás Natural 1,74 kg/l Automóveis e comerciais leves Produção 2009: 57 milhões Produção 2010: 70 milhões www1.folha.uol.com.br

6 Emissão de poluentes Evolução da emissão de CO 2 na Europa Ocidental (média): Emissão de CO2 (g/km) consumo = 17,5 km/l ? Ano O Inmetro, em parceria com a Petrobras, já criou o Programa Brasileiro de Etiquetagem Veicular (PBE Veicular). Essa etiqueta é graduada de A a E e varia de acordo com o desempenho do carro em relação ao consumo de combustível. Já o Ministério do Meio Ambiente e a União da Indústria de Cana-de-Açúcar (Unica), em parceria com a Associação Nacional dos Fabricantes de Veículos Automotores (Anfavea), começaram a desenvolver um selo para medir as emissões dos veículos. No futuro, esses dois selos sejam unificados para classificar os carros nacionais.

7 Consumo de combustível e emissão de poluentes Principais fatores que influenciam o consumo de combustível (e a emissão de poluentes) dos veículos: potência e eficiência do motor; massa do veículo; aerodinâmica do veículo; atrito das rodas com o solo.

8 Consumo de combustível e emissão de poluentes Principais i i fatores que influenciam i o consumo de combustível (e a emissão de poluentes) dos veículos: potência e eficiência do motor; massa do veículo; aerodinâmica do veículo; atrito das rodas com o solo.

9 Consumo de combustível e emissão de poluentes Principais fatores que influenciam o consumo de combustível (e a emissão de poluentes) dos veículos: potência e eficiência do motor; massa do veículo; aerodinâmica do veículo; atrito das rodas com o solo. Em média, o aço representa 55% do peso de um veículo.

10 Segurança veicular

11 Soluções para essas demandas Melhoria na aerodinâmica (design) e eficiência mecânica; Otimização na construção (economia de materiais); Utilização de materiais mais leves (alumínio, ligas leves, plásticos) em componentes mecânicos, na carroceria e no interior/acabamento; Utilização de aço em chapas mais finas graus de resistência mais elevada e com maior capacidade de absorção de energia em colisões.

12 O Programa ULSAB Ultra Light Steel Auto Body Carroceria Automotiva Ultra Leve em Aço Consórcio de 38 siderúrgicas de 18 países Aceralia, AK Steel, Bethlehem Steel, BluesScope Steel Limited, British Steel, Cockerill, CSN, Dofasco, Hoogovens, Inland Steel, Kawasaki Steel, Krakatau, Krupp Hoesch, LTV Steel, National Steel, Nippon Steel, NKK, POSCO, Rouge Steel, Salzgitter, SIDERAR, Sidmar Sollac, SSAB, Stelco, Sumitomo, Tata, Thyssen, United States Steel Corporation, Usiminas, VSZ Kosice, Voest-Alpine, WCI, Weirton Coordenação Execução Objetivo: Demonstrar a viabilidade do uso intensivo do aço para a redução substancial do peso ç p ç p da estrutura de veículos, garantindo a segurança e o conforto dos passageiros, com custo adequado.

13 O Programa ULSAB Principais resultados % de redução de peso; 90% de aços de alta resistência; 2,5% de aços de ultra alta resistência % de redução de peso em portas; 27% de redução de peso em relação à porta mais leve das classes analisadas % de redução de peso; 100% de aços de alta resistência; 82% de Advanced High Strength Steel (AHSS).

14 O Programa ULSAB Avanços em processos 0,70 mm BH 260/370 0,70 mm BH 260/ mm Ø DP 500/ mm steel Hydroformed Tubes 1,50 mm DP 700/1000 1,80 mm DP 700/1000 1,20 mm DP 700/1000 Body Side Members Hydroformed, d Tailored Tube 0,65 mm TRIP 450/800 Floor Front Kick-Up Crossmember 0,7 mm DP 700/1000 Tube No mm Dual Phase 500/800 Tube No mm Dual Phase 500/800

15 Materiais no Projeto ULSAB-AVC AVC (Classe C)

16 Desenvolvimento de aços AHSS na Usiminas Low Strength Ultra High Strength High Strength (< 210 MPa) (< 550 MPa) IF - Interstitial Free Isotrópico Alongam mento Tot tal (%) BH - Bake Hardenable Limite de Escoamento (MPa) HSLA - High Strength Low Alloy DP - Dual Phase TRIP - Transformation Induced Plasticity MS - Martensítico

17 Aços AHSS na Usiminas Aços Dual Phase Laminado a Frio - DP450; DP590 e DP780 Revestido DP450; DP590 e DP780

18 Aços TRIP na Usiminas Desenvolvimento em escala piloto Produção industrial Avaliação de aplicação

19 Aços TRIP Transformation Induced Plasticity Temper ratura Ferrita Perlita Produção na Linha de Recozimento Contínuo Bainita it M S Tempo A F A F Concentração de C na austenita Prevenção da transformação da austenita, resfriamento rápido A F B A F B Transformação da austenita para bainita A austenita restante permanece estável (devido ao aumento do teor de C)

20 Aços TRIP Microestrutura e efeito TRIP Microestrutura Efeito TRIP: plasticidade induzida por transformação

21 Aços TRIP Propriedades Ensaios em Tração

22 Aços TRIP - Propriedades n instantâneo

23 Aços TRIP - Propriedades 13,0 EMBUTIMENTO ERICHSEN ALTURA DO EMBUTIMEN NTO (mm) 12,5 12,0 11,5 11,0 10,5 10,00 9,5 9,0 DP450 DP780 DP590 TRIP750 EEP- PC EEP EP EM 8,5 8,0 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 ESPESSURA (mm)

24 Aços TRIP Propriedades Forç ça no punç ção (kn) DP1000 DP780 TRIP750 DP590 DP ,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 Altura de deslocamento do punção (mm)

25 Aços TRIP - Composição Química; Propriedades C Mn Al Si P S Cu B <0,23 <3,30 >0,010 <2,00 <0,090 <0,015 <0,20 <0,0060 Típicos Valores AÇO LE (MPa) LR (MPa) AL (%) BH (MPa) LR x Al DP DP DP TRIP

26 Considerações finais A arquitetura do automóvel deverá mudar radicalmente nos próximos anos e a Indústria do Aço está determinada a manter-se como principal opção na construção Automotiva, para continuar fabricando veículos: Mais leves Mais resistentes Seguros Menos poluentes Sustentáveis Com custo aceitável. Obrigado pela atenção! ivan.castro@usiminas.com