Aspectos Relevantes na Simulação do Tratamento Térmico

Transcrição

1 Aspectos Relevantes na Simulação do Tratamento Térmico Metodologia Mariana Medeiros Comercial Pedro Stemler Engenharia Alisson Duarte Engenharia 14 de Março, 2018 SIXPRO Virtual&Practical Process /

2 Propriedades de materiais Tratamentos Térmicos Estampagem Forjamento Extrusão Laminação Trefilação 2

3 Parceiros SG PROJETOS Agente Oficial no Brasil Center for Precision Forming OSU/The Ohio State University Agente Oficial na América do Sul 3

4 Contexto Tratadores Térmicos Cativos Prestadores de Serviço Qual a principal ferramenta do tratador térmico? A Reza 4

5 Densidade da Malha 5

6 Microestrutura Pós-Têmpera 6

7 Transformação de Fases 7

8 Dureza Pós-Têmpera 8

9 Curva Jominy 9

10 Teor de carbono (%) Cementação 10

11 Cementação via JMatPro 11

12 Deslocamento (mm) Sobremetal Geometria Final Geometria Inicial *Deslocamento da geometria final aumentado 50x. 12

13 Propensão à Distorção 13

14 Anel em C Simulação de distorção em função da formação de martensita e tensões residuais durante a têmpera Variação dimensional Experimental Método Simulado Erro na previsão (%) Vão (mm) 0,43 0,402 6,5% Diâmetro externo** (mm) 0,09 0,084 6,7% Vão = n n Diâmetro externo = m - m [da Silva et al., 2012] 14

15 Distorção do Anel em C 15

16 Anéis Laminados a Quente e Tratados Termicamente 16

17 Têmpera de Anéis Laminados 17

18 Ovalização Simulação da têmpera de anéis resultando em distorção 8 mm Deslocamento da geometria aumentado 10x 18

19 Trincas em Têmpera 19

20 Trincas 6 ½ Fratura circunferencial Fratura circunferencial 20

21 Após temperado em água, o cilindro de aço SAE 4140 apresenta regiões próximas à superfície (cores escuras) com elevada quantidade de martensita Portanto, essas regiões possuem altas dureza e fragilidade Essas regiões são mais susceptíveis à ocorrência de fratura. Região Frágil 21

22 Correlação 22

23 Tensão Radial Região de elevada tensão radial (trativa) direção axial direção radial 23

24 Tensão Axial Região de elevada tensão axial (trativa) direção axial direção radial 24

25 Mecanismo da Fratura Maiores tensões trativas Maiores tensões trativas 25

26 Possibilidade Mecanismo da Fratura Início da fratura Propagação da fratura 26

27 Mecanismo da Fratura Cilindro austenitizado Rápida formação martensítica na região externa Contração térmica na região interna Ocorrência de tensões trativas entre a região externa temperada e a região interna contraída termicamente. *Distorção aumentada 10x para melhor visualização. 27

28 Eliminação das Trincas 28

29 Diferentes Meios Sugestão aceita Status: teste em andamento 29

30 Meio de Resfriamento Correlação Máxima Tensão Principal (MPa) P1 P2 Água 1,00 0,74 Óleo -0,37-0,56 Óleo e Água 0,39 0,15 Água Óleo Óleo e Água 30

31 Chão de Fábrica Programa de previsão do risco de trincas Dados de entrada: Diâmetro da peça Comprimento da peça Temperatura da peça Meio de resfriamento Temperatura do meio de resfriamento Combinações de meios de resfriamento Previsão de saída: Probabilidade de ocorrência de trinca 31

32 Projetos 32

33 Desenvolvimento Serviços sugeridos: Previsão do Tempo de Imersão Trincas em Aço SAE 4140 Previsão de Sobremetal Tratamentos Isotérmicos Tratamentos Cíclicos/Pescaria p/ Óleo Combinação de Meios 33

34 Variação Dimensional de Tubos sem Costura 34

35 Tubos Sem Costura Aquecimento Têmpera Etapa CRÍTICA 35

36 Correlação dos Resultados Simulado: 0,15% Experimental: 0,13% 36

37 Chão de Fábrica Programa de previsão da vazão no tanque Dados de entrada: Aço do tubo Dimensões do tubo Temperatura de austenitização Temperatura do meio de resfriamento Previsão de saída: Vazão necessária dentro do tanque 37

38 Implementação da Simulação 38

39 Notícia (11/03/2018) Necessidade Desenvolvimento do parque industrial Simulação Computacional 39

40 Tire dúvidas! Teste o software! Solicite a sua simulação! contato@sixpro.pro / Assista a Parte II Simulação no Chão de Fábrica (segundo dia do Seminário)