ivan castro
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Aços Avançados de Alta Aços Avançados de Alta Resistência Resistência –– Uma Uma
E iê i U i iE iê i U i iExperiência na UsiminasExperiência na Usiminas
Ivan de CastroIvan de Castro
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SumárioSumário
Demandas sobre o setor automotivo
Programa ULSAB Programa ULSAB
Desenvolvimento de Aços AHSS na Usiminas
Aços TRIP na Usiminas
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Demandas sobre o setor automotivoDemandas sobre o setor automotivo
redução do consumo de combustíveis (escassez, preço);
redução da emissão de poluentes (meio-ambiente); ( e o a b e te);
aumento da segurança (passageiros/pedestres).
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Consumo de combustívelConsumo de combustível
Necessidade de redução do consumo de combustíveis
Evolução do preço do petróleoEvolução do preço do petróleoEvolução do preço do petróleoEvolução do preço do petróleo
http://www.wtrg.com/prices.htmhttp://www.wtrg.com/prices.htmhttp://en.wikipedia.org/wiki/Petroleumhttp://en.wikipedia.org/wiki/Petroleum
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Emissão de poluentesEmissão de poluentesE l ã d i ã l b l d CO E l ã d t t l b lEvolução da emissão global de CO2 Evolução da temperatura global
Emissões de CO2Emissões de CO2
http://cdiac.ornl.gov/trends/emis/glo.htm
http://data.giss.nasa.gov/gistemp/graphs
2
Gasolina 2,32 kg/lÁlcool 1,52 kg/lDiesel 2 66 kg/l
Gasolina 2,32 kg/lÁlcool 1,52 kg/lDiesel 2 66 kg/l
2
Gasolina 2,32 kg/lÁlcool 1,52 kg/lDiesel 2 66 kg/l
Produção 2009: 57 milhões
Produção 2010: 70 milhões
Produção 2009: 57 milhões
Produção 2010: 70 milhões
Automóveis e comerciais levesAutomóveis e comerciais leves
Produção 2009: 57 milhões
Produção 2010: 70 milhões
Automóveis e comerciais leves
Diesel 2,66 kg/lGás Natural 1,74 kg/lDiesel 2,66 kg/lGás Natural 1,74 kg/lDiesel 2,66 kg/lGás Natural 1,74 kg/l
http://www.epa.gov/greenvehicles/about.htmhttp://www.epa.gov/greenvehicles/about.htm
www1.folha.uol.com.br
ççç
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Emissão de poluentesEmissão de poluentesEvolução da emissão de CO na Europa Ocidental (média):
185180190
200
Evolução da emissão de CO2 na Europa Ocidental (média):
183
180
178174
169
164
163150160170180190
CO
2 (g
/km
)
consumo = 17,5 km/l
140
120110120130140150
Emis
são
de
?120
100110
1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014Ano
O Inmetro, em parceria com a Petrobras, já criou o Programa Brasileiro de Etiquetagem Veicular (PBEVeicular). Essa etiqueta é graduada de A a E e varia de acordo com o desempenho do carro em relação aoconsumo de combustível Já o Ministério do Meio Ambiente e a União da Indústria de Cana-de-Açúcarconsumo 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 sejamunificados para classificar os carros nacionais.
http://www.zap.com.br/revista/carros/tag/emissao-de-poluentes/
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Consumo de combustível e emissão de poluentesConsumo 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.
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P i i i f t i fl i d b tí l (
Consumo de combustível e emissão de poluentesConsumo de combustível e emissão de poluentesPrincipais fatores que influenciam o consumo de combustível (e a emissão de poluentes) dos veículos:
• potência e eficiência do motor;• potência e eficiência do motor;• massa do veículo;• aerodinâmica do veículo;• atrito das rodas com o soloatrito das rodas com o solo.
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Principais fatores que influenciam o consumo de combustível (e aConsumo de combustível e emissão de poluentesConsumo 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.
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Segurança veicularSegurança veicular
1997
2000
2005
19971997 20002000 20052005
http://www.euroncap.com/tests
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Soluções para essas demandasSoluções para essas demandas
Melhoria na aerodinâmica (design) e eficiência mecânica; 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;no interior/acabamento;
Utilização de aço em chapas mais finas graus de resistência mais elevada e com maior capacidade de pabsorção de energia em colisões.
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O Programa ULSABO Programa ULSAB
• Coordenação
Ultra Light Steel Auto Body – Carroceria Automotiva Ultra Leve em Aço
• CoordenaçãoConsórcio de 38 siderúrgicas de 18 países
Aceralia, AK Steel, Bethlehem Steel, BluesScope SteelLimited, 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, • Execução, , , , , y ,United States Steel Corporation, Usiminas, VSZKosice, Voest-Alpine, WCI, Weirton
• Execução
Objetivo:
Demonstrar a viabilidade do uso intensivo do aço para a redução substancial do peso ç p ç pda estrutura de veículos, garantindo a segurança e o conforto dos passageiros, com custo adequado.
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1994 - 1998O Programa ULSAB O Programa ULSAB –– Principais resultadosPrincipais resultados
•• 25% de redução de peso;25% de redução de peso;•• 90% de aços de alta resistência;90% de aços de alta resistência;•• 2 5% de aços de ultra alta resistência2 5% de aços de ultra alta resistência•• 2,5% de aços de ultra alta resistência. 2,5% de aços de ultra alta resistência.
1999 - 2000•• 46% de redução de peso em portas;46% de redução de peso em portas;•• 27% de redução de peso em relação 27% de redução de peso em relação
à porta mais leve das classesà porta mais leve das classes
1999 - 2000
à porta mais leve das classes à porta mais leve das classes analisadasanalisadas..
•• 17% de redução de peso;17% de redução de peso;•• 100% de aços de alta resistência;100% de aços de alta resistência;
1999 - 2002
•• 100% de aços de alta resistência;100% de aços de alta resistência;•• 82% de 82% de AdvancedAdvanced HighHigh StrengthStrength Steel Steel
(AHSS).(AHSS).
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0,70 mm
O Programa ULSAB O Programa ULSAB –– Avanços em processosAvanços em processos0,70 mm
BH 260/370
0,70 mm
BH 260/370
85 mm ØDP 500/800
1.0 mm steelHydroformed Tubes
1,50 mm
DP 700/10001,80 mm
DP 700/10001,20 mm
DP 700/1000
Body Side Members
H d f d T il d T bHydroformed, Tailored Tube
Tube No.2 1.30 mm Dual Phase 500/800
0 65 mm TRIP 450/800Tube No.1 1.50 mm Dual Phase 500/800
Kick-Up Crossmember0,7 mm DP 700/1000
0,65 mm TRIP 450/800Floor Front
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Materiais no Projeto ULSABMateriais no Projeto ULSAB--AVC (Classe C)AVC (Classe C)
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Desenvolvimento de aços AHSS naDesenvolvimento de aços AHSS na UsiminasUsiminasLowLow StrengthStrength(< 210 (< 210 MPaMPa))
Ultra Ultra HighHigh StrengthStrength(< 550 (< 550 MPaMPa))HighHigh StrengthStrength
IF - Interstitial Free
(( )) (( ))
tal (
%)
tal (
%)
men
to T
otm
ento
Tot
Isotrópico
Alo
ngam
Alo
ngam
BH - Bake Hardenable Limite de Escoamento (Limite de Escoamento (MPaMPa))
AA
TRIP - Transformation Induced Plasticity
DP - Dual PhaseHSLA - High Strength Low Alloy
MS - Martensítico
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Aços AHSS na Usiminasç
Aços Dual Phase
Laminado a Frio - DP450; DP590 e DP780
Revestido – DP450; DP590 e DP780
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Aços TRIP na Usiminas
D l i t l il t Desenvolvimento em escala piloto
Produção industrial
Avaliação de aplicação
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Aços TRIP Aços TRIP –– TrTransformationansformation IInducednduced PPlasticitylasticity
Ferritaratu
raProdução na Linha de Recozimento Contínuo
Perlita
B i it
Tem
per
Bainita
MMSS
Tempo
A F FA A FB
AA FB
A austenita restante permanece estável (devido ao aumento do teor de C)
Transformação da austenita para bainita
Concentração de C na austenita
Prevenção da transformaçãoda austenita, resfriamento rápido
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Aços TRIP Aços TRIP –– Microestrutura e efeito TRIPMicroestrutura e efeito TRIP
Efeito TRIP: plasticidade Efeito TRIP: plasticidade induzida por transformaçãoinduzida por transformaçãoMicroestruturaMicroestrutura
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Aços TRIP Aços TRIP –– PropriedadesPropriedadesEnsaios em TraçãoEnsaios em Tração
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Aços TRIP Aços TRIP -- PropriedadesPropriedadesn instantâneon instantâneo
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Aços TRIP Aços TRIP -- PropriedadesPropriedades
12 5
13,0
EMBUTIMENTO ERICHSEN
11,5
12,0
12,5N
TO (m
m)
DP450
EEP- PCEEPEP
10 0
10,5
11,0
O E
MB
UTI
MEN TRIP750
DP590
EM
9,0
9,5
10,0
ALT
UR
A D
O
DP780
8,0
8,5
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 ( )ESPESSURA (mm)
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Aços TRIP Aços TRIP –– PropriedadesPropriedades
35
40DP1000
TRIP750
25
30
ção
(kN
) DP780
DP590
10
15
20
ça n
o pu
nç DP450
0
5
10
Forç
00,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00
Altura de deslocamento do punção (mm)
![Page 25: Ivan Castro](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020920/577c7cd01a28abe0549c23ed/html5/thumbnails/25.jpg)
Aços TRIP Aços TRIP -- Composição Química; PropriedadesComposição 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
AÇO LE (MPa) LR (MPa) AL (%) BH (MPa) LR x AlDP450 311 542 27 48 14.634
DP590 412 677 27 53 18.279 Típicos
DP780 496 870 17 70 14.790
TRIP750 473 751 29 85 21.779Valores
![Page 26: Ivan Castro](https://reader031.vdocuments.mx/reader031/viewer/2022020920/577c7cd01a28abe0549c23ed/html5/thumbnails/26.jpg)
Considerações finaisConsiderações 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 ” Com custo aceitável.
Ob ig d l t ã !Obrigado pela atençã[email protected]