Aspectos Relevantes na Simulação do Tratamento Térmico · Tratadores Térmicos Cativos Prestadores de Serviço Qual a principal ferramenta do tratador térmico? ... Ocorrência

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Aspectos Relevantes na

Simulação do Tratamento Térmico

Metodologia

Mariana Medeiros – ComercialPedro Stemler – EngenhariaAlisson Duarte – Engenharia

14 de Março, 2018

SIXPRO Virtual&Practical Process

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• Propriedades de materiais

• Tratamentos Térmicos

• Estampagem

• Forjamento

• Extrusão

• Laminação

• Trefilação


Agente Oficial no Brasil

Agente Oficial na América do Sul

SG PROJETOS

Center for Precision FormingOSU/The Ohio State University

Parceiros

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Contexto

Tratadores Térmicos

Cativos

Prestadores de Serviço

Qual a principal ferramentado tratador térmico?

A Reza


Densidade da Malha


Microestrutura Pós-Têmpera


Transformação de Fases


Dureza Pós-Têmpera


Curva Jominy


CementaçãoTeor de carbono (%)


Cementação via JMatPro


Sobremetal

*Deslocamento da geometria final aumentado 50x.

Deslocamento (mm)

Geometria Final

Geometria Inicial


Propensão à Distorção


Anel em “C”Simulação de distorção em função da formação de martensita e tensões residuais durante a têmpera

Variação dimensionalMétodo Erro na

previsão (%)Experimental Simulado

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]


Distorção do Anel em “C”


Anéis Laminados a Quentee Tratados Termicamente


Têmpera de Anéis Laminados


OvalizaçãoSimulação da têmpera de anéis resultando em distorção

Deslocamento da geometriaaumentado 10x

8 mm


Trincas em Têmpera


Trincas 6 ½”

Fratura circunferencial

Fratura circunferencial


Região Frágil• 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.


Correlação


Tensão Radial

Região de elevada tensão radial (trativa)

direção radial

direção axial


Tensão Axial

Região de elevada tensão axial (trativa)

direção radial

direção axial


Mecanismo da Fratura

Maiores tensões trativas

Maiores tensões trativas



Início da fratura

Propagação da fratura

Possibilidade



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.


Eliminação das Trincas


Diferentes Meios

Sugestão aceita

Status: teste em andamento


P1 P2

Água 1,00 0,74

Óleo -0,37 -0,56

Óleo e Água 0,39 0,15

Meio de

Resfriamento

Máxima Tensão Principal (MPa)

30

Correlação

Água Óleo Óleo e Água


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

Chão de Fábrica


Projetos


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

Desenvolvimento


Variação Dimensional de Tubos sem Costura


Tubos Sem Costura

TêmperaEtapa CRÍTICA

Aquecimento


Simulado: 0,15%Experimental: 0,13%

36

Correlação dos Resultados


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

Chão de Fábrica


Implementação da Simulação


Notícia (11/03/2018) Necessidade

Desenvolvimento do parque industrial

Simulação Computacional


Tire dúvidas!

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Assista a Parte II

Simulação no Chão de Fábrica

(segundo dia do Seminário)

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