Aços planos para indústria automotiva UFPR 2017 Sidnei

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Renault Nissan Internal 
Aços Planos Aplicados na Indústria Automotiva
Engenharia mecânica- UFPR
Out/ 2017 –Curitiba- Paraná
Sidnei Schmitz – Renault do Brasil S.A. 
DE-TC: Departamento de Engenharia de Materiais – Região América
 Renault Nissan Internal 
01
02
03
Conteúdo
Grupo Renault 
Mercado Automotivo
04
05
Perpectivas Futuras e Aplicações Renault
Previsões, Exemplos de aplicações e Disponibilidade destes aços no Brasil
Aços Planos para indústria Automotiva
Principais aços e aplicações
Produtos Planos
Noções gerais: processo de fab. de chapas, propr. mecânicas e conformação.
Materiais
Uma visão geral.
06
 Renault Nissan Internal 
GrupoGrupoGrupoGrupo RenaultRenaultRenaultRenault
 Renault Nissan Internal 
1898: Criação da Société Renault Frères
1945: Nacionalização
1965: Renault 16 é considerado o carro do ano por ser o primeiro 
hatch com abertura traseira e vende quase 2 milhões de unidades. 
1998: abertura do Technocentre em Guyancourt, França e do 
Complexo Ayrton Senna no Brasil
1999: Assinatura da aliança Renault-Nissan 
HISTORIA
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Renault no mundo
- Presente em 118 países (comercialização)
- Mais de 120.0000 funcionários
- Mais de 50 modelos de veículos (todas as gamas)
- Locais de produção do Grupo RENAULT= 27 países:
Ver
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CHILE
LOS ANDES
RENAULT
NA AMÉRICA
LATINA
COLÔMBIA
ENVIGADO
ARGENTINA
CÓRDOBA
BRASIL
CURITIBA
BRASIL
SÃO PAULO
MONTAGEM
PLATAFORMA
LOGÍSTICA
DESIGN
CÂMBIO E MOTOR
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Superfície total:
2,5 milhões de m2 
60% da área 
preservada
Capacidade 
VP+VU:
>350.000/ano
Motores:
>390.000/ano
Certificações:
ISO 9.001 e 
14.001
Usina de Veículos
Inauguração - 1998
US$ 780 milhões de 
investimento
Superfície - 130 mil m²
Sede 
Admin.
no Mercosul
Usina de
Motores
Inauguração - 1999
US$ 150 milhões de 
investimento
Superfície - 33 mil m²
Usina de Veículos 
Utilitários
Inauguração - 2001
US$ 230 milhões de 
investimento
(US$ 130 milhões 
Nissan)
Superfície - 33 mil m²
Renault no Brasil
Renault no Brasil - Complexo Ayrton Senna
Inauguração da fábrica Ayrton Senna 
em 1998 (S. José dos Pinhais)
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PARTICIPAÇÃO 
NO MERCADO
Mercado Automotivo: Renault
 Renault Nissan Internal 
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Mercado Automotivo no 
Brasil
Contexto
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2017
~ = 2016
Mercado Automotivo: Vendas
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Several plants already installed
Mercado Automotivo: concorrência
Fonte: http://www.suzane.com/ baseado na ANFAVEA- 07 /10/2014 
New factories planned (11)
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 13
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Evolução do veículo
C
u
s
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o
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r
 
 
r
e
q
u
i
r
e
m
e
n
t
s
competition
Antes
Hoje
Evolution of Organizational Models and Product Development
Mercado Automotivo: Expectativa do Cliente
- Veículo para transporte
- Custo competitivo
- Somente segurança
regulamentar
- Status, comforto e performance
- Baixo Custo com alta qualidade.
- Segurança como diferencial da marca
- Carro ecológico e econômico.
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MateriaisMateriaisMateriaisMateriais
Necessidade de Evolução de veículos
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 15
 Renault Nissan Internal 
Materiais, uma visão geral
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 16
 Renault Nissan Internal 
Materiais
Previsões
1
1
 
/
 
2
0
0
0
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01 850 kg
QUAL O PESO DO CLIO 3 ?
02 1150 kg
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 18
 Renault Nissan Internal 
MateriaisAumento de peso dos veículos nos últimos 
anos
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 19
 Renault Nissan Internal 
Materiais
Aumento de peso dos veículos nos últimos 
anos
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 20
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MateriaisMateriaisMateriaisMateriais
Principais influências para a escolha do materialPrincipais influências para a escolha do materialPrincipais influências para a escolha do materialPrincipais influências para a escolha do material
MATERIALMATERIALMATERIALMATERIAL
C U S T OC U S T O
P E S OP E S OP E R F OP E R F O
Como Como Como Como escolherescolherescolherescolher o o o o melhormelhormelhormelhor material?material?material?material?
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 21
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MateriaisMateriaisMateriaisMateriais
Progresso AmbientalProgresso AmbientalProgresso AmbientalProgresso Ambiental
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 22
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MateriaisMateriaisMateriaisMateriais
Redução de peso / regulamentaçõesRedução de peso / regulamentaçõesRedução de peso / regulamentaçõesRedução de peso / regulamentações
“10% redução peso, aumenta ~ 5.5% a eficiencia do combustível”
“A cada 1 kg de redução de peso, reduz ~20 kg de emissões de CO2 
durante a vida do veículo"
Fonte: Revista alumínio. (http://www.revistaaluminio.com.br/recicla-inovacao/30/artigo254390-2.asp)
Crédito de IPICrédito de IPI L E V 6L E V 6 Etiquetagem INMETROEtiquetagem INMETRO
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Engenharia (de Materiais) no Setor Automotivo
A Engenharia transforma uma « idéia » em 
realizado com o melhor qualidade, custo e prazo 
possíveis (QCD)
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Produtos Planos
Noções gereais: processo de 
fabricação, propr. mecânicas e 
conformação.
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Processo de obtenção de Aços Planos
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Corte
Transformação do aço: Bobina > blank
Bobina
Blank
PROPRIEDADES MECÂNICAS
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Propriedades Mecânicas - Diagrama Tensão x Deformação 
Tensão (σ) 
MPa
Deformação (ε )Deformação 
Elástica
Deformação 
Plástica
Limite de 
Escoamento -
LE ou Rp
Limite de 
Resistência -
LR ou Rm
Limite de Ruptura
Alongamento -
A%
Índice "r"
Índice "n" Propriedades:
- Tensão de ruptura
- Tensão de escoamento
- Alongamento
- Índice r
- Índice n
Garra de 
fixação
Amostra
(cp tração)
Célula de 
carga
Extensômetr
o
Comandos 
da máquina
Garra de 
fixação
CONFORMAÇÃO DOS AÇOS PLANOS
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A maioria dos componentes 
apresentam geometrias 
complexas
> necessário boa 
conformabilidade do material
Conformação de Chapas
Linha de prensas 
Ferramenta
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(1) Embutimento
(2) Estiramento
(3) Conformação combinada 
(4) Flangeamento
(5) Dobramento
(1) Índice r (anisotropia)
(2) Índice n de endurecimento
por deformação
(3) Dutilidade - Alongamento 
total e uniforme
(4) Limite de escoamento e 
resistência
Modos de Deformação Propriedades Mecânicas
Influência nítida Influência menos nítida
Relação Entre Modos de Deformação e Propriedades Mecânicas
 Renault Nissan Internal 
Aços Planos para indústria
Automotiva
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 33
 Renault Nissan Internal 
01 01 01 01 55%55%55%55%
Qual é a percentual de massa metálica em Qual é a percentual de massa metálica em Qual é a percentual de massa metálica em Qual é a percentual de massa metálica em 
um veículo?um veículo?um veículo?um veículo?
02 02 02 02 75%75%75%75%
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MateriaisMateriaisMateriaisMateriais MetálicosMetálicosMetálicosMetálicos
Produtos Planos
No veículo são utilizados
mais de 400 Kg de 
produtos planos (CHAPAS)
Steel
Metallic materials (except. steel)
Mineral Materials
Organic materials (12% of plastics)71%
20%
4%5%
Principais desafios em aços planos para carroceria:
- Alta resistência> Segurança e reduçãode peso
- Boa Conformabilidade (geometrias complexas)
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 36
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MateriaisMateriaisMateriaisMateriais
Segurança e prestaçõesSegurança e prestaçõesSegurança e prestaçõesSegurança e prestações
OK ÑOK
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Peças do projeto ULSAB(90% dos aços)
Aços de alta resistência
(Histórico)
O programa desenvolvido nessa área é conhecido como ULSAB (Ultra Light Steel
Auto Body) e teve inicio em 1994 sob a liderança da IISI – International Iron and Steel Institute
– com a PES - Porsche Engineering Service. O Programa reuniu 35 siderúrgicas de 18 países
no desenvolvimento conceitual e efetivo na construção de uma carroceria (Body-in-White)
visando resultados de redução de massa, aumento da rigidez em torção e rigidez em
dobramento, e freqüência natural de vibração. O programa é considerado a maior iniciativa de
pesquisa colaborativa dos últimos tempos em qualquer ramo de atividade
Econômica.
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Aços de Alta resistência
Fonte: UFPR- Prof. Adriano Scheid
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Familias de Aços Automotivos
Famílias de aços:
• Aços doces para estampagem: Baixo Carbono (baixa, média 
estampabilidade)
� Redução do Carbono
0,04% ----> <0,004%
� Adição de Ti e/ou Nb
Famílias de aços:
• Aços doces para estampagem: Aços IF (interticial Free) aços de grande 
estampabilidade
Exemplos de aplicações:
Famílias de aços:
•Aços Refosforados : Aços endurecidos por 
solução sólida: adição de P, Si et Mn na ferrita.
Posições possíveis dos elementos de liga 
no cristal de ferrita
O fosforo como elemento substitucional
Famílias de aços:
•Aços BH (Bake Hardening):
Durante o processo de secagem da pintura, realizada após a 
conformação, os átomos intersticiais de carbono se difundem 
para as discordâncias, imobilizando-as e aumentando a tensão 
de escoamento ( ~ 40 MPa ).
Exemplos de aplicações:
Famílias de aços:
•Aços micro ligados (HSLA- High strenght low alloy):
HSLA: Endurecimento por micro 
Nb, Ti e ou V: redução do 
tamanho de grão e precipitado 
muito fino na matriz ferritica
Famílias de aços:
•Aços DP (dual Phase): Aços compostos essencialmente por ferrita e 
martensita (temperado)
Dual Phase: uma fase “dura” de 
martensita no meio de uma fase 
“mole” de ferrita
Microestrutura
Famílias de aços:
•Aços DP (dual Phase): Resistência a ruptura em função do % de martensita
Exemplos de aplicações:
50
� Microestrutura composta por ferrita, bainita e martensita.
Aços Complex Phase
Famílias de aços:
Aços Multifases (ou complex fase- CP): resistência obtida por proporções 
variáveis de bainita, martensita e perlita na matriz dúctil de ferrita
Exemplos de aplicações:
Famílias de aços:
•Aços TRIP (Tranformation Induced Plasticity): aços fortemente ligados, 
compostos de ferrita, bainita e austenita residual (10% ou mais).
Exemplos de aplicações:
Famílias de aços:
•Aços ao Boro (hot stamping): aços para tratamento térmico executado 
durante a conformação a quente, resultando em 100% martensita
Exemplos de aplicações:
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Perpectivas Futuras e 
Aplicações na Renault
 Renault Nissan Internal 
Previsões (2012 até 2025):
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 58
 Renault Nissan Internal 
MateriaisMateriaisMateriaisMateriais MetálicosMetálicosMetálicosMetálicos
Estimativa de evolução de aços alta resistênciaEstimativa de evolução de aços alta resistênciaEstimativa de evolução de aços alta resistênciaEstimativa de evolução de aços alta resistência
- Aços Aços Aços Aços para estampagem à quente (Aço ao boropara estampagem à quente (Aço ao boropara estampagem à quente (Aço ao boropara estampagem à quente (Aço ao boro))))
- Aços Dual Aços Dual Aços Dual Aços Dual PhasePhasePhasePhase (DP)(DP)(DP)(DP)
---- Aço Aço Aço Aço microligadomicroligadomicroligadomicroligado ((((NbNbNbNb))))
---- BH BH BH BH –––– BakeBakeBakeBake HardeningHardeningHardeningHardening
Destaques atuais
Vehicle Engineering Department 06/11/2017 59
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Hot stamping steelHot stamping steelHot stamping steelHot stamping steel
Teste- Vamos selecionar o material
� Lembrete dos aços (automotivos) � Peça: � Principais solicitações:
Estampagem: Média
Resistência: Alta
Função no Crash: evitar
deformação do habitáculo
Como decidir 
pelo 
“melhor”?
Fatores à considerar:
Teste- Vamos selecionar o material
� Lembrete dos aços (automotivos) � Peça: � Principais solicitações:
Estampagem: Profunda
Resistência: Baixa
Função no Crash: 
Absover energia/ deformar
Como decidir 
pelo 
“melhor”?
Fatores à considerar:
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Perguntas?
 Renault Nissan Internal 
MUITO OBRIGADO !!!
 
RENAULT REGIÃO AMÉRICA
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