Novos Aços para estampagem Abril 20

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NOVOS MATERIAIS
http://www.worldautosteel.org/
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INTRODUÇÃO
Segundo a Norma NBR 5915-2, os aços para estampagem são classificados
segundo o grau de estampagem que apresentam:
• Estampagem Média – EM;
• Estampagem Profunda – EP;
• Estampagem Extra–Profunda – EEP, graus 1, 2, 3 e 4.
A diferença de estampagem para cada tipo de material (aço) é caracterizada por
propriedades químicas e mecânicas, bem como pelo resultado obtido no ensaio
de embutimento erichsen.
INTRODUÇÃO
Grau de 
estampagem
C max
%
Mn max
%
P max
%
S max
%
Al max
%
Ti max
%
EM 0,12 0,60 0,030 0,030 0,010 -
EP 0,10 0,45 0,030 0,030 0,010 -
EEP grau 1 0,08 0,45 0,030 0,030 0,010 -
EEP grau 2 0,06 0,45 0,030 0,020 0,010 -
EEP grau 3 0,007 0,35 0,020 0,020 0,010 0,20
EEP grau 4 0,007 0,20 0,020 0,020 0,010 0,20
Tabela 1 – Composição química do aço
Fonte: NBR 5915-2
INTRODUÇÃO
Grau de 
estampagem
LE 
(MPa)
LR 
(MPa)
AL. min.
(%)
L0=50 L0 80
r 90
min.
n 90
min.
EM 140-280 270-390 30 28 - -
EP 140-260 270-370 35 33 1,3 0,16
EEP grau 1 140-230 270-350 38 36 1,7 0,19
EEP grau 2 140-210 270-350 39 37 1,9 0,20
EEP grau 3 140-180 270 min. 41 39 2,1 0,22
EEP grau 4 120-160 260 min. 42 40 2,3 0,23
Tabela 2 – Valores de propriedades mecânicas
Fonte: NBR 5915-2
INTRODUÇÃO
• Com base na composição química e principalmente nas propriedades
mecânicas, são vários os aços especificados para o processo de estampagem.
Dentre eles podemos destacar:
o FB – Ferritic-bainitic;
o Press Hardened Steel;
o TWIP –Twinning Induced Plasticity
Steel
o TRIP – transformation induced
plasticity.
o HSLA – High Strength Low Alloy;
o LC – Low Carbon;
o IF – Intertitial Free;
o BH – Bake Hardening;
o DP – Dual Fase;
o HSLA (High Strength Low Alloy) - aços que apresentam alta resistência mecânica obtida a parir da
adição de pequena quantidade de elementos de liga (<5%), sendo utilizado em estampagem média e
profunda. Geralmente aplicado em reforços dos componentes como portas e travessas.
DEFINIÇÕES, APLICAÇÕES E PROPRIEDADDES
CLASSIFICAÇÃO AÇO LE (MPa) LR (MPa) AL (%) r n Esp. (mm) Tratamento Microestrutura
HSLA
1
340 420 410
23
-
0,13 0,7 a 2,8 ZNT/7,5/2S
ZNT/F/7,5/2S
ZNT/F/10/2S 
Ferrita
2 20
3
420 520 480
20
0,11 1,5 a 4,0
4 16
o LC (Low Carbon) - aço doce não ligado, destinado à conformação por estampagem média, profunda e
extra-profunda. Apresentam elevadas propriedades de estampagem, ligadas a uma baixa dispersão das
composições químicas e das características mecânicas que asseguram um comportamento constante
na utilização.
DEFINIÇÕES, APLICAÇÕES E PROPRIEDADDES
CLASSIFICAÇÃO LE (MPa) LR (MPa) AL (%) r n Esp. (mm) Tratamento Microestrutura
LC
1 140 240 270-370 32-34 1,3 0,16 0,8 – 2,0
ZNT/7,5/2S
ZNT/F/7,5/2S
ZNT//10/2S
ZNT/F/10/2S 
Ferrita
2 140 210 270-350 36-38 1,6 0,18 0,65 – 2,0
3 140 180 270-330 38-40 1,9 0,2 0,7 – 1,1
4 120 180 270-330 40-42 2,1 0,22 0,65 – 1,1
5 170 310 270-410 33-35 - 0,18 3 – 3,5
o Aços IF (Intertitial Free) – aço de baixíssimo teor de carbono, microligado e resistente ao
envelhecimento. Os aços IF (Intersticial Free) são obtidos a partir da redução de teores de C e N em
solução sólida e da adição de elementos microligantes, como titânio e nióbio. Podem ser utilizados em
estampagens críticas. Geralmente aplicado em armações de portas e pavimentos.
DEFINIÇÕES, APLICAÇÕES E PROPRIEDADDES
CLASSIFICAÇÃO LE (MPa) LR (MPa) AL (%) r n Esp. (mm) Tratamento Microestrutura
HSS
1 210 270 340 34 - - 1,1 a 1,3
ZNT/7,5/2S O 
ZNT/F/7,5/2S
Ferrita
2 280 340 380-470 29 1,1 0,16 0,8
ZNT/10/2S 
ZNT/F/10/2S
o Aços BH (Bake Hardening) – aços que apresentam aumento significativo do limite de elasticidade
durante um tratamento térmico à baixa temperatura, por exemplo, durante o processo de pintura a 170°C.
Os ganhos proporcionados pelo tratamento de cozimento (térmico) são chamados de “efeito bake
hardening”. Geralmente aplicado em pavimentos, longarinas, travessas, etc
DEFINIÇÕES, APLICAÇÕES E PROPRIEDADDES
CLASSIFICAÇÃO LE (MPa) LR (MPa) AL (%) r n Esp. (mm) Tratamento Microestrutura
HSS
1 180 220 300-340 34 1,8 0,15 1,5
ZNT/F/10/2S 
ZNT/10/2S 
Ferrita
2 200 270 305-400 32 1,6 0,15 0,65 a 1,0
ZNT/F/10/2S 
ZNT/10/2S 
ZNT/F/10/2S 
ZNT/10/2S 
o Aços DP (Dual Fase) – apresenta microestrutura que consiste de uma fase dura (normalmente
martensita) dispersa em uma matriz macia de ferrita, apresentando aplicações que requeiram uma
razoável ductilidade, aliada a uma considerável resistência e boa soldabilidade. Geralmente aplicado em
travessas crash-box, longarinas, pavimentos.
DEFINIÇÕES, APLICAÇÕES E PROPRIEDADDES
CLASSIFICAÇÃO LE (MPa) LR (MPa) AL (%) r n Esp. (mm) Tratamento Microestrutura
UHSS
1 340 440 590 20 - - 0,7 – 2,5
ZNT/F/10/2S
ZNT/10/2S
ZNT/7,5/2S
ZNT/F/7,5/2S
Ferrita +
martensita
2 420 550 780 15 - - 1,0 – 1,8
ZNT/7,5/2S
ZNT/F/7,5/2S
3 550 730 980 8 - - 1,0 -
o Aços FB (Ferritic Bainitic) – aços endurecidos por transformação de fase, apresentando microestrutura
constituída de ferrita (80%) e bainita, com endurecimento adicional por precipitação, através da adição de
nióbio. A presenta microestrutura composta por ferrita e bainita, em proporções de 80 e 20%,
respectivamente. Aplicado como reforços.
DEFINIÇÕES, APLICAÇÕES E PROPRIEDADDES
CLASSIFICAÇÃO LE (MPa) LR (MPa) AL (%) r n Esp. (mm) Tratamento Microestrutura
UHSS 1 440 620 590 14 - - 1,8
ZNT/F/10/2S 
ZNT/10/2S 
ferrita + bainita
o Aço TRIP – apresenta microestrutura composta por ferrita, bainita e austenita retida, obtida pela adição
de elementos de liga (Mn e Si) e de tratamento térmico. Porém, quando deformado plasticamente, a
austenita transforma-se em martensita.
DEFINIÇÕES, APLICAÇÕES E PROPRIEDADDES
CLASSIFICAÇÃO LE (MPa) LR (MPa) AL (%) r n Esp. (mm) Tratamento Microestrutura
UHSS
1 400 510 690 24 - - 1,1
ZNT/7,5/2S
ZNT/F/7,5/2S
Ferrita
+bainita+austenita
2 440 560 780 20 - - 1,2
o Aços TWIP (Twinning Induced Plasticity Steel) - aço com alto teor de Mn (12 a 20%) contendo em sua
composição Si e Al (2% a 4%). Este material ostenta uma combinação de alta resistência e uma
excepcional plasticidade, além de uma redução de aproximadamente 10% em sua massa específica
quando comparado as ligas de Fe-C. Aplicado em travessas e longarinas.
DEFINIÇÕES, APLICAÇÕES E PROPRIEDADDES
CLASSIFICAÇÃO LE (MPa) LR (MPa) AL (%) r n Esp. (mm) Tratamento Microestrutura
UHSS 1 450 600 950 45 0,8 - 1,3 – 1,8 -
Austenita
o Press Hardened Steel - aço de alta temperabilidade e resistência mecânica, com possibilidade de
conformação complexa devido ao baixo retorno elástico e ao processo de estampagem em elevadas
temperaturas.
DEFINIÇÕES, APLICAÇÕES E PROPRIEDADDES
Exemplo do processo de fabricação do Hot Stamping
CLASSIF. LE (MPa) LR (MPa)
Esp. 
(mm)
Tratamento Microestrutura
UHSS 1
950-
1250*
1300-
1650*
1,0 – 2,0
Alluminiatura
(Al-Si)
Martensita
o Tailored Blank – consiste de duas ou mais chapas planas que são unidas formando uma geratriz. Pode-
se combinar chapas com diferentes propriedades mecânicas, espessura, acabamento superficial ou até
mesmo diferentes materiais.
DEFINIÇÕES, APLICAÇÕES E PROPRIEDADDES
Exemplo do processo de fabricação de Tailored Blank
1,8 / 2,20mm
ZNT/F/10/2S - ZNT/10/2S
Relação entre LR (MPa) e o Alongamento Total 
(%) dos aços
Gráfico que mostra a relação entre o Limite de Resistência a Tração – LR (MPa) e o Alongamento Total – AL
(%) dos tipos de aços para estampagem.