Mecânica

Aços mais leves e flexíveis prometem carros que gastam menos

Aços ficam mais leves e flexíveis mantêm resistência e ductilidade
A técnica consiste em lidar com fases intermediárias do aço durante o processo produtivo tradicional. [Imagem: WMG/Universidade de Warwick]

Força e ductilidade

Aços leves e de alta resistência poderão finalmente ser processados em escala industrial graças a um avanço no controle do processo produtivo, durante etapas em que os aços passam por estágios frágeis e indesejados.

Uma equipe da Universidade de Warwick, no Reino Unido, desenvolveu uma nova rota de processamento que permite que as ligas à base de aço de baixa densidade sejam produzidas com a máxima resistência, ao mesmo tempo mantendo-se duráveis e flexíveis - algo amplamente considerado impossível até agora.

Alireza Rahnama e seus colegas trabalharam com dois aços leves - Fe-15Mn-10Al-0,8C-5Ni e Fe-15Mn-10Al-0,8C - na tentativa de alcançar a máxima força e ductilidade.

Fases do aço

Durante a produção, podem ocorrer duas fases frágeis nestes aços: carboneto de kappa e B2 intermetálico - que tornam os aços duros, mas limitam sua ductilidade, tornando difícil fabricá-los em bobinas.

Rahnama descobriu que, em determinadas temperaturas de recozimento elevadas, essas fases frágeis podem se tornar muito mais controláveis, permitindo que os aços retenham sua ductilidade.

Aços ficam mais leves e flexíveis mantêm resistência e ductilidade
A expectativa é que a inovação seja rapidamente adotada pela indústria automobilística. [Imagem: WMG/Universidade de Warwick]

Entre 900º C e 1200º C, a fase de carboneto-k pode ser removida da produção, e a fase frágil intermetálica B2 pode tornar-se gerenciável, apresentando uma morfologia nanométrica em formato de disco, em oposição a um produto mais grosso que se forma a temperaturas mais baixas.

Controlando essas duas fases, a equipe abriu um novo caminho para fabricar aços resistentes e mais flexíveis sem mexer radicalmente no processo produtivo das siderúrgicas.

Carros mais leves e mais eficientes

Os engenheiros afirmam que sua técnica poderá levar a uma verdadeira revolução na fabricação dos automóveis, com carros mais seguros e mais eficientes em termos de combustível - e aços mais maleáveis permitirão que as montadoras criem peças com formas mais complexas e mais precisas.

"A maioria dos mecanismos metalúrgicos para aumentar a resistência leva à perda de ductilidade, um efeito denominado barganha da força-ductilidade. [Nosso trabalho] estudou a cinética e a termodinâmica da evolução microestrutural dos aços leves através de simulações e experimentos e propõe um mecanismo para alcançar maior resistência e maior ductilidade, em um método que pode ser facilmente adotado pela indústria," disse Alireza Rahnama.

Bibliografia:

Effect of Ni alloying on the microstructural evolution and mechanical properties of two duplex light-weight steels during different annealing temperatures: Experiment and phase-field simulation
Alireza Rahnama, Hiren Kotadia, Seetharaman Sridhar
Acta Materialia
Vol.: 132, Pages 627-643
DOI: 10.1016/j.actamat.2017.03.043




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