Aços avançados de alta resistência:definição e aplicações

À medida que as preocupações com a segurança do motorista e a economia de combustível se tornaram mais proeminentes, os fabricantes de automóveis procuraram tornar todos os aspectos do ciclo de vida de produção do veículo mais eficientes. Parte desse processo contínuo de otimização inclui considerar minuciosamente as propriedades do material que são mais eficazes ou benéficas em aplicações automotivas e tentar incorporar mais materiais que forneçam essas características desejadas. Um avanço importante nesta área foi o desenvolvimento de aços avançados de alta resistência (AHSS).

Aços avançados de alta resistência são novas gerações de classes de aço que oferecem uma combinação única de durabilidade, facilidade de fabricação e alta relação resistência/peso que garante que as peças e componentes de aço atendam aos regulamentos críticos de segurança e eficiência de maneira econômica.

As montadoras usam aços avançados de alta resistência há anos e, à medida que os processos de fabricação melhoraram, o mesmo aconteceu com cada geração subsequente de aços. Usando processos precisos de aquecimento e resfriamento e diferentes mecanismos de fortalecimento, os engenheiros podem obter propriedades mecânicas ideais - como alta ductilidade ou resistência à tração - ao mesmo tempo em que atendem aos requisitos de desempenho em colisões, ductilidade, fadiga, rigidez e outras características.

Os vários tipos de chapas de aço avançadas de alta resistência também oferecem propriedades diferentes, o que permite que os fabricantes personalizem a composição de suas peças para atender às necessidades específicas de cada aplicação. Quadros de automóveis, por exemplo, exigem maior rigidez (para manter a integridade estrutural do veículo) do que as peças utilizadas na zona de deformação, que são projetadas para sofrer deformações controladas que ajudam a proteger os passageiros em caso de colisão.

Tipos de aços avançados de alta resistência

Os aços que têm níveis de limite de escoamento de 550 unidades de pressão megapascal (MPa) ou mais são normalmente considerados aços avançados de alta resistência . Para a primeira e segunda geração desses metais, os engenheiros foram rápidos em aproveitar as diferenças na composição química e microestruturas multifásicas de aços específicos para atender às demandas de desempenho dos componentes automotivos.

• Aço de fase dupla (DP) :um dos aços avançados de alta resistência mais amplamente utilizados e é excepcionalmente dúctil e resistente a fraturas, o que permite que seja usado em uma variedade de aplicações automotivas, inclusive em componentes estruturais.
• Aços de plasticidade induzida por transformação (TRIP): Apresentam alta maleabilidade, o que confere às peças de aço TRIP uma alta capacidade de resistência. Ambos fornecem alta absorção de energia, o que os torna adequados para zonas de deformação.
• Aços martensíticos: Ter uma microestrutura que apresenta maior teor de carbono, o que aumenta a resistência e a dureza do material, mas não aumenta o peso dos componentes da mesma forma que uma peça de aço convencional. Os aços martensíticos resistem à deformação permanente, o que os torna uma excelente escolha de material para fortificar compartimentos de passageiros automotivos ou gaiolas de segurança.

Novas pesquisas e desenvolvimentos nos últimos anos levaram à nova terceira geração de aços avançados de alta resistência, que são projetados para fornecer maiores combinações de resistência e ductilidade, muitas vezes a custos significativamente mais baixos. Enquanto a indústria ainda está trabalhando para uma definição padronizada de aços de alta resistência de terceira geração, as propriedades típicas desejadas são uma resistência mínima de 1200 MPa e uma ductilidade de 30% de alongamento - um aumento notável em relação às gerações anteriores de aços.

As aplicações de aços avançados de alta resistência

Embora sejam usados ​​há anos para aplicações automotivas, os aços avançados de alta resistência também têm sido cada vez mais incorporados a outros setores de fabricação. As características de segurança contra colisões dos aços de alta resistência os tornam ideais para aplicações em sistemas de transporte ferroviário, por exemplo.

Aços avançados de alta resistência também foram encontrados para melhorar o desempenho do motor e as limitações de velocidade não apenas para automóveis, mas também para aeronaves, navios e trens. O mercado avançado de aço de alta resistência também está pronto para oferecer economias significativas de energia para fabricantes em todo o mundo à medida que os métodos se tornam mais eficientes.

Desafios dos aços avançados de alta resistência

Aços avançados de alta resistência vêm com algumas limitações. A maior ductilidade dos aços avançados de alta resistência de terceira geração requer o aumento do teor de liga do metal. Isso permite que os aços sejam formados a frio em formas mais complexas, mantendo a ductilidade do material, mas leva a um maior desgaste nas matrizes de conformação e maior retorno elástico.

A soldabilidade também apresenta um desafio, pois as microestruturas criadas pelo maior teor de carbono e liga de aços avançados de alta resistência podem ser impactadas negativamente pelo rápido aquecimento e resfriamento envolvido no processo de soldagem.

Um objetivo no desenvolvimento contínuo de aços avançados de alta resistência de terceira geração é reduzir o teor de liga de aços de alta resistência para manter os custos mais baixos, ao mesmo tempo maximizar a resistência e a ductilidade e evitar a fragilização.

A parceria de fabricação que redefine o que é possível

Aços avançados de alta resistência podem ser adequados para melhorar a resistência à tração e a durabilidade de uma variedade de peças em todos os setores. Os avanços em eficiência energética e engenharia provavelmente tornarão a próxima geração de aços avançados de alta resistência ainda mais versáteis.

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