Artigo Do Cobef.2013 Bressan Revisando Aço INOX

7 CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAO 7

th BRAZILIAN CONGRESS ON MANUFACTURING ENGINEERING

20 a 24 de maio de 2013 Penedo, Itatiaia RJ - Brasil May 20

th to 24

th, 2013 Penedo, Itatiaia RJ Brazil

Associao Brasileira de Engenharia e Cincias Mecnicas 2013

AVALIAO DA CURVA LIMITE DE CONFORMAO DE UM AO

INOXIDVEL AUSTENTICO

COBEF2013-0037

Resumo: Neste trabalho, foram realizadas avaliaes das propriedades mecnicas e do comportamento plstico de

uma chapa de ao inoxidvel AISI 304L por meio de ensaios de trao uniaxial e ensaios da Curva Limite de

Conformao. A partir dos ensaios de trao uniaxial foram obtidas as propriedades mecnicas do material em trs

direes, a saber, 0, 45 e 90 graus em relao direo de laminao, e a Curva Limite de Conformao (CLC) foi

avaliada empregando-se punes cilndricos de fundo plano (Marciniak) e hemisfrico (Nakazima). Ademais, a

transformao de fases austenita-martensita foi analisada com auxlio de um ferristocpio em funo da largura do

corpo de prova da CLC para ambos os punes hemisfrico e plano. As deformaes limites foram analisadas nas

condies de estrico localizada e fratura, indicando boa conformabilidade da chapa de ao inoxidvel AISI 304L.

Palavras-chave: Curva Limite de Conformao,Ao inoxidvel austentco,Efeito TRIP, Conformao de Chapas.

1. INTRODUO

Segundo Costa e Silva A.L e Mei, P.R [1], Os aos com teores acima de 12% de cromo so classificados como aos

inoxidveis, porm, nenhum ao completamente inoxidvel no sentido da palavra. Adies de cromo aumentam a

resistncia oxidao e corroso do ao, e as composies qumicas mais comuns de aos inoxidveis, (por exemplo,

12% Cr, 18% Cr + 8% Ni etc.), foram desenvolvidas acidentalmente no comeo do sculo XX. Desde ento novas

composies vem sendo estudadas e desenvolvidas em conjunto com os efeitos de diversos elementos de liga e

residuais como carbono, nitrognio, molibdnio etc. Os aos austenticos, em particular, devido presena de elemento de ligas como nquel, conseguem estabilizar a austenita a temperatura ambiente. Tais aos apresentam maior resistncia

corroso combinando baixos limites de escoamento com alta resistncia a trao e bons nveis de alongamento.

Podem ser classificados como: austenticos estveis (a austenita retida no sofre tranformao, mesmo ocorrendo

deformao plstica a frio), ou metaestveis que de acordo com Galle e Pilvin [2], a austenita desses aos inoxidveis

metaestveis pode sofrer transformao martenstica induzida por deformao plstica temperatura ambiente (efeito TRIP). Ainda, Dan et al.[3] observou que a gradual transformao dessa austenita em martensita induzida por deformao aumenta a resistncia desses aos. Segundo Hecker et al. [4] esta transformao martenstica depende do

estado de tenso, temperatura e a taxa de deformao. Segundo Tavares et al. [5] dois tipos distintos de martensita podem ser formados: martensita , uma fase paramagntica (assim como a austenita), e martensita ', ferromagntico, com os mesmos parmetros cristalogrficos da fase ferrita.

So amplamente usados em vrios setores, a saber: construo civil, nutico, hospitalar, hoteleiro, industrial, e em

meios agressivos em geral, como: tanques para reservatrio de cloro, resduos nucleares, produtos qumicos, etc Muitos

produtos so fabricados a partir de chapas por meio do processo de estampagem, ou seja, deforma-se o esboo com um

ferramental puno-matriz segundo uma geometria desejada e visando uma maior compreenso do comportamento

plstico desse ao com o intuito de corroborar, principalmente na fase de projetos de novas peas o presente estudo

primeiro foi realizado em uma chapa de ao inoxidvel 304L de 1 mm de espessura com bases em ensaios de trao

uniaxial e Curva Limite de Conformao (CLC).

2. MATERIAIS E MTODOS

O material estudado um ao inoxidvel austentico AISI 304L e foi processado pela empresa Aperam Inox

Amrica do Sul S/A que cedeu 65 chapas com medidas de 494 mm x 450 mm com a espessura de 1 mm com direo de

laminao paralela a medida de 450 mm. Esse material uma liga de Cr-Ni com baixo teor de carbono, cuja

composio qumica determinada pelo fornecedor est apresentada na Tab. (1). O presente estudo foi realizado primeiro

com bases em duas etapas, a saber, por meio de ensaios de trao uniaxial e Curva Limite de Conformao (CLC).

Tabela 1. Composio qumica do ao AISI 304L.

Elemento C Mn Si P S Cr Ni Mo Al

7 C O NG R E S S O B RAS I LE IR O DE E NGE NH AR IA D E F ABR I CA O 2 0 a 2 4 de M a i o de 2 0 13 . P e n e d o , I ta t i a i a - R J


% Peso 0,018 1,269 0,479 0,0303 0,0015 18,36 8,02 0,026 0.0032

Elemento Cu Co V Nb Pb B Ti Sn W

% Peso 0,0428 0,102 0,0418 0,0071 0,001 0,006 0,0018 0,0044 0,0146

2.1. Ensaios de Trao Uniaxial

Os ensaios de trao uniaxial foram realizados no Centro de Pesquisas da CSN (Companhia Siderrgica Nacional)

com auxlio de uma mquina universal de ensaios INSTRON modelo 5585 H com clula de carga de 30 kN e vdeo-

extensmetro AVE (Advanced Video Extensometer). Foram separadas 7 chapas de 450 x 494 mm2 do ao inoxidvel

austentico AISI 304L, com direo de laminao paralela a medida de 450 mm. Todos os corpos de prova foram

primeiramente cortados em retngulos de 25 mm de largura por 245 mm de comprimento por meio de uma guilhotina

hidrulica e, posteriormente fresados atendendo as dimenses do corpo de prova de trao uniaxial segundo a norma

NBR-6673, a saber, comprimento e largura teis iguais a 60 e 12,5 mm, respectivamente, conforme desenho

esquemtico dos corpos de provas de largura 60 e 150 mm utilizados como mscaras nos ensaios de CLC segundo a

metodologia de Marciniak.

Foram confeccionados trs corpos de prova com trs orientaes angulares, a saber, 0, 45 e 90 graus em relao

direo de laminao de cada chapa, totalizando 21 corpos de provas. Para realizar as medies do alongamento e

variao de largura, foram marcados pontos nos corpos de prova formando uma base de 50 mm no sentido longitudinal

e 12,5 mm no sentido transversal. O sistema AVE reconhece as marcaes por luz infravermelha registrando as suas

posies durante o ensaio. A velocidade do ensaio foi de 1 mm/min. e os corpos de prova foram levados at a ruptura

para determinao do limite de escoamento a 0,2% de deformao plstica, expoente de encruamento, anisotropia

plstica, alongamento e limite de resistncia.

Figura 1. Dimenses em mm do corpo de prova para os ensaios de trao uniaxial.

2.2. Ensaios da Curva Limite de Conformao

Para determinao da Curva Limite de Conformao (CLC) foram realizados ensaios segundo as metodologias de

Marciniak [6] (puno cilndrico plano 100 mm) e Nakazima [7] (puno hemisfrico 100 mm). Os ensaios de CLC

foram realizados no Centro de Tecnologia da empresa USIMINAS por meio de uma mquina de ensaios de

embutimento Erichsen modelo 242 equipada com um sistema de aquisio e correlao de imagens digitais ViaLUX

para depurao das deformaes nos corpos de prova com o software Autogrid. Para ambas as metodologias, foram

separadas 58 chapas de 450 mm x 494 mm do ao inoxidvel 304L com 1 mm de espessura para confeco dos corpos

de prova. Estes foram primeiro cortados em retngulos de 225 mm x 247 mm, com a direo de laminao paralela a

dimenso de 225 mm. Em seguida, por meio de operaes de usinagem de torneamento e fresamento, foram

confeccionados corpos de prova com larguras, na regio central, iguais a 20, 40, 60, 80, 100, 120, 130, 140, 150 e 180

mm, todos com comprimento de 220 mm segundo a direo perpendicular ao sentido de laminao da chapa, vide

desenhos na Fig. (2). J os corpos de prova para os ensaios de estiramento biaxial simtrico foram usinados no formato

circular com dimetro de 220 mm. De acordo com a metodologia Marciniak, se faz necessrio a confeco de mscaras

que devem ser posicionadas entre o puno plano e o corpo de prova de modo a garantir que a fratura ocorra em uma

zona central. Estas mscaras foram usinadas com as mesmas dimenses dos corpos de prova e com o ao AISI 304L

avaliado neste trabalho. Mscaras bipartidas obtidas por corte em guilhotina foram empregadas para os corpos de prova

com larguras de 20, 40, 60 e 80 mm. Mscaras com furo central usinado com dimetro igual a 44 mm foram

confeccionadas para os corpos de prova com larguras de 100, 120, 130 e 140 mm. J para os corpos de prova com

largura 150 e 180 mm e dimetro 220 mm foram usinados furos centrais com dimetros iguais a 36, 34 e 32 mm,

respectivamente. Um desenho esquemtico dos corpos de prova de 60 e 150 mm utilizados como mscaras est

representado na Fig. (3).



Figura 2. Geometrias dos corpos de prova dos ensaios de Curva Limite de Conformao.

Figura 3. Desenho esquemtico dos corpos de provas de largura 60 e 150 mm utilizados como mscaras nos

ensaios de CLC segundo a metodologia de Marciniak.

Para realizar a anlise de deformaes superficiais, os corpos de provas foram previamente gravados por processo

eletroltico com grade de quadrados de 2,5 mm de lado. A lubrificao nos ensaios com puno plano foi realizada

somente entre a mscara e o puno com uma pelcula de teflon de 0,1 mm de espessura com dimetro igual a 100 mm.

A lubrificao do ensaio com puno hemisfrico foi feita com um disco de PVC com 50 mm de dimetro e 5 mm de

espessura em conjunto com graxa em ambas as superfcies do disco e um filme de PVC com 50 mm de dimetro e 0,5

mm de espessura. Em todos os ensaios de Curva Limite de Conformao, empregou-se a fora de aperto no prensa-

chapas igual a 500 kN e velocidade de puno de 60 mm/min. A mquina de ensaios de embutimento registra o

deslocamento e fora do puno e interrompe automaticamente os ensaios aps a fratura dos corpos de prova por

deteco da fora mxima. As deformaes nos corpos de prova foram obtidas com o sistema ViaLUX por meio de 4

cmeras CCD (Charge-Coupled Device) acopladas a mquina de ensaios de embutimento, conforme Fig. (4).



Figura 4. Esquema de montagem do sistema de aquisio e correlao de imagens digitais: (a) cmeras CCD, (b)

visualizao da tela do software e (c) iluminao externa.

As anlises das deformaes limites foram realizadas de acordo com a norma ISO 12004-2 [8]. Segundo esta

norma, trs a cinco sees devem ser definidas em um sentido perpendicular a fratura conforme esquematizado na Fig.

(5) para o corpo de prova de largura 40 mm. Em cada uma das sees devem ser construdas curvas das distribuies de

deformaes principais na superfcie do esboo (1,2) com 10 pontos localizados a esquerda e a direita da fratura. Em seguida, so realizados ajustes com polinmios do 2

0 grau com 5 pontos situados a esquerda e a direita da fratura,

excluindo-se os pontos de mxima e mnima deformao. A segunda derivada de cada polinmio do 20 grau realizada

e quando ocorre a mudana de seu sinal define-se uma janela para descarte dos pontos entre os valores de deformaes

mxima ou mnima. Depois, os pares de pontos de deformao restantes, em ambos os lados da fratura (1,2), so ento ajustados com polinmios do 6

0 grau. As deformaes na condio de estrico em cada seo so definidas pela

substituio dos pontos (1,2) referentes a fratura nestes polinmios. Por fim, as deformaes limites em cada corpo de prova so determinadas pelos valores mdios das deformaes definidas nas trs sees. Esta metodologia realizada

automaticamente com o software Autogrid do sistema ViaLUX. Para a definio da Curva Limite de Conformao na

fratura foi empregado o software de anlise e correlao de imagens digitais ASAME. Primeiro, posiciona-se um alvo

contendo um padro de grade de quadrada 2,5 mm sobre o corpo de prova, conforme mostrado na Fig. 6(a). Depois,

com uma cmera digital Nikon D300 so tomadas duas fotos com angulaes que variam de 60a 90. A partir destas

imagens, a regio da fratura reconstruda conforme mostrado na Fig. 6(b). De modo anlogo a norma ISO 12004-2

[8], foram criadas trs sees perpendiculares fratura para definir as deformaes principais na fratura.

Figura 5. Definio das sees para depurao das deformaes limites.



(a) (b)

Figura 6. Definio de deformaes na fratura para o corpo de prova 150 mm: (a) tomada de imagens digitais e

(b) valores da maior deformao principal na superfcie.

Para avaliao da transformao de fases em funo das deformaes obtidas nos ensaios de Marciniak e

Nakazima, foram utilizadas as mesmas sees definidas perpendicularmente fratura. Em cada n da grade pertencente

s sees foram realizadas medidas de frao volumtrica de martensita transformada com o auxlio do ferritoscpio

FMP30. Em seguida, so obtidos grficos da frao transformada em funo da distncia de cada seo, onde a origem

considerada ao centro do corpo de prova. Por fim, faz-se uma mdia dos valores de duas medidas realizadas nos ns

situados direita e esquerda fratura. Este valor mdio associado a menor deformao principal (2) na superfcie na condio de estrico, determinada segundo a norma ISO 12004-2:2008[8], para avaliar a influncia do modo de

deformao na transformao de fases do ao inoxidvel austentico 304L.

3. RESULTADOS E DISCUSSO

3.1 Propriedades mecnicas

Os valores mdios e correspondentes desvios padro das propriedades mecnicas determinadas nos ensaios de

trao uniaxial esto listados na Tabela 2, onde e, r, nuT e R, so: o limite de escoamento a 0.2% de deformao plstica, o limite de resistncia, o expoente de encruamento no intervalo de 0,1 a 0,2 de deformao verdadeira, a

deformao total uniforme %, a deformao total (%) e o coeficiente de anisotropia plstica, respectivamente. Primeiro,

pode-se observar que o valor mdio da tenso limite de escoamento maior na direo de laminao em comparao

com os valores mdios nas orientaes = 45 e 90 graus. Ademais, as tenses limites de escoamento e resistncia

obedecem relao 0 > 90 >45. Entretanto, h de se ressaltar que essa diferena no to significativa, ficando em torno de 5% considerando o desvio padro, e em relao ao limite de resistncia em torno de 3%. Por outro lado, os

valores do coeficiente de anisotropia plstica no plano da chapa obedecem relao R45 > R0 > R90, com valor mdio

de anisotropia plstica normal R = 1,03, refletindo as pequenas variaes dos limites de escoamento e resistncia em

funo da orientao angular e o valor mdio obtido do expoente de encruamento foi n=0,31. A Fig. 7 apresenta as

curvas tenso verdadeira versus deformao total verdadeira em funo da orientao angular onde possvel observar

um aumento considervel da tenso de escoamento em razo da transformao de fases ' induzida por deformao.

Tabela 2 Propriedades mecnicas determinadas nos ensaios de trao uniaxial.

Orientao

(graus) e (MPa) R u (%) n T (%) r (MPa)

0 300,46

1,011

0,900

0,0283

42,04

0,573

0,320

-

46,44

0,168

1231,74

3,359

45 281,17

4,851

1,200

-

43,25

0,198

0,310

0,007

46,24

0,029

1199,03

3,429

90 293,2

0,156

0,820

0,021

43,45

0,389

0,300

0,007

46,85

0,038

1223,77

3,224



0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,500

200

400

600

800

1000

1200

1400

= 00

= 450

= 00

Ten

so

verd

ad

eir

a (

MP

a)

Deformao total verdadeira

Figura 7. Comportamento da chapa de ao AISI 304L em trao uniaxial em funo da orientao

angular com relao direo de laminao. Velocidade = 1 mm/min.

3.2 Curva Limite de Conformao

As Fig. 8(a) e 8(b) mostram as imagens dos corpos de prova deformados empregando-se as metodologias de

Marciniak [6](puno plano) e Nakazima[7] (puno hemisfrico), respectivamente. A fratura ocorreu na regio central

dos corpos de prova ensaiados com o puno plano ao passo que esta condio no foi observada em algumas

geometrias deformadas com o puno hemisfrico, vide as fraturas obtidas para as larguras de 120, 130 e 140 mm na

Fig. 8(b). Ademais, as fraturas ficaram alinhadas com o comprimento dos corpos de prova de 150 e 180 mm ensaiados

com puno hemisfrico. Estas variaes ora de posio ora de orientao da fratura podem ser atribudas s condies

de atrito e lubrificao sob elevadas presses de contato. As deformaes limites definidas para chapa de ao AISI 304L

esto apresentadas nas Fig. 9(a) e 9(b) segundo os mtodos Marciniak e Nakazima, respectivamente. Pode-se observar

que as duas curvas na condio de estrico apresentam a mesma tendncia. Entretanto, as deformaes limites

definidas a partir dos ensaios com puno hemisfrico atingem valores um pouco mais elevados no domnio de

estampagem. Esta diferena pode ser atribuda aos efeitos de flexo que tem lugar nos ensaios com puno hemisfrico.

Ainda, possvel observar uma diferena maior entre as deformaes na estrico e na fratura definidas com o puno

plano. Isto pode ser atribudo ao modo de deformao em estado plano de tenses isento de efeitos de flexo que produz

efeitos de gradientes de deformao de longo alcance comparados as restries de contato nos ensaios com puno

hemisfrico.

(a)



(b)

Figura 8. Corpos de prova deformados: (a) puno plano e (b) puno hemisfrico.

-0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,40,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Estrico com ajuste

Estrico

Fratura

Marciniak

20 mm

40 mm

60 mm

80 mm

100 mm

120 mm

130 mm

140 mm

150 mm

180 mm

220 mm

1

2

-0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

20 mm

40 mm

60 mm

80 mm

100 mm

120 mm

130 mm

140 mm

150 mm

180 mm

220 mm

Estrico com ajuste

Estrico

Fratura

Nakazima

1

2

(a) (b)

Figura 9. Curva Limite de Conformao da chapa de ao inoxidvel austentico AISI 304L: (a) puno cilndrico

plano (Marciniak)[6] e (b) puno hemisfrico (Nakazima)[7].

Cabe ressaltar que a CLC na estrico pelo mtodo proposto por Marciniak obteve no domnio de deformao

biaxial, com o corpo de prova de dimetro de 220, uma queda da maior deformao principal na superfcie (1), essa queda pode ser relacionada a altos valores de frao transformada, demosttrada a seguir na Fig. (11) e

consequentemente com a perda de ductililade. Por sua vez a CLC na estrico pelo mtodo proposto por Nakazima no

apresentou essa queda da maior deformao principal na superfcie (1) no corpo de 220 mm de dimetro. Tal fato pode estar relacionado superfcie de contato obtendo um maior atrito e ao corpo de prova de largura de 150 mm ter sido

deslocado para a direita do grfico com valores de 2 > 0,3 obtendo-se assim um vazio no intervalo de 0,1 a 0,3 de

menor deformao verdadeira na superfcie (2).

Observa-se a interseo da curva CLC em deformao plana (2 = 0) aproximadamente igual a 1 = 0,342 e 1 = 0,388 para os ensaios realizados com os punes plano e hemisfrico, respectivamente. Percebe-se que o valor do

expoente de encruamento do material n = 0,31 determinado no ensaio de trao uniaxial para avaliao das

propriedades mecnicas do material no intervalo de 0,1 a 0,2 de deformao verdadeira, obteve valores prximos aos de

maior deformao principal na superfcie (1) no ponto de interseo da Curva Limite de Conformao com o eixo das

abscissas, ou seja, na rea correspondente ao domnio de deformao plana (1 > 0 e 2 .= 0). Foi obtida a transformao de fases em funo das sees definidas ao longo de cada corpo de prova dos ensaios

propostos por Marciniak e Nakazima. Como descrito anteriormente foram construdos grficos da frao transformada

de martensita em funo das sees definidas nas superfcies de todos os corpos de prova com as fraturas sendo

representadas com uma reta no grfico na direo vertical. A Fig. (10) mostra a frao transformada de martensita ao

longo da superfcie dos corpos de prova de largura 20, 130 e 220 mm dos ensaios propostos por Marciniak e Nakazima.

Onde, observa-se que no houve variao significativa da frao de martensita transformada ao longo dos corpos de

prova, porm no ensaio com puno plano apresentou uma pequena elevao nos pontos mais afastados do centro dos

corpos de prova de larguras 130 e 220 mm, mostrado nas Fig. 10(b) e 10(c), respectivamente. Tal fato pode estar



relacionado com a proximidade do raio de curvatura da extremidade do puno plano ocorrendo o efeito de flexo que

favorece a frao de martensita transformada. Tal efeito ocorre igualmente nos corpos de prova do ensaio com puno

hemisfrico, porm distribudo ao longo dos corpos de prova, ocasionando uma maior frao de martensita

transformada distribuda ao longo do corpo de prova.

-30 -20 -10 0 10 20 300,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Fra

o

vo

lum

tri

ca d

e m

arte

nsi

ta

Distncia (mm)

Largura 20 mm

Marciniak

Nakazima

-30 -20 -10 0 10 20 30 400,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Fra

o

vo

lum

tr

ica d

e m

art

en

sita

Distncia (mm)

Largura 130 mm

Marciniak

Nakazima

(a) (b)

-30 -20 -10 0 10 20 300,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Distncia (mm)

Dimetro 220 mm

Marciniak

NakazimaFra

o

vo

lum

tr

ica d

e m

art

en

sita

(c)

Figura 10. Anlise da frao transformada na superfcie dos corpos de prova de larguras: (a) 20 mm, (b) 130

mm e (c) 220 mm ensaios realizados com puno plano; (d) 20 mm, (e) 130 mm e (f) 220 mm ensaios realizados

com puno hemisfrico.

A Fig. (11) apresenta a frao de martensita-' induzida por deformao em funo da menor deformao h

superfcie (2 ) determinada para a chapa de ao inoxidvel austentico AISI 304L a partir dos ensaios realizados com os punes plano e hemisfrico. Observa-se que a transformao de fases se d em valores mais altos no ensaio realizados

com puno hemisfrico, o que pode estar relacionado com os maiores nveis de deformao plstica efetiva obtidos

nesta metodologia visto os maiores valores da maior deformao principal em comparao com os resultados obtidos

nos ensaios do puno plano, vide Fig. (9).



-0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2 0,3 0,40,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

Marciniak

130 mm

140 mm

150 mm

180 mm

220 mm

Fra

o

de m

art

en

sita

-'

2

20 mm

40 mm

60 mm

80 mm

100 mm

120 mm

-0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.40.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Fra

o

de m

art

en

sita

-'

2

130 mm

140 mm

150 mm

180 mm

220 mm

20 mm

40 mm

60 mm

80 mm

100 mm

120 mm

Nakazima

(a) (b)

Figura 11. Martensita-' induzida por deformao em funo da menor deformao determinada para a chapa de ao inoxidvel austentico AISI 304L: (a) puno plano (Marciniak)[6] e (b) puno hemisfrico

(Nakazima)[7].

4. CONCLUSES

Neste trabalho, o comportamento plstico de uma chapa de ao inoxidvel austentico AISI 304L foi caracterizado

por meio de ensaios de trao uniaxial e Curva Limite de Conformao. A partir das anlises de resultados

experimentais foi possvel estabelecer as seguintes concluses:

1) o ao AISI 304L apresentou elevados valores de resistncia mecnica e ductilidade em razo da transformao de

fases ' induzida por deformao plstica, porm, com baixos valores de anisotropia plstica normal; 2) as deformaes limites na definidas pelas metodologias Marciniak (puno plano) e Nakazima (puno hemisfrico)

tem mesma tendncia na condio de estrico, porm, maiores nveis de deformao foram obtidos nos ensaios com

puno hemisfrico em razo de efeitos de flexo e atrito que influenciam a cintica de transformao de fases ' induzida por deformao plstica;

3) um maior espaamento da menor deformao na superfcie ( entre um corpo de prova e outro pode desfavorecer a preciso na determinao da Curva Limite de Conformao;

4) a geometria dos punes tem influncia na transformao de fases ', onde foi observado que ao longo dos

corpos de prova dos ensaios com puno hemisfrico houve uma maior transformao de fases ' em relao aos ensaios com puno plano, devido aos efeitos de flexo.Contudo a geometria do puno plano favoreceu uma maior

transformao de fases ' nos pontos mais afastados do centro, ou seja, prximo ao raio de curvatura, relacionados tambm aos efeitos de flexo;

5) o valor de expoente de encruamento (n) obtido no intervalo de 0,1 e 0,2 de deformao verdadeira em ensaios de trao uniaxial e os valores da maior deformao verdadeira na superfcie () no domnio de deformao plana ) obtidas nos ensaios para a determinao da CLC com punes planos e hemisfricos apresentaram valores

aproximados, podendo assim serem correlacionados.

5. AGRADECIMENTOS

Os autores gostariam de expressar seus sinceros agradecimentos as empresas Aperam Inox Amrica do Sul S/A (fornecimento de chapas de ao AISI 304L), CSN (realizao de ensaios de trao uniaxial) e USIMINAS (realizao

de ensaios de Curva Limite de Conformao). MCC e MCSF agradecem a CAPES pelas bolsas de estudos de Mestrado

e Doutorado, respectivamente. LPM agradece ao CNPq (Bolsa de Produtividade PQ2 e Edital Universal 2010) e a

FAPERJ (JCNE 2012) pelo fomento a pesquisa.

6. REFERNCIAS

[1] Costa e Silva A.L e Mei, P.R., Aos inoxidveis, Aos e ligas especiais, 2 edio, 2006.

[2] Galle, S e Pilvin,P., Deep drawing simulation of a metastable austenitic stainless steel using a two-phase model.

Journal of Materials Processing Technology. Vol. 210, p. 835-843, 2010.

[3] Dan, W.J , W.G. Zhang, W.G, Li, S.H, Lin, Z.Q., A model for strain-induced martensitic transformation of TRIP

steel with strain rate. Vol. 40, p. 101-107, 2007.

[4] Hecker, S.S., Stout, M.G., Staudhammer, K.P., Smith, J.L., 1982. Effects of strain state and strain rate on

deformation-induced transformation in 304 stainless steel.Part I. Magnetic measurements and mechanical behavior.

Metall. Trans,Vol. A13, p. 619626, 1982.



[5] Tavares, S.S.M.; Pardal, J.M.;da Silva, M.J. Gomes; Abreu, H.F.G.; da Silva, M.R.. Deformation induced

martensitic transformation in a 201 modified austenitic stainless steel. 2009. [6] Marciniak, Z. e Kuczynski, K., Limit strains in the processes of stretch-forming sheet metal, International

Journal of Mechanical Sciences, Vol. 9, N. 9, 1967, pp. 609-620.

[7] Nakazima, K. , Kikuma, T. e Hasuka, T., Study on the formability of steel sheets, Yawata Technical Report Nr. 284,

1968, pp. 140141. [8] International Organization for Standardization. ISO 12004-2: Metallic materials-sheet and strip-determination of

forming limit curves part 2: determination of forming limit curves in laboratory. Geneva, 2007.

7. DIREITOS AUTORAIS

Os autores so os nicos responsveis pelo contedo do material impresso includo no seu trabalho.

EVALUATION OF THE FORMING LIMIT CURVE OF AN AUSTENITIC

STAINLESS STEEL

COBEF2013-0037

Abstract: In this work, the mechanical properties and the plastic behavior of an austenitic stainless steel sheet AISI

304L were evaluated by means of uniaxial tensile and Forming Limit Curve tests. From the uniaxial tensile testing the

mechanical properties of the material were obtained in three directions, namely, 0, 45 and 90 degrees with respect to

the rolling direction, and Forming Limit Curve (FLC) was evaluated by employing cylindrical flat-bottom (Marciniak) and hemispherical (Nakazima) punch test geometries. Also, the austenite-martensite phase transformation was

evaluated with the help of ferritoscope as a function of the FLC specimen width for both hemispherical and flat-

bottomed punch geometries. The limit strains were analyzed in both localized necking and fracture conditions, showing

the good formability of the austenitic stainless steel AISI 304L sheet.

Key word: Curve Forming Limit, Austenitic stainless steel,TRIP Effect, Sheet Metal Forming.

Artigo Do Cobef.2013 Bressan Revisando Aço INOX

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