aspectos relevantes na simulação do tratamento térmico · tratadores térmicos cativos...
TRANSCRIPT
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.
Aspectos Relevantes na
Simulação do Tratamento Térmico
Metodologia
Mariana Medeiros – ComercialPedro Stemler – EngenhariaAlisson Duarte – Engenharia
14 de Março, 2018
SIXPRO Virtual&Practical Process
[email protected] / www.sixpro.pro
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved. 2
• Propriedades de materiais
• Tratamentos Térmicos
• Estampagem
• Forjamento
• Extrusão
• Laminação
• Trefilação
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved. 3
Agente Oficial no Brasil
Agente Oficial na América do Sul
SG PROJETOS
Center for Precision FormingOSU/The Ohio State University
Parceiros
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.4
Contexto
Tratadores Térmicos
Cativos
Prestadores de Serviço
Qual a principal ferramentado tratador térmico?
A Reza
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.6
Microestrutura Pós-Têmpera
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.10
CementaçãoTeor de carbono (%)
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.12
Sobremetal
*Deslocamento da geometria final aumentado 50x.
Deslocamento (mm)
Geometria Final
Geometria Inicial
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.14
Anel em “C”Simulação de distorção em função da formação de martensita e tensões residuais durante a têmpera
Variação dimensionalMétodo Erro na
previsão (%)Experimental Simulado
Vão (mm) 0,43 0,402 6,5%
Diâmetro externo** (mm) 0,09 0,084 6,7%
Vão = n’ – n
Diâmetro externo = m’ - m
[da Silva et al., 2012]
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.15
Distorção do Anel em “C”
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.16
Anéis Laminados a Quentee Tratados Termicamente
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.17
Têmpera de Anéis Laminados
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.18
OvalizaçãoSimulação da têmpera de anéis resultando em distorção
Deslocamento da geometriaaumentado 10x
8 mm
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.20
Trincas 6 ½”
Fratura circunferencial
Fratura circunferencial
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.21
Região Frágil• Após temperado em água,
o cilindro de aço SAE 4140 apresenta regiões próximas à superfície (cores escuras) com elevada quantidade de martensita
• Portanto, essas regiões possuem altas dureza e fragilidade
• Essas regiões são mais susceptíveis à ocorrência de fratura.
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.23
Tensão Radial
Região de elevada tensão radial (trativa)
direção radial
direção axial
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.24
Tensão Axial
Região de elevada tensão axial (trativa)
direção radial
direção axial
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.25
Mecanismo da Fratura
Maiores tensões trativas
Maiores tensões trativas
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.26
Mecanismo da Fratura
Início da fratura
Propagação da fratura
Possibilidade
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.27
Mecanismo da Fratura
Cilindro austenitizado
Rápida formação martensítica na região externa
Contração térmica na região interna
Ocorrência de tensões trativas entre a “região externa temperada” e a “região interna contraída termicamente”.
*Distorção aumentada 10x para melhor visualização.
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.29
Diferentes Meios
Sugestão aceita
Status: teste em andamento
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.
P1 P2
Água 1,00 0,74
Óleo -0,37 -0,56
Óleo e Água 0,39 0,15
Meio de
Resfriamento
Máxima Tensão Principal (MPa)
30
Correlação
Água Óleo Óleo e Água
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.31
Programa de previsão do risco de trincas
Dados de entrada:
• Diâmetro da peça
• Comprimento da peça
• Temperatura da peça
• Meio de resfriamento
• Temperatura do meio de resfriamento
• Combinações de meios de resfriamento
Previsão de saída:
• Probabilidade de ocorrência de trinca
Chão de Fábrica
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.33
Serviços sugeridos:
• Previsão do Tempo de Imersão
• Trincas em Aço SAE 4140
• Previsão de Sobremetal
• Tratamentos Isotérmicos
• Tratamentos Cíclicos/Pescaria p/ Óleo
• Combinação de Meios
Desenvolvimento
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.34
Variação Dimensional de Tubos sem Costura
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved. 35
Tubos Sem Costura
TêmperaEtapa CRÍTICA
Aquecimento
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.
Simulado: 0,15%Experimental: 0,13%
36
Correlação dos Resultados
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.37
Programa de previsão da vazão no tanque
Dados de entrada:
• Aço do tubo
• Dimensões do tubo
• Temperatura de austenitização
• Temperatura do meio de resfriamento
Previsão de saída:
• Vazão necessária dentro do tanque
Chão de Fábrica
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.38
Implementação da Simulação
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.39
Notícia (11/03/2018) Necessidade
Desenvolvimento do parque industrial
Simulação Computacional
© Copyright SIXPRO Virtual&Practical Process (6Pro). All Rights Reserved.
Tire dúvidas!
Teste o software!
Solicite a sua simulação!
[email protected] / www.sixpro.pro
Assista a Parte II
Simulação no Chão de Fábrica
(segundo dia do Seminário)