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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39228| Título: | Comportamento tribológico de aços ferramenta utilizados em estampagem a quente |
| Título(s) alternativo(s): | Tribological behavior of tool steels employed in hot stamping |
| Autor(es): | Breganon, Rogério |
| Orientador(es): | Pintaúde, Giuseppe |
| Palavras-chave: | Estampagem (Metais) Aço para ferramentas Atrito Tribologia Desgaste mecânico Metais - Tratamento térmico Automóveis - Projetos e construção Oxidação Metal stamping Tool-steel Friction Tribology Mechanical wear Metals - Heat treatment Automobiles - Design and construction Oxidation |
| Data do documento: | 29-Out-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | BREGANON, Rogerio. Comportamento tribológico de aços ferramenta utilizados em estampagem a quente. 2025. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2025. |
| Resumo: | A utilização de estampagem a quente é crescente na fabricação de peças automotivas, por isso a influência do processamento e o desenvolvimento de novos materiais que permitam maior produtividade vem sendo estudados ao longo dos anos. Neste contexto, o presente trabalho visa estudar o comportamento tribológico dos aços ferramenta, 1.2344 (H13, X40CrMoV51), 1.2367 (X38CrMoV53), WP7V® e CP2M®. Para o estudo, os aços ferramenta foram tratados termicamente em banho de sais, com temperatura de austenitização de 1050 °C e triplo revenimentos de 2 horas cada. As temperaturas de revenimento foram selecionadas para que as faixas de dureza 4649, 5455 e 5758 HRC fossem alcançadas. Os ensaios de desgaste foram conduzidos utilizando um tribômetro configurado em dois ensaios: i) na configuração de deslizamento alternativo, não lubrificado, com frequência de 5 Hz, carga aplicada de 25 N, tempo de 60 minutos e temperatura de 200 °C além da temperatura ambiente. Para o contracorpo foram utilizadas esferas de alumina (Al2O3) de 5 mm de diâmetro e dureza de 1455 HV0,3, e ii) na configuração de riscamento linear, com carga progressiva de 4 a 40 N na temperatura ambiente. Foram realizadas análises metalográficas, medições de dureza, microdureza e nanodureza, difração por raios X, ensaios de impacto com e sem entalhe, microscopia eletrônica de varredura, interferometria 3D e análises de espectrometria Raman. Os resultados mostraram a formação de uma tribocamada de óxidos (Fe2O3) nas trilhas de desgaste para os quatro aços estudados. Além do desgaste oxidativo, também foram observados a predominância de desgaste abrasivo, adesivo além da presença de debris e deformação plástica. Maior desgaste das esferas foi observado para os ensaios em temperatura ambiente. Também foi observada a transferência de materiais entre os aços ferramenta e a esfera. O aço CP2M® se apresentou com melhor desempenho tribológico quando comparado em função dos resultados de COF e taxa de desgaste para os ensaios em temperatura ambiente e a 200 °C, porém baixa resistência ao impacto em função da presença de carbonetos grosseiros. Carbonetos com valores de dureza na ordem de 15,75 a 16,76 GPa e 12,13 a 23,54 GPa foram encontrados nos testes de nanodureza nos aços WP7V® e CP2M®. |
| Abstract: | The use of hot stamping is increasing in the manufacture of automotive parts, therefore the influence of processing and the development of new materials that allow greater productivity have been studied over the years. In this context, the present work aims to study the tribological behavior of tool steels,1.2344 (H13, X40CrMoV51), 1.2367 (X38CrMoV53), WP7V® and CP2M®. For the study, the tool steels were heat treated in a salt bath, with an austenitization temperature of 1050 °C and triple tempering of 2 hours each. The tempering temperatures were selected só that the hardness ranges of 4649, 5455 and 5758 HRC were reached. The wear tests were conducted using a tribometer configured in two tests: i) in the reciprocating sliding configuration, unlubricated, with a frequency of 5 Hz, applied load of 25 N, time of 60 minutes and temperature of 200 °C in addition to room temperature. Alumina spheres (Al2O3) of 5 mm in diameter and hardness of 1455 HV0.3 were used for the counterbody, and ii) in the linear scratch configuration, with a progressive load of 4 to 40 N at room temperature. Metallographic analyses, hardness, microhardness and nanohardness measurements, Xray diffraction, impact tests with and without notch, scanning electron microscopy, 3D interferometry and Raman spectrometry analyses were performed. The results showed the formation of a tribolayer of oxides (Fe2O3) in the wear tracks for the four steels studied. In addition to oxidative wear, the predominance of abrasive and adhesive wear, in addition to the presence of debris and plastic deformation, were also observed. Greater wear of the spheres was observed for the tests at room temperature. Material transfer between the tool steels and the ball was also observed. The CP2M® steel presented the best tribological performance when compared according to the COF and wear rate results for the tests at room temperature and 200 °C, but low impact resistance due to the presence of coarse carbides. Carbides with hardness values in the order of 15.75 to 16.76 GPa and 12.13 to 23.54 GPa were found in the nanohardness tests on the WP7V® and CP2M® steels. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39228 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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