Simulação por elementos finitos do processo de laminação de tiras a quente de aços C­Mn

Abstract

Nesta dissertação, foi desenvolvido um modelo de elementos finitos para simular o primeiro passe da laminação a quente do trem acabador de tiras de aço C­Mn. O comportamento desse aço é definido por equações constitutivas que descrevem os mecanismos de encruamento e recristalização acoplados aos campos de tensões, deformações e temperatura. Para tal, foi desenvolvida uma sub­rotina em linguagem FORTRAN disponível no programa de elementos finitos ABAQUS/Standard. O modelo de laminação a quente foi estabelecido no estado plano de deformação por meio de elementos finitos com acoplamento dos campos de temperatura e deformação para o cilindro de trabalho e tira de aço. As dimensões e condições de processo foram obtidas a partir de dados industriais do laminador de tiras a quente da CSN. Os parâmetros do modelo termomecânico­metalúrgico foram obtidos a partir de dados disponíveis na literatura. O modelo prediz as distribuições de temperaturas e valor de carga de laminação em boa concordância com as medidas industriais. A evolução microestrutural foi avaliada na zona de mordida e na região entre a primeira e segunda cadeira de laminação. Os resultados do modelo evidenciam que há ocorrência de recristalização dinâmica durante o primeiro passe e, apontam que em determinadas regiões da tira a fração recristalizada dinamicamente chega a 100%. Também ficou evidente que em algumas regiões da tira o fenômeno de restauração predominante foi o de recristalização metadinâmica. A análise de sensibilidade dos parâmetros do modelo foi feita para determinar o seu impacto nos resultados das simulações, notadamente na força de laminação e no tamanho de grão austenítico final.