Estudo comparativo das propriedades mecânicas dos tubos quadrados laminados a quente com os conformados a frio com tratamento térmico de alívio de tensão

Abstract

O uso de perfis tubulares estruturais, sejam eles de seção circular, quadrada ou retangular, na construção civil ou em equipamentos mecânicos ainda é incipiente no Brasil. Isto se deve, entre outros fatores, ao baixo número de pesquisas nacionais sobre o tema. Para contribuir neste campo, este trabalho teve o objetivo de realizar um estudo comparativo entre seções quadradas laminadas a quente com as conformadas a frio, pois, no Brasil, a maior parte dos tubos são fabricados por conformação a frio e também por haver grande interesse internacional pela comparação direta entre os perfis produzidos por estes dois processos distintos. Para isto, análises dimensionais da seção transversal, das composições químicas e metalográficas e ensaios de dureza por microindentação, de impacto Charpy, de tração e de compressão foram realizados em tubos de 80x80x10 mm de aço carbono para aplicação estrutural com tensão de escoamento mínima de 355 MPa. Os resultados demonstraram que o tubo conformado a frio com posterior tratamento térmico de alívio de tensão possui área de seção transversal 2,7% menor, distribuição de dureza e propriedades mecânicas praticamente uniformes na seção transversal, ótima tenacidade em baixas temperaturas e maior resistência à tração e à compressão quando comparado com a mesma seção laminada a quente. Portanto, para a seção analisada, ficou comprovada a equivalência estrutural dos tubos laminados a quente com os conformados a frio com posterior alívio de tensão por tratamento térmico.

The use of hollow structural sections, be them circular, square or rectangular hollow section, at civil construction or at mechanical equipment is still incipient in Brazil. This is due, among other factors, the low number of national researches about the matter. To contribute in this field, this work had the goal to realize a comparative study between square hollow sections hot rolled with the cold formed because most tubes are produced by cold forming in Brazil and also because the great international interesting for the direct comparison between the profiles produced by these two different processes. For this, cross section dimension, chemical composition and metallographic analyzes and microindentation hardness, Charpy impact, tension and compression tests were realized in tubes of 80x80x10 mm of carbon steel for structural application with minimum yield stress of 355 MPa. The results demonstrated that the cold formed tube with subsequent heat treatment of stress relieve has cross sectional area 2,7% lower, uniform hardness distribution and mechanical properties in the cross section, great toughness at low temperatures and higher tension and compression resistance when compared with the same section hot rolled. Therefore, for the section analyzed, was proved the structural equivalence of the hot rolled tubes with the cold formed plus stress relieve by heat treatment.