Sincron - Usiminas

Sincron
ÍNDICE
6
Em Sincronia com o Mercado
10
A Tecnologia CLC
de Produção das
Chapas Sincron
12 Processo de Produção
20
Linha de Produtos da Série Sincron
24
Sincron Naval & Offshore
30
Extensão da Série Sincron para
Oleodutos e Gasodutos: API 5L
34
Extensão da Série Sincron para
Plataformas Marítimas: API 2W 
36
Sincron Estrutural
38
Sincron WHS 500M
40
Sincron WHS 600T
42
Extensão da Série Sincron
Estrutural: En 10025-4
44
Aplicações dos Aços Sincron Estrutural
46
Condições de Acabamento
e Fornecimento
sincron
3
sincron
5
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l
t i vo
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Juntas, as unidades possuem capacidade nominal para
produzir 9,5 milhões de toneladas de aço líquido por ano.
A atuação integrada e o foco no valor agregado dos
produtos e serviços permitem à empresa oferecer o mais
completo portfólio de aços planos da siderurgia brasileira.
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No segmento de Chapas Grossas, a Usiminas dispõe de
linhas de produção com o uso de laminação controlada
e tratamento térmico, e de laminação controlada e
resfriamento acelerado. Essas combinações, geram aço
de qualidade em diferentes níveis de resistência mecânica.
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Móveis
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De placas a materiais revestidos, o aço da Usiminas é
resultante de uma histórica vocação para a pesquisa
e desenvolvimento, que permite à empresa extrair
produtos de qualidade superior e acompanhar a evolução
das exigências do mercado.
SA
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Em sintonia com o mercado e com um amplo portfólio
de produtos, as empresas do grupo atendem a segmentos
estratégicos para o desenvolvimento do país, como
automotivo, naval, óleo e gás, construção civil, máquinas
e equipamentos, linha branca, distribuição, entre outros.
9,5 milhões de
toneladas
26%
q
Má
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Ag
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A Usiminas é um dos maiores complexos siderúrgicos
da América Latina e líder do mercado nacional de aços
planos. Atuando em toda a cadeia de produção do aço,
está presente em 7 estados do país.
A empresa possui duas plantas siderúrgicas: a Usina
Intendente Câmara, em Ipatinga, no Vale do Aço, em
Minas Gerais, e a Usina José Bonifácio de Andrada e
Silva, no Pólo Industrial de Cubatão, em São Paulo.
Tubos
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Automotivo
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Tecnologia, qualidade e inovação marcam o compromisso
da Usiminas com a excelência e com o apoio ao
desenvolvimento do Brasil.
7
sincron
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Construção Ci
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Distribu
a
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Linha
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Soluções
completas
em aço
Em Sincronia
com o mErcado
SINCRON
Focada em agregar alto conteúdo tecnológico aos seus produtos, a Usiminas desenvolveu
as chapas grossas Sincron para proporcionar ao mercado mais produtividade, qualidade,
tempo e custos competitivos.
São aços de qualidade premium capazes de apresentar, simultaneamente, alta resistência
mecânica e elevada tenacidade, com desempenho superior de soldabilidade.
Os aços Sincron são produzidos pela tecnologia CLC (Continous on-Line Control), uma das
mais modernas do mundo, transferida com exclusividade pela Nippon Steel Sumitomo
Metal Corporation para a Usiminas. O processo utilizado é o TMCP (Thermo Mechanical
Control Process), método de produção de chapas grossas consolidado por siderúrgicas de
maior nível tecnológico no contexto mundial.
Conciliar, controlar e integrar processos. Com os aços Sincron, o mercado consumidor de
chapas grossas pode contar com uma solução diferenciada e competitiva, desenvolvida
com alto rigor técnico para fortalecer o desenvolvimento industrial do Brasil
Por que usar Sincron?
Oferece controle –
saber, exatamente, como
o aço se comporta para
utilizá-lo com precisão:
Propicia produtividade –
menos tempo e mais valor
para os usuários:
•
limpidez e resistência;
aços feitos sob
rigoroso controle e com
equipamentos especiais;
• melhor homogeneidade
da composição química
e propriedades
mecânicas do aço;
• cliente com maior
controle do material
e dos resultados.
• aço com mais
• otimização dos
processos de soldagem;
• redução de custos
para o cliente.
Foca o cuidado –
respeito com o material,
equipamentos e, acima
de tudo, com as pessoas:
• melhor planicidade e
acabamento nas chapas;
• possibilidade de eliminar
pré-aquecimento nos
processos de soldagem
em geral;
• facilidade de uso;
• menor impacto
ambiental e maior
eficiência energética.
sincron
9
conceito da tecnologia clc
A tecnologia CLC de produção para chapas grossas é um
processo integrado de refino secundário do aço, uma técnica
especial de laminação controlada e uma tecnologia inovadora
de resfriamento acelerado. O processo combinado de
laminação controlada e resfriamento acelerado é conhecido
mundialmente por TMCP (Thermo Mechanical Control Process),
cujo know-how tecnológico foi aperfeiçoado pela Nippon Steel
Sumitomo Metal Corporation. A tecnologia foi patenteada
como CLC (Continous on-Line Control), e tem sido utilizada na
produção de chapas grossas de alta resistência (acima de 50
kgf/mm2) e/ou quando requisitos especiais de Charpy, DWTT
(Drop Weight Tear Test) e Sour Service são requeridos pelos
clientes. Os aços Sincron podem ser aplicados, principalmente,
na indústria naval, offshore e na construção civil.
o processo clc proporciona:
• refino de grãos e controle microestrutural;
• redução de carbono equivalente (Ceq).
com isso, os produtos da série Sincron oferecem:
• alta tenacidade;
• melhor soldabilidade através do baixo Ceq;
• maior resistência mecânica associada à Ceq menores;
• maior eficiência em campo (produtividade dos clientes).
PROCESSO INTEGRADO DA TECNOLOGIA CLC
O processo integrado da tecnologia CLC para produção dos aços
Sincron pode ser dividido em duas etapas: a primeira refere-se
à fabricação do aço líquido na aciaria, através dos refinos
primário e secundário do aço; e a segunda etapa, à laminação
controlada e ao resfriamento acelerado das chapas grossas.
11
sincron
A tECNOlOgIA ClC
para pRODuçãO DAS
ChApAS SINCRON
1ª etapa: fabricação
do aço líquido e
lingotamento de placas
1
convertedor ld
A sucata e o ferro-gusa são
carregados no convertedor
LD, e, em seguida, é injetado
oxigênio, através de uma
lança, para a oxidação das
impurezas, paralelamente
às adições de ligas para a
obtenção da composição
química desejada.
Ref
ino
2
sec
4
und
ár
io
Forno-panela
O aço líquido é tratado
no forno panela,
onde se estabiliza a
temperatura e são feitas
adições para ajuste de
composição química e
dessulfuração do aço.
Duplo refino
Os aços CLC recebem um
tratamento diferenciado de
“duplo refino”. Isso quer dizer que
passam pelo forno panela e pelo
desgaseificador a vácuo (RH), o
que proporciona um controle
rigoroso da composição química.
Com isso, os aços CLC possuem
um teor de enxofre mais baixo
comparado aos demais.
lingotamento contínuo
O aço tratado é vazado em um
distribuidor que alimenta os moldes para
o lingotamento com controles especiais,
com o intuito de minimizar a ocorrência de
segregação central durante a solidificação.
desgaseificador
a vácuo (rH)
3
A panela com aço líquido é
posicionada no equipamento
RH em um ambiente a
vácuo, onde se promove
a desidrogenação do aço.
5
acabamento das placas
A superfície das placas e a qualidade
interna são inspecionadas e defeitos
superficiais são eliminados pelo
processo de escarfagem. A seguir,
as placas são enviadas para a linha
de laminação de chapas grossas.
13
sincron
Conheça o fluxo de fabricação de aço líquido
e o lingotamento de placas na produção dos
aços da linha Sincron pelo processo CLC.
2ª etapa:
laminação controlada +
resfriamento acelerado
Conheça o fluxo de laminação de chapas grossas da série Sincron.
Forno
de reaquecimento
1
15
resfriamento
acelerado
4
Etapa na qual a chapa é resfriada
rapidamente com água, com
a finalidade de controlar
a microestrutura do aço e,
assim, atingir as propriedades
mecânicas requeridas na
especificação do produto final.
laminação
de desbaste e
acabamento
2
Processo de laminação
controlada em que a placa é
laminada na fase de desbaste
acima da temperatura
de não recristalização do
constituinte austenita (Tnr)
e, posteriormente, laminada
abaixo dessa temperatura até
a espessura final requerida
pelo cliente, promovendo
significativo refino de grão.
desempenadeira
a quente
3.
Antes do laminado ser
enviado ao resfriamento
acelerado, o material passa
em uma desempenadeira
a quente para a melhoria
da forma, a fim de que o
resfriamento seja o mais
uniforme possível em todas
as direções da chapa.
desempenadeira
a frio e prensa
5.
Equipamentos complementares
off-line utilizados para correção
de forma, permitindo
o atendimento a requisitos
rigorosos de planicidade.
sincron
As placas são inicialmente
introduzidas em fornos de
reaquecimento para atingirem
a temperatura adequada de
laminação e para a dissolução
dos precipitados formados na
aciaria. Nesses fornos, o controle
e a uniformidade de temperatura
em todas as direções da placa são
fundamentais para a garantia de
forma e propriedades mecânicas
requeridas no produto final.
o equiPamento de
reSFriamento acelerado clc
O equipamento de resfriamento acelerado CLC da laminação de chapas
grossas da Usiminas – Usina de Ipatinga – permite o desenvolvimento da série
Sincron, uma linha de chapas grossas especiais e de qualidade superior. Este
material possui características especiais de pré-controle de forma, com o uso
da desempenadeira a quente, e controle de taxas de resfriamento a água, de
acordo com as propriedades a serem requeridas pelo produto final.
O equipamento de resfriamento acelerado CLC possibilita o refino de grãos e
a obtenção de diferentes microestruturas no aço em função da composição
química e das taxas de resfriamento utilizadas (resfriamento acelerado ou
têmpera direta), temperaturas de início e final de resfriamento. Ver Gráfico 1.
AUSTENITA
FERRITA
PERLITA
Tempo de transferência
TIR
Temperatura de início de resfriamento
CR
Taxa de resfriamento
TFR
Temperatura de final de resfriamento
600
BAINITA
tTR
CR
AUSTENITA
MARTENSITA
FERRITA
PERLITA
tTR Tempo de transferência
TFR
TIR
BAINITA
Temperatura de início de resfriamento
TFR
Tempo de transferência
TIR
Resfriamento acelerado
Temperatura de início de resfriamento
CR
Taxa de resfriamento
TFR
800
Temperatura de final de resfriamento
Resfriamento ao ar
800
500
CLC
700
Tempo
Têmpera direita
400
Laminação controlada
600
Convencional
0,20
CR Taxa de resfriamento
MARTENSITA
PERLITA
Têmpera direita
tTR
LR MPa
TFR
TIR
800
700
LR MPa
Temperatura
CR
tTR
sincron
TIR
tTR
LR MPa
17
Resfriamento acelerado
Temperatura de final de resfriamento
Ceq (%)
500
CLC
Resfriamento ao ar
Tempo
Gráfico 1 – Curvas de resfriamento do processo CLC no equipamento de resfriamento acelerado da Usiminas.
Resfriamento acelerado
0,50
0,40
700
600
400
Têmpera direita
Laminação controlada
Convencional
500
0,20
Resfriamento ao ar
Tempo
0,30
400
0,30
CLC
0,50
0,40
Ceq (%)
Laminação controlada
Convencional
0,20
0,30
0,40
0,50
Ceq (%)
200
Faixa de aporte térmico
Aços convencionais
(%)
E - 20(J)
300
0,28
Chapa normalizada
sincron
19
lINhA DE pRODutOS
DA SéRIE SINCRON
Os produtos da série Sincron são aplicados amplamente em
situações em que se requer aços de alta resistência mecânica, alta
produtividade em soldagem e tenacidade a baixas temperaturas
como na indústria de óleo e gás, e também em outros segmentos
que requerem desempenho superior na fabricação de componentes
estruturais, como o dos fabricantes de máquinas e equipamentos
industriais e rodoviários.
PrinciPaiS vantagenS
• e xcelente planicidade e uniformidade de propriedades mecânicas;
• a lta tenacidade associada a elevada resistência;
• p ossibilidade de redução de peso estrutural, com a aplicação, em
• p ossibilidade de eliminação do preaquecimento, mesmo para aços
21
• e xcelentes propriedades de impacto, mesmo com soldagem de alto
sincron
larga escala, de aços de alta resistência;
de alta resistência;
aporte térmico;
• redução do número de passes de solda;
• p ossibilidade de uso de solda de topo e de eliminação do processo
de chanfro duplo;
•m
elhores garantias de tolerância na fabricação e na montagem de
estruturas metálicas;
Em função dos itens anteriores, tem-se alta produtividade industrial,
com redução do tempo de soldagem e de mão de obra.
PrinciPaiS caracteríSticaS técnicaS
doS açoS SINCRON
• Quando se requer um produto com limite de resistência mecânica elevada, a
melhor solução são os aços Sincron, pois devido ao seu menor Ceq, a soldabilidade
é facilitada e com desempenho superior aos aços convencionais. Ver Quadro 1.
• Os aços da linha Sincron, caracterizados pela alta resistência mecânica
e pelo desempenho superior de soldagem em função do menor carbono
equivalente (Ceq), são obtidos exclusivamente pelo processo CLC.
Propriedades
Aço Convencional
Aço Sincron
• O processo CLC permite a obtenção de uma microestrutura refinada,
com impacto positivo nas propriedades mecânicas do aço (resistência
e tenacidade), conforme Figura 3.
Carbono equivalente
Limite resistência
Laminação convencional
Soldabilidade
Ceq = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15
Quadro 1 – Comparativo das propriedades de resistência e soldabilidade dos aços Sincron versus aços convencionais.
vantagem no uso do processo clc,
exclusividade dos aços Sincron:
TIR
tTR
Temperatura
CR
AUSTENITA
FERRITA
PERLITA
tTR
Tempo de transferência
TIR
Temperatura de início de resfriamento
CR
Taxa de resfriamento
TFR
Temperatura de final de resfriamento
LR MPa
800
700
600
BAINITA
Têmpera direita
TFR
Resfriamento acelerado
MARTENSITA
500
CLC
Resfriamento ao ar
Tempo
400
Laminação controlada
Convencional
0,20
0,30
0,40
0,50
Ceq (%)
Figura 3 – Microestrutura de aço 50 kgf/mm ;
espessura: 25 mm do processo convencional
versus CLC (x200).
Fonte: Usiminas
2
50pm
Gráfico 2 – Relação entre limite de resistência (MPa) versus carbono equivalente (Ceq) por processo de laminação.
sincron
Conforme mostra o Gráfico 2, para um determinado nível de resistência mecânica, o
carbono equivalente (Ceq) pode ser reduzido entre 0,05%–0,15%, utilizando-se o processo
CLC em comparação com o processo convencional. Além disso, para uma determinada
especificação de Ceq, consegue-se obter um aumento de resistência mecânica da ordem
de 100 MPa–150 MPa, com a escolha do processo CLC como rota de laminação.
50pm
CLC
23
Sincron
naval e offshore
Os aços Sincron foram desenvolvidos para oferecer desempenho
superior na construção naval e offshore, na montagem das estruturas
de plataformas marítimas e nas demais construções que requerem
o uso de aços de alta resistência mecânica.
Diversos são os benefícios na utilização dessa linha de produtos:
• vantagens operacionais;
• segurança;
• ganho, em produtividade, aos construtores e aos usuários;
• flexibilidade na seleção e na especificação de material para o
desenvolvimento dos projetos de engenharia de dutos, embarcações,
plataformas marítimas e estruturas metálicas.
Especificações
Temperatura ensaio Charpy
0° C
-20°C
-40° C
25
-60°C
32 kgf/mm2
AH32
DH32
EH32
FH32
kgf/mm2
AH36
DH36
EH36
FH36
40 kgf/mm2
AH40
DH40
EH40
FH40
43 kgf/mm2
AH43
DH43
EH43
-
47 kgf/mm2
AH47
DH47
EH47
-
36
desenvolvido na faixa de 12,00 -50,80 mm
em estudo para desenvolvimento
Está em desenvolvimento a ampliação da faixa de espessura máxima do grau EH36Z
acima de 50,80mm
sincron
Limite escoamento
AUSTENITA
FERRITA
entidades classificadoras
PERLITA
Tempo de transferência
TIR
Temperatura de início de resfriamento
CR
Taxa de resfriamento
TFR
Temperatura de final de resfriamento
Os aços navais da série Sincron são certificados
pelas principais entidades
TFR
classificadoras navais:
MARTENSITA
700
300
Faixa de aporte térmico
Aços convencionais
600
BAINITA
Bureau Veritas – France
800
Têmpera direita
Resfriamento acelerado
BV
Germanischer Lloyd – Germany
GL
Korean Register of Shipping – Korea
KR
Lloyd’s Register of Shipping – England
LR
Det Norske Veritas – Norway
DNV
Resfriamento ao ar
Tempo
Nippon Kaiji Kyokai – Japan
NK
American Bureau of Shipping – USA
ABS
500
400
Energia absorvida vE - 20(J)
Temperatura
CR
tTR
LR MPa
TIR
tTR
200
CLC
Laminação controlada
100
Convencional
0,20
0,30
> 34J
–
0,50
0,40
Ceq (%)
0
Codificação dos aços da série Sincron para a aplicação naval e offshore
A nomenclatura da especificação dos aços Sincron para a aplicação naval varia
conforme a entidade classificadora. Exemplo:
0
200
300
Aporte térmico na soldagem (kJ/cm)
Nota: grau do aço - TMCP DH 36
Gráfico 3 – Relação da energia absorvida na ZTA e no aporte térmico. Fonte: Nippon Steel Sumitomo Metal Corporation
SINCRON – NV – 12 – E36 – Z35 – TM
(A) (B) (C) (D) (E) (F)
eliminação de pré-aquecimento
(A) – Brand name Usiminas para os aços TmCP
(B) – Entidade classificadora
(C) – Edição da norma (ano)
(D) – Grau do aço (Charpy/Limite de escoamento mínimo em kgf./mm2)
(E) – Estricção Z (35%)
(F) – Tm: Thermo Mechanical Control Process
• Os aços da linha Sincron permitem a operação de soldagem, com redução de temperatura
ou eliminação do pré-aquecimento com alta performance, conforme Gráfico 4. Essa vantagem
é bastante importante na fabricação de plataformas e navios.”
Desempenho do aço TMCP (soldabilidade)
a PerFormance doS açoS Sincron na Soldagem
200
Pcm (%)
Faixa de aporte térmico
Aços convencionais
0,28
0,26
energia absorvida na Zta (Zona termicamente afetada)
0,24
• Os aços navais da100linha Sincron apresentam elevada energia absorvida (vE -20°C na ZTA,
0,22
mesmo com elevados aportes térmicos de soldagem), conforme Gráfico 3.
0,20
> 34J
–
• Os aços navais convencionais (tratamento térmico: normalização) ficam limitados a
0,18
aportes térmicos de soldagem da ordem de 50 KJ/cm.
Chapa TMCP
0
0
100
Aporte térmico na soldagem (kJ/cm)
Nota: grau do aço - TMCP DH 36
200
Chapa normalizada
300
0,16
0,14
20
30
Espessura (mm)
40
50
0
50
100
150
Temperatura de pré-aquecimento para
prevenir trincas no filete de solda - TMCP. (°C)
Nota: 1. Grau: EH36.
2. PCM(%)=C+ Si + Mn + Cu + Ni + Cr + Mo + V + 5B
Nota: 1. Grau: EH 36.
30 20 20 60 20 15 10
2. PCM(%) = C + Si + Mn + Cu + Ni + Cr + Mo + V + 5B
30 20de pré-aquecimento
20 60 20 na15soldagem.
10 Fonte: Nippon Steel Sumitomo Metal Corporation
Gráfico 4 – Relação entre Pcm e temperatura
27
sincron
Relação entre espessura, valor Pcm e parâmetro TMCP. Chapa TMCP e normalizada.
300
Energia absorvida vE - 20(J)
100
dureza (Taper Hardeness Test)
Suscetibilidade a “Cold Cracking”
• Os produtos da linha Sincron proporcionam um material com um nível de dureza
• Os produtos da linha Sincron apresentam baixa suscetibilidade ao trincamento a frio
(Cold Cracking), permitindo sua soldagem com uma redução significativa na temperatura
de pré- aquecimento ou mesmo sua eliminação, conforme pode ser visto no Gráfico 6.
Rod: D5016 4
10
60
500
400
Rod: D5016
4 EH36
Aço
14
12
Condições de soldagem
Rod: D5016 4mm
Aporte térmico:
17kJ/cm
10
Condições de soldagem
Aço EH36
Aço convencional
400
300
Espessura
200
300
200
100
Grau do
aço
Detecção
magnética
de trincas
(mm)
Método 5- section
Aço CLC
Aço
AH32
GrauEH32
do aço
EH 36
t = 35
Aço convencional
DH36
AH32
Aço
0
100
0.5 1.5
EH 36
t = 35
Aço convencional
2
3
Abertura do arco de soldagem
0
0.5 1.5
2
3
4
5
6
7
8
10
13
17
Cordão curto
Tempo de resfriamento de 800 °C a 500 °C (seg.)
4
5
6
7
8
10
A-A secão
60°
2
Detecção magnética de trincas
2
Método 5- section
Teste de trincamento: após 48 horas à temperatura do ensaio
Aço convencional
Aço CLC
200
A
80
60
A-A secão
60°
200
Rod: D5016 4mm
Aporte térmico:
Teste de trincamento: após 48 horas à temperatura do ensaio
17kJ/cm
E/2 E/2
Dureza Vickers. (10kgf)
Dureza Vickers. (10kgf)
500
60
E
12
30
14
A
80
A
20
25
EH32
DH36
25
Espessura
50
(mm)
80
25
25
50
80
25
Legenda
Legenda
Relação entre propriedades de trincamento
a frio200
e espessura da chapa de aço
Temperatura de pré-aquecimento para
para
prevençãoTemperatura
de ocorrênciadedepré-aquecimento
trincas (°C)
prevenção de ocorrência de trincas (°C)
Cordão curto
Abertura do arco de soldagem
Condições de soldagem
Aporte térmico
Espessura (∞) 22 20 28
16
[mm]
17700 (J/cm)
Cordão curto
16
14 12
10
Espessura (∞) 18
9500 (J/cm)
[mm]
Aporte térmico
Espessura (∞) 22 20 28
16
[mm]
17700 (J/cm)
16
14 12
10
Espessura (∞) 18
9500 (J/cm)
[mm]
60
250
Forma da amostra de
teste (mm)
250
Condições de soldagem
E/2 E/2
30
Abertura do arco de soldagem
A
200
Aço convencional
Aço convencional
100
100
0
0
0
0
20
20
40
40
60
80
Espessura (mm)
60
80
Espessura (mm)
Base da chapa
13
17
20
Cordão curto
arco
soldagem
Tempo de
resfriamento
800Nippon
°C a 500
°C (seg.)
Base da chapa
Gráfico 5 – Relação Abertura
de durezado
entre
osde
aços
convencionais e os da tecnologia
CLC
(Taper Test). de
Fonte:
Steel
Sumitomo Metal Corporation
25
Gráfico 6 – Relação entre as propriedades de trincamento a frio e a espessura da chapa. Fonte: Nippon Steel Sumitomo Metal Corporation
29
sincron
Relação entre propriedades de trincamento
a frio e espessura da chapa de aço
Forma da amostra de
teste (mm)
E
inferior ao aço convencional no teste de dureza com altas taxas de resfriamento. O
Gráfico 5 ilustra um exemplo de teste com aços CLC da NSSMC para aplicação naval.
ExtEnSão da SériE Sincron para
olEodutoS E gaSodutoS: api 5l
O processo TMCP apresenta um portfólio diferenciado de aços da
norma API para aplicação em gasodutos e oleodutos que exigem
baixo carbono equivalente, alta resistência ao colapso, resistência
a ambiente sour service e tenacidade à baixa temperatura.
A nomenclatura do grau de especificação da extensão
da série Sincron para aplicação em gasodutos e oleodutos é a
utilizada pela norma API para o processo TMCP. Favor consultar
a Usiminas para demais requisitos: DWTT, HIC, SSC e CTOD.
Especificação*
API 5L*
Grau
Faixa de Espessura (mm)
X60 M
12,00 - 38,10
X65 M
12,00 - 38,10
X70 M
12,00 - 31,75
X80 M
12,00 - 31,05
(1) Composição química: informada no certificado.
(2) Requisitos e dimensional sob consulta.
sincron
31
sincron
33
ExtEnSão da SériE Sincron para
plataFormaS marítimaS: api 2W
API2w50 -50mm - LE TRANSVERSAL
ys top
Os aços API 2W têm aplicação intensiva na fabricação de jaquetas, TLWPs
e de topsides de maneira geral, pois apresentam características especiais de
baixo carbono equivalente, microestrutura refinada, alta tenacidade a baixas
temperaturas, excelente resistência na direção da espessura - Tração “Z”,
e soldabilidade superior aos aços equivalentes da norma API 2H ou 2Y. Essa
classe de aço é produzida pelo processo TMCP (Thermo Mechanical Control
Process), por meio de laminação controlada + resfriamento acelerado, em
complemento da linha de produtos Sincron Naval.
ys bottom
ys max
API2w50 -50mm - LR TRANSVERSAL
ts top
ys min
ts bottom
ts min
483
448
25
ts (mpa)
ys (mpa)
345
540
560
580
600
650
25
temperatura (°C)
Gráfico 7 – Variação do limite de escoamento
(MPa) com o aumento de temperatura (°C)
após tratamento térmico SPWHT.
Fonte: Usiminas
el bottom
560
580
600
650
temperatura (°C)
Gráfico 8 – Variação do limite de resistência
(MPa) com o aumento de temperatura (°C)
após tratamento térmico SPWHT.
Fonte: Usiminas
API2w50 -50mm - ALONGAMENTO
el top
540
API2w50 -50mm - charpy TRANSVERSAL (-40°C; 1/2 t)
charpy top
el min
charpy bottom
charpy min
Ensaio SPWHT para o grau API 2W 50 via TmCP
el (%)
charpy (J)
18
O aço API 2W-50 produzido pelo processo TMCP
da tecnologia CLC da Usiminas é recomendado
como metal base nas aplicações em que se utiliza
tratamento térmico pós-soldagem (Post-weld heat
treatment - PWHT) com a finalidade de reduzir as
tensões residuais decorrentes da soldagem e da
conformação a frio. Os gráficos (7 a 10) ilustram o
comportamento das propriedades mecânicas de um
aço API 2W-50 (Espessura: 50 mm) produzido com
tecnologia CLC após tratamento térmico simulado
PWHT da AWS D1.1/D1.1M:2010.
25
540
560
580
Gráfico 9 – Variação do Alongamento (%)
com o aumento de temperatura (°C) após
tratamento térmico SPWHT.
Fonte: Usiminas
600
650
41
25
540
560
580
600
Gráfico 10 – Variação da energia de absorção
ao impacto (J) com o aumento de temperatura
(°C) após tratamento térmico SPWHT.
Fonte: Usiminas
temperatura (°C)
650
temperatura (°C)
Composição Química (% em massa)
Especificação*
Faixa de Espessura (mm)
Propriedades Mecânicas
Alongamento
C
Si
Mn
P
S
Outros
12,00 - 25,00
API 2W-50
25,01 - 40,00
≤ 0,16
0,05 ~ 0,50
40,01 - 50,00
(1) Outros elementos: conforme a norma API 2W e informados no certificado.
(2) Fornecido com garantia de impacto Charpy à 1/2 espessura, de acordo com a norma API 2W.
(3) Ceq: C+Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15.
(4) Requisitos suplementares sob consulta.
1,15 ~ 1,60
≤ 0,030
≤ 0,010
(1)
Ceq
≤ 0,39
≤ 0,41
LE (MPa) YP
LR (MPa) TS
BM (mm)
Ensaio Charpy
%
Temp (°C)
Energia (J)
345 ~ 517
≥ 448
345 ~ 483
50
≥ 23
(2)
sincron
35
sincron
37
Sincron EStrutural
Os produtos da série Sincron Estrutural foram desenvolvidos para aquelas aplicações em que se requer o uso
de aços de alta resistência (acima de 50 kgf./mm2 de limite de resistência), a necessidade de garantia de energia
absorvida ao impacto (ensaio Charpy) e, ao mesmo tempo, facilidade e produtividade na soldagem.
Aços da série Sincron Estrutural são aplicados principalmente na construção civil, em estruturas e
equipamentos de grande porte, como turbinas para usinas hidrelétricas, torres eólicas, guindastes, entre outros.
Sincron WhS 500m
Principais Vantagens em relação aos produtos convencionais
O aço SINCRON WHS 500M, por apresentar um carbono equivalente
(Ceq) baixo, função de seu menor teor de C, adição de Nb, além de
melhor limpidez (P e S mais baixos), oferece vantagens de tenacidade
e soldabilidade em relação aos produtos de alta resistência fabricados
por processos convencionais de laminação de chapas grossas, como,
por exemplo, USI SAR 50 (A/B/N), ASTM A572 50 N, EN 10025-3 S355N,
EN 10025-2 S355J0/JR/J2, entre outros da classe 50k.
São aços da classe de 50 kgf./mm2 de limite de resistência, especialmente desenvolvidos com projeto de liga
de baixo carbono equivalente e uso de Laminação controlada seguida de Resfriamento acelerado, com destaque
para sua elevada capacidade de absorção de energia ao impacto. O carbono equivalente baixo propicia
vantagens na soldagem em campo com minimização de problemas de trincas por absorção pro hidrogênio.
WHS: Weldable High Strength steels
m: Laminação Controlada + Resfriamento Acelerado (Thermo Mechanical Control Process)
Principais características técnicas Sincron WHS 500m
Composição Química Típica (% em massa)
SINCRON WHS 500M
12,00 - 15,00
15,01 - 50,80
C
≤ 0,18
Si
≤ 0,55
(1) Outros elementos: informados no certificado.
(2) Fornecido com garantia de impacto Charpy, direção logitudinal à 1/4 espessura. Sob consulta condição a -20°C.
(3) Dobramento longitudinal: 12,00 - 32,00 mm: Ø1,5E; 180°
32,01 - 50,80 mm: Ø2,0E; 180°
(4) Ceq: C+Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15.
(5) Demais requisitos sob consulta.
Mn
≤ 1,50
P
≤ 0,025
Propriedades Mecânicas
S
≤ 0,010
Outros
(1)
Ceq
≤ 0,41
LE (MPa) YP
≥ 350
LR (MPa) TS
500 a 650
Alongamento
BM (mm)
200
Ensaio Charpy
%
≥ 20
≥ 22
Temp (°C)
Energia (J)
-10
≥ 60
39
sincron
Especificação
Espessura
(mm)
Sincron WhS 600t
Principais Vantagens em relação
aos produtos convencionais
São aços da classe de 60 kgf./mm2 de limite de resistência, especialmente
desenvolvidos com projeto de liga de baixo carbono equivalente, uso de
Laminação controlada e Têmpera direta, seguido de Revenimento.
O aço SINCRON WHS 600T, por apresentar
um carbono equivalente (Pcm) ligeiramente
menor que o USI SAR 60T , função de seu
menor teor de C, traz vantagens em termos
de tenacidade pela adição de Nb, além de
melhor limpidez (P e S mais baixos).
WHS: Weldable High Strength steels
t: Temperado e Revenido
Principais características técnicas Sincron WHS 600T
Composição Química (% em massa)
* Especificação
Espessura
(mm)
C
Si
Mn
P
Propriedades Mecânicas
S
Outros
Ceq
LE (MPa) YP
LR (MPa) TS
Alongamento
BM (mm)
12,00 - 16,00
SINCRON WHS 600T
16,01 - 38,10
Ensaio Charpy
%
Temp (°C)
Energia (J)
≥ 20
≤ 0,16
0,15 ~ 0,55
0,90 ~ 1,70
≤ 0,010
(1)
≤ 0,41
≥ 460
600 ~ 700
50
≥ 28
≥ 20
-10
≥ 45 J
41
sincron
38,11 - 50,80
≤ 0,025
(1) Outros elementos:
Al: 0,01 - 0,05%; Cu: 0,05 máx.; Cr: 0,30 máx.; Ti: 0,025 máx.;
Nb: 0,08 máx.; Ni: 0,05 máx.; Mo: 0,30 máx.; Va: 0,10 máx.; Ca: 0,0045 máx.
(2) Fornecido com garantia de impacto Charpy, direção logitudinal à 1/4 espessura;
(3) Dobramento longitudinal: 12,00 - 32,00 mm: Ø1,5E; 180°
32,01 - 50,80 mm: Ø2,0E; 180°
(4) Ceq: C+Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15.
(5) Demais Requisitos sob consulta
EXTENSÃO DA SÉRIE SINCRON ESTRUTURAL: EN 10025-4
Em complemento à linha de aços soldáveis de alta resistência da Série Sincron Estrutural, apresentamos
em nosso portfólio os aços estruturais da norma EN 10025-4, produzidos pelo processo TMCP (Thermo
Mechanical Control Process). Em virtude do baixo carbono equivalente e da microestrutura ferríticabainítica refinada apresentam vantagens na soldagem e na capacidade de absorção de energia ao
impacto a baixas temperaturas comparados aos aços processados pelos processos convencionais
de laminação: As rolled e Normalizados, regidos pela EN 10025-2 e EN 10025-3, respectivamente.
Composição Química (% em massa)
* Especificação
Grau
Espessura
(mm)
C
Si
Mn
Propriedades Mecânicas
P
S
Outros
12,00 ≤ E ≤ 16,00
M
355 mín.
0,39
345 mín.
0,40
335 mín.
0,39
355 mín.
0,39
345 mín.
40,01 ≤ E ≤ 50,80
0,40
335 mín.
12,00 ≤ E ≤ 16,00
0,43
420 mín.
0,45
400 mín.
0,46
390 mín.
0,43
420 mín.
0,45
400 mín.
0,46
390 mín.
0,45
460 mín.
0,46
440 mín.
0,47
430 mín.
0,45
460 mín.
0,46
440 mín.
0,47
430 mín.
16,01 ≤ E ≤ 40,00
0,035 máx.
0,55 máx.
12,00 ≤ E ≤ 16,00
ML
M
0,030 máx.
ML
0,030 máx.
0,035 máx.
16,01 ≤ E ≤ 40,00
0,16 máx.
0,55 máx.
0,025 máx.
0,030 máx.
%
450 ~ 610
450 ~ 610
520 ~ 680
500 ~ 660
(4)
5,65√So
19
520 ~ 680
0,030 máx.
0,025 máx.
12,00 ≤ E ≤ 16,00
0,035 máx.
16,01 ≤ E ≤ 40,00
0,65 máx.
0,030 máx.
1,80 máx.
12,00 ≤ E ≤ 16,00
EN-10025-4-S460 (2)
BM (mm)
470 ~ 630
(3)
1,80 máx.
16,01 ≤ E ≤ 40,00
40,01 ≤ E ≤ 50,80
Espessura (mm)
22
40,01 ≤ E ≤ 50,80
M
Alongamento
470 ~ 630
16,01 ≤ E ≤ 40,00
12,00 ≤ E ≤ 16,00
LR (MPa) TS
1,70 máx.
40,01 ≤ E ≤ 50,80
EN-10025-4-S420 (2)
LE (MPa) YP
0,39
40,01 ≤ E ≤ 50,80
EN-10025-4-S355 (2)
Ceq
16,01 ≤ E ≤ 40,00
ML
40,01 ≤ E ≤ 50,80
0,030 máx.
0,025 máx.
500 ~ 660
540 ~ 720
530 ~ 710
17
540 ~ 720
530 ~ 710
(1) Garantias de ensaio charpy para EN 10025 -4
Temperatura Energia Mímina
M
-20ºC
40 J
ML
-50ºC
27 J
(2) Sob consulta o range de espessura de 12,00 - 50,80 mm. Em desenvolvimento a faixa de espessura acima de 50,80mm.
(3) Outros elementos conforme norma EN 10025-4.
(4) Os valores de alongamento poderão variar em função da base de medida e da espessura do produto.
(5) Garantia de estricção Z e ensaio SPWHT sob consulta. sincron
43
Comparativo Qualitativo dos aços Soldáveis alta resistência da Usiminas
Classe de produto
Condição de fornecimento
Méritos
SAR 50 - Soldável Alta Resistência
Normalização
Laminação Controlada +
Resfriamento Acelerado
USI SAR 50 B N
SINCRON WHS 500 M
Laminação controlada
USI SAR 50 A
USI SAR 50 B
Custo de aquisição
Soldabilidade
Tenacidade
Performance geral
aplicaçÕES doS açoS Sincron EStrutural
Diversos são os benefícios na utilização dessa linha de produto: desempenho
diferenciado do equipamento em operação, segurança e ganhos de produtividade
aos construtores e aos usuários, como também flexibilidade na seleção e
especificação de material no desenvolvimento dos projetos de máquinas
e equipamentos industriais e estruturas metálicas de maneira geral.
Principais aplicações:
45
sincron
• componentes de máquinas rodoviárias;
• componentes de máquinas agrícolas;
• componentes de máquinas industriais;
• guindastes;
• hidrogeradores;
• torres eólicas;
• estruturas metálicas em geral.
Condições de
Acabamento
e Fornecimento
Qualidade de superfície
As chapas grossas são fornecidas com superfície de primeira qualidade, qualidade
comercial ou especial, conforme exigências da aplicação.
Tipos de borda
As chapas podem ser fornecidas com bordas naturais de laminação (não aparadas)
ou bordas aparadas.
ENTRE EM CONTATO CONOSCO
Tolerâncias dimensionais e de forma
A tolerância dimensional e a de forma são atendidas de acordo com as diversas
normas homologadas pela Usiminas. Favor consultar a Usiminas.
Tipos de fornecimento
Pode ser por peso ou por número exato de peças, embarcadas a granel.
Testes de ultrassom
Podemos garantir, mediante consulta prévia, o ensaio de ultrassom de acordo com
as especificações exigidas pelas normas aplicáveis (API, ASTM, EN, SEL e outras).
Testes de impacto e de dobramento
São garantidos para todo o produto Sincron Estrutural.
marcação
A Usiminas dispõe de diversos tipos de marcação das chapas grossas.
Favor consultá-la para avaliação da marcação mais adequada ao seu produto.
Escritórios de Vendas
Belo Horizonte – MG
Rua Professor José Vieira de Mendonça, nº 3011
Engenho Nogueira CEP 31310-260
Tel: (31) 3499-8232 / (31) 3499-8500
Fax: (31) 3499-8899
São Paulo - SP
Av. do Café, nº 277, Torres A e B - 8º e 9º andares
Ed. Centro Empresarial do Aço
Vila Guarani - CEP 04311-900
Tel.: (11) 5591-5200
Fax: (11) 5591-5207
Porto Alegre - RS
Av. dos Estados, nº 2.350
Humaitá - CEP 90200-001
Tel.: (51) 2125-5801
Fax: (51) 2125-5817
Cabo de Santo Agostinho - PE
Av. Tronco Distribuidor Rodoviário Norte, s/nº, ZI3
Complexo Industrial Suape - CEP 54590-000
Tel.: (81) 3527-5400
Fax: (81) 3527-5414
Impresso em fevereiro de 2013
www.usiminas.com
Maná EDI