ResumoDentre os revestimentos galvanizados a quente, o galvannealed (GA) destaca-se por possuir uma estrutura composta por fases Fe-Zn, o que lhe confere excelente desempenho na aplicação em peças de alta solicitação. A qualidade do revestimento GA é governada principalmente pelo tratamento de galvanneling, tendo em vista seu efeito na formação dos compostos Fe-Zn. A influência desse tratamento é ainda mais pronunciada em aços com características de bake hardenability (BH), pela presença de elementos que alteram a sua reatividade. Nesse estudo, foram avaliados os efeitos das condições de galvannealing na formação do revestimento GA sobre aços BH. Para tal, ciclos de galvannealing variando-se a temperatura de aquecimento entre 530°C e 580°C foram simulados em escala de laboratório. Além dos ciclos completos, foram também realizadas interrupções do tratamento ao longo da etapa de encharque, através de resfriamentos bruscos das amostras, com o objetivo de avaliar a microestrutura do revestimento ao longo de todo o tratamento. Os resultados permitiram determinar os mecanismos de formação e crescimento dos compostos intermetálicos Fe-Zn que constituem o revestimento galvannealed, e correlacioná-los com as características do produto final, de maneira a estabelecer faixas adequadas de processamento desse material. Palavras-chave: Aço galvannealed; Tratamento de galvannealing; Simulador de galvanização a quente. Abstract The galvannealed coated (GA) is distinguished by having a structure containing Fe-Zn phases, which gives it excellent performance on highly demanding applications. The coating quality is determined by the galvannealing treatment, because of its effects on Fe-Zn compounds formation. The treatment influence is even more pronounced in bake hardenable steels, due the presence of alloying elements that change their reactivity. In this study, the effects of different galvannealing conditions on the GA coating formation on BH steels were evaluated. For this, galvannealing cycles at temperatures varying from 530°C to 580°C were simulated in laboratory scale. In addition to the completed cycles, interrupted cycles were also carried out, stopping the cycle during the soaking step by quenching the samples, aiming to evaluate the microstructure throughout the whole treatments. The results allowed determining the nucleation and growth mechanisms of the Fe-Zn intermetallic compounds, and correlating them with the characteristics of the final product, in order to establish appropriate ranges for processing this material.

Os revestimentos galvannealed (GA) são constituídos por fases Fe-Zn, sendo sua qualidade bastante afetada pela distribuição dessas fases, tornando-se importante caracterizá-la. A Espectroscopia de Emissão Ótica por Descarga Luminescente (GDOES) é uma técnica que permite avaliar o perfil de composição química ao longo da espessura de forma rápida e precisa. Neste estudo, foram produzidos revestimentos GA variando-se as temperaturas (530°C, 550°C, 580°C) e os tempos (0 s, 5 s, 15 s, 60 s) de tratamento de galvanneling, de modo a se alterar a distribuição das fases Fe-Zn. Os revestimentos foram caracterizados por MEV e DRX. Análises de GDOES foram realizadas visando identificar as distribuições de Fe e Al e correlacioná-las com as fases η, ζ, δ e Γ. Verificou-se que as variações de temperatura e o tempo de tratamento influenciaram na distribuição de Fe e Al. Para tempos baixos, Fe e Al se concentraram próximo à interface revestimento/substrato e com o aumento do tempo as concentrações se tornaram mais uniformes. A caracterização dos revestimentos GA a partir da distribuição de Fe e Al se mostrou eficaz para a verificação da distribuição das fases Fe-Zn. Palavras-chave: Revestimentos; Galvanneal; Fases Fe-Zn; Espectroscopia de emissão ótica por descarga luminescente.

ResumoA demanda do setor automobilístico por aços revestidos destinados à conformação a quente vem crescendo substancialmente nos mercados brasileiro e mundial, por eles possuírem boa conformabilidade e, após conformação, terem sua resistência significativamente aumentada. A busca por alternativas de revestimentos para essa aplicação está focada no revestimento galvannealed (GA), visando garantir a sua integridade durante o processo direto de conformação a quente. Nesse trabalho, foram desenvolvidos, em escala de laboratório, ciclos de recozimento e de galvannealing para o aço 22MnB5-GA, visando tornar o revestimento GA capaz de suportar as aplicações de conformação a quente para a indústria automobilística. Foram avaliados, também em escala de laboratório, tratamentos de austenitização desse aço. As melhores condições, tanto de produção do revestimento quanto do tratamento térmico para conformação a quente, foram validadas industrialmente. Os resultados mostraram a viabilidade de se utilizar o aço 22MnB5-GA em aplicações de conformação a quente, com excelente qualidade superficial, propriedades mecânicas e microestrutura do substrato ajustadas à aplicação, inexistência de trincas no aço, boa aderência e aparência da camada de tinta e, também, bons desempenhos em termos de resistência à corrosão e de soldabilidade. Palavras-chave: Conformação a quente; Aço 22MnB5; Galvanização a quente. DEVELOPMENT OF A CHARACTERIZATION METHODOLOGY FOR 22MnB5 GALVANNEALED STEEL DESTINED TO HOT STAMPING PROCESS AbstractThe demand from the automotive industry for coated steels for hot forming has grown substantially, because after forming these steels have a significant increase in mechanical strength. The search for alternative coatings to ensure the integrity of the Zn layer during hot forming is focused on the galvannealed coating (GA). In this work, annealing and galvanizing cycles were developed in laboratory scale aiming to make the GA coating to be able to withstand the high temperatures of the hot forming process. The austenitizing treatments were also evaluated in order to ensure the performance of the final product. The best conditions for producing the GA coating and the austenitization were validated. The results showed the feasibility of using the GA coating in hot forming applications with excellent surface quality, mechanical properties and microstructure of the substrate adjusted to the application, absence of cracks in steel, good adhesion and appearance of the paint, and good performances in terms of corrosion resistance and weldability.

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ResumoOs aços galvanizados são amplamente utilizados devido à sua excelente resistência à corrosão. Além disso, esses aços apresentam alta qualidade superficial, o que é um requisito importante para aplicações exigentes como as da indústria automobilística. Dentre os parâmetros de processo importantes para a qualidade dos revestimentos está o teor de alumínio no banho de zinco. Nesse estudo, foi utilizado o simulador do processo de galvanização a quente (HDPS), para investigar a influência do teor de alumínio efetivo do banho na qualidade superficial do revestimento galvannealed (GA), sendo avaliados os teores de 0,09% e 0,14%. Para acompanhar os estágios de formação das fases Fe-Zn foram realizadas interrupções do ciclo de galvanização ao longo das etapas de imersão no banho e de tratamento térmico de galvannealing. Utilizando a técnica GDOES, foi possível acompanhar as variações da concentração de alumínio ao longo do revestimento durante a formação das fases Fe-Zn. Os resultados das simulações mostraram que o alumínio efetivo mais baixo no banho favoreceu a cinética de formação das fases Fe-Zn durante o tratamento térmico e diminuiu a ocorrência de regiões com aspecto brilhante no revestimento, melhorando a qualidade superficial. Palavras-chave: Revestimento GA; Qualidade superficial; Alumínio efetivo; GDOES. INFLUENCE OF THE ZINC BATH ALUMINUM CONTENT ON THE SURFACE QUALITY OF GALVANNEALED COATINGS AbstractGalvannealed steels are widely used due to its excellent corrosion resistance. In addition, these steels have high surface quality, which is an important requirement for demanding applications such as in the automotive industry. An important parameter for the quality of galvannealed steel is the aluminum content in the zinc bath. In this study, a hot-dip process simulator (HDPS) was used to investigate the influence of aluminum content in the bath on the surface quality of the galvannealed coating; baths with 0.09% and 0.14% effective aluminum were evaluated. To follow the formation of Fe-Zn phases, galvanizing cycles were interrupted along the steps of immersion in the bath and heat treatment. Using the GDOES, it was possible to follow the variations of aluminum concentration within the coating during the formation of the phases. The simulation results showed that the lowest effective aluminum in the bath have favored the kinetics of Zn-Fe phases formation during heat treatment and have decreased the occurrence of regions with bright appearance on the coating, improving the surface quality.