PHASE TRANSFORMATION AND Fe DIFFUSION CONDITIONS OF A Fe-Zn COATED STEEL AD APPLICATION IN HOT STAMPING

Authors

DOI:

https://doi.org/10.69609/1516-2893.2025.v31.n2.a4045

Keywords:

Boron steel, Hot stamping, Diffusional coating Fe-Zn

Abstract

Hot stamping hardened steels have played a significant role in enabling the automotive industry to comply with increasingly stringent regulations aimed at reducing fuel consumption and greenhouse gas emissions, while simultaneously enhancing passenger safety through the production of lightweight car body components. Fe-Zn coatings are a viable alternative for preventing corrosion or even improving the corrosion resistance of these steels. However, Fe-Zn coatings are susceptible to liquid metal embrittlement (LME) during the hot forming process. To mitigate LME, it is essential that the coating be fully transformed into a solid solution prior to the forming operation, thereby preventing contact between the liquid zinc phase and the steel substrate. The primary objective of this study was to determine the phase transformation temperatures and the critical cooling rate necessary to define the processing window for Fe-Zn coated boron steel sheets subjected to higher heating rates than those used in conventional direct hot forming processes. As a complementary objective, X-ray diffraction analysis was performed on a hot-stamped component heated by Joule effect.

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Author Biographies

Julio Henrique Pimentel Medrano, Uningá - Centro Universitário Ingá

Possui graduação em Engenharia Metalúrgica, Mestrado em Engenharia Mecânica, Doutorado em Engenharia de Materiais, MBA em Gestão Empresarial, Master Black Belt em Lean Manufacturing Seis Sigma. Possui 29 anos de experiência na indústria Metal Mecânica. Tem experiência na área de Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em Conformação Mecânica, atuando principalmente nos seguintes temas: laminação, extrusão, trefilação, forjaria, estamparia, ferramentaria, tratamento térmicos, usinagem, ensaios mecânicos, ensaios químicos, ensaios destrutivos e não destrutivos, ciências dos materiais, gráficos de controle, modelamento matemático e gestão de estoques.

Matheus Naconeski Seefeldt, Uningá - Centro Universitário Ingá

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Erick Diego Couto, Uningá - Centro Universitário Ingá

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Nathalia Alice Telles Andre, Uningá - Centro Universitário Ingá

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Edson Caetano, Uningá - Centro Universitário Ingá

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Mario Bruno Da Costa Gonzalez, Uningá - Centro Universitário Ingá

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André Chiconi Rialto, Uningá - Centro Universitário Ingá

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Diego Cherubim, Uningá - Centro Universitário Ingá

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Eduardo Hidenori Enari, Universidade de Taubaté

Possui graduação em Computação Científica pela Universidade de Taubaté (1994), mestrado em Computação Aplicada pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (1998) e doutorado em Computação Aplicada pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2003). Atualmente é professor da Universidade de Taubaté (UNITAU) e da Faculdade de Tecnologia do Estado de São Paulo (FATEC). Tem experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Análise de Algoritmos e Complexidade de Computação. 

References

Chiriac C, Sohmshetty R. The effects of the heating rate and the incoming microstructure on the phase transformation temperatures of 22MnB5 Steel. Em: CHS2, organizador. Anais 6ª conferência internacional sobre conformação de chapas metálicas a quente de aço de alto desempenho. 2017. p. 403-13.

Cho L, et al. Microestrutura de trincas de fragilização de metal líquido em aço endurecido por prensagem 22MnB5 revestido com Zn. Scr Mater 2014;90- 91:25-8.

Ghanbari ZN. Fe-Zn phase evolution and cracking behavior in Zn-coated press-hardened steel. Tese (Doutorado). Colorado: Escola de Minas do Colorado; 2017.

Järvinen H, et al. Endurecimento por prensagem de aços ao boro revestidos com zinco: Papel da composição do aço no desenvolvimento de estruturas de fase nas regiões de revestimento e interface. Surf Coat Technol 2018; 352: 378-91.

Kang J-H, et al. Reação Fe-Zn e sua influência nas microfissuras durante a deformação por tração a quente do aço 22MnB5 galvanizado. Surf Coat Technol 2019; 357: 1069- 75.

Kondratiuk J, et al. Revestimentos de zinco para formação de chapas metálicas a quente: comparação da evolução da fase e da microestrutura durante o tratamento térmico. Surf Coat Technol 2011; 205: 4141-53.

Lee CW, et al. Fragilização induzida por metal líquido de aço para estampagem a quente revestido com Zn. Metall Mater Trans A 2012; 43:5122-7

Lee CW, et al. Surface oxide formation during rapid heating of Zn-coated press hardening steel. ISIJ Int 2014; 54: 2364-8.

Maki T, et al. Prensa servo de ligação mecânica para hot forming. Em: CHS2, organizador. Anais da 5ª conferência internacional sobre conformação de chapas metálicas a quente de aço de alto desempenho. 2015. p. 179-87.

Medrano, J.H.P.; Tavares, F.O.; Ferrari, T.C.; Processamento e caracterização de aço ao boro (hot stamping), In: CBECIMAT, 24.,Águas de Lindóia, nov., 2022.

Peng H, et al. Comportamento de difusão e rachadura envolvido na formação de prensagem a quente de 22MnB5 revestido com Zn. J Alloys Compd 2019; 806:195-205.

Robert A, et al. Surface and coating analysis of press-hardened hot-dip galvanized steel sheet. Steel Res Int 2012; 83: 1005-11.

Sengoku A, Takebayashi H, Matsumara K. Microstructural and phase evolution of galvannealed coating during hot stamping heating. Em: CHS2, organizador. Anais da 5ª conferência internacional sobre formação de chapas metálicas a quente de aço de alto desempenho. 2015. p. 363-70.

Takahashi M, et al. Fragilização por metal líquido de chapas de aço boro galvanizado estampadas a quente - efeito do tempo de aquecimento na formação de trincas. ISIJ Int 2017; 57: 1094-1.

Published

2025-10-17

How to Cite

Medrano, J. H. P., Seefeldt, M. N., Couto, E. D., Andre, N. A. T., Caetano, E., Gonzalez, M. B. D. C., … Enari, E. H. (2025). PHASE TRANSFORMATION AND Fe DIFFUSION CONDITIONS OF A Fe-Zn COATED STEEL AD APPLICATION IN HOT STAMPING . Journal of Exact Sciences, 31(2). https://doi.org/10.69609/1516-2893.2025.v31.n2.a4045

Issue

Section

Articles