Numerical analysis of hot forging of tool steel encased in carbon steel

O processamento semissólido de materiais permite a fabricação de peças com geometrias complexas e com menores forças de conformação, porém a sua aplicação em aços ainda é limitada por dificuldades técnicas. O seu uso no aço ferramenta X210Cr12 pode produzir uma microestrutura livre de carbetos de cromo precipitados, resultando em maior resistência a esforços cíclicos. Para entender o comportamento de uma amostra cilíndrica de X210Cr12 envolta em aço S235JR em compressão a quente, foi realizada uma análise utilizando o Método dos Elementos Finitos com o software ANSYS. Ensaios de tração foram utilizados para determinar as curvas de escoamento utilizadas na simulação. Foi realizado um experimento, e a peça deformada foi utilizada para comparação com os resultados numéricos. Verificou-se que o ANSYS conseguiu simular o processo, porém apresentou problemas na definição da curva de escoamento e para obter as dimensões deformadas com precisão.The semi-solid processing of materials allows for production of components with complex geometries with lower forming forces, but its application in steels is still limited due to technical difficulties. Semi-solid processing of X210Cr12 tool steel can produce a microstructure free of precipitated chromium carbides, resulting in higher resistance to cyclic stresses. In order to understand the behaviour of a cylindrical sample of X210Cr12 steel encased in a S235JR shell during hot compression, an analysis with the Finite Element Method was done using ANSYS software. Tensile tests were done to determine the flow stress curves used in the simulation. An experiment was undertaken and the deformed sample was used to compare with the numerical results. It was found that ANSYS was able to simulate the process, but had issues in the definition of the flow stress curves and to obtain the deformed geometry’s dimensions with precision