Abstract:This study contributes directly to the understanding of the causative agent of loss of carbon steel wire during the heat treatment (phenomenon called decarburization). This carbon loss disqualifies the material for your applications originally envisaged, as with mechanical reduction of the amount of the chemical element carbon steel becomes less resistant to traction and less hard what would prevent your use for various applications mechanics. This research aim is to show desirability method application related to decarburization and hardness, in SAE 51B35 drawn steel wires. Data were generated from application of design of experiments methodology (by means of the Minitab Statistical Software) and results revealed that all variables considered in study have significant influence. Statistic modeling was carried out by means of application of multiple linear regression method which allowed obtaining models which represent properly the process itself. Results of response variables decarburization and hardness were submitted to desirability method application and the process was optimized at the best adjust condition of entry variables in relation to their specifications.
O objetivo deste artigo é mostrar a aplicação das metodologias planejamento de experimentos com análise em blocos e regressão linear múltipla aplicadas ao estudo de um processo de tratamento térmico siderúrgico com múltiplas respostas. Por meio deste estudo buscou-se projetar modelos estatísticos que permitissem prever os resultados das propriedades mecânicas em arames de aço SAE 9254 trefilados, com diâmetros de 2,00 mm e 6,50 mm, após processo de têmpera e revenimento. Para isso foram investigadas as variáveis de entrada do processo (diâmetro, velocidade, temperatura de revenimento e concentração do polímero) e as suas influências sobre o limite de resistência à tração, a estricção e a dureza do material. Os resultados revelaram que todas as variáveis consideradas têm influência significativa na obtenção das propriedades mecânicas e os modelos obtidos foram validados utilizando-se análise de variância (ANOVA). A regressão linear múltipla permitiu representar o processo adequadamente e a análise gráfica possibilitou visualizar o comportamento das múltiplas respostas.
ResumoO objetivo desta pesquisa é mostrar a aplicação dos métodos Desirability e Simplex, voltados à otimização do processo de têmpera e revenimento, em arames de aço trefilados SAE 9254. Os dados foram gerados a partir da aplicação da metodologia delineamento de experimentos, com análise em blocos, e os resultados revelaram que todas as variáveis consideradas no estudo têm influência significativa na obtenção das propriedades mecânicas investigadas. A modelagem estatística foi realizada através da aplicação do método de regressão linear múltipla, que permitiu a obtenção de modelos que representam adequadamente o processo em questão. Aos resultados das variáveis resposta limite de resistência à tração, estricção e dureza foram aplicados os métodos Desirability e Simplex e o processo foi otimizado na melhor condição de ajustes das variáveis de entrada em relação às suas especificações. Palavras-chaveDelineamento de experimentos. Regressão linear múltipla. Função desejabilidade. Metodologia Simplex.
Application of the Taguchi Method in the Investigation of Influential Heat Treatment Factors in Steel Wires 1. Introduction Currently the industries have sought increasingly to cost reduction and variability. With this, the application of statistical methods in manufacturing processes and services has been constituted in important factor and differential between companies. The practice of applications of statistical methods is now in your time of greatest use. In manufacturing, process industries, hospitals and services, statistical thinking is being used to decrease costs, reduce defects and control the variability. Statistical studies are not used only for data analysis, but primarily for the planning of experiments in which these are collected. For more sophisticated than is the analysis that, the lack of planning can cause great failure and, in many cases, much time can be lost until the researcher realizes that he should have planned their experiments properly. The Taguchi method allows you to determine the best combination of factors and interactions that influence the behaviour of the response variable of the given process. Generally, the use of this method requires the least amount of sampling, reducing the cost of testing, without great damage to the conclusions reached (ROSA et al., 2009). This article depicts the application of as a statistical tool for planning experiments and its main objective is to investigate the factors and interactions that influence the process of hardening heat treatment in SAE 9254 steel wires. This work used Taguchi Method as the main statistical method for planning experiments, but also used multiple regression methods to model statistically the process, Desirability and Generalized Reduced Gradient to optimize the process through the appropriate adjustments of the factors.
Additional information is available at the end of the chapter http://dx.doi.org/10.5772/56544 . IntroductionThis research aims to show factors influence study and optimization of multiple mechanical properties responses of thermal treatment process quench hardening and tempering in steel wires used in manufacturing automotive springs. For the data collection and process statistical modeling, it was used the following methodologies design of experiments and multiple linear regression. In this case, these methods were used to assist in a statistical modeling development which might replace the traditional way to adjust the input variables of thermal treatment process. This process setup is currently done by means of mechanical tests of pilot samples which is referred to laboratory analysis, after going by all stages of a thermal treatment for quenching hardening and tempering. Results obtained in this stage, are used to regulate the annealing furnace, implying considerable analysis and standby time, reducing, this way, the process productivity. . Bibliografic review . . Thermal treatment and mechanical testsAccording to Mayers and Chawla , in a tensile strength test, the specimen is fixed on a testing machine head, which applies an effort that tends to elongate it up to rupture, where
OPTIMIZATION AND CHOICE OF PROBABILISTIC MODELS IN THE PROCESS OF HEAT TREATMENT IN QUENCHED AND TEMPERED STEEL WIRES ABSTRACT
O objetivo deste artigo é mostrar a aplicação de algoritmo Genético e de Simulated Anneling para otimizar as predições estatísticas para o processo de tratamento térmico de têmpera em arames de aço. Essa modelagem estatística pode ser capaz de substituir o processo utilizado para a preparação de fornos de têmpera e revenimento, que tradicionalmente é realizada por meio de ajustes feitos a partir do resultado da propriedade mecânica dureza, ensaiada em laboratório e exigida para atender as especificações de clientes. Buscou-se compreender a influência das variáveis de entrada (fatores) e os seus efeitos na propriedade mecânica dureza, em arames de aço SAE 9254, para o diâmetro 2,00mm, utilizado para a fabricação de molas de válvula e de embreagem para o seguimento automobilístico. Foram investigadas as principais variáveis de entrada do processo e para isso, utilizaram-se as metodologias Regressão Múltipla Quadrática e a Metodologia de Superfícies de Resposta (RSM). Para a otimização do modelo estatístico foram utilizadas as metodologias Algoritmo Genético (AG) e a Meta-heurística Recozimento Simulado (Simulated Anneling). Os resultados revelaram que é possível se obter bons resultados se utilizada essa modelagem estatística e se o modelo estatístico for otimizado por meio das técnicas aplicadas neste artigo. Se as metodologias forem aplicadas corretamente, isso poderá trazer avanços científicos que poderiam proporcionar a automatização deste processo, e consequentemente isso poderia contribuir para o aumento de produtividade e da qualidade do produto.
Métodos estatísticos têm sido usados para melhorar processos e acelerar o desenvolvimento tecnológico industrial. O objetivo deste trabalho foi investigar a influência das variáveis de processo do tratamento térmico de esferoidização dos arames de aço SAE 51B35 e buscar a melhor condição de ajuste de determinados parâmetros de processo, para reduzir a profundidade de descarbonetação superficial. Quatro fatores foram identificados como potencialmente importantes para a qualidade do material. Cada um destes fatores foi estudado a dois níveis e todas as corridas experimentais foram realizadas em ambiente de produção. Para conduzir esta pesquisa de maneira clássica, seria necessário um grande número de experimentos, o que implicaria em alto custo; entretanto, pelo uso do método Taguchi, estruturado numa matriz fracionada saturada L8, foi possível reduzir em 50% o esforço experimental. O estudo permitiu concluir que o ajuste dos fatores significativos em seus melhores níveis, resulta em substancial redução da espessura da camada descarbonetada, atendendo às especificações do produto.Palavras-chave: Arame de aço SAE 51B35; Método Taguchi; Tratamento térmico de esferoidização.
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