PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

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1 PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO
CAP.2: curvas tensão x deformação Verdadeira x Engenharia Prof.º Dr. José Eduardo Salgueiro Lima

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3 Curva tensão deformação de engenharia Patamar de escoamento

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6 Curva verdadeira x curva de engenharia

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8 Equações Exponenciais
Equação de Hollomon (1945) As equações exponenciais também são conhecidas como equações de encruamento ou escoamento dos metais K - Coeficiente de resistência do material; n - Coeficiente de encruamento do material.

9 Valores de k e n (Conforme Hollomon)

10 Válido para qualquer modelo de equação exponencial

11 Outras expressões Equação de LUDWIK (1909) Equação de Swift (1952):

12 Influência da velocidade de deformação
A influência da velocidade de deformação faz-se sentir no processo tecnológico essencialmente através do comportamento mecânico da matéria-prima. Existem materiais cujo comportamento mecânico depende da velocidade de deformação quando processados em determinadas condições No trabalho a quente onde o encruamento deixa de ter relevância como no trabalho a frio. No trabalho a quente a importância da velocidade de deformação é primordial. No trabalho a morno a dependência é mista do encruamento e velocidade de deformação.

13 Velocidade de deformação
v→Velocidade de deslocamento do travessão da máquina de ensaio de tração. → velocidade de deformação de engenharia → velocidade de deformação verdadeira A velocidade de deslocamento nos processos tecnológicos (forjamento) pode variar ao longo da compressão, nestes casos utiliza-se velocidade média.

14 Velocidade de deformação
Velocidade de deformação de engenharia Velocidade de deformação verdadeira Relação entre as velocidade de deformação

15 Velocidade de deformação

16 Influência da velocidade de deformação
A lei que rege o comportamento tensão velocidade de deformação de um metal a uma temperatura superior à temperatura de recristalização é aproximadamente dada por: Onde A e B são constantes do material, R é a constante universal dos gases (kJ.mol-1.K-1), T (K) temperatura, s (MPa) a tensão aplicada, D(m) tamanho do grão,m o coeficiente de sensibilidade da tensão à velocidade de deformação Q(kJ.mol-1) a energia de ativação aparente para a deformação.

17 Influência da velocidade de deformação
A lei que rege o comportamento tensão velocidade de deformação de um metal na prática é dada por: Onde C e o expoente m dependem das condições de temperatura e velocidade de deformação. No trabalho a frio m pode ser ignorado pois m é muito pequeno(<0,05) para materiais metálicos na temperatura ambiente, sendo esta a razão principal pela qual o efeito da velocidade de deformação pode geralmente ser ignorado nos processos a frio.

18 Influência da velocidade

19 Tabela : Valores típicos das constantes C e m da lei de comportamento rígido visco elástica
Material Temperatura (ºC) C (MPa) m Aços carbono 165-48 0,07 – 0,24 Aços inoxidáveis 415-35 0,02-0,4 Alumínio 82-14 0,07-0,23 Chumbo 11-2 0,1-0,2 Cobre 240-20 0,06-0,17 Magnésio 140-14 0,07-0,43 Titânio 930-14 0,04-0,3

20 Exercício 1 O ensaio de tração uniaxial de uma liga de alumínio permitiu obter os seguintes valores de tensão e deformação de engenharia. Estes valores foram obtidos em regime plástico Proceda à determinação da equação tensão-deformação de Hollomon Calcule o valor da tensão verdadeira correspondente a uma deformação de engenharia igual a 0,06. Calcule o valor da tensão de engenharia correspondente a uma deformação de engenharia igual a 0,06. s(Mpa) e 298 0,010 348 0,040

21 Exercício 2 Uma pré-forma cilíndrica com 100 mm de diâmetro e 40 mm de altura é comprimida entre pratos de maior extensão que a peça, sem atrito, numa prensa hidráulica com uma velocidade constante v = 0,1 m/s. Calcule as velocidades de deformação verdadeira e nominal para o instante de tempo em que a altura do cilindro é igual a 10 mm.

22 Resolução

23 Cont.

24 EXERCÍCIO 3 O arame utilizado na fabricação de um clipe de papel com 1mm diâmetro é produzido por trefilação a partir deum arame com 10mm de diâmetro. Calcule as deformações verdadeiras e de engenharia que o material do arame sofre nas direções longitudinal, radial e tangencial durante a trefilação.

25 Exercício 4 Dados que um material obedece a relação
kgf/cm² que um CDP deste material com diâmetro 1,5 cm será ensaiado em tração simples, escolher qual é a escala mais conveniente para o teste. a) 10 ton b) 15 ton c) 5 ton d) 30 ton e) 12 ton

26 Exercício 5 O ensaio de compressão de uma liga de zinco permitiu obter um coeficiente de sensibilidade à velocidade de deformação m=0,07. Determine o quociente entre as tensões que resultam com velocidades de deformação muito diferentes. Determine o quociente entre as tensões que resultam com m=0,05

27 Exercício 6

28 Exercício 7 Um cilindro de latão C260000(70Cu-30Zn) com 20 mm de diâmetro e 30 mm de altura é comprimido entre pratos de maior extensão sem atrito numa operação de forjamento numa prensa hidráulica com uma velocidade constante v=40mm/s até ser obtida uma altura final de 8 mm. No trabalho a frio (25°C) o comportamento do material: No trabalho a quente (600°C) o comportamento do material: Pede-se a força de compressão média para cada processo.

29 Exercício 8 Tem-se um metal cuja equação de encruamento é dada por: MPa sendo assim pede-se: a)A velocidade nominal (engenharia) sabendo-se que v= 5mm/min(constante) L0=30mm. b)O coeficiente de resistência do material c)O coeficiente de encruamento do material d)Uma estimativa para a tensão de escoamento do material e)A deformação verdadeira para o ponto de carga máxima. f)A tensão verdadeira para o ponto de carga máxima. g)O limite de resistência a tração do material

30 Exercício 9 Considere uma operação de laminação a frio de uma chapa de alumínio (99% AL) no estado recozido, que lhe reduz a espessura em 15%. A lei de comportamento tensão deformação verdadeira do material é: 𝜎 =140. 𝜀 0,25 𝑀𝑃𝑎. Determine o valor da tensão limite de elasticidade(tensão de escoamento) após ter sido laminado.