Conformação Mecânica As operações de conformação mecânica são processos de trabalho dentro da fase plástica do metal Os processos de conformação são comumente.

Apresentação em tema: "Conformação Mecânica As operações de conformação mecânica são processos de trabalho dentro da fase plástica do metal Os processos de conformação são comumente."— Transcrição da apresentação:

1 Conformação Mecânica As operações de conformação mecânica são processos de trabalho dentro da fase plástica do metal Os processos de conformação são comumente classificados em operações de trabalho a quente, a morno e a frio. Conformação à frio: o trabalho a frio é a deformação realizada sob condições em que os processos de recuperação e recristalização não ocorrem. Conformação à quente: o trabalho a quente é definido como a deformação sob condições de temperatura e taxa de deformação tais que processos de recuperação e recristalização ocorrem simultaneamente com a deformação. Conformação à morno: no trabalho a morno ocorre recuperação, mas não se formam novos grãos (não há recristalização).

2 Conformação Mecânica Temperatura  Recuperação e recristalização  Vibração térmica - facilita a difusão  É possível atingir grandes níveis de deformação

3 Conformação Mecânica Temperatura  Encruamento não é aliviado  Tensão aumenta com o aumento da deformação  A deformação total que é possível de se obter sem causar fratura é menor que no trabalho a quente e a morno  Não vale se ocorre tratamento térmico entre passes  Recuperação parcial da ductilidade  Tensão intermediária

4 Conformação Mecânica Temperatura Trabalho a quente (TQ) – temperaturas acima de 0,5 Tf. Trabalho a morno (TM) – faixa entre 0,3 e 0,5 Tf. Trabalho a frio (TF) – entre 0 e 0,3 Tf. Distinção básica entre TQ e TF em função da temperatura de recristalização do material Pb e Sn – W

5  A deforma ç ão pl á stica e o atrito contribuem para a gera ç ão de calor.  5 a 10% da energia ficam acumulados na rede cristalina  90 a 95% é convertido em calor  Em opera ç ões cont í nuas, a temperatura pode aumentar de centenas de graus.  Em condi ç ões idealmente adiab á ticas e sem atrito, o m á ximo acr é scimo te ó rico de temperatura devido à deforma ç ão pl á stica é : Conformação Mecânica Geração de Calor Deforma ç ão e = 1,0 tem – se Tm á x: 74 o C para alum í nio 277 o C para ferro 571 o C para o titânio. Se a velocidade de um dado processo é alta, a perda do calor gerado ser á pequena e o aumento efetivo da temperatura ser á pr ó ximo do valor te ó rico.

6  Temperatura = menor temperatura na qual a recristaliza ç ão elimina o encruamento  Depende da quantidade de deforma ç ão e do tempo em que o material estar á submetido à temperatura  n í vel de deforma ç ão  temperatura de recristaliza ç ão  limite inferior de temperatura diminuir á para grandes deforma ç ões  Limite superior de trabalho a quente  temperatura de fusão ou o excesso de oxida ç ão.  Fragiliza ç ão à quente  Tmax » Tf – 55 o C (ou Tf – 100 o F) Conformação Mecânica Faixas de Temperaturas Permissíveis no Trabalho a Quente  Para uma dada condi ç ão de pressão e temperatura  quantidade m á xima de deforma ç ão  Temperatura de pr é - aquecimento do aumenta, a resistência diminui e a deforma ç ão aumenta  A fragiliza ç ão limita a temperatura de trabalho a valores inferiores á temperatura solidus.

7  Encruamento – discordâncias  Deforma ç ão pl á stica aumenta discordâncias  Metal cristalino X metal encruado  Micrografia encruamento  Aumento resistência e dureza  Queda ductilidade Conformação Mecânica Encruamento

8 Conformação Mecânica

9 Encruamento Trabalho à Frio  Aumento da tensão de escoamento Y  Aumento do limite de resistência Sr  Decr é scimo do alongamento na fratura

10 Conformação Mecânica Morno  Aliar as vantagens dos processos quente e frio  Recuperação – menor endurecimento por deformação  Os aços são conformados a norno entre 500 a 800ºC  Na faixa de 200 a 400ºC ocorre a fragilidade azul  Quente – melhor acabamento superficial e precisão dimensional  Frio – redução de esforços de deformação, melhora ductilidade

11 Conformação Mecânica Quente  Etapa inicial para a maioria dos metais  Menos energia  Maior condição de escoamento plástico sem trincas  Diminui heterogeneidade dos lingotes  Grãos recristalizados equiaxiais  Aumento da ductilidade e tenacidade  Gradiente de temperatura  Múltiplos passes  Alta temperatura nos passes intermediários  Temperatura próxima ao limite inferior para acabamento

12 VANTAGENS:  menor energia necess á ria para deforma ç ão;  aumento da capacidade de escoamento do material sem se romper;  homogeneiza ç ão qu í mica das estruturas brutas de fusão;  elimina ç ão de bolhas e poros;  refino da granula ç ão grosseira e colunar do material fundido;  grãos menores, recristalizados e equiaxiais;  aumento da tenacidade e ductilidade do material trabalhado em rela ç ão ao bruto de fusão. DESVANTAGENS:  necessidade de equipamentos especiais;  alto consumo e energia para aquecimento das pe ç as;  rea ç ões do metal com a atmosfera do forno;  forma ç ão de ó xidos, prejudiciais para o acabamento superficial;  alto desgaste de ferramentas;  dificuldade de lubrifica ç ão;  grandes tolerâncias dimensionais;  estrutura e propriedades do produto resultam menos uniformes do que em caso de TF seguido de recozimento. Conformação Mecânica Vantagens e Desvantagens do Trabalho à Quente

13 Conformação Mecânica Recuperação e Recristalização a) trabalho a frio b)recuperação c)recristalização Recupera ç ão – 0,3 a 0,5 T f. Recristaliza ç ão – acima de 0,5 T f.

14 Conformação Mecânica Recristalização

15 Conformação Mecânica Recristalização  Em alguns metais o processo de recupera ç ão aumenta a ductilidade mais do que diminui a resistência Fatores que afetam a recristaliza ç ão:  quantidade m í nima de deforma ç ão pr é via;  deforma ç ão pr é via X temperatura de recristaliza ç ão;  temperatura X tempo;  deforma ç ão pr é via X tamanho de grão;  elementos de liga X temperatura de recristaliza ç ão.

16 Conformação Mecânica Recristalização Os efeitos do TF pr é vio e da temperatura de recozimento sobre o tamanho de grão do material Recozimentos aumentam o custo do processo, fornecem tamb é m grande versatilidade Se for desejado um produto final com o material inteiramente amolecido, então o recozimento é a opera ç ão ideal

17 Conformação Mecânica Recristalização Classifica ç ão quanto ao encruamento.

18 Conformação Mecânica Recristalização Nas aplica ç ões industriais, o grau de encruamento é expresso como uma medida convencional da deforma ç ão, por exemplo: a redu ç ão percentual da á rea transversal da pe ç a, r. onde A o e A f são as á reas de se ç ão transversal antes e ap ó s a conforma ç ão, respectivamente. Na lamina ç ão a frio de uma chapa de espessura inicial h o para a espessura final h f a redu ç ão pode ser obtida pela expressão 2, visto que a sua largura praticamente não varia durante a lamina ç ão. As opera ç ões de trabalho a frio/recozimento são as etapas finais dos processos de conforma ç ão mecânica. Isto se deve à s excelentes qualidades superficiais e tolerâncias dimensionais obtidas no produto final. Por é m, os esfor ç os de conforma ç ão são muito elevados, o que, em certos casos, restringe o tamanho das pe ç as produzidas. Para alguns materiais de baixa ductilidade, a conforma ç ão não pode ser realizada.

19 Conformação Mecânica Alinhamento de partículas  Partículas de segunda fase  Dúcteis – forma alongada  Frágeis–fragmentos paralelos