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ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Disc.: Processos de Fabricação II Prof. Jorge Marques Aula 8 Processos de Conformação Mecânica Introdução – propriedades plásticas.

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1 ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Disc.: Processos de Fabricação II Prof. Jorge Marques Aula 8 Processos de Conformação Mecânica Introdução – propriedades plásticas dos metais Referências: CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Vol. I Telecurso Processos de Fabricação.

2 Processo de Conformação Mecânica Introdução Por conformação mecânica são produzidas diversas formas, perfis e peças acabadas Principais processos de conformação mecânica – Laminação – Extrusão – Forjamento – Estampagem

3 Processo de Conformação Mecânica Introdução

4 Processo de Conformação Mecânica Introdução

5 Processo de Conformação Mecânica Introdução

6 Propriedades Mecânicas dos Metais Propriedade é uma característica mensurável do material em determinada temperatura e pressão. As propriedades mecânicas dos materiais fornecem informações necessárias aos projetos de engenharia e também aos processos de fabricação. No caso dos metais, algumas propriedades mecânicas de interesse são: resistência à tração/compressão (resistência mecânica), dureza, tenacidade, elasticidade, plasticidade.

7 Propriedades Mecânicas dos Metais Processar um metal, ou seja, modificar a sua forma e/ou dimensão, exige a ultrapassagem de ao menos um dos limites de resistência do material; isto é, de sua propriedade mecânica. O processamento de metais por conformação, como o nome diz, deforma permanentemente o material. A propriedade diretamente relacionada à deformação é a plasticidade. Plasticidade é a capacidade de deformar-se permanentemente.

8 Propriedades Mecânicas dos Metais A plasticidade nos diz até onde podemos provocar a deformação no metal. Mas outras propriedades precisam ser levadas em conta, seja para vencer os limites de resistência iniciais, seja para determinar o limite máximo de esforço. Estas propriedades são: – Elasticidade: capacidade de retornar à forma original após retirada a carga. – Dureza: capacidade de resistir à penetração – Resistência mecânica: capacidade máxima de resistência à tração, compressão ou cisalhamento.

9 Propriedades mecânicas dos metais Tensão x deformação

10 Propriedades mecânicas dos metais Nos processos de conformação, estamos particularmente interessados das deformações. Deformação elástica: o material volta a sua forma inicial após a retirada da carga. Ela ocorre dentro de limites característicos de cada corpo, chamado de limite de elasticidade. Deformação plástica: quando a carga ultrapassa o limite de elasticidade, o metal deforma-se permanentemente, entrando na zona de deformação plástica.

11 Propriedades mecânicas dos metais Deformação plástica – Os processos de conformação mecânica ocorrem na zona de plasticidade. – A plasticidade dos metais depende fundamentalmente das suas estruturas cristalinas, que corresponde ao modo como os átomos são organizados

12 Propriedades mecânicas dos metais Deformação plástica (continuação) – Não vamos aprofundar no estudo das estruturas cristalinas, mas é importante saber que dependendo da estrutura, há maior ou menor facilidade de haver deslizamentos interratômicos, favorecendo a deformação plástica. – Alguns metais, como o ferro, mudam de estrutura cristalina em certas temperaturas.

13 Propriedades mecânicas dos metais Deformação plástica (continuação) – Metais como o alumínio (Al), o Cobre (Cu), o Estanho (Sn), o Chumbo (Pb) e suas ligas apresentam deformidade plástica elevada. – Os Aços (ligas Fe-C com até 2% de C e adição ou não de outros elementos) são os mais versáteis industrialmente, quanto às propriedades mecânicas, térmicas e químicas. Quanto maior o teor de carbono, menos plasticidade tem o aço.

14 Mudanças nas Propriedades mecânicas Encruamento – Após sofrer deformação plástica, o metal endurece, aumenta a resistência à novas deformações e melhora a sua elasticidade. A este fenômeno é dado o nome de encruamento. – Quanto mais encruado o metal maior a sua dureza, a sua resistência mecânica e o seu limite de elasticidade.

15 Mudanças nas propriedades mecânicas Encruamento (continuação) – Estruturalmente, o encruamento corresponde a uma deformação do reticulado cristalino do metal. – Para muitas aplicações, o encruamento é estado final do metal a ser utilizado. – Mas em outras aplicações, os resultados do encruamento não são desejados. O processo para devolver ao metal as características originais é executado por meio de aplicação de calor, elevando a temperatura do metal.

16 Mudanças nas propriedades mecânicas Recristalização – O metal encruado (ou tratado termicamente, temperado) tem sua estrutura cristalina deformada. Com aplicação de certo nível de calor a estrutura cristalina volta a sua forma original (de solidificação e resfriamento lento). Este procedimento é chamado de recristalização. – Assim, na conformação a frio, o metal encrua e para sofrer nova conformação, passa antes por forno de recristalização.

17 Temperaturas de Recristalização (TR) e de Fusão (TF) de alguns metais METALTR (°C)TF (°C) Chumbo15327 Zinco25420 Alumínio Cobre Ferro Níquel Tungstênio Temperaturas médias, relativas a metais comercialmente puros. Nas ligas metálicas, os valores podem variar significativamente. Há também variação de TR de acordo com o nível de encruamento Fonte: Chiaverini


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