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Caractersticas Os processos de conformao mecnica alteram a geometria do material atravs de foras aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar desde pequenas matrizes at grandes cilindros, como os empregados na laminao. Em funo da temperatura e do material utilizado a conformao mecnica pode ser classificada como trabalho a frio, a morno e a quente. Cada um destes trabalhos fornecer caractersticas especiais ao material e pea obtida. Estas caractersticas sero funo da matria prima utilizada como composio qumica e estrutura metalrgica (natureza, tamanho, forma e distribuio das fases presentes) e das condies impostas pelo processo tais como o tipo e o grau de deformao, a velocidade de deformao e a temperatura em que o material deformado. Principais processos de Conformao O nmero dos diferentes processos unitrios de conformao mecnica, desenvolvidos para aplicaes especficas, atinge atualmente algumas centenas. No obstante, possvel classific-los num pequeno nmero de categorias, com base em critrios tais como: o tipo de esforo que provoca a deformao do material, a variao relativa da espessura da pea, o regime da operao de conformao, o propsito da deformao. Basicamente, os processos de conformao mecnica podem ser classificados em: Forjamento: Conformao por esforos compressivos tendendo a fazer o material assumir o contorno da ferramenta conformadora, chamada matriz ou estampo. Laminao: Conjunto de processos em que se faz o material passar atravs da abertura entre cilindros que giram, modificando-lhe (em geral reduzindo) a seo transversal; os produtos podem ser placas, chapas, barras de diferentes sees, trilhos, perfis diversos, anis e tubos. Trefilao: Reduo da seo transversal de uma barra, fio ou tubo, puxando-se a pea atravs de uma ferramenta (fieira, ou trefila) com forma de canal convergente. Extruso: Processo em que a pea empurrada contra a matriz conformadora, com reduo da sua seo transversal. A parte ainda no extrudada fica contida num recipiente ou cilindro (container); o produto pode ser uma barra, perfil ou tubo. Conformao de chapas: Compreende as operaes de: Embutimento; Estiramento; Corte; Dobramento. emperatura na Conformao

Os processos de conformao so comumente classificados em operaes de trabalho a quente, a morno e a frio. O trabalho a quente definido como a deformao sob condies de temperatura e taxa de deformao tais que processos de recuperao e recristalizao ocorrem simultaneamente com a deformao. De outra forma, o trabalho a frio a deformao realizada sob condies em que os processos de recuperao e recristalizao no so efetivos. No trabalho a morno ocorre recuperao, mas no se formam novos gros (no h recristalizao). No trabalho a quente, devido intensa vibrao trmica -que facilita muito a difuso de tomos e a mobilidade e aniquilamento das discordncias - o encruamento e a estrutura distorcida dos gros produzida pela deformao, so rapidamente eliminados pela formao de novos gros livres de deformao, como resultado da recristalizao. possvel conseguir grandes nveis de deformao, uma vez que os processos de recuperao e recristalizao acompanham a deformao. Ela ocorre a uma tenso constante. E como a tenso de escoamento plstico decresce com o aumento da temperatura,ver figura, a energia necessria para a deformao geralmente muito menor para o trabalho a quente do que para o trabalho a frio ou a morno.

VARIAO DA TENSO DE COMPRESSO COM A DEFORMAO EM FUNO DA TEMPERATURA PARA UM AO DE BAIXO CARBONO No trabalho a frio, como o encruamento no aliviado, a tenso aumenta com a deformao. Assim a deformao total- que possvel de se obter sem causar fratura- menor no trabalho a frio do que no trabalho a quente e a morno. Exceto quando se realizam tratamentos trmicos de recozimento para aliviar os efeitos do encruamento. No trabalho a morno ocorre uma recuperao parcial da ductilidade do material e a tenso de conformao situa-se numa faixa intermediria entre o trabalho a frio e a quente.

Costuma-se definir, para fins prticos, as faixas de temperaturas do trabalho a quente, a morno e a frio baseadas na temperatura homloga, que permite a normalizao do comportamento do metal, ver figura. Em um metal puro, que no sofre transformao de fase no estado slido, os pontos de referncia em termos de temperatura so: o zero absoluto e o ponto de fuso. Estes pontos, traduzidos em graus Kelvin, estabelecem os extremos da escala homloga de temperaturas.

REPRESENTAO DA TEMPERATURA HOMLOGA E DAS FAIXAS DE TEMPERATURA : trabalho a frio (TF), a morno (TM) e a quente (TQ). Em termos de conformao mecnica, chama-se de: trabalho a quente (TQ) aquele que executado em temperaturas acima de 0,5Tf trabalho a morno (TM), executado na faixa compreendida (grosseiramente) entre 0,3 e 0,5 Tf e trabalho a frio (TF) aquele que executado entre 0 e 0,3 Tf . importante compreender que a distino bsica entre TQ e TF portanto, funo da temperatura em que se d a recristalizao efetiva do material. Assim, embora para muitas ligas comerciais a temperatura do TQ seja realmente elevada em relao ambiente, para metais como Pb e Sn, que se recristalizam rapidamente temperatura ambiente aps grandes deformaes, a conformao temperatura ambiente TQ. Por outro lado, a conformao a 1100C TF para o tungstnio, cuja temperatura de recristalizao superior a esta, embora seja TQ para o ao.

Gerao de Calor na Conformao Mecnica Nos processos de conformao, tanto a deformao plstica quanto o atrito contribuem para a gerao de calor. Da energia empregada na deformao plstica de um metal, apenas 5 a 10% ficam acumulados na rede cristalina, sob a forma de energia interna, sendo os restantes 90 a 95% convertidos em calor. Em algumas operaes de conformao contnua, como extruso e trefilao, efetuadas em altas velocidades, a temperatura pode aumentar de centenas de graus. Uma parte do calor gerado dissipada (transmitido s ferramentas ou perdido para a atmosfera), mas o restante permanece na pea, elevando-lhe a temperatura.

Em condies idealmente adiabticas e sem atrito, o mximo acrscimo terico de temperatura devido deformao plstica dado pela expresso:

Para uma deformao e = 1,0 tem-se DTmx igual a 74C para alumnio, 277C para ferro e 571C para o titnio. Se a velocidade de um dado processo alta, a perda do calor gerado ser pequena e o aumento efetivo da temperatura ser prximo do valor terico. &nsp; Faixas de Temperaturas Permissveis no Trabalho a Quente O limite inferior de temperatura para o trabalho a quente de um metal a menor temperatura para a qual a taxa de recristalizao rpida o bastante para eliminar o encruamento quando o metal est submetido quela temperatura. Para um dado metal ou liga metlica a menor temperatura de trabalho a quente depender de fatores tais como a quantidade de deformao e o tempo em que o material estar submetido a temperatura em questo. Uma vez que quanto maior o nvel de deformao menor a temperatura de recristalizao, o limite inferior de temperatura para o trabalho a quente diminuir para grandes deformaes. Um metal trabalhado com elevada velocidade de deformao e resfriado rapidamente ir requerer uma temperatura de trabalho a quente maior do que se este for deformado e resfriado vagarosamente, para a obteno de um mesmo nvel final de deformao. O limite superior de trabalho a quente determinado pela temperatura em que ocorre o incio de fuso ou o excesso de oxidao. Geralmente, a temperatura mais elevada de trabalho a quente limitada bem abaixo do ponto de fuso devido a possibilidade de fragilizao quente (existncia de compostos com menor ponto de fuso). Basta uma pequena quantidade de um filme de constituinte com baixo ponto de fuso nos contornos de gro para fazer um material desagregar-se quando deformado (fragilidade a quente). Geralmente emprega-se Tmax Tf 55C (ou Tf 100F) para evitar esta possibilidade. Para uma dada condio de presso e temperatura de trabalho haver uma quantidade mxima de deformao que pode ser fornecida pea (limitao esta baseada na resistncia ao escoamento, e no na ductilidade), como mostrado na figura. Se a temperatura de pr - aquecimento do tarugo inicial aumenta, a resistncia diminui e a deformao aumenta para uma dada presso aplicada; assim, as curvas "isobricas" aumentam com a temperatura, que obviamente ser sempre inferior linha solidus. A fragilizao a quente limita a temperatura de trabalho a valores inferiores

temperatura solidus. E visto que com taxas de deformao altas ficar retido mais calor na pea. A temperatura da pea dever ser menor para evitar que ela atinja a faixa de fragilidade a quente.

DIAGRAMA ESQUEMTICO DOS EFEITOS DE TEMPERATURA, PRESSO E TAXA DE DEFORMAO SOBRE A FAIXA DE TRABALHO PERMISSVEL NA CONFORMAO A QUENTE

O trabalho a frio acompanhado do encruamento (ingls "strain hardening") do metal, que ocasionado pela interao das discordncias entre si e com outras barreiras tais como contornos de gro que impedem o seu movimento atravs da rede cristalina. A deformao plstica produz tambm um aumento no nmero de discordncias, as quais, em virtude de sua interao, resultam num elevado estado de tenso interna na rede cristalina. Um metal cristalino contm em mdia 106 a 108 cm de discordncias por cm3, enquanto que um metal severamente encruado apresenta cerca de 1012 cm de discordncias por cm3. A estrutura caracterstica do estado encruado examinada ao microscpio eletrnico, apresenta dentro de cada gro, regies pobres em discordncias, cercadas por um emaranhado altamente denso de discordncias nos planos de deslizamento. Tudo isto resulta macroscopicamente num aumento de resistncia e dureza e num decrscimo da ductilidade do material (ver figura). Num ensaio de trao, isso se traduz no aumento da tenso de escoamento, Y, e do limite de resistncia, Sr, bem como no decrscimo do alongamento total (alongamento na fratura), ef.

AUMENTO DO LIMITE DE ESCOAMENTO E DE RESISTNCIA TRAO E DIMINUIO DO ALONGAMENTO (e reduo de rea na fratura)COM O ENC