ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO Disc.: Processos de Fabricação II Prof. Jorge Marques

1. ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃODisc.: Processos de Fabricação IIProf. Jorge Marques Aula 5 Processos de Conformação Mecânica Introdução – propriedades plásticas dos metais Referências: CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Vol. I Telecurso 2000. 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 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