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DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
Materiais Metálicos
Profa. Dra. Lauralice Canale
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Trabalho a frio
%TF = [(Ao – Af)/ Ao] x 100
Ao = Seção transversal original do metal
Af = Seção transversal após a deformação
IMPORTANTE: A definição de trabalho a frio é a variação percentual entre as áreas original e final, não fazendo diferença de quantos estágios intermediários estejam envolvidos.
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Original43 kpsi
6% red.49 kpsi
11% red.54 kpsi
21% red.62 kpsi
29% red.69 kpsi
37% red.76 kpsi
50% red.86 kpsi
60% red.94 kpsi
69% red.99 kpsi
Efeito do encruamento sobre a Resistência à Tração
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ENCRUAMENTO OU ENDURECIMENTO PELA DEFORMAÇÃO À FRIO
É o fenômeno no qual um material endurece devido à deformação plástica (realizado pelo trabalho à frio)
Esse endurecimento dá-se devido ao aumento de discordâncias e imperfeições promovidas pela deformação, que impedem o escorregamento dos planos atômicos
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ENCRUAMENTO OU ENDURECIMENTO PELA DEFORMAÇÃO À FRIO
A medida que se aumenta o encruamento maior é a força necessária para produzir uma maior deformação
O encruamento pode ser removido por tratamento térmico (recristalização)
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DEFORMAÇÃO À FRIO
Aumenta a dureza e a resistência dosmateriais, mas a ductilidade diminui
Permite a obtenção de dimensõesdentro de tolerâncias estreitas
Produz melhor acabamento superficial
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Forjamento
Laminação
Trefilação
EmbutimentoProfundoEstiramento
Matriz
Cisalhamento
ExtrusãoExtrusão
TIPOS DE CONFORMAÇÃO
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Grãos originais
Grãos deformados e alongados
MECÂNICA DA LAMINAÇÃO
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LAMINAÇÃO A FRIO
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EXTRUSORA
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EXTRUSÃO – PRODUTOS E PERFIS
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FORJAMENTO
MATRIZ FECHADA C/ REBARBA
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FORJAMENTO - PRODUTOS
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TREFILAÇÃO
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TREFILAÇÃO - PRODUTOS
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Estrutura do grão deformado por trabalho a frio de um aço baixo carbono.
Forma-se uma textura.
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Problema:Um método de fabricar pás ou lâminas de
ventiladores para resfriar motores é aestampagem a partir de lâminas de açolaminadas a frio. As chapas são presas numaposição fixa e então estampadas. Muitas peçassão fabricadas simultaneamente e algumasfalharam devido à propagação de uma trincatransversal ao eixo principal da pá. As demaislâminas tiveram desempenho satisfatório.
Possíveis causas e soluções
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O alinhamento dos grãos e o alongamento das inclusões causam um direcionamento destas.
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Comportamento anisotrópico de uma chapa de Al-Li usado em aplicações aeroespaciais.
Observe as variações em resistência em função das orientações dos grãos.
ANISOTROPIA
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RECRISTALIZAÇÃO(Processo de Recozimento para Recristalização)
Se os metais deformados plasticamente forem submetidos ao um aquecimento controlado, este aquecimento fará com que haja um rearranjo dos cristais deformados plasticamente, diminuindo a dureza dos mesmos
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MECANISMOS QUE OCORREM NO AQUECIMENTO DE UM MATERIAL ENCRUADO
ESTÁGIOS:
Recuperação
Recristalização
Crescimento de grão
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RECUPERAÇÃO Há um alívio das tensões internas
armazenadas durante a deformação devido ao movimento das discordâncias resultante da difusão atômica
Nesta etapa há uma redução do número de discordâncias e um rearranjo das mesmas
Propriedades físicas como condutividade térmica e elétrica voltam ao seu estado original (correspondente ao material não-deformado)
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RECRISTALIZAÇÃO Depois da recuperação, os grãos ainda
estão tensionados Na recristalização os grão se tornam
novamente equiaxiais (dimensões iguais em todas as direções)
O número de discordâncias reduz mais ainda
As propriedades mecânicas voltam ao seu estado original
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RECRISTALIZAÇÃO
Pode-se refinar o grãode uma liga monofásicamediante deformação
plástica e recristalização
Forma-se um novo conjunto de grãos que
são equiaxiais
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CRESCIMENTO DE GRÃO
Depois da recristalização se o material permanecer por mais tempo em temperaturas elevadas o grão continuará à crescer
Em geral, quanto maior o tamanho de grão mais mole é o material e menor é sua resistência
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CRESCIMENTO DE GRÃO POR DIFUSÃO
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DEPENDÊNCIA DO TAMANHO DE GRÃO COM O TEMPO DE AQUECIMENTO
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Quanto maior a temperatura, mais energia para o grão crescer.
CRESCIMENTO DE GRÃO
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TEMPERATURAS DE RECRISTALIZAÇÃO
A temperatura de recristalização é dependente do grau de deformação
A temperatura de recristalização está entre 1/3 e ½ da temperatura de fusão
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Deformação crítica: 10%
Se o aço for submetido ao recozimentode recristalização e estiver comdeformação abaixo da crítica ele vaisomente crescer o grão, não havendoformação de novo grão.
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TEMPERATURA DE RECRISTALIZAÇÃO
•TIPO DE MATERIAL
•GRAU DE DEFORMAÇÃO
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DEFORMAÇÃO À QUENTE E DEFORMAÇÃO À FRIO
Deformação à quente: quando a deformação ou trabalho mecânico é realizado acima da temperatura de recristalização do material
Deformação à frio: quando a deformação ou trabalho mecânico é realizado abaixo da temperatura de recristalização do material
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DEFORMAÇÃO À QUENTEVANTAGENS
Permite o emprego de menor esforçomecânico para a mesma deformação(necessita-se então de máquinas de menorcapacidade se comparado com o trabalhoa frio).
Promove o refinamento da estrutura domaterial, melhorando a tenacidade
Elimina porosidades
Deforma profundamente devido arecristalização
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DEFORMAÇÃO À QUENTE
DESVANTAGENS:
Exige ferramental de boa resistênciaao calor, o que implica em custo
O material sofre maior oxidação,formando casca de óxidos
Não permite a obtenção dedimensões dentro de tolerânciasestreitas
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Metalografia Quantitativa
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Tamanho do grão influi nas propriedades dosmateriais.
O tamanho do grão é determinado através de“cartas padrões”.
ASTM - American Society for Testing andMaterials
(ou ABNT)
TAMANHO DO GRÃO
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Número do tamanho de grão: 1 - 10
Aumento: x100
N = 2n-1
N = número médio de grãos por polegadaquadrada
n = tamanho do grão
TAMANHO DO GRÃO
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TG: Ocular para medida direta
A rede hexagonal que se igualar na projeção, com os grãos da amostra, para um aumento de 100x, representará o número do tamanho do grão
![Page 47: Aula 4-Metalografia Quantitativa 2016 · 7udedokr d iulr 7) > $ r ±$ i $ r @ [ $ r 6homr wudqvyhuvdo ruljlqdo gr phwdo $ i 6homr wudqvyhuvdo dsyv d ghirupdomr,03257$17( $ ghilqlomr](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021700/5c5e82fa09d3f20b6b8be2a9/html5/thumbnails/47.jpg)
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Determina-se o número de grãos situadosdentro do círculo (Nc) e o número de grãosinterceptados pela circunferência (Ni)
Tamanho do grão: Método planimétrico de
JefferiesNão é possível exibir esta imagem.
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O número de grãos porunidade de área
Tamanho do grão: Método planimétrico de
Jefferies
Número de grãosequivalente c
ieq N
NN
2
Número de grãos porunidade de comprimento
Diâmetro médio dosgrãos
Não é possível exibir esta imagem.
ANN eqA /
2.735,0 LA NN
LND
1
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Neste método efetua-se a contagem do número de
contornos de grão interceptados pelas linhas-teste de
comprimento conhecido.
O diâmetro (tamanho do grão - D) é calculado pela
seguinte relação:
D = 1/NL
Tamanho do grão:Método da intercepção
linear de Heyn
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(número de interseções) x (aumento)
comprimento da linha teste NL =
Tamanho do grão:Método da intercepção
linear de Heyn
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MEDIDA DA PROPORÇÃO DE FASE
A metodologia convencional para determinação de percentual de fase consiste em usar um reticulado quadriculado com 25 interseções.
Em geral um papel transparente com o reticulado ésobreposto à fotografia.
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MEDIDA DA PROPORÇÃO DE FASE
![Page 55: Aula 4-Metalografia Quantitativa 2016 · 7udedokr d iulr 7) > $ r ±$ i $ r @ [ $ r 6homr wudqvyhuvdo ruljlqdo gr phwdo $ i 6homr wudqvyhuvdo dsyv d ghirupdomr,03257$17( $ ghilqlomr](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021700/5c5e82fa09d3f20b6b8be2a9/html5/thumbnails/55.jpg)
MEDIDA DA PROPORÇÃO DE FASE
São avaliadas três possíveis situações:
O intercepto está totalmente sobre uma fase (+1)
O intercepto não está sobre uma fase (+0)
O intercepto está parcialmente sobre a fase(+0,5)
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MEDIDA DA PROPORÇÃO DE FASE
NT: no total de pontos da malhaNi: no total de pontos da malha que estão contidos na fase i
A fração em área de uma fase i
São avaliadas três possíveis situações:(1) O intercepto está totalmente sobre uma fase (+1)(2) O intercepto não está sobre uma fase (+0)(3) O intercepto está parcialmente sobre a fase (+0,5)
T
ii N
Nf