O documento discute o processo de forjamento, incluindo sua definição, características, defeitos, materiais e um estudo de caso sobre a evolução microestrutural durante o forjamento a quente de um aço. O forjamento é um processo de conformação mecânica que deforma o material por martelamento ou prensagem, principalmente usado para produzir peças de alta resistência mecânica. O processo pode ser classificado quanto à temperatura ou método de aplicação da carga. Defeitos comuns incluem falta de redução, trincas e
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O documento discute o processo de forjamento, incluindo sua definição, características, defeitos, materiais e um estudo de caso sobre a evolução microestrutural durante o forjamento a quente de um aço. O forjamento é um processo de conformação mecânica que deforma o material por martelamento ou prensagem, principalmente usado para produzir peças de alta resistência mecânica. O processo pode ser classificado quanto à temperatura ou método de aplicação da carga. Defeitos comuns incluem falta de redução, trincas e
O documento discute o processo de forjamento, incluindo sua definição, características, defeitos, materiais e um estudo de caso sobre a evolução microestrutural durante o forjamento a quente de um aço. O forjamento é um processo de conformação mecânica que deforma o material por martelamento ou prensagem, principalmente usado para produzir peças de alta resistência mecânica. O processo pode ser classificado quanto à temperatura ou método de aplicação da carga. Defeitos comuns incluem falta de redução, trincas e
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O documento discute o processo de forjamento, incluindo sua definição, características, defeitos, materiais e um estudo de caso sobre a evolução microestrutural durante o forjamento a quente de um aço. O forjamento é um processo de conformação mecânica que deforma o material por martelamento ou prensagem, principalmente usado para produzir peças de alta resistência mecânica. O processo pode ser classificado quanto à temperatura ou método de aplicação da carga. Defeitos comuns incluem falta de redução, trincas e
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FORJAMENTO: MATERIAIS E DEFEITOS
Acadmica: Morgana de Medeiros Machado
DEFINIO O forjamento um processo de conformao mecnica no qual o material deformado por
martelamento ou prensagem; empregado na fabricao de produtos
acabados ou semi-acabados de alta resistncia mecnica,
destinados a sofrer grandes esforos em sua utilizao.
CARACTERSTICA O processo de forjamento pode ser classificado
quanto temperatura de trabalho, ou seja, o material a ser
conformado ou no previamente aquecido a uma determinada temperatura e quanto ao mtodo de aplicao
da carga.
CARACTERSTICA Quanto a temperatura: Conformao aps aquecimento(a quente): Permite grandes deformaes; Menores valores de esforos; Boa preciso dimensional.
Conformao sem aquecimento(a frio): Deformaes limitadas; Necessita maiores esforos mecnicos; tima preciso.
CARACTERSTICA Quanto ao mtodo de aplicao da carga: Forjamento por impacto: Mtodo preferido para efetuar forjamento individual; Feito atravs da aplicao de uma presso instantnea em uma rea
relativamente pequena; Necessidade de usinagem aps o processo.
Forjamento por presso:
Nesse tipo de processo uma presso continua aplicada lentamente a rea a ser forjada. Esta operao pode ser realizada a quente ou a frio; O forjamento por presso mais econmico do que o forjamento por impacto, e grandes tolerncias dimensionais so obtidas.
DEFEITOS
Devido complexidade do processo, devemos levar em considerao alguns cuidados relativos mecnica dos
slidos, bem como cuidados de natureza metalrgica.
Por isso, comum o aparecimento de defeitos durante e depois do processamento.
DEFEITOS Falta de reduo caracteriza-se pela penetrao incompleta do
metal na cavidade da ferramenta. Isso altera o formato da pea e
acontece quando so usados golpes rpidos e leves do martelo; Trincas superficiais causadas por trabalho excessivo na
periferia da pea em temperatura baixa, ou por alguma fragilidade
a quente; Trincas nas rebarbas causadas pela presena de impurezas
nos metais ou porque as rebarbas so pequenas. Elas se iniciam
nas rebarbas e podem penetrar na pea durante a operao de rebarbao;
DEFEITOS Trincas internas originam-se no interior da pea, como consequncia de tenses originadas por grandes deformaes;
Gotas frias so descontinuidades originadas pela dobra de
superfcies, sem a ocorrncia de soldagem. Elas so causadas por fluxos anormais de material quente dentro das matrizes,
incrustaes de rebarbas, colocao inadequada do material na
matriz; Incrustaes de xidos causadas pela camada de xidos que
se
formam
durante
aquecimento.
Essas
incrustaes
normalmente se desprendem, mas, ocasionalmente, podem ficar presas nas peas;
DEFEITOS
Descarbonetao caracteriza-se pela perda de carbono
na superfcie do ao, causada pelo aquecimento do metal; Queima gases oxidantes penetram nos limites dos contornos dos gros, formando pelculas de xidos. Ela causada pelo aquecimento prximo ao ponto de fuso.
MATERIAIS
Aos: comuns, ligados, estruturais, para cementao,
para beneficiamento, inoxidveis ferrticos e austenticos, ferramenta; Ligas: alumnio, cobre (especialmente os lates),
magnsio, nquel, titnio;
Materiais no ferrosos como chumbo, zinco e cobre
foram s primeiras aplicaes do forjamento a frio.
MATERIAIS Os materiais mais utilizados no processo so aos que apresentam menos ligas em sua constituio por
oferecerem menor resistncia deformao; O material de partida geralmente fundido ou, mais comumente, laminado - condio esta que prefervel, por
apresentar uma microestrutura mais homognea;
MATERIAIS Peas forjadas em matriz, com peso no superior a 2 ou 3 kg, so normalmente produzidas a partir de barras laminadas; O material de partida geralmente fundido ou, mais comumente, laminado - condio esta que prefervel, por
apresentar uma microestrutura mais homognea;
MATERIAIS Peas delgadas como chaves de boca, alicates, tesouras, tenazes, facas, instrumentos cirrgicos, etc., podem ser forjadas a partir de recortes de chapas laminadas;
Imagem 1 Peas Forjadas e Usinadas (FONTE: esperancaforjados.com.br)
MATERIAIS Caracteriza-se pelo enorme aproveitamento da matria-prima (eliminando perdas que originam sucata) e pela produo econmica de produtos que exigem propriedades mecnicas e tolerncias dimensionais;
As peas forjadas apresentam uma microestrutura homogenia,
livres de porosidades e com um fibramento favorvel s propriedades mecnicas exigidas em muitos componentes;
Aps o processo de forjamento geralmente as peas passam
pelo processo de usinagem para dar o acabamento final da pea.
ANLISE NUMRICA E EXPERIMENTAL DA EVOLUO MICROESTRUTURAL EM FORJAMENTO A QUENTE DE UM AO MICROLIGADO AO V-TI.
F. C. Gentile1; F. O. Neves2; W. Regone3; S. T. Button4 Cidade Universitria Zeferino Vaz Unicamp Campinas SP sergio1@fem.unicamp.br 2 Universidade Federal de So Joo Del-Rei; 1,3 e 4: Universidade Estadual de Campinas
INTRODUO O objetivo deste trabalho foi analisar o
comportamento da evoluo dos gros austenticos
atravs de simulao fsica por compresso a quente. Assim, com os dados microestruturais, podese sobrepor e interpretar os fenmenos metalrgicos causados pela deformao baseando-se nos mapas
de deformao obtidos pelo Mtodo dos Volumes
Finitos, empregando-se o software SuperForge.
MATERIAIS E MTODOS Neste trabalho realizou-se uma simulao fsica por compresso a quente em um ao microligado, para avaliar sua conformabilidade, e tambm observaes da
evoluo microestrutural da austenita nos corpos-deprova deformados.
MATERIAIS E MTODOS
ENSAIOS DE CONFORMABILIDADE:
Tamanho do C.P. 15mmX20mm;
Temperatura Prensa
de conformabilidade 1150C;
hidrulica de 50 ton; de deformao 15mm/s;
Velocidade
Taxa
de deformao 0,93 s-1
MATERIAIS E MTODOS
MATERIAIS E MTODOS
SIMULAO NUMRICA: Condutividade trmica = 46,7 W/(m.K); Calor especfico = 41,9 J/(kg.K); Coeficiente de transfe rncia de calor para o ambiente = 50 kcal/(m 2.h.C); Coeficiente de expanso linear=15,1 mm/(m.K); A temperatura das ferramentas foi considerada igual a 27 c; Coeficiente de transferncia de calor para o ambiente = 50 kcal/(m 2.h.C); Coeficiente de troca de calor pea/ferramentas = 6000 W/(m 2.c); A velocidade de avano da ferramenta foi estipulada em 14 mm/s.
RESULTADOS E DISCUSSO
(A)
(B)
Figuras (A) e (B) - Fotomicrografias mostrando gros austenticos na temperatura de 1150C, temperados aps 10 minutos de encharque.
RESULTADOS E DISCUSSO Anlise da simulao numrica:
Variaes de cores mostrando o gradiente de deformao para o corpo de prova deformado.
Esquema
do
corpo
de
prova
deformado. As regies de (1) a (7) foram observadas por
fotomicrografias.
RESULTADOS E DISCUSSO
(1)
(2) (3)
RESULTADOS E DISCUSSO
(4)
(5)
RESULTADOS E DISCUSSO
(6)
(7)
CONCLUSO Observa-se As que h diferentes fenmenos
metalrgicos atuando no material do corpo de prova; fotomicrografias mostram a existncia da
recristalizao dinmica atuando em conjunto com a meta dinmica; O mapa de deformao obtido no software
