CONFORMAÇÃO MECÂNICA E SOLDAGEM-mesclado

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E-BOOK
CONFORMAÇÃO 
MECÂNICA E SOLDAGEM
Conformação mecânica - metalurgica
APRESENTAÇÃO
Você já se perguntou, por exemplo, como o aço pode transformar-se em uma lâmina de faca — 
ou o cobre em fios que conduzem eletricidade? São metais, elementos essenciais para o setor 
industrial, que passaram por modificações até chegarem a esses formatos. E isso ocorre por 
meio do processo de conformação. Antes de entender como se processa essa conformação, 
devemos compreender a estrutura dos metais. 
 
Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai estudar conceitos fundamentais de estrutura 
cristalina dos metais, que será a base para entender o que é deformação plástica do cristal, 
conformabilidade plástica e suas propriedades. 
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Descrever os principais conceitos fundamentais de estrutura cristalina dos metais.•
Identificar os conceitos e efeitos de deformação plástica do cristal e da solidificação dos 
metais.
•
Relacionar as características das estruturas dos metais com a conformabilidade plástica e 
suas propriedades.
•
DESAFIO
Imagine que você faz parte de um grupo de engenheiros e realizou uma fotomicrografia, isto é, 
utilizou um microscópio junto à camêra, para ampliar em nove vezes a imagem de um metal 
cortado e polido. Seu objetivo é entender o comportamento das amostras de cobre policristalino 
de elevada pureza. 
 
O resultado é o que você vê na imagem a seguir.
Seu desafio é descrever o que aconteceu ao material para apresentar este efeito visual.
INFOGRÁFICO
Ao estudar conformação mecânica, você irá se deparar frequentemente com o termo 
discordância. Saber o significado deste termo e a relação dentro do processo de conformação é 
importante para entender o tema desta Unidade de Aprendizagem.
Acompanhe, no infográfico, as representações gráficas da estrutura da discordância.
CONTEÚDO DO LIVRO
Na indústria metalúrgica, são colocados em prática os conhecimentos de Engenharia e Ciências 
dos Materiais, aos quais nos confere a capacidade de entender a estrutura cristalina dos metais, 
além de planejar e antecipar métodos e processos a fim de desenvolver e melhorar a 
conformação mecânica de acordo com os objetivos dos produtos finais.
Acompanhe o capítulo Metalúrgica, do livro Conformação mecânica e soldagem, que serve de 
referencial teórico para esta Unidade de Aprendizagem.
Boa leitura.
CONFORMAÇÃO 
MECÂNICA E 
SOLDAGEM
André Shataloff
 
Conformação mecânica: 
metalúrgica
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste capítulo, você deverá apresentar os seguintes aprendizados:
 � Descrever os principais conceitos fundamentais de estrutura cristalina 
dos metais.
 � Categorizar os conceitos fundamentais de deformação plástica do 
cristal, sistemas de escorregamento e os efeitos das discordâncias.
 � Relacionar os principais fundamentos sobre contorno de grão, encru-
amento, recozimento, recristalização, texturas e anisotropia, fratura 
dúctil, conformabilidade plástica e seus principais tipos.
Introdução
Os metais são produzidos e disponibilizados pela indústria metalúrgica 
em diversos formatos, como blocos, tarugos, vigas, placas grossas, mé-
dias e finas, lingotes etc. Para a simples entrega destes formatos, já foi 
necessária a conformação mecânica inicial desses metais. Para entender 
como se processa essa conformação, é preciso compreender inicialmente 
a estrutura dos metais, de que maneira ela favorece a maleabilidade, 
quais as variáveis pós-processo de deformação, além da correção e da 
obtenção das propriedades mecânicas desejadas.
Neste texto, você estudará conceitos fundamentais de estrutura cris-
talina dos metais necessários para se entender o que favorece a deforma-
ção plástica do cristal e, por sua vez, relacionar as características dessas 
estruturas objetivando a conformabilidade plástica e as propriedades 
finais desses metais.
U N I D A D E 1
Fundamentos da estrutura cristalina dos metais
Conforme a regularidade do arranjo atômico dos metais na solidificação, um 
padrão se repete tridimensionalmente desde a ligação de cada átomo e seus 
vizinhos, formando uma estrutura cristalina. O padrão de formação constante 
é a principal característica das estruturas cristalinas, cujas imperfeições darão 
o tom das propriedades mecânicas desse material.
Quando observamos pequenas formações, entidades repetitivas, ao longo 
de uma cadeia de estruturas cristalinas, as denominamos célula unitárias. 
Na família dos metais há formatos diferenciados dessas células, a exemplo 
das formas cúbicas, dos paralelepípedos e dos prismas com três conjuntos de 
faces paralelas.
Segundo Callister e Rethwisch (2014), no caso dos metais há três estruturas 
cristalinas relativamente comuns que abrangem a maioria dos casos, sendo:
 � cúbica de faces centradas (CFC);
 � cúbica de corpos centrados (CCC);
 � hexagonal compacta (HC).
Quando no centro das faces há um átomo e nos demais vértices há mais de 
um, se trata da estrutura CFC, de geometria cúbica. Materiais como alumínio, 
chumbo, cobre, níquel, ouro, platina, prata, dentre outros, participam deste 
grupo. Estão organizados nesta formação oito átomos nos vértices e seis 
átomos nas faces.
Na estrutura CCC, em que há um único átomo no centro e os demais nos 
vértices, estão metais como cromo, ferro (α), molibdênio e tungstênio.
Conformação mecânica: metalúrgica2
Figura 1. Principais formas de estruturas cristalinas nos metais.
Fonte: Smith e Hashemi (2012, p. 63, 65, 66).
(1a) (1b) (1c)
(2a) (2b) (2c)
a
c
Fator de empacotamento
De acordo com Smith e Hashemi (2012), ao adotarmos uma célula unitária 
ao modo de conjunto de esferas rígidas, podemos calcular o percentual de 
ocupação do espaço conforme esse arranjo celular. Um exemplo de 0,60 de 
fator de empacotamento (FEA) significa que 40% do espaço da célula unitária 
possui espaço vazio. 
A relação entre o volume total das esferas (VE) pelo volume total da 
célula unitária (VC) é o fator de empacotamento: FEA = VE ÷ VC
O valor de FEA quanto aos padrões de células unitárias para CCC é de 
0,68, enquanto CFC é 0,74 e HC é 0,74, igual ao CFC. No aço, a célula unitária 
CCC é chamada de ferrita; e a CFC, de austenita. A variação desse fator será 
determinante para se entender, por exemplo, no caso do aço, a facilidade ou 
a dificuldade de a solubilização sólida do Fe-Fe3C, Ferro–Carbono, mudar à 
medida que se altera o padrão da célula unitária em função dos processos de 
transformação, utilizando o diagrama de transformação tempo–temperatura 
(TTT).
3Conformação mecânica: metalúrgica
O diagrama de transformação de contínuo resfriamento, ou diagrama de transformação 
tempo temperatura (TTT), indica o tempo necessário para uma fase se decompor em 
outras fases continuamente para diferentes taxas de transferência de calor (SMITH; 
HASHEMI, 2012).
Para saber mais sobre isso, leia o texto “Estruturas longe 
das condições de equilíbrio” (CARDOSO et al., 2017) 
https://goo.gl/TVBUjp
Deformação plástica do cristal, sistemas de 
escorregamento e discordâncias
As discordâncias, segundo Askeland e Wright (2014), são muito importantes 
em metais e ligas metálicas, como o aço, na forma de um mecanismo para a 
deformação plástica. Podemos definir a deformação plástica como o resultado 
de tensões aplicadas, gerando movimento das discordâncias, se acumulando 
no efeito do escorregamento de grupos de discordâncias e produzindo uma 
deformação permanente. 
A discordância é importante para a deformação dos metais, pois favorece 
pouca energia na sua deformação. A não existência dessas falhas tornaria mais 
difícil a conformação e os processos metalúrgicos. O entendimento dessas 
discordâncias é a base para se compreender as propriedades mecânicas dos 
metais.
Conformação mecânica: metalúrgica4
De acordo com Smith e Hashemi (2012), a maior parte das ligas no campo 
da engenharia é policristalina. A condição do policristalinos implicater grãos; 
os contornos de grãos promovem obstáculos ao movimento de deformação 
impostos por tensões. Um grão fino resulta em comportamento mais isotrópico 
do material, igual em todas as direções nas quais são solicitados esforços.
De acordo com Callister e Rethwisch (2014), as discordâncias não se movem 
igualmente em todas as direções, mas sim ocorrem em um plano preferencial 
de escorregamento e acabam por orientar uma direção de escorregamento. 
Sistema de escorregamento é a combinação de plano e direção de escorrega-
mento. Esse sistema depende da estrutura cristalina do metal, podendo existir 
diversos sistemas no material policristalino.
Principais imperfeições 
Segundo Smith e Hashemi (2012), as imperfeições nas redes cristalinas são 
classificadas em:
a) Defeitos adimensionais — de dimensão zero — ou pontuais: corres-
pondem à posição atômica, a exemplo da falta de um átomo, ou à 
presença de um átomo extra, o intersticial. Quando existem impurezas 
intersticiais, também podem provocar defeitos pontuais.
b) Defeitos unidimensionais ou lineares — discordâncias: são defeitos 
em torno de uma linha. Os dois tipos principais são de cunha (aresta) 
e hélice (espiral). 
c) Defeitos bidimensionais: incluem os contornos de grãos e as super-
fícies. Sua tipologia são defeitos planares, contornos entre os grãos, 
maclas, contornos de grão com alto ângulo e baixo ângulo, falhas de 
empilhamento e torções.
d) Defeitos macroscópicos tridimensionais ou volumétricos: resultados 
de soma de defeitos pontuais formando um vazio ou poro. Variação 
dimensional entre nanômetros e centímetros.
5Conformação mecânica: metalúrgica
Na Figura 2, apresentamos os principais tipos de defeitos presentes nos 
metais, classificados de acordo com suas geometria e forma.
Figura 2. Principais tipos de defeitos e imperfeições cristalinas nos metais.
Fonte: Modificada de Smith e Hashemi (2012, p. 109, 113).
Defeito pontual:
vazios ou lacunas
Defeito pontual:
intersticial
Defeito 
linear:
cunha Defeito planar: esquema 
de um contorno de baixo
ângulo torcido
Defeito planar: contorno
de baixo ângulo formado
por discordância de arestaDefeito linear: hélice
Solidificação dos metais e seus efeitos
A compreensão das etapas de solidificação de metais e ligas é necessária para 
se entender as características dos materiais e a evolução estrutural ocorrida 
durante as etapas de conformação mecânica.
O grão, segundo Askeland e Wright (2014), é uma parte do material na qual 
o arranjo de átomos é praticamente idêntico. A orientação da estrutura neste 
grão tende a ser diferente dos demais grãos vizinhos. O contorno do grão é 
o limite; a superfície delimitadora entre os grãos busca por acomodação. Os 
grãos produzem tensões de tração e compressão entre si. 
As propriedades mecânicas dos metais e ligas dependem do tamanho do 
grão e do tamanho da área de contorno.
Conformação mecânica: metalúrgica6
É importante saber mais sobre o aço, um dos principais 
metais utilizados na indústria. Leia o texto “Guia do aço” 
(ARCELOR MITTAL, 2017) e aproveite para aprofundar seus 
conhecimentos sobre este material.
https://goo.gl/1zbs1N
A formação do grão
O processo de solidificação segue as etapas de formação de núcleos estáveis no 
líquido — nucleação —, em sequência o crescimento dos núcleos, formando 
os cristais, e a posterior formação de uma estrutura de grãos.
Segundo Smith e Hashemi (2012), a nucleação pode ocorrer de duas formas: 
homogênea e heterogênea. No caso da nucleação homogênea, o próprio líquido 
fornece átomos para formar os núcleos. Na heterogênea, o início do processo 
de nucleação de partículas sólidas é formado sobre o recipiente quando o metal 
líquido utilizado no molde interage nas impurezas encontradas na própria 
cavidade do molde.
Devido às impurezas e variações de temperaturas, praticamente sempre 
ocorrerá na indústria a nucleação heterogênea.
O crescimento de cristais e a formação de uma 
estrutura de grãos
A descrição das fases de solidificação pode ser observada na Figura 3:
1. surgimento dos núcleos no líquido, conforme a Figura 3a;
2. rearranjo dos átomos em um modelo regular, agrupando-se em orien-
tações díspares, diferentes aos demais, conforme a Figura 3b;
3. a solidificação completa dos grãos demarcada através dos contornos, 
conforme a Figura 3c.
7Conformação mecânica: metalúrgica
Figura 3. Etapas de solidificação dos materiais.
Fonte: Modificada de Smith e Hashemi (2012, p. 98).
Líquido
Cristais que
formarão 
grãos
Contornos
de grãos GrãoLíquido
Núcleo
(a) (b) (c)
Em metais relativamente puros, como mostrado na Figura 4a, podem ser 
formados dois tipos de grãos: equiaxiais e colunares. Somente nos casos em 
que a solidificação for semelhante em todas as direções, os grãos equiaxiais se 
apresentarão ao lado das paredes frias do molde, como na Figura 4b. Os grãos 
colunares são mais grosseiros e acabam por se solidificar perpendicularmente 
ao núcleo, seguindo a direção do esfriamento, de fora para o centro, seguindo 
o núcleo mais quente e último a esfriar da peça. A eliminação desses grãos 
grosseiros pode ser corrigida por meio de refinadores de grãos.
Figura 4. Esquema de estrutura de grão de um metal solidifcado.
Fonte: Smith e Hashemi (2012, p. 102).
Grãos colunares
Molde
(a) (b)
Grãos
equiaxiais
Conformação mecânica: metalúrgica8
O encruamento
Vlack e Hall (1984) definem o encruamento — endurecimento por deforma-
ção — como o aumento de dureza e de resistência decorrente da deformação 
plástica. Observe que nos ensaios laboratoriais demonstra-se aumento de 
dureza devido a essa deformação, acompanhado por aumento nos limites de 
resistência e limite de escoamento, entretanto com redução da ductilidade. 
Para corrigir o excesso de dureza e o aumento da fragilidade do material 
são utilizados os tratamentos térmicos (Figura 5).
Figura 5. Demonstração de dois tipos de tratamentos térmicos do alumínio policristalino.
Fonte: Smith e Hashemi (2012).
Tratamentos térmicos
Acúmulo 
de tensões
pós-conformação
Tratamento térmico
Alívio de tensões
Tratamento térmico
Recozimento
Fotomicrogra�as 
após deforação a frio 
obtendo grãos
fortemente alongados.
Fotomicrogra�as após alívio de tensões, 
aquecida durante 1h a 302ºC.
Fotomicrogra�as após ser recozida, 
durante 1h a 316ºC.
Opção 2
Opção 1
Para corrigir os efeitos que ocorrem durante e depois da conformação dos metais, 
devemos nos inteirar dos tratamentos térmicos.
Lembre-se: os tratamentos específicos podem funcionar para determinado material, 
cristal, estruturas policristalinas etc, e não ter o menor efeito em um segundo caso. 
Observe as características de cada material!
9Conformação mecânica: metalúrgica
Tratamentos térmicos
Os tratamentos térmicos são formas de alterar as propriedades dos metais; 
entretanto, devido a inúmeras aplicações, o aço é largamente utilizado e res-
ponde a grandes variações de propriedades físico-químicas pelo fato de ser 
uma solução sólida de ao menos dois elementos, o ferro e o carbono.
Quatro dos tratamentos térmicos usuais empregados para os aços são: 
alívio de tensões, recozimento pleno, normalização e esferoidização. Esses 
tratamentos térmicos são usados para as seguintes finalidades: (1) eliminar 
os efeitos do trabalho a frio; (2) controlar o endurecimento por dispersão; ou, 
ainda, (3) melhorar a usinabilidade (ASKELAND; WRIGHT, 2014).
O tratamento para alívio de tensões é aplicado ao aço perto de 0,25% de 
carbono, tendo como principal objetivo eliminar o encruamento desse material. 
Para tal é aquecido a temperaturas ainda baixas ao aço, entre 80º e 170ºC, 
abaixo da faixa de austenitização.
O recozimento
No recozimento, segundo Askeland e Wright (2014), o aço é aquecido para 
produzir uma austenita homogênea e monofásica (fase γ, CFC), em um processo 
de austenitização. Para se atingir o recozimento pleno, uma vez homogenizado 
o material, o aço é deixado resfriar dentro do forno lentamente, permitindo a 
produção de perlita grosseira.O processo conhecido por normalização é semelhante ao recozimento; 
entretanto se deseja a perlita fina obtida através de resfriamento mais rápido, 
exposto ao ar, em vez de deixar no forno. Na normalização, a resistência 
mecânica é mais alta, e no recozimento o material fica mais dúctil.
A recristalização
Devido à necessidade de combinar tenacidade e resistência, vimos a impor-
tância do recozimento para chegar à ductilidade desejada. A fim de efetivar 
um bom tratamento térmico de recozimento é preciso conhecer a temperatura 
de recristalização e a variação dos tamanhos dos grãos. 
A recristalização, de acordo com Askeland e Wright (2014), é o processo de 
formação de novos grãos por meio do aquecimento de um material previamente 
deformado a frio. Em temperaturas mais altas de recozimento, a recuperação 
Conformação mecânica: metalúrgica10
e a recristalização ocorrem de maneira rápida, formando uma estrutura fina 
de grãos recristalizados.
O efeito é simples: os grãos menores são unidos a outros, aumentando seu 
tamanho, e em cascata absorvem outros menores. Não é sempre desejada a 
recristalização, pois há perda de propriedades mecânicas e o material amolece. 
Os principais objetivos dos tratamentos térmicos são: 
 � aumento ou diminuição da dureza; 
 � aumento da resistência mecânica; 
 � melhora da ductilidade; 
 � melhora das propriedades de corte; 
 � melhora da resistência ao desgaste; 
 � melhora da resistência à corrosão; 
 � melhora da resistência ao calor; 
 � melhora da usinabilidade; 
 � modificação das propriedades elétricas e magnéticas;
 � remoção ou alívio de tensões internas no material.
Para obter mais informações, leia o texto “Aços-liga, efeitos 
dos elementos de liga, propriedades mecânicas” (INFO-
MET, 2017), sobre aplicação de tratamentos térmicos em 
soldagens.
https://goo.gl/ibwaZA
As texturas
De acordo com Askeland e Wright (2014), a deformação plástica — seja a 
frio ou a quente — gera uma microestrutura em grãos alongados em razão 
da exposição às tensões mecânicas. Processos de fabricação como a extru-
11Conformação mecânica: metalúrgica
são e a trefilação produzem uma textura do tipo fibra, que é o alinhamento 
preferencial das direções cristalinas. A expressão fibra deriva dos grãos e 
inclusões alongados na direção paralela ao eixo do produto extrudado ou na 
trefilação, como no caso dos fios de arame mais resistentes à tração devido 
ao alinhamento do material. A orientação do material demonstrado por tex-
turas deflagra o comportamento de os grãos girarem e se alongarem em certa 
direção, implicando a alteração de planos cristalográficos e favorecendo o 
comportamento anisotrópico. A textura cristalográfica pode indicar também 
a variação em propriedades óticas, magnéticas e elétricas.
A anisotropia dos metais
Segundo Callister e Rethwisch (2014), as propriedades físicas dos monocris-
tais de algumas substâncias dependem da direção cristalográfica na qual as 
medições são feitas. Isto significa que de acordo com as direções dos ensaios, 
grandezas referentes ao índice de refração, ao módulo de elasticidade e à 
condutividade elétrica podem variar. Esse efeito entre a direcionalidade e as 
propriedades é denominado anisotropia. Quando o material possui o mesmo 
comportamento independente da direção, chamamos de substâncias isotrópicas. 
Quanto maior a assimetria estrutural, maior será a anisotropia; quanto maior 
a simetria, menor é este efeito.
A fratura dúctil
Callister e Rethwisch (2014) definem a fratura simples a exemplo da separação 
de um corpo em duas ou mais partes, fruto da imposição de uma tensão de 
natureza estática em temperaturas abaixo do ponto de fusão. As fraturas 
podem ser de outras origens, como a fadiga — tensões cíclicas, ou mesmo de 
afluência — e a deformação em temperaturas elevadas.
As fraturas podem se dividir em dúctil ou frágil, e ambas se desenvolvem 
da formação da trinca, em primeiro lugar, e da posterior propagação até a 
ruptura. Quando frágeis, ocorrem rapidamente sem aviso prévio. A fratura 
dúctil é mais previsível devido ao tempo de propagação da trinca e necessita 
de mais energia de deformação, ocorrendo em materiais mais tenazes.
Conformação mecânica: metalúrgica12
Quando observamos diversos materiais, podemos distingui-los em três 
categorias:
a) o frágil, a exemplo do giz, que ao ser tracionado rapidamente se rompe, 
não diminuindo a secção transversal e não escoando o material antes 
da separação em dois pedaços;
b) o moderadamente dúctil, como o aço, que reduz gradativa e modera-
damente a secção transversal até romper-se, gerando uma área visível 
de propagação da trinca inicial até sua ruptura;
c) o altamente dúctil, como plásticos esticando e diminuindo sua secção até 
a ruptura, deflagrando uma capacidade de escoamento que os materiais 
metálicos não possuem.
Ao analisar a formação cristalina dos metais e suas imperfeições, desta-
cando as discordâncias, observamos o papel fundamental do escoamento das 
estruturas e o esticar de grãos, permitindo uma deformação previsível típica 
de materiais como o aço, a qual se prevê por meio de margens de segurança 
atendendo aplicações do dia a dia, desde os cabos utilizados em elevadores, 
até a estrutura de determinado prédio capaz de resistir a tensões além do 
dimensionado, avisando a sua iminente ruptura.
A conformabilidade plástica
Para transformar os metais em produtos são aplicados diversos processos e 
recursos, observando-se as propriedades dos materiais para sua produção. Sob 
o ponto de vista da conformabilidade plástica, o foco é na aptidão dos metais 
em se deformar através de tensões, e, em determinados casos, no aumento 
de temperatura para se moldar, conformar, adotar nova forma em um único 
processo de fabricação ou ao longo de processos até assumir as dimensões 
do produto final.
A característica dos materiais metálicos para atender essa conformação 
não seria apenas a deformação elástica, não permanente, pois neste caso as 
tensões aplicadas não alteram a forma do blank ou do melhor material de base. 
A deformação plástica é a característica necessária à conformabilidade, per-
mitindo ao material ser laminado, extrudado e estampado, dentre os variados 
processos de fabricação mecânica.
13Conformação mecânica: metalúrgica
De acordo com Callister e Rethwisch (2014), a deformação plástica cor-
responde à quebra de ligações com os átomos vizinhos originais e, então, à 
formação de ligações com novos átomos vizinhos, conforme um grande nú-
mero de átomos ou moléculas se move em relação aos outros. Com a remoção 
da tensão, não se retorna às posições originais, fruto das discordâncias das 
estruturas cristalinas e consequentemente do processo de escorregamento, 
permitindo ocorrer tal transformação.
Segundo Bresciani et. al. (1997), os processos de conformação podem ser 
divididos em dois grupos: processos mecânicos promovendo deformações 
através de tensões externas, podendo estar a altas temperaturas, sem a sua 
liquefação; e processos mecânicos promovendo deformações através de tensões 
externas, podendo estar a altas temperaturas, liquefazendo e fundindo, ou atra-
vés da difusão de partículas metálicas, a exemplo do processo de sinterização.
Os processos de conformação mecânicos são de conformação plástica e, 
geralmente, a tensão inferior está ao limite de ruptura. Quando trabalha acima 
deste limite, ocorre a retirada de material, o cavaco, denominando-se usinagem.
Os estágios de conformação — seja um ou vários estágios — atendem o 
princípio de fabricar peças no estado sólido, com características controladas, 
obtendo desta forma propriedades mecânicas, qualidade superficial, forma 
e dimensão.
As formas de classificação dos processos de conformação plástica podem 
ser:
1. tipo de esforço preponderante;
2. temperatura de trabalho;
3. forma do material base ou produto final;
4. abrangência da região deformada, parcial ou total;
5. tipo de fluxo do material, contínuo ou intermitente;
6. tipo de produto obtido,acabado ou semiacabado.
Bresciani et. al. (1997) definem cinco tipos de classificação dos processos de 
conformação de acordo com o tipo de esforços predominantes (Figura 6), sendo:
1. conformação à compressão direta — predomina a solicitação externa por 
compressão sobre a peça, sendo exemplos a laminação e o forjamento;
2. conformação à compressão indireta — as forças externas são de tração 
ou compressão, e a conformação, indireta, devido à reação da matriz 
sobre a peça. A trefilação e a extrusão de tubos e fios e a estampagem 
profunda são exemplos disso;
Conformação mecânica: metalúrgica14
3. conformação à tração — aplicação de forças em suas extremidades, a 
exemplo de estiramento de chapas;
4. conformação a cisalhamento — aplicação de forças cisalhantes, apenas 
torcendo ou cortando, a exemplo de torção de barras e corte de chapas;
5. conformação à flexão — aplicação de momento fletor, modificando a 
forma, a exemplo de dobra de chapas, peças e chapas.
Classificação simplificada dos processos de conformação
Figura 6. Esquema simplificado da classificação dos processos de conformação.
Fonte: Bresciani et al. (1997). 
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in
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ção
Estampagem
Forjam
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a
a
a
a
a
a
a
15Conformação mecânica: metalúrgica
ARCELOR MITTAL. Guia do aço. [S.l.]: Arcelor Mittal, [2017]. Disponível em: <http://
brasil.arcelormittal.com.br/pdf/quem-somos/guia-aco.pdf>. Acesso em: 11 dez. 2017.
ASKELAND, D. R.; WRIGHT, W. J. Ciência e engenharia dos materiais. São Paulo: Cengage 
Learning, 2014.
BRESCIANI, E. F. et al. Conformação plástica dos metais. 5. ed. São Paulo: Unicamp, 1997.
CALLISTER, W. D.; RETHWISCH, D. G. Fundamentos da ciência e engenharia dos materiais: 
uma abordagem integrada. Rio de Janeiro: LTC, 2014.
CARDOSO, A. V. Et al. (Coord.). Estruturas longe das condições de equilíbrio. In: CAR-
DOSO, A. V. Et al. (Coord.). Ciência dos materiais multimídia. [S.l.: CETEC, 2017]. Disponível 
em: <http://www.cienciadosmateriais.org/index.php?acao=exibir&cap=13&top=11
4&fig=121>. Acesso em: 11 dez. 2017.
INFOMET. Aços-liga, efeitos dos elementos de liga, propriedades mecânicas. [S.l.]: InfoMet, 
2017. Disponível em: <http://www.infomet.com.br/site/acos-e-ligas-conteudo-ler.
php?codConteudo=8>. Acesso em: 11 dez. 2017.
SMITH, W. F.; HASHEMI, J. Fundamentos de engenharia e ciência dos materiais. 5. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2012.
VLACK, V.; HALL, L. Princípios de ciência e tecnologia dos materiais. Rio de Janeiro: 
Elsevier, 1984.
Leitura recomendada
NOVO INFOSOLDA.COM.BR 4.0 – O portal Brasileiro da Soldagem. [S.l.]: InfoSolda, 
c2013. Disponível em: <http://www.infosolda.com.br/biblioteca-digital.html>. Acesso 
em: 24 nov. 2017.
Conformação mecânica: metalúrgica16
Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.
Conteúdo:
DICA DO PROFESSOR
O que faz um material ser maleável e ter diferentes formatos enquanto que em outros isso não é 
possível? A resposta está na estrutura dos átomos que compõem esse material. Para entender 
mais sobre esse tópico e qual a relação com o processo de conformação mecânica-metalúrgica, 
assista à dica do professor, a seguir.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
 
EXERCÍCIOS
1) Sobre as principais formas de estruturas cristalinas dos metais, analise a figura e assinale a 
alternativa que melhor define os significados, seguindo a ordem de exposição (a), (b) e (c):
A) Células unitárias isoladas, (a) CCC, (b) CFC e (c) HC
B) Células unitárias das principais estruturas cristalinas, (a) HC, (b) CFC e (c) CCC
C) Células unitárias isoladas, (a) HC, (b) CCC e (c) CFC
D) Células unitárias com esferas rígidas, (a) HC, (b) CCC e (c) CFC
E) Células unitárias das principais estruturas cristalinas, (a) HC, (b) CCC e (c) CFC
2) Sobre a solidificação de metais e a formação de grãos, temos uma situação em que há 
o crescimento de núcleos estáveis e a formação de uma estrutura de grãos de dois 
tipos de estruturas: grãos equiaxiais e grãos colunares. Qual grupo de materiais 
melhor adequa-se a esse perfil?
A) Metais policristalinos
B) Metais monocristais
C) Polímeros sintéticos
D) Metais relativamente puros
E) Metais relativamente puros com refinadores de grãos.
3) Testes laboratoriais demonstram o aumento de dureza devido à deformação plástica, 
acompanhado por um aumento nos limites de resistência e limite de escoamento. A 
qual característica estamos nos referindo?
A) Nitretação
B) Encruamento.
C) Ductilidade
D) Martêmpera
E) Recozimento
4) Qual o nome dado ao processo de formação de novos grãos por meio do aquecimento 
de um material previamente deformado a frio, em que há, por vezes, a perda de 
propriedades mecânicas e o amolecimento do material devido a temperaturas 
elevadas por determinado período?
A) Cementação
B) Recozimento
C) Têmpera
D) Texturização
E) Recristalização
5) Qual característica dos materiais metálicos está relacionada diretamente ao 
significado das variações das direções de ensaios, grandezas referentes ao índice de 
refração, módulo de elasticidade e condutividade elétrica?
A) Ductilidade
B) Cristalografia
C) Anisotropia
D) Policristalinidade
E) Soluções intersticiais
NA PRÁTICA
Você sabe responder qual a relação entre a fabricação de uma latinha de refrigerante e o nosso 
assunto de estudo? Pois trata-se de um processo de conformação mecânica-metalúrgica. Para 
entender um pouco mais sobre isso, acompanhe o conteúdo a seguir.
SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Assista à videoaula sobre Estrutura cristalina e imperfeições:
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Assista ao vídeo que mostra um exemplo de conformação, neste caso, a transformação do 
ferro gusa em aço:
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Para saber mais sobre o processo de conformação plástica, consulte o trabalho 
Conformação plástica dos metais:
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Conformação mecânica – efeitos da 
temperatura na conformação
APRESENTAÇÃO
O alumínio é um elemento encontrado na natureza em forma de minério. Ao passar por 
processos químicos, torna-se um metal puro, pronto para ser matéria-prima de indústrias. É 
possivel, por exemplo, utilizar o metal na fabricação de latas. Essa mesma latinha, ao ser 
reciclada, é aquecida até que o alumínio torne-se líquido. A partir desse ponto, pode-se gerar 
outros produtos ou obter formas específicas. Veja que as etapas citadas alteram as 
propriedades dos metais e mudam suas características mecânicas; há um elemento essencial 
em todas elas: a temperatura. 
Nesta Unidade de Aprendizagem, você entenderá o motivo da temperatura ser fator importante 
para o processo de conformação de metais.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Identificar as características da recristalização efetiva.•
Relacionar os impactos associados à geração de calor nos processos de conformação de 
metais.
•
Analisar os efeitos da temperatura no processo de conformação de metais.•
DESAFIO
Em uma aula sobre conformação mecânica, seu professor lançou um desafio: forneceu três 
amostras fotomicrográficas, ampliadas 200 vezes, de um processo produtivo específico, 
extraídas em etapas diferentes do mesmo produto, o aço SAE 1006. O metal sofreu processos de 
conformação mecânica, e cada pedaço foi preparado a partir do final de cada etapa realizada. As 
amostras foram dispostas em ordem aleatória, e o desafio dos alunos é ordená-las de forma 
correta e justificar as mudanças ocorridas. 
 
Você topa esse desafio? Conseguiria ordenar as amostras e justificá-las?
INFOGRÁFICO
O trabalho a frio afeta as propriedades do material, e devemos entender os limites de 
alongamento, pois, se necessária uma deformaçãomaior, o recozimento entre etapas é 
recomendado. Já a geração de calor e os efeitos nos processos, além do custo de produção, 
interferem diretamente no material. Temos também as tecnologias modernas de simulação que 
nos favorecem na análise das características finais dos produtos. 
 
Acompanhe, no infográfico, três exemplos de representação gráfica dos efeitos da temperatura 
na conformação.
CONTEÚDO DO LIVRO
Saber os efeitos da temperatura na estrutura cristalina dos metais é ponto importante, afinal, a 
temperatura tem grande influência na etapa de conformação mecânica dos metais.
Acompanhe o capítulo Efeitos da temperatura na conformação, do livro Conformação mecânica, 
que serve de referencial teórico para esta Unidade de Aprendizagem.
Boa leitura.
CONFORMAÇÃO 
MECÂNICA E 
SOLDAGEM
André Shataloff
 
Conformação mecânica: 
efeitos da temperatura 
na conformação
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste capítulo, você deverá apresentar os seguintes aprendizados:
 � Descrever os principais conceitos associados aos efeitos da tempe-
ratura sobre a recristalização efetiva dos processos de conformação 
de metais. 
 � Relacionar os conceitos associados à geração de calor nos processos 
de conformação de metais.
 � Reconhecer os efeitos da temperatura sobre os processos de con-
formação de metais.
Introdução
Os metais são produzidos e disponibilizados pela indústria metalúrgica 
em diversos formatos, tais como: blocos, tarugos, redondos, vigas, placas 
grossas, médias e finas, lingotes etc. A conformação mecânica pode ser 
feita em produtos primários ou secundários, ou seja, produtos acabados 
a partir do derretimento do metal em sua formação inicial, na qual se 
aproveita a condição de fluidez do material para gerar produtos ou para 
obter formas específicas que serão transformadas em fase subsequente. 
Esses processos de produção provocam o aquecimento, a conformação 
e o esfriamento, alteram as propriedades dos metais e mudam as carac-
terísticas mecânicas. Para garantir as propriedades, devem-se observar 
as composições químicas das estruturas e aplicar formas de correção da 
recristalização, recuperando e atendendo as necessidades.
Neste texto, você vai estudar conceitos associados aos efeitos da 
temperatura sobre a recristalização efetiva dos processos de conformação 
de metais e, por sua vez, relacionar a geração de calor com os efeitos da 
temperatura sobre os referidos processos.
Efeitos da temperatura na recristalização 
efetiva
Conforme a regularidade do arranjo atômico dos metais na solidificação, um 
padrão se repete tridimensionalmente desde a ligação de cada átomo e seus 
vizinhos, formando uma estrutura cristalina. Um padrão de formação constante 
é a principal característica das estruturas cristalinas cujas imperfeições darão 
o tom das propriedades mecânicas desse material. Por conta da necessidade de 
características mecânicas exigentes e desenvolvimento de novos materiais, a 
indústria cada vez mais utiliza materiais policristalinos, ou seja, ligas metálicas. 
De acordo com Smith e Hashemi (2012), a maior parte das ligas no campo da 
engenharia são policristalinas. A condição dos materiais policristalinos implica 
em ter grãos espalhados na estrutura, ou seja, durante a solidificação surgem 
diversos núcleos aos quais vão se formando estruturas celulares desorientadas 
uns dos outros grãos, o que leva à condição de grande capacidade de deforma-
ção, além de não haver uma única estrutura cristalina. Os contornos de grãos 
promovem obstáculos ao movimento de deformação impostos por tensões. 
Um grão fino resulta em um comportamento mais isotrópico do material, 
igual em todas as direções às quais são solicitadas esforços. Caso determinado 
material tenha grãos mais refinados, teremos maior resistência à movimentação 
da estrutura, o que dificulta a deformação. 
Há uma relação entre a dureza e o tamanho do grão, isto é, quanto menor 
o diâmetro dos grãos, maior a tensão para atingir o limite de escoamento. 
Uma justificativa para a dificuldade do escoamento dos grãos menores é 
o desencontro das discordâncias de um determinado grão aos dos demais e, 
conforme o raio diminui, o escorregamento das falhas diminui o espaço da 
deformação, tornando o material mais resistente.
Efeito da deformação plástica a frio no aumento da 
resistência mecânica dos metais
Segundo Smith e Hashemi (2012), a densidade da discordância aumenta em 
função da deformação a frio, provocando a interação entre as discordâncias 
previamente existentes e as geradas pela ação da deformação. O nome desse 
fenômeno é encruamento, no qual o material endurece em virtude do aumento 
das discordâncias.
Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação2
O encruamento ou endurecimento ajuda a aumentar a resistência mecâ-
nica de alguns metais, tais como os utilizados na trefilação, melhorando sua 
resistência à tração e o limite de escoamento.
Na Figura 1 podemos observar uma liga metálica de 70% Cu-30% Zn, o 
conhecido latão, cujas propriedades de resistência à tração sobem à medida 
que aumentamos o alongamento a frio. Um exemplo seria, na condição inicial, 
termos, para zero de trabalho a frio, uma capacidade de resistência à tração de 
46 Ksi. Uma vez que se trabalha a frio em 43%, o limite de resistência à tração 
passa para 80 Ksi, ao passo que seu limite de escoamento cai para 10 Ksi. Tal 
valor mostra a variação da capacidade de trabalho do material em função da 
deformação a frio. Para melhorar o limite de escoamento, podemos recuperar 
ou recristalizar o metal, favorecendo o restabelecimento de características 
desejadas ao produto final.
Figura 1. Porcentagem de deformação a frio em função do limite de resistência à tração 
e alongamento até a quebra da liga 70% de Cu-30% de Zn.
Fonte: Adaptada de Smith e Hashemi (2012, p. 184).
120
100
80
60
40
20
60
40
20
200 10 40
% de trabalho a frio
Alongamento
Limite de escoamento (MPa)
Li
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sis
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nc
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aç
ão
 e
 li
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 (K
si)
Limite de resistência à tração
70% Cu-30% Zn
%
 d
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al
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ga
m
en
to
30 6050
3Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação
Recristalização
De acordo com Smith e Hashemi (2012), se aquecermos o material a tempera-
turas abaixo da faixa de recristalização do material, ou seja, não permitindo a 
nucleação de novos grãos na estrutura metálica, ocorrerá apenas o alívio das 
tensões internas do metal. Na Figura 2, a curva das tensões internas residuais 
cai significativamente, a ductilidade aumenta e a dureza altera pouco.
Atingindo a temperatura de recristalização, poderá ocorrer recristalização 
primária por meio do surgimento da nucleação dentro dos grãos maiores, 
deformados, ou o crescimento de subgrãos formados nos contornos dos grãos 
e que tendem a migrar das regiões fortemente deformadas, aliviando, assim, 
a energia interna do material. A resistência à tração decai, aumentando in-
versamente a ductilidade. 
Figura 2. Efeito do recozimento na alteração da estrutura e propriedades me-
cânicas de um metal em função do aumento da temperatura.
Fonte: Adaptada de Smith e Hashemi (2012, p. 184).
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de Resistência
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Ductilidade
Dureza
Novos grãos
Recristalizado
Aumento de temperatura
Deformado a
frio e recuperado
Recuperado
Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação4
Variáveis observadas no processo de recristalização, segundo Smith e Hashemi 
(2012): 
 � a recristalização necessita do encruamento, uma deformação significativa anterior;
 � a temperatura deverá ser maior para que se perceba o efeito em pequenas 
deformações;
 � o trabalho em temperaturas mais altas diminui o tempo de trabalho;
 � quanto maior a deformação, menor o tamanho do grão formado e menor a tem-
peratura de trabalho;
 � nos materiais de grãos maiores, a deformação deverá sergrande, tornando signi-
ficativa a recristalização;
 � a adição de elementos de liga aumenta a temperatura de recristalização: quanto 
mais puro o metal, menor será a temperatura de trabalho.
Veja o vídeo Properties and Grain Structure [Aprofundando 
conhecimentos em propriedades de grãos e estruturas] 
– legendado. Disponível em: 
https://goo.gl/vPz9jB
Geração de calor nos processos de conformação
Segundo Weiss (2012), a maioria dos metais inicia o processo de conformação 
por meio da fundição via fornos de aquecimento. Os tipos mais comuns são: 
forno a cadinho, forno cubilot, forno elétrico e forno de indução. O metal é 
transferido para o molde, derramado no canal de abastecimento. Na indústria 
metalúrgica, metais e ligas darão forma a lingotes estacionários ou contínuos. 
Na siderurgia, o gusa é produzido no primeiro refino; ao ser direcionado ao 
alto-forno, por meio do coque metalúrgico, se transforma em ferro-gusa. 
5Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação
No convertedor, o ferro-gusa será refinado por meio de oxigênio e terá 
suas propriedades químicas corrigidas, a fim de alcançar equilíbrio para 
atender a determinadas especificações. Na fase seguinte, passa para o con-
versor, submetendo-se a uma transformação a aço-carbono, na qual ocorre 
outra reação química que produz escória. Os fornos de arco elétrico e os de 
indução favorecem melhor o controle da formação do aço, e podem servir para 
a formação de aço-liga ou de aço-especial. Quando possível, aproveita-se a 
energia e o calor desse processo e, em seguida, o material é disposto em canais 
refratários, sendo distribuído na lingoteira. Os processos primários que estão 
relacionados a essa etapa são: laminação, extrusão, trefilação, forjamento e 
estampagem.
O máximo aproveitamento da energia inicial de fundição para a realização 
dos produtos e subprodutos diminui o custo da necessidade de reaquecer. 
Trabalhar a frio pode resultar na alteração das propriedades mecânicas, o que 
exigiria novos tratamentos térmicos.
Segundo Schaeffer (2009), para conhecer os problemas de conformação 
mecânica, precisamos primeiro conhecer os parâmetros de tensões, deforma-
ções, velocidades de deformações, atrito e geração de calor ou condutividade 
térmica.
Para saber sobre o calor gerado, devemos conhecer o atrito, muitas ve-
zes associado ao consumo de energia, desgaste de ferramentas, aumento da 
temperatura etc. O atrito é importante nos casos de laminação e forjamento. 
Existem tabelas de parâmetro que devem ser verificadas in loco, no entanto, 
temos, de acordo com Schaeffer (2009), algumas referências:
 � laminação a frio: entre 0,03 e 0,07 / a quente: 0,2;
 � forjamento a frio: entre 0,05 e 0,1 / a quente: entre 0,05 e 0,2.
Quanto à transferência de calor, deve ser considerada a ocorrência da 
condução, da radiação e da convecção térmica. Hoje, muito desses cálculos 
são feitos com simuladores de processos. Os cálculos das grandezas envolvidas 
são complexos, sendo necessário o conhecimento do coeficiente de condutibi-
lidade térmica (λ) e do calor específico (cp) em diversas temperaturas. Além 
disso, devemos considerar o coeficiente de transferência de calor (α) entre os 
corpos em contato e o ar.
Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação6
Simulações. A conformação mecânica é um processo antigo; tentar entender a ação e 
os efeitos da variação das temperaturas sempre foi um desafio. Nas últimas décadas, a 
simulação computacional permitiu um avanço nessas análises. Observe nas Figuras 3a 
e b as simulações e veja, no primeiro momento, a variação heterogênea da temperatura 
sendo considerada na peça e, no momento seguinte, essa mesma peça sendo forjada.
Figura 3. a) Distribuição de temperaturas em um tarugo de alumínio, inicialmente 
aquecido, de forma homogênea, até 350 °C e resfriado a ar por 10 segundos. b) 
Gradiente de temperatura de tarugo de alumínio aquecido até 350 °C e resfriado 
por 10 segundos, sem troca de calor entre as matrizes e a peça, em que: I. Forjado 
até 20 mm de deslocamento da matriz superior; II Forjado até o final. 
Fonte: Adaptada de Silva et al. (2017). 
b)
v = 50 mm/s
v = 50 mm/s
Temperatura (ºC)
445
395
345III
a)
Cilindro de alumínio
Altura inicial: 80 mm
Diâmetro inicial: 40mm
Temperatura 
inicial
350 ºC
10 s a ar
Convecção:
0,0 kW/m2 ºC
Temperatura (ºC)
350
347
345
7Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação
Efeitos da temperatura sobre os processos 
de conformação 
Quanto aos efeitos da temperatura sobre os processos de conformação, podemos, 
de acordo com Chiavenini (1986), observar as características dos principais 
métodos e classificá-los em três parâmetros: a) frio atuando em temperaturas 
de zero a 30% da temperatura de fusão; b) morno atuando entre 30 e 50% da 
temperatura de fusão; e c) quente, acima de 50% da temperatura de fusão.
Na fundição, salvo a condição inicial da siderúrgica ou metalúrgica, ob-
servamos industrialmente a fundição sob pressão, utilizando o sistema de 
injeção, que pode ser de dois tipos básicos:
 � em câmara quente: o material se funde a baixa temperatura e o peso 
das peças é de até 25 kg;
 � em câmara fria: utilizadas, em geral, no alumínio, no magnésio e no 
cobre, funcionam através de um sistema de bombeamento que empurra 
o material despejado por uma panela, até alimentar a cavidade.
No processo de fundição por centrifugação, onde se despeja metal líquido 
e o molde centrifuga, o sistema de alimentação é externo, alimentado por 
meio de panela.
Na fundição de precisão é utilizado um molde cujo modelo é revestido de 
modelo consumível. O metal vazado se torna igual ao modelo. Exemplos de 
peças feitas por fundição de precisão são: materiais da indústria aeronáutica, 
ligas de aço e alumínio, ligas de magnésio, equipamentos aeroespaciais, 
equipamentos eletrônicos etc.
Na fundição contínua são produzidas peças longas em diversos formatos 
padrão. Na laminação, trabalha-se a quente e a frio.
As características a quente são:
 � emprega menor esforço mecânico;
 � a estrutura refinada possui melhor tenacidade, reduzindo propriedades 
mecânicas;
 � elimina melhor as impurezas, diminui a porosidade e deixa o material 
mais resistente em uma direção;
 � deforma mais profundamente o trabalho, podendo recristalizar;
 � exige materiais na construção resistentes ao calor; 
 � facilita a oxidação do material; 
 � dificulta o trabalho a curta tolerância; 
Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação8
 � produz o defeito casca de laranja, propenso a produzir superfícies 
ásperas. 
No forjamento, o processo de conformação é realizado por meio de pren-
sagem ou martelamento.
A temperatura máxima é a de fusão do material: se for alta, pode oxidar; 
se for baixa, favorece o encruamento. Quanto mais mole, mais alta será a 
temperatura, e com isso mais deformação o material aceitará.
Na estampagem, as operações de conformação são geralmente a frio. As 
operações são, basicamente:
 � corte;
 � dobramento e encurvamento;
 � estampagem profunda.
É importante saber mais sobre a utilização de dados sobre 
materiais em simuladores computacionais de conforma-
ção mecânica.
Acesse o link https://goo.gl/TpNS8n e veja as tendên-
cias para o futuro!
Existem vantagens e desvantagens ao se trabalhar a frio, a morno ou a quente, pois 
cada caso tem uma aplicação conveniente. Por exemplo, na condição morna, o material 
tem um alívio de tensões, mas não se dilata tanto. Observe a seguir as vantagens e 
desvantagens do trabalho a quente, segundo Rocha (2012).
Vantagens do trabalho a quente: 
 � requer menos energia, pois a tensão de escoamento decai junto com o aquecimento;
 � proporciona ductilidade, melhor performance em escoar;
 � leva à homogeneização da estrutura, favorecendo a eliminação de contaminantes;
 � elimina bolhas e poros;
9Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação
CHIAVENINI, V. Tecnologia mecânica. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1986.ROCHA, O. F. L. Conformação mecânica. Belém: IFECT, 2012.
SCHAEFFER, L. Conformação mecânica. Porto Alegre: Imprensa Livre, 2009. 
SMITH, W. F.; HASHEMI, J. Fundamentos de engenharia e ciência dos materiais. 5. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2012. 
WEISS, A. Processos de fabricação mecânica. Curitiba: Livro Técnico, 2012.
Leituras recomendadas
ASKELAND, D. R.; WRIGHT, W. J. Ciência e engenharia dos materiais. São Paulo: Cengage 
Learning, 2014. 
CALLISTER, W. D.; RETHWISCH, D. G. Fundamentos da ciência e engenharia dos materiais: 
uma abordagem integrada. Rio de Janeiro: LTC, 2014. 
MACHADO, L. P. M. Conformação dos metais: fundamentos e aplicação. Vitoria: IFES, 
2008.
OLÍVIO, N. Introdução à engenharia de fabricação mecânica. 2. ed. São Paulo: Blucher, 
2013.
VLACK, V.; HALL, L. Princípios de ciência e tecnologia dos materiais. Rio de Janeiro: 
Elsevier, 1984. 
 � torna os grãos mais uniformes e equiaxiais e diminui a granulação;
 � melhora a tenacidade.
Desvantagens do trabalho a quente: 
 � gera gasto de energia e uso de equipamentos especiais resistentes ao calor;
 � tem propensão à oxidação nos metais e promove a descarbonatação superficial 
nos aços, perdendo dureza superficial;
 � a formação de óxidos dificulta aplicação de acabamento;
 � gera maior dificuldade na manutenção e maior desgaste das ferramentas;
 � a dilatação dificulta a verificação dimensional;
 � as propriedades da estrutura são menos homogêneas, se comparadas a peças 
feitas a frio, e depois recozidas.
Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação10
Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.
Conteúdo:
DICA DO PROFESSOR
Sabemos que a conformação mecânica pode ocorrer sob efeito de altas ou baixas temperaturas, 
certo? Mas você deve se perguntar: qual a melhor maneira? 
 
Para saber a resposta, assista à dica do professor.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
 
 
 
EXERCÍCIOS
1) A conformação mecânica depende de esforços para realizar trabalho e modificar as 
características dos materiais metálicos a cada etapa de produção. A temperatura é 
variável importante na obtenção de propriedades mecânicas adequadas à exigência 
de projeto. Qual alternativa melhor define o efeito da temperatura durante a 
conformação?
A) Endurecimento a frio, recristalização a morno e têmpera a quente.
B) Recuperação a frio, recristalização a morno e têmpera a quente.
C) Deformação a frio, recuperação a morno e têmpera a quente.
D) Encruamento a frio, recuperação a morno e recristalização a quente.
E) Deformação a frio, recuperação a morno e recristalização a quente.
2) Quais são as principais vantagens de se trabalhar com temperaturas frias?
A) Aumenta a resistência à tração, reduz a dureza, tem melhor acabamento superficial e pode 
ser feito o recozimento depois do processo.
B) Diminui a resistência à tração, diminui a dureza, tem melhor acabamento superficial e 
pode ser feito recozimento depois do processo.
C) Aumenta a resistência à tração, aumenta a dureza, tem pior acabamento superficial e pode 
ser feito recozimento depois do processo.
D) Diminui a resistência à tração, diminui a dureza, tem melhor acabamento superficial e não 
pode ser feito o recozimento depois do processo.
E) Aumenta a resistência à tração, aumenta a dureza, tem melhor acabamento superficial e 
pode ser feito o recozimento depois do processo.
3) Quais são as principais vantagens de se trabalhar com temperaturas mornas?
A) Aumenta a dureza interna da peça e amolece a superfície.
B) Diminuem os esforços quando comparados ao trabalho a frio, melhora a precisão 
dimensional e o acabamento em comparação ao trabalho a quente.
C) Requer menos energia e contribui para homogeneizar as discordâncias internas adquiridas 
na conformação.
Requer menos energia e contribui para heterogeinizar as discordâncias internas adquiridas D) 
na conformação.
E) A formação de óxidos na superfície do material.
4) Em relação ao efeito de recozimento do material, qual alternativa define os termos 
"recuperação" e "recristalização"?
A) Recuperação é o aumento das discordâncias internas, diminuindo levemente a ductilidade. 
Recristalização é a formação de novos grãos e o reestabelecimento da ductilidade.
B) Recuperação é o rearranjo das discordâncias internas, melhorando levemente a ductilidade. 
Recristalização é a formação de novos grãos e o reestabelecimento da ductilidade.
C) Recristalização é o rearranjo das discordâncias externas, melhorando levemente a 
ductilidade. Recuperação é a formação de novos grãos e o reestabelecimento da 
ductilidade.
D) Recuperação é o rearranjo das discordâncias internas, melhorando plenamente a 
ductilidade. Recristalização é a formação de novos grãos e o reestabelecimento da 
ductilidade.
E) Recristalização é o rearranjo das discordâncias internas, melhorando levemente a 
ductilidade. Recuperação é a formação de novos grãos e o reestabelecimento da 
ductilidade.
5) Com base em seus conhecimentos sobre a relação entre temperatura e conformação 
mecânica, qual alternativa define as vantagens de trabalhar a quente?
A) Aumenta a dureza superficial da peça e amolece o núcleo.
B) Aumenta a dureza interna da peça e amolece a superfície.
C) Requer menos energia e contribui para homogeneizar as discordâncias internas adquiridas 
na conformação.
D) A formação de óxidos na superfície do material.
E) A dilatação térmica.
NA PRÁTICA
A decisão de aplicar um processo de conformação com temperatura alta ou baixa precisa ser 
analisada com relação a alguns itens, como, por exemplo, o consumo de energia. Por isso, é 
importante conhecer as vantagens e desavantagens dos efeitos da temperatura. 
 
Confira, a seguir, exemplo de processo a quente.
SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Para conhecer sobre o processo de recozimento, a indicação é da dissertação de mestrado 
Efeito da temperatura de encharque no recozimento contínuo e das deformações na 
laminação de encruamento sobre as propriedades mecânicas de um aço microligado 
laminado a frio:
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Leia o texto Processos de fabricação: fundição, extrusão, laminação e soldagem:
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Em Simulações integradas do processo, você encontrará material sobre tratamento 
térmico:
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Conformação mecânica – efeitos da 
temperatura na conformação
APRESENTAÇÃO
O alumínio é um elemento encontrado na natureza em forma de minério. Ao passar por 
processos químicos, torna-se um metal puro, pronto para ser matéria-prima de indústrias. É 
possivel, por exemplo, utilizar o metal na fabricação de latas. Essa mesma latinha, ao ser 
reciclada, é aquecida até que o alumínio torne-se líquido. A partir desse ponto, pode-se gerar 
outros produtos ou obter formas específicas. Veja que as etapas citadas alteram as 
propriedades dos metais e mudam suas características mecânicas; há um elemento essencial 
em todas elas: a temperatura. 
Nesta Unidade de Aprendizagem, você entenderá o motivo da temperatura ser fator importante 
para o processo de conformação de metais.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Identificar as características da recristalização efetiva.•
Relacionar os impactos associados à geração de calor nos processos de conformação de 
metais.
•
Analisar os efeitos da temperatura no processo de conformação de metais.•
DESAFIO
Em uma aula sobre conformação mecânica, seu professor lançou um desafio: forneceu três 
amostras fotomicrográficas, ampliadas 200 vezes, de um processo produtivo específico, 
extraídas em etapas diferentes do mesmo produto, o aço SAE 1006. O metal sofreu processos de 
conformaçãomecânica, e cada pedaço foi preparado a partir do final de cada etapa realizada. As 
amostras foram dispostas em ordem aleatória, e o desafio dos alunos é ordená-las de forma 
correta e justificar as mudanças ocorridas. 
 
Você topa esse desafio? Conseguiria ordenar as amostras e justificá-las?
INFOGRÁFICO
O trabalho a frio afeta as propriedades do material, e devemos entender os limites de 
alongamento, pois, se necessária uma deformação maior, o recozimento entre etapas é 
recomendado. Já a geração de calor e os efeitos nos processos, além do custo de produção, 
interferem diretamente no material. Temos também as tecnologias modernas de simulação que 
nos favorecem na análise das características finais dos produtos. 
 
Acompanhe, no infográfico, três exemplos de representação gráfica dos efeitos da temperatura 
na conformação.
CONTEÚDO DO LIVRO
Saber os efeitos da temperatura na estrutura cristalina dos metais é ponto importante, afinal, a 
temperatura tem grande influência na etapa de conformação mecânica dos metais.
Acompanhe o capítulo Efeitos da temperatura na conformação, do livro Conformação mecânica, 
que serve de referencial teórico para esta Unidade de Aprendizagem.
Boa leitura.
CONFORMAÇÃO 
MECÂNICA E 
SOLDAGEM
André Shataloff
 
Conformação mecânica: 
efeitos da temperatura 
na conformação
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste capítulo, você deverá apresentar os seguintes aprendizados:
 � Descrever os principais conceitos associados aos efeitos da tempe-
ratura sobre a recristalização efetiva dos processos de conformação 
de metais. 
 � Relacionar os conceitos associados à geração de calor nos processos 
de conformação de metais.
 � Reconhecer os efeitos da temperatura sobre os processos de con-
formação de metais.
Introdução
Os metais são produzidos e disponibilizados pela indústria metalúrgica 
em diversos formatos, tais como: blocos, tarugos, redondos, vigas, placas 
grossas, médias e finas, lingotes etc. A conformação mecânica pode ser 
feita em produtos primários ou secundários, ou seja, produtos acabados 
a partir do derretimento do metal em sua formação inicial, na qual se 
aproveita a condição de fluidez do material para gerar produtos ou para 
obter formas específicas que serão transformadas em fase subsequente. 
Esses processos de produção provocam o aquecimento, a conformação 
e o esfriamento, alteram as propriedades dos metais e mudam as carac-
terísticas mecânicas. Para garantir as propriedades, devem-se observar 
as composições químicas das estruturas e aplicar formas de correção da 
recristalização, recuperando e atendendo as necessidades.
Neste texto, você vai estudar conceitos associados aos efeitos da 
temperatura sobre a recristalização efetiva dos processos de conformação 
de metais e, por sua vez, relacionar a geração de calor com os efeitos da 
temperatura sobre os referidos processos.
Efeitos da temperatura na recristalização 
efetiva
Conforme a regularidade do arranjo atômico dos metais na solidificação, um 
padrão se repete tridimensionalmente desde a ligação de cada átomo e seus 
vizinhos, formando uma estrutura cristalina. Um padrão de formação constante 
é a principal característica das estruturas cristalinas cujas imperfeições darão 
o tom das propriedades mecânicas desse material. Por conta da necessidade de 
características mecânicas exigentes e desenvolvimento de novos materiais, a 
indústria cada vez mais utiliza materiais policristalinos, ou seja, ligas metálicas. 
De acordo com Smith e Hashemi (2012), a maior parte das ligas no campo da 
engenharia são policristalinas. A condição dos materiais policristalinos implica 
em ter grãos espalhados na estrutura, ou seja, durante a solidificação surgem 
diversos núcleos aos quais vão se formando estruturas celulares desorientadas 
uns dos outros grãos, o que leva à condição de grande capacidade de deforma-
ção, além de não haver uma única estrutura cristalina. Os contornos de grãos 
promovem obstáculos ao movimento de deformação impostos por tensões. 
Um grão fino resulta em um comportamento mais isotrópico do material, 
igual em todas as direções às quais são solicitadas esforços. Caso determinado 
material tenha grãos mais refinados, teremos maior resistência à movimentação 
da estrutura, o que dificulta a deformação. 
Há uma relação entre a dureza e o tamanho do grão, isto é, quanto menor 
o diâmetro dos grãos, maior a tensão para atingir o limite de escoamento. 
Uma justificativa para a dificuldade do escoamento dos grãos menores é 
o desencontro das discordâncias de um determinado grão aos dos demais e, 
conforme o raio diminui, o escorregamento das falhas diminui o espaço da 
deformação, tornando o material mais resistente.
Efeito da deformação plástica a frio no aumento da 
resistência mecânica dos metais
Segundo Smith e Hashemi (2012), a densidade da discordância aumenta em 
função da deformação a frio, provocando a interação entre as discordâncias 
previamente existentes e as geradas pela ação da deformação. O nome desse 
fenômeno é encruamento, no qual o material endurece em virtude do aumento 
das discordâncias.
Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação2
O encruamento ou endurecimento ajuda a aumentar a resistência mecâ-
nica de alguns metais, tais como os utilizados na trefilação, melhorando sua 
resistência à tração e o limite de escoamento.
Na Figura 1 podemos observar uma liga metálica de 70% Cu-30% Zn, o 
conhecido latão, cujas propriedades de resistência à tração sobem à medida 
que aumentamos o alongamento a frio. Um exemplo seria, na condição inicial, 
termos, para zero de trabalho a frio, uma capacidade de resistência à tração de 
46 Ksi. Uma vez que se trabalha a frio em 43%, o limite de resistência à tração 
passa para 80 Ksi, ao passo que seu limite de escoamento cai para 10 Ksi. Tal 
valor mostra a variação da capacidade de trabalho do material em função da 
deformação a frio. Para melhorar o limite de escoamento, podemos recuperar 
ou recristalizar o metal, favorecendo o restabelecimento de características 
desejadas ao produto final.
Figura 1. Porcentagem de deformação a frio em função do limite de resistência à tração 
e alongamento até a quebra da liga 70% de Cu-30% de Zn.
Fonte: Adaptada de Smith e Hashemi (2012, p. 184).
120
100
80
60
40
20
60
40
20
200 10 40
% de trabalho a frio
Alongamento
Limite de escoamento (MPa)
Li
m
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re
sis
tê
nc
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 tr
aç
ão
 e
 li
m
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 (K
si)
Limite de resistência à tração
70% Cu-30% Zn
%
 d
e 
al
on
ga
m
en
to
30 6050
3Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação
Recristalização
De acordo com Smith e Hashemi (2012), se aquecermos o material a tempera-
turas abaixo da faixa de recristalização do material, ou seja, não permitindo a 
nucleação de novos grãos na estrutura metálica, ocorrerá apenas o alívio das 
tensões internas do metal. Na Figura 2, a curva das tensões internas residuais 
cai significativamente, a ductilidade aumenta e a dureza altera pouco.
Atingindo a temperatura de recristalização, poderá ocorrer recristalização 
primária por meio do surgimento da nucleação dentro dos grãos maiores, 
deformados, ou o crescimento de subgrãos formados nos contornos dos grãos 
e que tendem a migrar das regiões fortemente deformadas, aliviando, assim, 
a energia interna do material. A resistência à tração decai, aumentando in-
versamente a ductilidade. 
Figura 2. Efeito do recozimento na alteração da estrutura e propriedades me-
cânicas de um metal em função do aumento da temperatura.
Fonte: Adaptada de Smith e Hashemi (2012, p. 184).
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Ductilidade
Dureza
Novos grãos
Recristalizado
Aumento de temperatura
Deformado a
frio e recuperado
Recuperado
Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação4
Variáveis observadas no processo de recristalização,segundo Smith e Hashemi 
(2012): 
 � a recristalização necessita do encruamento, uma deformação significativa anterior;
 � a temperatura deverá ser maior para que se perceba o efeito em pequenas 
deformações;
 � o trabalho em temperaturas mais altas diminui o tempo de trabalho;
 � quanto maior a deformação, menor o tamanho do grão formado e menor a tem-
peratura de trabalho;
 � nos materiais de grãos maiores, a deformação deverá ser grande, tornando signi-
ficativa a recristalização;
 � a adição de elementos de liga aumenta a temperatura de recristalização: quanto 
mais puro o metal, menor será a temperatura de trabalho.
Veja o vídeo Properties and Grain Structure [Aprofundando 
conhecimentos em propriedades de grãos e estruturas] 
– legendado. Disponível em: 
https://goo.gl/vPz9jB
Geração de calor nos processos de conformação
Segundo Weiss (2012), a maioria dos metais inicia o processo de conformação 
por meio da fundição via fornos de aquecimento. Os tipos mais comuns são: 
forno a cadinho, forno cubilot, forno elétrico e forno de indução. O metal é 
transferido para o molde, derramado no canal de abastecimento. Na indústria 
metalúrgica, metais e ligas darão forma a lingotes estacionários ou contínuos. 
Na siderurgia, o gusa é produzido no primeiro refino; ao ser direcionado ao 
alto-forno, por meio do coque metalúrgico, se transforma em ferro-gusa. 
5Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação
No convertedor, o ferro-gusa será refinado por meio de oxigênio e terá 
suas propriedades químicas corrigidas, a fim de alcançar equilíbrio para 
atender a determinadas especificações. Na fase seguinte, passa para o con-
versor, submetendo-se a uma transformação a aço-carbono, na qual ocorre 
outra reação química que produz escória. Os fornos de arco elétrico e os de 
indução favorecem melhor o controle da formação do aço, e podem servir para 
a formação de aço-liga ou de aço-especial. Quando possível, aproveita-se a 
energia e o calor desse processo e, em seguida, o material é disposto em canais 
refratários, sendo distribuído na lingoteira. Os processos primários que estão 
relacionados a essa etapa são: laminação, extrusão, trefilação, forjamento e 
estampagem.
O máximo aproveitamento da energia inicial de fundição para a realização 
dos produtos e subprodutos diminui o custo da necessidade de reaquecer. 
Trabalhar a frio pode resultar na alteração das propriedades mecânicas, o que 
exigiria novos tratamentos térmicos.
Segundo Schaeffer (2009), para conhecer os problemas de conformação 
mecânica, precisamos primeiro conhecer os parâmetros de tensões, deforma-
ções, velocidades de deformações, atrito e geração de calor ou condutividade 
térmica.
Para saber sobre o calor gerado, devemos conhecer o atrito, muitas ve-
zes associado ao consumo de energia, desgaste de ferramentas, aumento da 
temperatura etc. O atrito é importante nos casos de laminação e forjamento. 
Existem tabelas de parâmetro que devem ser verificadas in loco, no entanto, 
temos, de acordo com Schaeffer (2009), algumas referências:
 � laminação a frio: entre 0,03 e 0,07 / a quente: 0,2;
 � forjamento a frio: entre 0,05 e 0,1 / a quente: entre 0,05 e 0,2.
Quanto à transferência de calor, deve ser considerada a ocorrência da 
condução, da radiação e da convecção térmica. Hoje, muito desses cálculos 
são feitos com simuladores de processos. Os cálculos das grandezas envolvidas 
são complexos, sendo necessário o conhecimento do coeficiente de condutibi-
lidade térmica (λ) e do calor específico (cp) em diversas temperaturas. Além 
disso, devemos considerar o coeficiente de transferência de calor (α) entre os 
corpos em contato e o ar.
Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação6
Simulações. A conformação mecânica é um processo antigo; tentar entender a ação e 
os efeitos da variação das temperaturas sempre foi um desafio. Nas últimas décadas, a 
simulação computacional permitiu um avanço nessas análises. Observe nas Figuras 3a 
e b as simulações e veja, no primeiro momento, a variação heterogênea da temperatura 
sendo considerada na peça e, no momento seguinte, essa mesma peça sendo forjada.
Figura 3. a) Distribuição de temperaturas em um tarugo de alumínio, inicialmente 
aquecido, de forma homogênea, até 350 °C e resfriado a ar por 10 segundos. b) 
Gradiente de temperatura de tarugo de alumínio aquecido até 350 °C e resfriado 
por 10 segundos, sem troca de calor entre as matrizes e a peça, em que: I. Forjado 
até 20 mm de deslocamento da matriz superior; II Forjado até o final. 
Fonte: Adaptada de Silva et al. (2017). 
b)
v = 50 mm/s
v = 50 mm/s
Temperatura (ºC)
445
395
345III
a)
Cilindro de alumínio
Altura inicial: 80 mm
Diâmetro inicial: 40mm
Temperatura 
inicial
350 ºC
10 s a ar
Convecção:
0,0 kW/m2 ºC
Temperatura (ºC)
350
347
345
7Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação
Efeitos da temperatura sobre os processos 
de conformação 
Quanto aos efeitos da temperatura sobre os processos de conformação, podemos, 
de acordo com Chiavenini (1986), observar as características dos principais 
métodos e classificá-los em três parâmetros: a) frio atuando em temperaturas 
de zero a 30% da temperatura de fusão; b) morno atuando entre 30 e 50% da 
temperatura de fusão; e c) quente, acima de 50% da temperatura de fusão.
Na fundição, salvo a condição inicial da siderúrgica ou metalúrgica, ob-
servamos industrialmente a fundição sob pressão, utilizando o sistema de 
injeção, que pode ser de dois tipos básicos:
 � em câmara quente: o material se funde a baixa temperatura e o peso 
das peças é de até 25 kg;
 � em câmara fria: utilizadas, em geral, no alumínio, no magnésio e no 
cobre, funcionam através de um sistema de bombeamento que empurra 
o material despejado por uma panela, até alimentar a cavidade.
No processo de fundição por centrifugação, onde se despeja metal líquido 
e o molde centrifuga, o sistema de alimentação é externo, alimentado por 
meio de panela.
Na fundição de precisão é utilizado um molde cujo modelo é revestido de 
modelo consumível. O metal vazado se torna igual ao modelo. Exemplos de 
peças feitas por fundição de precisão são: materiais da indústria aeronáutica, 
ligas de aço e alumínio, ligas de magnésio, equipamentos aeroespaciais, 
equipamentos eletrônicos etc.
Na fundição contínua são produzidas peças longas em diversos formatos 
padrão. Na laminação, trabalha-se a quente e a frio.
As características a quente são:
 � emprega menor esforço mecânico;
 � a estrutura refinada possui melhor tenacidade, reduzindo propriedades 
mecânicas;
 � elimina melhor as impurezas, diminui a porosidade e deixa o material 
mais resistente em uma direção;
 � deforma mais profundamente o trabalho, podendo recristalizar;
 � exige materiais na construção resistentes ao calor; 
 � facilita a oxidação do material; 
 � dificulta o trabalho a curta tolerância; 
Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação8
 � produz o defeito casca de laranja, propenso a produzir superfícies 
ásperas. 
No forjamento, o processo de conformação é realizado por meio de pren-
sagem ou martelamento.
A temperatura máxima é a de fusão do material: se for alta, pode oxidar; 
se for baixa, favorece o encruamento. Quanto mais mole, mais alta será a 
temperatura, e com isso mais deformação o material aceitará.
Na estampagem, as operações de conformação são geralmente a frio. As 
operações são, basicamente:
 � corte;
 � dobramento e encurvamento;
 � estampagem profunda.
É importante saber mais sobre a utilização de dados sobre 
materiais em simuladores computacionais de conforma-
ção mecânica.
Acesse o link https://goo.gl/TpNS8n e veja as tendên-
cias para o futuro!
Existem vantagens e desvantagens ao se trabalhar a frio, a morno ou a quente, pois 
cada caso tem uma aplicação conveniente. Por exemplo, na condição morna, o material 
tem um alívio de tensões, mas não se dilata tanto. Observe a seguir as vantagens e 
desvantagens do trabalho a quente,segundo Rocha (2012).
Vantagens do trabalho a quente: 
 � requer menos energia, pois a tensão de escoamento decai junto com o aquecimento;
 � proporciona ductilidade, melhor performance em escoar;
 � leva à homogeneização da estrutura, favorecendo a eliminação de contaminantes;
 � elimina bolhas e poros;
9Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação
CHIAVENINI, V. Tecnologia mecânica. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1986.
ROCHA, O. F. L. Conformação mecânica. Belém: IFECT, 2012.
SCHAEFFER, L. Conformação mecânica. Porto Alegre: Imprensa Livre, 2009. 
SMITH, W. F.; HASHEMI, J. Fundamentos de engenharia e ciência dos materiais. 5. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2012. 
WEISS, A. Processos de fabricação mecânica. Curitiba: Livro Técnico, 2012.
Leituras recomendadas
ASKELAND, D. R.; WRIGHT, W. J. Ciência e engenharia dos materiais. São Paulo: Cengage 
Learning, 2014. 
CALLISTER, W. D.; RETHWISCH, D. G. Fundamentos da ciência e engenharia dos materiais: 
uma abordagem integrada. Rio de Janeiro: LTC, 2014. 
MACHADO, L. P. M. Conformação dos metais: fundamentos e aplicação. Vitoria: IFES, 
2008.
OLÍVIO, N. Introdução à engenharia de fabricação mecânica. 2. ed. São Paulo: Blucher, 
2013.
VLACK, V.; HALL, L. Princípios de ciência e tecnologia dos materiais. Rio de Janeiro: 
Elsevier, 1984. 
 � torna os grãos mais uniformes e equiaxiais e diminui a granulação;
 � melhora a tenacidade.
Desvantagens do trabalho a quente: 
 � gera gasto de energia e uso de equipamentos especiais resistentes ao calor;
 � tem propensão à oxidação nos metais e promove a descarbonatação superficial 
nos aços, perdendo dureza superficial;
 � a formação de óxidos dificulta aplicação de acabamento;
 � gera maior dificuldade na manutenção e maior desgaste das ferramentas;
 � a dilatação dificulta a verificação dimensional;
 � as propriedades da estrutura são menos homogêneas, se comparadas a peças 
feitas a frio, e depois recozidas.
Conformação mecânica: efeitos da temperatura na conformação10
Encerra aqui o trecho do livro disponibilizado para 
esta Unidade de Aprendizagem. Na Biblioteca Virtual 
da Instituição, você encontra a obra na íntegra.
Conteúdo:
DICA DO PROFESSOR
Sabemos que a conformação mecânica pode ocorrer sob efeito de altas ou baixas temperaturas, 
certo? Mas você deve se perguntar: qual a melhor maneira? 
 
Para saber a resposta, assista à dica do professor.
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
 
 
 
EXERCÍCIOS
1) A conformação mecânica depende de esforços para realizar trabalho e modificar as 
características dos materiais metálicos a cada etapa de produção. A temperatura é 
variável importante na obtenção de propriedades mecânicas adequadas à exigência 
de projeto. Qual alternativa melhor define o efeito da temperatura durante a 
conformação?
A) Endurecimento a frio, recristalização a morno e têmpera a quente.
B) Recuperação a frio, recristalização a morno e têmpera a quente.
C) Deformação a frio, recuperação a morno e têmpera a quente.
D) Encruamento a frio, recuperação a morno e recristalização a quente.
E) Deformação a frio, recuperação a morno e recristalização a quente.
2) Quais são as principais vantagens de se trabalhar com temperaturas frias?
A) Aumenta a resistência à tração, reduz a dureza, tem melhor acabamento superficial e pode 
ser feito o recozimento depois do processo.
B) Diminui a resistência à tração, diminui a dureza, tem melhor acabamento superficial e 
pode ser feito recozimento depois do processo.
C) Aumenta a resistência à tração, aumenta a dureza, tem pior acabamento superficial e pode 
ser feito recozimento depois do processo.
D) Diminui a resistência à tração, diminui a dureza, tem melhor acabamento superficial e não 
pode ser feito o recozimento depois do processo.
E) Aumenta a resistência à tração, aumenta a dureza, tem melhor acabamento superficial e 
pode ser feito o recozimento depois do processo.
3) Quais são as principais vantagens de se trabalhar com temperaturas mornas?
A) Aumenta a dureza interna da peça e amolece a superfície.
B) Diminuem os esforços quando comparados ao trabalho a frio, melhora a precisão 
dimensional e o acabamento em comparação ao trabalho a quente.
C) Requer menos energia e contribui para homogeneizar as discordâncias internas adquiridas 
na conformação.
Requer menos energia e contribui para heterogeinizar as discordâncias internas adquiridas D) 
na conformação.
E) A formação de óxidos na superfície do material.
4) Em relação ao efeito de recozimento do material, qual alternativa define os termos 
"recuperação" e "recristalização"?
A) Recuperação é o aumento das discordâncias internas, diminuindo levemente a ductilidade. 
Recristalização é a formação de novos grãos e o reestabelecimento da ductilidade.
B) Recuperação é o rearranjo das discordâncias internas, melhorando levemente a ductilidade. 
Recristalização é a formação de novos grãos e o reestabelecimento da ductilidade.
C) Recristalização é o rearranjo das discordâncias externas, melhorando levemente a 
ductilidade. Recuperação é a formação de novos grãos e o reestabelecimento da 
ductilidade.
D) Recuperação é o rearranjo das discordâncias internas, melhorando plenamente a 
ductilidade. Recristalização é a formação de novos grãos e o reestabelecimento da 
ductilidade.
E) Recristalização é o rearranjo das discordâncias internas, melhorando levemente a 
ductilidade. Recuperação é a formação de novos grãos e o reestabelecimento da 
ductilidade.
5) Com base em seus conhecimentos sobre a relação entre temperatura e conformação 
mecânica, qual alternativa define as vantagens de trabalhar a quente?
A) Aumenta a dureza superficial da peça e amolece o núcleo.
B) Aumenta a dureza interna da peça e amolece a superfície.
C) Requer menos energia e contribui para homogeneizar as discordâncias internas adquiridas 
na conformação.
D) A formação de óxidos na superfície do material.
E) A dilatação térmica.
NA PRÁTICA
A decisão de aplicar um processo de conformação com temperatura alta ou baixa precisa ser 
analisada com relação a alguns itens, como, por exemplo, o consumo de energia. Por isso, é 
importante conhecer as vantagens e desavantagens dos efeitos da temperatura. 
 
Confira, a seguir, exemplo de processo a quente.
SAIBA MAIS
Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do 
professor:
Para conhecer sobre o processo de recozimento, a indicação é da dissertação de mestrado 
Efeito da temperatura de encharque no recozimento contínuo e das deformações na 
laminação de encruamento sobre as propriedades mecânicas de um aço microligado 
laminado a frio:
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Leia o texto Processos de fabricação: fundição, extrusão, laminação e soldagem:
Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino!
Em Simulações integradas do processo, você encontrará material sobre tratamento 
térmico:
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Conformação mecânica – processo de 
extrusão e trefilação
APRESENTAÇÃO
Os fios e cabos que conduzem eletricidade até sua casa passaram pelo processo de trefilação 
para terem o formato e as medidas adequados para a função. Já as barras e os tarugos utilizados 
em usinagem foram submetidos a outro tipo processo, chamado extrusão. Com isso, temos que 
trefilação e extrusão são, portanto, dois exemplos de conformação mecânica, essenciais na 
fabricação de produtos tanto para o setor industrial quanto para o doméstico.
Nesta Unidade de Aprendizagem, você estudará os conceitos gerais do processo de 
conformação, extrusão e trefilação, bem como as propriedades e qualidades dos produtos 
obtidos.
Bons estudos.
Bons estudos.
Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
Descrever as principais características do processo de extrusão.•
Expressar as principais características do processo de trefilação.•
Identificar