DISCORDANCIAS E PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO MECANICA

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CIÊNCIA DOS MATERIAIS 
Prof. Hairton 
hairtonsousa@hotmail.com 
 
 
DISCORDÂNCIAS 
DISCORDÂNCIAS 
 INTRODUÇÃO 
 A deformação plástica é permanente e a resistência 
mecânica e a dureza são medidas da resistência de um 
material à esta deformação. 
 
 Numa escala microscópica, deformação plástica 
corresponde ao movimento líquido de grandes números 
de átomos em resposta a uma tensão aplicada. Durante 
este processo, ligações atômicas devem ser rompidas e 
depois reformadas. 
 
 Em sólidos cristalinos, deformação plástica muitas vezes 
envolve o movimento de discordâncias (defeitos crista-
linos lineares). 
 
DISCORDÂNCIAS 
 CONCEITOS BASICOS 
 Discordância de aresta => existe localizada distorção da 
rede ao longo da extremidade de um meio plano extra 
de átomos, que também define a linha de discordância. 
 
 Discordância espiral => resulta a partir de uma 
distorção cisalhante. 
 
 Deformação plástica corresponde ao movimento de um 
grande número de discordâncias. 
 
 Um discordância de aresta se move em resposta a uma 
tensão cisalhante aplicada numa direção perpendicular à 
sua linha. Ver Figura. 
 
DISCORDÂNCIAS 
 CONCEITOS BASICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Rearranjos atômicos que acompanham o movimento de uma 
discordância aresta à medida que ela se move em resposta à 
aplicação de uma tensão de cisalhamento. 
(a) O semiplano de átomos adicionais é chamado de A. 
DISCORDÂNCIAS 
 CONCEITOS BASICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
(b) A discordância se move uma distância atômica para a direita à 
medida que A se liga à porção inferior do plano B. No processo, a 
porção superior de B se torna o semiplano adicional. 
DISCORDÂNCIAS 
 CONCEITOS BASICOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
(c) Forma-se um degrau sobre a superfície do cristal à medida que 
deixa o semiplano adicional. 
DISCORDÂNCIAS 
 CONCEITOS BASICOS 
 O processo pelo qual deformação é produzida por 
movimento de discordância é denominado escorrega-
mento ("slip"); 
 
 O plano ao longo do qual a linha de discordância per-
corre é o plano de escorregamento. 
 
 Deformação plástica macroscópica simplesmente 
corresponde à deformação permanente que resulta a 
partir do movimento de discordâncias, ou escorregamen-
to, em resposta a uma aplicada tensão cisalhante, como 
representada na Figura a seguir. 
 
 
DISCORDÂNCIAS 
 CONCEITOS BASICOS 
 
 
 
 
 
 
A formação de um degrau 
na superfície de um cristal 
pelo movimento de: 
(a) uma discordância de 
aresta; 
(b) uma discordância espi-
ral. 
DISCORDÂNCIAS 
 CONCEITOS BASICOS 
 
 
 
 
 
 
Note-se que: 
 
• para uma discordância de 
aresta, a linha de discor-
dância se move na direção 
da tensão cisalhante apli-
cada Ƭ; 
 
• para uma discordância em 
espiral, o movimento da 
linha de discordância é 
perpendicular à direção da 
tensão. 
DISCORDÂNCIAS 
 CONCEITOS BASICOS 
 O movimento de discordância é análogo ao modo de 
locomoção empregado por uma lagarta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Representação da analogia entre os movimentos da 
larga e da discordância. 
DISCORDÂNCIAS 
 CARACTERISTICAS DAS DISCORDÂNCIAS 
 Várias características de discordâncias são importantes no 
que se refere às propriedades mecânicas de metais. 
 Estas incluem campos de deformação que existem ao 
redor de discordâncias, que são influentes na 
determinação da mobilidade das discordâncias, bem 
como sua capacidade de se multiplicar. 
 
 
 
 
 
 
DISCORDÂNCIAS 
 CARACTERISTICAS DAS DISCORDÂNCIAS 
 Existe alguma distorção da rede atômica ao redor da 
linha de discordância por causa da presença de um 
meio-plano extra de átomos. 
 Como consequência, existem regiões onde as 
deformações da rede cristalina compressivas, trativas e 
cisalhantes são impostas sobre os átomos vizinhos. 
 
 
 
 
 
 
DISCORDÂNCIAS 
 CARACTERISTICAS DAS DISCORDÂNCIAS 
 
 
 
 
Regiões de compressão (verde) e de tração (amarelo) 
localizadas ao redor de uma discordância de aresta. 
DISCORDÂNCIAS 
 CARACTERISTICAS DAS DISCORDÂNCIAS 
 Duas discordâncias de aresta de mesmo sinal e situando-
se no mesmo plano de escorregamento exercem uma 
força repulsiva entre si; 
 C e T denotam regiões de compressão e tração, 
respectivamente. 
 
 
 
 
DISCORDÂNCIAS 
 CARACTERISTICAS DAS DISCORDÂNCIAS 
 Discordâncias de aresta de sinais opostos e situando-se no 
mesmo plano de escorregamento exercem uma força de 
atração entre si. 
 Ao se encontrarem, elas se anulam mutuamente e deixam 
uma região de cristal perfeito. 
 
 
 
DISCORDÂNCIAS 
 CARACTERISTICAS DAS DISCORDÂNCIAS 
 Durante deformação plástica, o número de discordâncias 
aumenta dramaticamente. 
 
 A densidade de discordâncias num metal que foi al-
tamente deformado pode ser tão alto quanto 1016 mm-2. 
 
 Contornos de grão, bem como defeitos internos e 
irregularidades de superfície tais como arranhões e 
pequenos entalhes, que agem como concentrações de 
tensão, podem servir como sítios de formação de 
discordâncias durante a deformação. 
 
 Sob algumas circunstâncias, discordâncias existentes pode 
também se multiplicar. 
 
 
DISCORDÂNCIAS 
 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 
 Discordâncias não se movem com o mesmo grau de 
facilidade em todos os planos cristalográficos de átomos 
e em todas as direções cristalográficas. 
 
 Existe um plano preferido (PLANO DE ESCORREGA-
MENTO) e naquele plano existem direções específicas 
(DIREÇÃO DE ESCORREGAMENTO) ao longo das quais o 
movimento de discordâncias ocorrem. 
 
 Esta combinação de plano de escorregamento e direção 
de escorregamento é denominada o SISTEMA DE ES-
CORREGAMENTO. 
 
 
DISCORDÂNCIAS 
 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 
 Para uma particular estrutura cristalina, o plano de 
escorregamento é aquele plano tendo o mais denso 
empilhamento atômico, isto é, tem a mais alta densidade 
planar. 
 A direção de escorregamento corresponde à direção, neste 
plano, que é a mais estreitamente compactada com átomos, 
isto é, tem a mais alta densidade linear. 
 
 
DISCORDÂNCIAS 
 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 
 
 
(a) Um sistema de escorregamento {111}<110> mostrado dentro de uma 
célula unitária CFC. 
(b) O plano {111} de (a) e três direções de escorregamento <110> (como 
indicado por setas dentro daquele plano compreende possíveis 
sistemas de escorregamento. 
DISCORDÂNCIAS 
 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 
 
 
• {111}<110> representam a combinação “plano de escor-
regamento e direção de escorregamento” ou o sistema de 
escorregamento para CFC. 
DISCORDÂNCIAS 
 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 
 
 
• Um dado plano de escorregamento pode conter mais do que 
uma única direção de escorregamento. 
• Assim podem existir vários sistemas de escorregamento para 
uma particular estrutura cristalina. 
DISCORDÂNCIAS 
 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 
 
 
• Para estrutura CFC existem 12 sistemas de escorregamento; 4 
únicos planos {111} e , dentro de cada plano, 3 independentes 
direções <110>. 
DISCORDÂNCIAS 
 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 
 
 
Sistemas de Escorregamento para Metais Cúbico de Face Centrada, 
Cúbico de Corpo Centrado e Hexagonal Compacta. 
DISCORDÂNCIAS 
 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 
 
 
OBS: Metais com estruturas cristalinas CFC ou CCC têmrelativamente grande número de sistemas de escorre-
gamento (pelo menos 12). 
DISCORDÂNCIAS 
 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 
 
 
OBS: Estes metais são bastante dúcteis porque deformação 
plástica extensiva é normalmente possível ao longo de 
vários sistemas. 
DISCORDÂNCIAS 
 SISTEMAS DE ESCORREGAMENTO 
 
 
OBS: Ao contrário, metais HC tendo uns poucos sistemas de 
escorregamento ativos são normalmente bastante frágeis. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
 O DESAFIO: 
 Engenheiros metalúrgico e de materiais são às vezes 
solicitados a projetar ligas tendo altas resistências 
juntamente com alguma ductilidade e tenacidade; 
 
 A ductilidade é sacrificada quando uma liga é fortalecida. 
 
 Importante para entender os mecanismos de fortalecimento 
é a relação entre o movimento de discordância e o 
comportamento mecânico de metais. 
 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
 Uma vez que deformação plástica macroscópica 
corresponde ao movimento de grandes números de 
discordâncias... 
 
 
 
 
 
 ... A capacidade de um material de se deformar plasticamente 
depende da capacidade das discordâncias se moverem. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
 Uma vez que dureza e resistência mecânica (tanto a tensão 
limite de escoamento quanto o limite de resistência à tração) 
estão relacionadas à facilidade com a qual a deformação 
plástica pode ocorrer... 
 
 
 
 ...Por redução da mobilidade de discordâncias, a resistência 
mecânica pode ser melhorada, isto é, maiores forças 
mecânicas serão requeridas para iniciar a deformação 
plástica. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
 Em contraste, quanto mais facilitado estiver o movimento das 
discordâncias, maior será a facilidade com a qual um metal 
pode se deformar e mais macio ele se torna. 
 
Todas as técnicas de fortalecimento repousam 
sobre este princípio simples: 
 
“restrição do movimento de discordância torna a um 
material mais duro e mais forte.” 
 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
FORTALECIMENTO POR REDUÇÃO DO TAMANHO DE 
GRÃO: 
 O tamanho dos grãos, ou diâmetro médio de grão, num 
metal policristalino influencia as propriedades mecânicas. 
 
 Grãos adjacentes normalmente têm diferentes orienta-
ções cristalográficas e, naturalmente, um contorno de grão 
comum, como indicado na Figura a seguir. 
 
 Durante a deformação plástica, o movimento de escor-
regamento das discordância deve ocorrer através deste 
contorno comum, digamos a partir do grão A para o grão 
B (ver Figura). 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
FORTALECIMENTO POR REDUÇÃO DO TAMANHO DE 
GRÃO: 
 
• O movimento de uma dis-
cordância quando ela encon-
tra um contorno de grão. 
 
• Este age como uma barrei-
ra ao escorregamento conti-
nuado. 
 
• Planos de escorregamento 
são descontínuos e mudam de 
direção através do contorno. 
FORTALECIMENTO POR REDUÇÃO DO TAMANHO DE 
GRÃO: 
 
 O contorno de grão age como uma barreira ao movimento 
da discordância por 2 razões: 
 
 (1) Uma vez que 2 grãos são de diferentes orientações, uma 
discordância passando através do grão B terá que mudar sua 
direção de movimento; 
 
 Isto se torna mais difícil quando a desorientação 
cristalográfica aumenta. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
FORTALECIMENTO POR REDUÇÃO DO TAMANHO DE 
GRÃO: 
 
 O contorno de grão age como uma barreira ao movimento 
da discordância por 2 razões: 
 
 (2) A desordem atômica dentro de uma região de contorno de 
grão resulta numa descontinuidade de planos de 
escorregamento a partir de um grão para o outro. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
FORTALECIMENTO POR REDUÇÃO DO TAMANHO DE 
GRÃO: 
 
 Um material finamente granulado (um que tem grãos 
pequenos) é mais duro e mais forte do que um que seja 
grosseiramente granulado, já que o primeiro tem uma maior 
área total de contorno de grão para impedir o movimento 
da discordância. 
 
 O tamanho de grão pode ser regulado pela taxa de 
solidificação a partir da fase líquida e também por 
deformação plástica seguida por um apropriado tratamento 
térmico 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
FORTALECIMENTO POR REDUÇÃO DO TAMANHO DE 
GRÃO: 
 
• A influência do tamanho 
de grão sobre tensão limite 
de escoamento de uma liga 
de latão de 70Cu-30Zn. 
 
 
• Note-se que o diâmetro do 
grão aumenta da direi-ta 
para a esquerda e não é 
linear. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA 
 
 Uma outra técnica para fortalecer e endurecer metais é a 
formação de liga com átomos de impurezas que entram em 
soluções sólidas quer substitucionais quer intersticiais. 
 
 Isto é denominado endurecimento por solução sólida. 
 
 Metais de alta pureza são quase sempre mais macios e 
fracos do que ligas compostas do mesmo metal base. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
Variação com a concentração de zinco: (a) do limite de resistência à tração, 
(b)dureza. 
ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA 
 
 Aumento da concentração da impureza => aumento do limite 
de resistência à tração e da dureza para zinco em cobre; 
 
ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA 
 
• A ductilidade diminui com o aumento da concentração de zinco. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
Variação com a concentração de zinco: (c) dutilidade (%EL) para ligas 
cobre-zinco, mostrando fortalecimento. 
ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA 
 
 Ligas são mais fortes do que metais puros porque átomos de 
impurezas que vão para a solução sólida impõe 
deformações na rede dos átomos visinhos hospedeiros. 
 
 O resultado disto são interações de campos de deformação 
da rede cristalina entre discordâncias e os átomos 
impurezas => o movimento da discordância é restringido. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA 
 
 Impureza < Átomo hospedeiro => Deformações trativas. 
 
 
 
 
 Impureza > Átomo hospedeiro => Deformações 
compressivas. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA 
 
(b) Localizações possíveis de um átomo de impureza menor em relação 
a uma discordância de aresta tal que existe cancelamento parcial de 
deformações de rede impureza-discordância. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
(a) Representação de de-
formações trativas (de 
tração) impostas sobre á-
tomos hospedeiros por um 
átomo de impureza subs-
titucional menor do que o 
átomo hospedeiro. 
ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
(b) Localizações possíveis de átomos de impureza maiores em relação 
a uma discordância de aresta tal que existe cancelamento parcial de 
deformações de rede impureza-discordância. 
(a) Representação de 
deformações compressi-
vas impostas sobre áto-
mos hospedeiros por um 
átomo impureza substitu-
cional maior que o átomo 
hospedeiro. 
ENDURECIMENTO POR SOLUÇÃO SÓLIDA 
 
 A resistência ao escorregamento é maior quando átomos de 
impurezas estão presentes porque a deformação global da 
rede deve aumentar se uma discordância for arrancada a 
partir dela. 
 
 Uma maior tensão aplicada é necessária para primeiro 
iniciar e seguir continuando a deformação plástica paraligas de solução sólida. No caso dos metais puros ocorre o 
oposto. 
 
 Isto é evidenciado pela melhoria da resistência mecânica e 
da dureza. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
 
 É um fenômeno pelo qual um metal dúctil se torna mais duro 
e mais forte quando ele é deformado plasticamente. 
 
 Figuras a seguir “a” e “b” demonstram como aço, latão e 
cobre aumentam em limite de escoamento e em limite de 
resistência à tração com o aumento de trabalho a frio. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
• Para um aço 1040, latão 
e cobre: 
A - o aumento do limite de 
escoamento; 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
• Para um aço 1040, latão 
e cobre: 
B - o aumento do limite de 
resistência à tração; 
 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
• O preço para estas 
melhorias de dureza e de 
resistência mecânica é a 
ductilidade do metal. 
 
• Para um aço 1040, latão 
e cobre: 
C - o decréscimo da ducti-
lidade (%EL) com a 
porcentagem de traba-
lho a frio. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
A influência de trabalho frio sobre o comportamento de um aço 
baixo carbono é claramente retratada na Figura acima. 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
 
• Endurecimento por deformação à 
frio (encruamento) é demonstrado 
num diagrama tensão-deformação 
apresentado na Figura ao lado. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
 
• Inicialmente, o metal com tensão 
limite de escoamento σyo é plas-
ticamente deformado até o ponto 
D. 
 
• A tensão é aliviada e, a seguir 
reaplicada com uma nova tensão 
limite de escoamento, σ yi. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
 
• O metal tornou-se assim mais 
forte durante o processo porque σyi 
é maior do que σyo. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
 
 O fenômeno do endurecimento por encruamento é expli-
cado com base em interações dos campos de deformação 
discordância-discordância. 
 
 A densidade de discordância num metal aumenta com o 
encruamento... 
 
=> a distância média de separação entre discordâncias 
decresce... 
 
=> as discordâncias são posicionadas mais próximas entre si. 
• 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
 
 Em média, interações de deformação discordância-discor-
dância são repulsivas: 
 
=> O resultado líquido é que o movimento de uma 
discordância é impedido pela presença de outras 
discordâncias. 
 
 À medida em que a densidade de discordâncias aumenta , 
a resistência ao movimento de discordância por outras 
discordâncias se torna mais pronunciada: 
 
=> a tensão imposta necessária para deformar um metal 
aumenta com o aumento do trabalho a frio 
(ENCRUAMENTO). 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
ENDURECIMENTO POR DEFORMAÇÃO (ENCRUAMENTO) 
 
 Endurecimento por deformação é às vezes utilizado 
comercialmente para melhorar as propriedades mecânicas 
de metais durante os procedimentos de fabricação. 
 
 Os efeitos de endurecimento por deformação podem ser 
removidos por um tratamento térmico de recozimento. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 
 Os processos de conformação mecânica alteram a 
geometria do material (por deformação plástica) através 
de forças aplicadas por ferramentas adequadas que 
podem variar desde pequenas matrizes até grandes 
cilindros. 
 
 Em função da temperatura e do material utilizado, a 
conformação mecânica pode ser classificada como: 
trabalho a frio, a morno e a quente. 
 
 Cada um destes trabalhos fornecera características 
especiais ao material e à peça obtida. 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 
 TEMPERATURA NA CONFORMAÇÃO 
 Trabalho a quente (TQ): é definido como a deformação 
sob condições de temperatura e taxa de deformação 
tais que processos de recuperação e recristalização 
ocorrem simultaneamente com a deformação. 
 
 Trabalho a frio (TF): é a deformação realizada sob 
condições em que os processos de recuperação e 
recristalização não são efetivos. 
 
 Trabalho a morno (TM): ocorre uma recuperação do 
material, sem recristalização. 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 
 TEMPERATURA NA CONFORMAÇÃO 
 
 
 
 
 
A distinção básica entre TQ e TF é função da tempe-
ratura em que se dá a recristalização efetiva do 
material. 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 
 TEMPERATURA NA CONFORMAÇÃO 
Assim, embora para muitas ligas comerciais a tempe-
ratura do TQ seja realmente elevada em relação à 
ambiente, para metais como Pb e Sn, que se recris-
talizam rapidamente à temperatura ambiente após 
grandes deformações, a conformação à temperatura 
ambiente é TQ. 
 
 Por outro lado, a conformação a 1100ºC é TF para o 
tungstênio, cuja temperatura de recristalização é supe-
rior a esta, embora seja TQ para o aço. 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 
 TEMPERATURA NA CONFORMAÇÃO 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A FRIO 
 
 É acompanhado do encruamento; 
O encruamento é ocasionado pela interação das 
discordâncias entre si e com outras barreiras – tais 
como contornos de grão – que impedem o seu 
movimento através da rede cristalina; 
O encruamento proporciona ao material um aumento na 
resistência (tensão de escoamento) e na dureza, porém 
a ductilidade (alongamento total) é comprometida; 
Ver Figura a seguir: 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A FRIO 
 
Um metal cristalino contém em média 106 a 
108 discordâncias por cm3, enquanto que um metal 
severamente encruado apresenta cerca de 1012 
discordâncias por cm3. 
A estrutura característica do estado encruado 
examinada ao microscópio eletrônico, apresenta dentro 
de cada grão, regiões pobres em discordâncias, 
cercadas por um emaranhado altamente denso de 
discordâncias nos planos de deslizamento. 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A FRIO 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A FRIO 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A MORNO 
 
Objetivam aliar as vantagens das conformações a 
quente e a frio; 
 
Consiste na conformação de peças numa faixa de 
temperatura onde ocorre o processo de recuperação do 
material, não ocorrendo entretanto, a recristalização; 
 
 Com relação ao trabalho a quente, o processo morno 
apresenta melhor acabamento superficial e precisão 
dimensional devido à diminuição da oxidação e da 
dilatação; 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A MORNO 
 
 Com relação ao trabalho a quente: 
A maior desvantagem da conformação a morno com 
relação ao processo a quente é o aumento do limite 
de escoamento queocorre com o abaixamento da 
temperatura de deformação. 
 
O aumento da carga de conformação implicará na 
necessidade de se empregar prensas mais potentes 
e ferramentas mais resistentes. 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A MORNO 
 Em relação ao trabalho a frio: 
Apresenta redução dos esforços de deformação, o 
que permite a conformação mais fácil de peças com 
formas complexas, principalmente em materiais com 
alta resistência. 
 
 
Melhora a ductilidade do material e elimina a 
necessidade de recozimentos intermediários que 
consomem muita energia e tempo. 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A QUENTE 
 Requer menos energia para deformar o material; 
 
As variações microestruturais causam aumento na 
ductilidade e na tenacidade comparado ao estado 
fundido; 
A estrutura colunar dos grãos grosseiros da peça 
fundida é quebrada e refinada em grãos equiaxiais 
recristalizados de menor tamanho. 
 
 
 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A QUENTE 
 
 São adquirido peças com tamanhos de grãos pequenos 
o que confere a estas peças uma melhor resistência e 
tenacidade; 
O metal possuirá grãos recristalizados de menor 
tamanho na superfície. 
Como o interior do produto estará submetido a 
temperaturas mais elevadas por um período de tempo 
maior durante o resfriamento do que as superfícies 
externas, pode ocorrer crescimento de grão no interior 
de peças de grandes dimensões, que resfriam 
vagarosamente a partir da temperatura de trabalho. 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A QUENTE 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 TRABALHO A QUENTE 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 VATAGENS DOS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO: 
 
 Bom aproveitamento da matéria; 
 
 Rapidez na execução; 
 
 Possibilidade de controle das propriedades mecânicas; 
 
 Possibilidade de grande precisão e tolerância dimen-
sional. 
 
 É importante observar, entretanto, que o ferramental e os 
equipamentos possuem um custo muito elevado, exigindo 
grandes produções para justificar o processo economica-
mente. 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CLASSIFICAÇÃO: 
 Os processos de conformação são classificados de acordo 
com: 
 Tipo de esforço; 
 
Deformação do material; 
 
Variação relativa da espessura da peça; 
 
 Propósito da deformação. 
 
 Os tipos mais comuns estão mostrados na tabela a seguir: 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CLASSIFICAÇÃO: 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 
 É o processo de conformação mecânica que consiste em 
modificar a seção transversal de um material passando-o 
entre dois cilindros que giram em sentido contrário. 
 
 Os produtos obtidos por este processo podem ser planos 
(chapas) ou não-planos (perfis mais ou menos complexos). 
 
 Na laminação o material é submetido a tensões 
compressivas elevadas, resultantes da ação de prensagem 
dos rolos e a tensões cisalhantes superficiais, resultantes 
do atrito entre os rolos e o material. 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 INTRODUÇÃO 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 PROCESSOS DE LAMINAÇÃO 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 PROCESSOS DE LAMINAÇÃO 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 PROCESSOS DE LAMINAÇÃO 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 LAMINAÇÃO À QUENTE 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 LAMINAÇÃO À QUENTE 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 LAMINAÇÃO À QUENTE 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 LAMINAÇÃO À FRIO 
 
 É empregada para produzir tiras e folhas (a tira difere 
da folha pelo melhor controle dimensional) com acaba-
mento superficial e tolerâncias dimensionais superiores, 
quando comparadas com as tiras produzidas por lami-
nação a quente. 
 
O encruamento resultante da redução a frio pode ser 
aproveitado para dar maior resistência ao produto 
final. 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 LAMINAÇÃO À FRIO 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 LAMINAÇÃO: 
 PROCESSAMENTO TERMOMECÂNICO 
 
 É a união do processos de conformação (laminação) 
com processos de tratamento térmico; 
 
 Laminação controlada, resfriamento acelerado e têm-
pera direta, são exemplos típicos de processamentos 
termomecânicos; 
 
Dessa forma, minimiza-se ou até elimina-se o trata-
mento térmico após a laminação à quente. 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 FORJAMENTO: 
 
 Processo de conformação que utiliza esforços 
compressivos tendendo a fazer o material assumir o 
contorno da ferramenta conformadora, chamada matriz 
ou estampo. 
 
 A maioria das operações de forjamento é executada a 
quente; contudo, uma grande variedade de peças 
pequenas, tais como parafusos, pinos, porcas, 
engrenagens, pinhões, etc., são produzidas por forjamento 
a frio. 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 FORJAMENTO: 
 FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 FORJAMENTO: 
 FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 FORJAMENTO: 
 FORJAMENTO EM MATRIZ ABERTA (CUNHAGEM) 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 FORJAMENTO: 
 FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 FORJAMENTO: 
 FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 FORJAMENTO: 
 FORJAMENTO EM MATRIZ FECHADA 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 FORJAMENTO: 
 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 FORJAMENTO: 
 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 EXTRUSÃO: 
 
 Processo em que a peça é “empurrada” contra a matriz 
conformadora, com redução da sua seção transversal; 
 A parte ainda não extrudada fica contida num recipiente 
ou cilindro (container); o produto pode ser uma barra, 
perfil ou tubo. 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 EXTRUSÃO: 
 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 EXTRUSÃO: 
 
 
Peças fabricadas 
por extrusão à frio. 
Peças fabricadas por 
extrusão à quente. 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 TREFILAÇÃO: 
 
 Redução da seção transversal de uma barra, fio ou tubo, 
“puxando-se” a peça através de uma ferramenta (fieira 
ou trefila ); 
 Uns dos usos mais comuns da trefilação é a produção de 
arames de aço e tubos. Ver Figuras: 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 REFERÊNCIAS: 
 CETLIN, P. R.; HELMAN, H. Fundamentos da Conformação. São 
Paulo: Artliber Editora, 2005. 
 
 Handbook: Glossário. www.infomet.com.br , acessado em 21/01/2007 
 
 MARTINS, Conceição G. Aspectos Gerais da Conformação Mecânica 
e Forjamento. Florianópolis: Apostila de Processos de Fabricação da 
Escola Técnica Federal de Santa Catarina, 1993. 
 
 Processos de Fabricação. Volume I. Apostila do Curso Técnico em 
Mecânica. Telecurso 2000. 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 RECUPERAÇÃO E RECRISTALIZAÇÃO 
 
RECRITALIZAÇÃO: É o 
processo de formação 
de um novo conjunto de 
grãos que são 
equiaxiais, com baixa 
densidade de 
discodâncias. 
RECUPERAÇÃO: Há um 
rearranjo das 
discordâncias, 
melhorando a 
ductilidade do material 
sem a formação de 
novos 
grãos(recristalização). 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA 
 CARACTERÍSTICAS DOS PROCESSOS: 
 RECUPERAÇÃO E RECRISTALIZAÇÃO 
 
RECUPERAÇÃO, RECRISTALIZAÇÃO E CRESCIMENTO DE 
GRÃO 
 
A influência da temperatura de 
recozimento sobre o limite de 
resistência à tração e ductilidade deuma liga de latão. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
RECUPERAÇÃO, RECRISTALIZAÇÃO E CRESCIMENTO DE 
GRÃO 
 
Tamanho de grão como uma função 
da temperatura de recozi-mento é 
indicada. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
RECUPERAÇÃO, RECRISTALIZAÇÃO E CRESCIMENTO DE 
GRÃO 
 
Estrutura de grão durante os 
estágios de recuperação, recris-
talização e crescimento de grão é 
mostrada esquematicamente. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
RECUPERAÇÃO, RECRISTALIZAÇÃO E CRESCIMENTO DE 
GRÃO 
 
A variação da temperatura de recristalização com a porcentagem de 
deformação a frio para o ferro. Para deformações menores do que a 
crítica (cerca de 5%CW), recristalização não ocorrerá. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
RECUPERAÇÃO, RECRISTALIZAÇÃO E CRESCIMENTO DE 
GRÃO 
 
Representação esquemática de crescimento de grão via difusão atômica. 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS 
Conceitos importantes 
Aumento de resistência por solução sólida, crescimento de 
grãos, deformação da rede cristalina, densidade de 
discordância, encruamento, escorregamento, recristalização, 
recuperação, sistema de escorregamento, temperatura de 
recristalização, tensão de cisalhamento resolvida, tensão de 
cisalhamento resolvida crítica e trabalho a frio. 
 
MECANISMOS DE AUMENTO DE 
RESISTÊNCIA EM METAIS