CONFORMAÇÃO_PLÁSTICA_DOS_METAI

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CONFORMAÇÃO PLÁSTICA DOS METAIS 
Entende-se como conformação dos metais a modificação de um corpo metálico para outra forma 
definida. 
Os processos de conformação podem ser divididos em dois grupos: 
A) processos mecânicos, nos quais as modificações de forma são provocadas pela aplicação de 
tensões externas 
B) processos metalúrgicos, nos quais as modificações de forma estão relacionadas com altas 
temperaturas. 
Os processos mecânicos são constituídos pelos processos de conformação plástica, para os quais as 
tensões aplicadas são geralmente inferiores ao limite de resistência à ruptura do material, e pelos 
processos de conformação por usinagem, para os quais as tensões aplicadas são sempre superiores ao 
limite mencionado, sendo a forma final, portanto, por retirada de material. Devido a sua natureza, esses 
processos são também denominados “Processos de Conformação Mecânica”. 
Os processos metalúrgicos subdividem-se em conformação por solidificação, para os quais a temperatura 
adotada é superior ao ponto de fusão do metal e a forma final é obtida pela transformação líquido-
sólido, e conformação por sinterização, em que a temperatura de processamento é inferior ao ponto de 
fusão do metal (metalurgia do pó). 
É importante o estudo dos processos de conformação plástica dos metais porque mais de 80% de todos 
os produtos metálicos produzidos são submetidos, em um ou mais estágios, a tais processos. 
Os processos de conformação plástica dos metais permitem a obtenção de peças no estado sólido, com 
características controladas, através da aplicação de esforços mecânicos em corpos metálicos iniciais que 
mantêm os seus volumes constantes. 
 De uma forma resumida, os objetivos desses processos são a obtenção de produtos finais com 
especificação de: a) dimensão e forma; b) propriedades mecânicas; c) condições superficiais 
Os processos de conformação plástica podem ser classificados de acordo com vários critérios: a) quanto 
ao tipo de esforço predominante; b) quanto à temperatura de trabalho; c) quanto à forma do material 
trabalhado ou do produto final; d) quanto ao tamanho da região de deformação (localizada ou geral); e) 
quanto ao tipo de fluxo do material (estacionário ou intermitente); f) quanto ao tipo de produto obtido 
(semi-acabado ou acabado). Os processos quanto ao tipo de esforço predominante podem ser 
classificados em: a) processo de conformação por compressão direta; b) processo de conformação por 
compressão indireta; c) processo de conformação por tração; d) processo de conformação por 
cisalhamento; e) processo de conformação por flexão. a Figura 1.1. apresenta de forma esquemática 
esses processos. 
Nos processos de conformação por compressão direta, predomina a solicitação externa por compressão 
sobre a peça de trabalho. 
Nos processos de conformação por compressão indireta, as forças externas aplicadas sobre a peça 
podem ser tanto de tração como de compressão, mais as que efetivamente provocam a conformação 
plástica do metal são de compressão indireta, desenvolvidas pela reação da matriz sobre a peça. 
O principal exemplo de processo de conformação por tração é o estiramento de chapas, em que a peça 
toma a forma da matriz através da aplicação de forças de tração em suas extremidades. 
Os processos de conformação por cisalhamento envolvem forças cisalhantes suficientes para romper o 
metal no seu plano de cisalhamento. Os melhores exemplos desse tipo de processo são a torção de 
barras e o corte de chapas. 
 
PRINCIPAIS PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO 
O número dos diferentes processos unitários de conformação mecânica, desenvolvidos para aplicações 
específicas, atinge atualmente algumas centenas. Não obstante, é possível classificá-los num pequeno 
número de categorias, com base em critérios tais como: o tipo de esforço que provoca a deformação do 
material, a variação relativa da espessura da peça, o regime da operação de conformação, o propósito da 
deformação. Basicamente, os processos de conformação mecânica podem ser classificados em: 
Forjamento: conformação por esforços compressivos tendendo a fazer o material assumir o contorno da 
ferramenta conformadora, chamada matriz ou estampo. 
Laminação: conjunto de processos em que se faz o material passar através da abertura entre cilindros 
que giram, modificando-lhe (em geral reduzindo) a seção transversal; os produtos podem ser placas, 
chapas, barras de diferentes seções, trilhos, perfis diversos, anéis e tubos. 
Trefilagem: redução da seção transversal de uma barra, fio ou tubo, “puxando-se” a peça através de uma 
ferramenta (fieira ou trefila) com forma de canal convergente. 
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. 
Estampagem: o processo de transformação mecânica, geralmente realizado a frio, onde através de 
ferramentas adequadas à prensa, submetemos os material ao processo de moldagem de formas 
geralmente propostas a chapas 
Conformação de chapas: Compreende as operações de: 
Embutimento; Estiramento; Corte; Dobramento. 
 
Os processos de conformação plástica podem ser classificados de acordo com 
vários critérios: 
a) quanto ao tipo de esforço predominante; 
b) quanto à temperatura de trabalho 
c) quanto à forma do material trabalhado ou do produto final; 
d) quanto ao tamanho da região de deformação (localizada ou geral); 
e) quanto ao tipo de fluxo do material (estacionário ou intermitente); 
f) quanto ao tipo de produto obtido (semi-acabado ou acabado). 
 
Os processos quanto ao tipo de esforço predominante podem ser classificados em: 
a) processo de conformação por compressão direta; b) processo de conformação por compressão 
indireta; c) processo de conformação por tração; d) processo de conformação por cisalhamento; e) 
processo de conformação por flexão. a Figura 1.1. apresenta de forma esquemática esses processos. 
Nos processos de conformação por compressão direta, predomina a solicitação externa por compressão 
sobre a peça de trabalho. 
Nos processos de conformação por compressão indireta, as forças externas aplicadas sobre a peça 
podem ser tanto de tração como de compressão, mais as que efetivamente provocam a conformação 
plástica do metal são de compressão indireta, desenvolvidas pela reação da matriz sobre a peça. 
O principal exemplo de processo de conformação por tração é o estiramento de chapas, em que a peça 
toma a forma da matriz através da aplicação de forças de tração em suas extremidades. 
Os processos de conformação por cisalhamento envolvem forças cisalhantes suficientes para romper o 
metal no seu plano de cisalhamento. Os melhores exemplos desse tipo de processo são a torção de 
barras e o corte de chapas. 
 
 
 
Em relação à temperatura de trabalho, os processos de conformação podem ser 
classificados em : 
Processos com trabalho mecânico a frio e com trabalho mecânico a quente. Quando a temperatura de 
trabalho é maior que a temperatura que provoca a recristalização do metal, o processo é denominado 
como trabalho a quente e, abaixo dessa temperatura, o trabalho é denominado como a frio. 
 
No trabalho mecânico a frio, provoca-se o aparecimento no metal do chamado efeito de encruamento, 
ou seja, o aumento da resistência mecânica com a deformação plástica. 
 
 O trabalho mecânico a frio permite aumentar a resistência mecânica de certos metais não-ferrosos que 
são endurecíveis por tratamentos térmicos. No trabalho mecânico a quente, a deformação plástica é 
realizada numa faixa de temperatura, e durante um determinado tempo, em que o encruamento é 
eliminado pela recristalizaçãodo metal. 
 
Um metal na sua condição encruada possui energia interna elevada em relação ao metal não-deformado 
plasticamente. 
 Aumentando-se a temperatura, há uma tendência do metal retornar à condição mais estável de menor 
energia interna. 
 O tratamento térmico para obter esse efeito é denominado recozimento e, além da recuperação da 
estrutura cristalina do metal, este tratamento provoca a diminuição da resistência mecânica e a elevação 
da ductilidade. 
 
Os métodos de classificação dos processos de conformação plástica mais comum são os dois 
mencionados anteriormente. 
Existem também outros métodos, cujos empregos, no entanto, são menos comuns. Um deles é a 
classificação de acordo com a forma do metal trabalhado, como por exemplo os processos de 
conformação de chapas (laminação, estampagem, dobramento, etc.) e de tubos e fios (trefilação, 
extrusão, etc.). 
 
Pode-se também, classificar os processos de acordo com o tamanho da região deformada em: processos 
com região deformada localizada, que incluem a laminação, a trefilação e a extrusão, e processos com 
região de deformação generalizada, como por exemplo, os processos de estampagem profunda e o 
forjamento. 
 
De acordo com o tipo de fluxo de deformação do metal, podem ser classificados em processos de fluxo 
contínuos ou quase-estacionários (com movimentos constantes) e processos de fluxo intermitentes. 
Como exemplos do primeiro tipo, pode-se citar os processos de laminação, trefilação, e extrusão a 
quente. Os processos de extrusão a frio, estampagem e forjamento são exemplos de processos com, 
fluxo intermitente. 
 
Os processos de conformação podem ainda ser classificados em duas categorias de acordo com o 
produto obtido: processos de conformação primária, através dos quais se obtêm produtos semi-
acabados e processos de conformação secundários, através dos quais se obtêm produtos acabados. 
 
Em termos de conformação mecânica, chama-se de trabalho a quente (TQ) aquele que é executado em 
temperaturas acima de 0,5Tf; trabalho a morno (TM), executado na faixa compreendida 
(grosseiramente) entre 0,3 e 0,5 Tf e trabalho a frio (TF) aquele que é executado entre 0 e 0,3Tf. É 
importante compreender que a distinção básica entre TQ e TF é portanto, função da temperatura em 
que se dá a recristalização efetiva do material. Assim, embora para muitas ligas comerciais a 
temperatura do TQ seja realmente elevada em relação à ambiente, para metais como Pb e Sn, que se 
recristalizam rapidamente à temperatura ambiente após grandes deformações, a conformação à 
temperatura ambiente é TQ. Por outro lado, a conformação a 1100°C é TF para o tungstênio, cuja 
temperatura de recristalização é superior a esta, embora seja TQ para o aço. 
Geração de calor na conformação mecânica. Nos processos de conformação, tanto a deformação plástica 
quanto o atrito contribuem para a geração de calor. Da energia empregada na deformação plástica de 
um metal, apenas 5 a 10% ficam acumulados na rede cristalina, sob a forma de energia interna, sendo os 
restantes 90 a 95% convertidos em calor, em algumas operações de conformação continua, como 
extrusão e trefilação, efetuadas em altas velocidades, a temperatura pode aumentar de centenas de 
graus. Uma parte do calor gerado é dissipada (transmitido às ferramentas ou perdido para a atmosfera), 
mas o restante permanece na peça. Elevando-lhe a temperatura. 
Para uma deformação e = 1,0 tem-se DTmáx igual a 74°C para alumínio, 277°C para ferro e 571°C para 
titânio. Ser a velocidade de um dado processo é alta, a perda do calor gerado será pequena e o aumento 
efetivo da temperatura será próximo do valor teórico. 
 
Faixas de Temperaturas permissíveis no trabalho a quente. 
O limite inferior de temperatura para o trabalho a quente de um metal e a menor temperatura para a 
qual a taxa de recristalização é rápida o bastante para eliminar o encruamento quando o metal esta 
submetido aquela temperatura. Para um dado metal ou liga metálica a menor temperatura de trabalho a 
quente dependera de fatores tais como a quantidade de deformação e o tempo em que o material estará 
submetido a temperatura em questão. Uma vez que quanto maior o nível de deformação menor é a 
temperatura de recristalização, o limite inferior de temperatura para o trabalho a quente diminuirá para 
grandes deformações. Um metal trabalhado com elevada velocidade de deformação e resfriado 
rapidamente irá requerer uma temperatura de trabalho a quente maior do que se este for deformado e 
resfriado vagarosamente, para a obtenção de um mesmo nível final de deformação. O limite superior de 
trabalho a quente é determinado pela temperatura em que ocorre o inicio de fusão ou excesso de 
oxidação. Geralmente, a temperatura mais elevada de trabalho a quente é limitada bem abaixo do 
ponto de fusão devido a possibilidade de fragilização à quente (existência de compostos com menor 
ponto de fusão). Basta uma pequena quantidade de um filme de constituinte com baixo ponto de fusão 
nos contornos de grão para fazer um material desagregar-se quando deformado(fragilidade a quente). 
Geralmente emprega-se Tmax Tf – 55°C (ou Tf – 100°F) para evitar esta possiblidade. 
 
 
 
 
 
Resumo da classificação dos processos de conformação plástica.