Aula 3 Processamento

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Processamento de Metais 
Ricson Rocha de Souza 
Curso de Engenharia de Materiais 
UNIFRA 
2012 
Processamento de metais 
Teoria de elasticidade e plasticidade 
Atrito e lubrificação 
Histórico do Forjamento 
Demandas na área de Forjamento 
Estudo dirigido – 5 perguntas e 5 respostas 
 
Lembrando que: cada estudo dirigido vale 2 pontos, em um total de 10 pontos. 
Cada pergunta/resposta vale 0,2 pontos. 
 
Será avaliado nas perguntas a CRIATIVIDADE 
Nas respostas, a INTEPRETAÇÃO DA PERGUNTA/COMPREENSÃO TEXTUAL 
DO ARTIGO 
 
 
 
Sumário 
Processamento de metais 
Teoria da elasticidade e da plasticidade 
 Atualmente, na prática da engenharia, os 
processos industriais de fabricação estão 
sendo modelados matematicamente de 
modo crescente com o emprego de 
computadores. O modelamento analítico 
ou numérico dos processos de fabricação 
tem grande potencial para aumentar a 
velocidade e qualidade dos processos, 
como também reduzir os custos através 
dos seguintes fatores: 
 
- Redução do número de iterações nas 
tentativas experimentais (erro-acerto), 
- Permite a construção rápida de um 
modelo (ou protótipo), 
- Gera um embasamento físico para um 
controle de tempo real do processo 
- Melhora a visualização do processo 
 
Processamento de metais 
Teoria da elasticidade e da plasticidade 
 
 Os processos de fabricação envolvem 
algumas das combinações dos seguintes 
tipos de comportamento dos materiais: 
 
- Escoamento do tipo fluido (fundição de 
metais, injeção de polímeros, etc.) 
- Transferência de calor (solidificação de 
metal fundido, conformação a quente de 
metais, compactação a quente e 
sinterização de pós metálicos ou 
cerâmicos, soldagem, tratamento 
térmicos de aços). 
- Deformação plástica (conformação de 
metais, usinagem dos metais) 
- Evolução da microestrutura e 
propriedades (fundição de metais, 
soldagem, conformação a quente de 
metais, tratamento térmicos). 
Processamento de metais 
O modelamento do processo termo-mecânico requer a formulação matemática 
adequada para as seguintes condições: 
 
a. Comportamento do material durante o processo analisado (deformação 
elástica e/ou plástica, escoamento de fluido e transferência de calor), e 
b. Condições de contorno apropriadas para o problema (tensões e deformações 
em extremidades livres ou de contato, atrito na interface peça-matriz de 
conformação ou cavaco e ferramenta, etc.). 
 
Teoria da elasticidade e da plasticidade 
Processamento de metais 
 
O modelamento matemático analítico ou simulação numérica permite o cálculo das 
“variáveis de campo” como tensões de escoamento plástico, componentes de 
tensões e de deformações, temperatura, etc., das quais podemos prever os 
seguintes resultados de interesse na análise dos processos como: 
 
- Distorções geométricas do produto e tensões residuais, 
- Parâmetros da microestrutura para previsão do limite de escoamento, 
tenacidade, etc.: tamanho de grão, estado do precipitado, etc., 
- Defeitos microestruturais: acabamento superficial, porosidades e trincas. 
 
Os métodos ou técnicas de solução matemática dos modelos de processos podem 
ser classificados em: 
- Métodos analíticos 
- Simulação numérica com malhas (elementos finitos e diferenças finitas) 
Teoria da elasticidade e da plasticidade 
Processamento de metais 
Atrito na conformação de metais 
Na conformação de metais, o fluxo de metal é causado pela pressão transmitida 
da matriz para o metal sendo deformado. 
 
Portanto, as condições de atrito na interface material-matriz influenciam de 
maneira marcante o fluxo de metal, a formação de defeitos internos e superficiais, 
as tensões agindo na matriz e a carga e energia requeridas. 
 
Existem basicamente três tipos de lubrificação que governam as condições de 
atrito em conformção de metais. 
 
 Condições “a seco”, nas quais não existe lubrificação na interface e somente 
estão presentes camadas de oxidação na matriz ou no componente, agindo 
como uma camada de separação. Neste caso, o atrito é alto e essa situação só 
é desejada em poucas situações particulares, por exemplo, em laminação a 
quente de chapas e lingotes e extrusão sem lubrificação de alumínio.. 
Processamento de metais 
Atrito na conformação de metais 
Condições “hidrodinâmicas”, que existem quando uma espessa camada de 
lubrificante está presente entre a matriz e o componente. 
 
Neste caso, as condições de atrito são governadas pela viscosidade do 
lubrificante e pela velocidade relativa entre estampo e componente. 
 
A viscosidade da maioria dos lubrificantes diminui rapidamente com o aumento da 
temperatura. 
 
Consequentemente, na maioria dos casos práticos de operações de conformação 
de alta velocidade, como laminação de fitas e arames, as condições 
hidrodinâmicas existem somente em determinados regimes de velocidade, na qual 
a temperatura na interface é relativamente baixa. 
 
Processamento de metais 
Atrito na conformação de metais 
 
Lubrificação “de contorno” é a situação mais amplamente encontrada em 
conformação de metais. 
 
Aumentos de temperatura na interface e as pressões relativamente altas 
normalmente não permitem a presença de lubrificação em regime hidrodinâmico. 
 
Lubrificação de contorno, por outro lado, não permite uma análise confiável. 
 
Consequentemente, a maioria do conhecimento de lubrificação em conformação 
de metais é empírica, com pouquíssima informação baseada em análises. 
Processamento de metais 
Características dos lubrificantes usados em conformação dos metais 
 O atrito em conformação de metais é controlado pelo emprego de lubrificantes 
apropriados para cada aplicação. Espera-se que o lubrificante tenha certas 
características e desempenhe, senão todas elas, das seguintes funções: 
 
• Reduzir o atrito de deslizamento entre a matriz e a peça. Isto é alcançado pelo 
uso de um lubrificante de alta “lubricidade”. 
• Agir como um agente na prevenção da aderência e soldagem da peça na matriz. 
• Possuir boas propriedades de isolamento, especialmente em forjamento a quente, 
a fim de reduzir perda de calor da peça para a matriz. 
• Ser inerte para prevenir ou minimizar reações entre a matriz e a peça nas 
temperaturas de forjamento empregadas. 
• Não ser abrasivo para reduzir a erosão na superficie da matriz evitando excessivo 
desgaste. 
• Ser livre de componentes poluidores ou venenosos não produzindo gases 
perigosos ou de odor desagradável. 
• Ser facilmente aplicável e removível da peça e da matriz. 
• Ser comercialmente disponível a um custo razoável. 
Processamento de metais 
Características dos lubrificantes usados em conformação dos metais 
 
Nenhum lubrificante pode preencher todas estas exigências acima e nenhum 
método sozinho pode avaliá-las todas simultaneamente. 
 
Portanto, vários métodos de teste existem para avaliar uma ou mais características 
de um lubrificante. 
Na maioria das aplicações em conformação, a lubricidade de um lubrificante é o 
fator isolado mais significante, uma vez que ele determina diretamente o atrito na 
interface, o que por sua vez influencia as tensões, a carga e a energia de 
forjamento. 
 
A fim de avaliar o desempenho de vários lubrificantes e prever as pressões de 
conformação, é necessário expressar o atrito na interface quantitativamente, em 
termos de um fator ou coeficiente. 
Processamento de metais 
Lubricidade e tensão de cisalhamento de atrito 
 
Equações no quadro 
 
Para várias condições de conformação, os valores de “m” variam: 
 
• m = 0,05 a 0,15, para forjamentoa frio de aços, ligas de alumínio e cobre, usando 
lubrificantes comuns de sabão fosfatado ou óleo. 
• m = 0,2 a 0,4, para forjamento a quente de aços, ligas de cobre e alumínio usando 
lubrificantes à base de grafite (água-grafite ou óleo-grafite). 
• m = 0,1 a 0,3, para forjamento a quente de ligas de titânio e ligas de alta resistência 
à alta temperatura, usando lubrificantes à base de vidro. 
• m = 0,7 a 1,0, quando não se emprega lubrificantes, isto é, em laminação a quente 
de placas ou lingotes e extrusão não lubrificada de ligas de alumínio. 
Processamento de metais 
Lubricidade e tensão de cisalhamento de atrito 
Na determinação do fator de atrito, f, ou do fator de cisalhamento de atrito, m, para 
conformação a quente, além dos efeitos do lubrificantes, os efeitos do resfriamento 
da matriz ou da transferência de calor da peça aquecida para a matriz fria devem ser 
considerados. Portanto, os testes de lubrificação usados para determinação dos 
fatores de atrito devem incluir ambos efeitos, de lubrificação e de resfriamento da 
matriz. Consequentemente, em conformação a quente um bom teste deve satisfazer 
tanto quanto possível os seguintes requisitos: 
 
• O corpo de prova e a matriz devem estar aproximadamente à mesma temperatura 
encontrada na operação real de conformação. 
• O tempo de contato entre o corpo de provas e as ferramentas sob pressão deve 
ser aproximadamente o mesmo que na operação real de interesse. 
• A razão entre a área da superfície do componente deformado e aquela de 
superfície original antes da deformação deve ser a mesma que a da operação em 
estudo. 
• A velocidade relativa entre o material sendo deformado e a matriz deve ter 
aproximadamente a mesma magnitude e direção que a operação de interesse. 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS 
Laboratório de Transformação Mecânica - LdTM 
Prof. Dr.-Ing. Lirio Schaeffer 
Forjamento 2012/ bloco 1/Histórico e Estatística 14/40 28/12/2011 
 
Histórico do Forjamento e estatísticas 
A arte do Forjamento possui mais de 6000 anos 
Figura do Túmulo de Rechminé Faraó da 18ª dinastia (aprox. 1450 AC) 
O Forjamento é um dos 
processos tecnológicos mais 
antigos. 
 
Há 4000 AC metais já eram 
trabalhados pelos ferreiros. 
 
Há 2500 AC ligas de cobre 
aparecem na Idade do 
Bronze. 
Fonte: Dentsche Massivumforming, 2008 
Sobre a História do Forjamento 
 
A partir de 4000 AC: Era do Cobre 
 . Fusão de ouro, prata e cobre 
 . Peças importantes: jóias, armas, recipientes 
 . Conformação: sistemas manuais e pedras como ferramenta 
A partir de 2800 AC: Era do Bronze 
 - Na região do mediterrâneo: 
 . Produção de ligas de cobre -> bronze 
 . Desenvolvimento de ferramentas para fabricação de peças em forma de chapas de ouro e prata 
 - No norte da Europa 
 . Desenvolvimento de punções 
 . Produtos: agulhas, arames e jóias em forma de perfis 
A partir de 900 AC: Inicio da era do Ferro 
 . O bronze substitui madeiras e pedras usadas como ferramentas 
 . Uso de peças de ferro(apesar de péssimas propriedades mecânicas) 
 
 
 
Esquerda: Estampagem grega 
(aproximadamente 700AC) 
 
 
Direita: Forjaria Romana (moldura 
em um vaso) 
Da era dos Romanos até o Século XIIV 
 . A conformação segue sem novos desenvolvimentos 
 . A forjaria dos anos 1000 tem os aspectos das nossas ferrarias (atuais em desaparecimento) 
Do Século XIV até o final do Século XVIII 
 . A produção dos ferrosos tem um grande avanço 
 . Séc. XV: surgimento dos martelos movidos com água 
 . Desenvolvimento da Conformação de Chapas 
 . Surgimento da prensa excêntrica (spindelpresse) 
 . Começa a concorrencia entre peças forjadas e peças fundidas 
Do final do Século XVIII até o final do Século XIX 
 . James Watt constroi o primeiro martelo a vapor (Inglaterra, 1784) 
 . Primeira prensa Hidráulica em operação (Inglaterra, 1789) 
 . Componentes maçiços 
 . Inicio do forjamento de grandes quantidades 
 . Comformação de Chapas 
 . Laminação de chapas para revestimentos sofre melhorias 
 
Esquerda: martelo de 
queda (da Vinci) 
 
Direita: martelo a vapor 
“Fritz” Alfred Krupp, Essen 
1861 
Século XX 
 . Inicia o ensinamento da comformação mecânica em universidades 
 . Atraves da conformação mecânica são produzidos componentes de alta qualidade e alta resistência mecânica 
(industria automobilistica, aeronautica e aeroespacial) 
 . Emprego de ligas leves (aluminio, magnesio e titânio) 
Fonte: Livro Umformtechnik Doege / Behrens, pg. 2 
 
• A detenção de metais decidia o status social de um grupo ou de uma sociedade. 
Os metais modificaram a paisagem e as técnicas de guerra, facilitaram o trabalho 
humano, ocasionaram aumento de mortes devido o aumento da eficiência das 
armas minimizando o tempo e o espaço. 
• Quando os romanos desenvolveram suas redes de estradas com vias calçadas 
facilitaram e aceleraram o transporte de produtos e grupos militares. 
• Rodas de madeira foram substituídas por rodas com aros metálicos, as patas de 
cavalos receberam sapatos metálicos e as solas dos legionários receberam 
botões metálicos. 
 
Fonte: Daxelmüller, C.: Der Schmied in der Mythologie von der Antike 
bis zum Mittelalter. Ferrum. Editora Georg Fischer, pg 16-33, 2005 
Forging through the ages I 
Entre 700 and 500 AC ferro substituiu o bronze. 
 
Fonte: Dentsche Massivumforming, 2008 
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Forjamento 2012/ bloco 1/Histórico e Estatística 20/40 28/12/2011 
The start of drop forging 
Os ferreiros usavam ​​martelos acionados por eixos de transmissão para produzir uma ampla 
gama de peças forjadas para os trilhos, indústria automobilística e de máquinas agrícolas 
Fonte: Dentsche Massivumforming, 2008 
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Forjamento 2012/ bloco 1/Histórico e Estatística 21/40 28/12/2011 
Development of forging technology 
Fonte: Dentsche Massivumforming, 2008 
Forjamento em matriz aberta 
Forjamento em matriz fechada 
Forjamento e Processos Conexos 
Cunhagem 
Extrusao livre (direta) de 
eixos 
Puncao 
Peca 
Extrusao indireta 
Variedade de peças forjadas a quente (e/ou a morno) e a frio 
Exemplos de peças, tais como moedas, medalhas, cutelaria e 
ferramentas de mão diversas, bem como peças cunhadas a 
frio após forjamento a quente. 
Seqüência de operação para a fabricação de chaves 
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Forjamento 2012/ bloco 1/Histórico e Estatística 28/40 28/12/2011 
Steel group Standard 
Mild steels DIN EN 10222-1 
DIN EN 10250-1/-2 
Heat-treating steels DIN EN 10083-1/-2/-3 
Case-hardening 
steels 
DIN EN 10084 
Nitriding steels DIN EN 10085 
Steels for flame- and 
induction-hardening 
DIN EN 10083-1/-2/-3 
Ball- and roller-
bearing steels 
DIN EN ISO 683-17 
High-temperature 
steels 
DIN EN 10269 
DIN EN 10222-1/-2 
Tough-at-low-
temperature steels 
DIN EN 10269 
DIN EN 10222-1/-2/-3 
Stainless steels DIN EN 10222-5 
DIN EN 10250-1/-4 
SEW440 
AFP-Steels DIN EN 10267, DBL 4028 
Fonte: Dentsche Massivumforming, 2008 
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Prof. Dr.-Ing. Lirio SchaefferForjamento 2012/ bloco 1/Histórico e Estatística 29/40 28/12/2011 
Steel group Standard Application 
Mild steels DIN EN 10222-1 
DIN EN 10250-1/-2 
Machine parts with low dynamic loading and tensile strength requirements 
Heat-treating steels DIN EN 10083-1/-2/-3 Machine parts and automotive components with higher dynamic or static loading such 
as steering knuckles, crank shafts, drive shafts and safety critical parts for automobiles 
and for use in cable cars and aerial ropeways. 
Case-hardening steels 
Nitriding steels 
DIN EN 10084 
DIN EN 10085 
Case-hardened gearbox and drive-line components such as gears, shafts, toothed 
parts and wear-resistant forming tooling. 
Steels for flame- and 
induction-hardening 
DIN EN 10083-1/-2/-3 Very high wear-resistance for chassis components, for tracked vehicles, conveyors for 
the mining industry, very large roller bearings with hardened tracks 
Ball- and roller-bearing 
steels 
DIN EN ISO 683-17 Special steels for hardened roller bearing rings and bodies. The steels achieve their 
very high hardness values by good through-hardening. 
High-temperature steels DIN EN 10269 
DIN EN 10222-1/-2 
High-alloyed steels for gas turbine engines, burners and industrial furnaces, forming 
tooling and dies. 
Tough-at-low-
temperature steels 
DIN EN 10269 
DIN EN 10222-1/-2/-3 
Machine parts for use at sub-zero temperatures, automotive components for use in 
extreme conditions, springs and applications with high dynamic loading. 
Stainless steels DIN EN 10222-5 
DIN EN 10250-1/-4 
SEW44O 
Fittings for the chemical and food industries, components for marine use, fittings for the 
building industry, cutlery and household wares, screws and fasteners and wire ropes 
for use in damp conditions. 
AFP-Steels DIN EN 10267 
DBL 4028 
Application as with heat-treated steels but more cost-effective for engine and chassis 
components such as connecting rods, crankshafts, steering components, drive shafts 
and axles. 
Fonte: Dentsche Massivumforming, 2008 
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Forjamento 2012/ bloco 1/Histórico e Estatística 30/40 28/12/2011 
Medical components 
(Hip joints) in titanium 
For special applications, materials such as titanium, aluminium, nickel alloys and AFP-steels 
are also forged. 
Front-wheel swing 
bearing 
Heat-resistant turbine 
blades in nickel alloys 
Connecting rods for 
truck engines in AFP 
steel (precipitation 
hardening ferritic-perlitic 
steel) 
Fonte: Dentsche Massivumforming, 2008 
Produção Mundial de Forjados 
Aproximadamente 12 milhoes de toneladas por ano 
 
Alemanha 
 2,3 Milhoes ton/ano 
 25.000 trabalhadores 
 Energia de aquecimento: 1.248 GWh/ano 
 Custo do aquecimento: 125 milhões €/ano 
 Emissão de gas carbonico: 743.808 ton/ano 
 
 
 
 
 Peso: Poucas Gramas até 2 toneladas 
 Dimensão: até 5 metros (peças de avião) 
 4 metros (virabrequins) 
 
Fonte: Schimiede – Journal März 2010 pg 17 
Custo por tonelada de diferentes estágios dos materiais metálicos 
(em US$) 
Minério 30 US$/ton 
Gusa 120 US$/ton 
Perfil laminado 250 US$/ton 
Aço Construção 500 US$/ton 
Aço temperado e revenido 800 US$/ton 
Aço inoxidável 2500 US$/ton 
Titânio em barra 70000 US$/ton 
Junta Homocinética 74000 US$/ton 
Fig. 3.1 Projeto da ferramenta em conjunto de outros parâmetros que afetam a 
vida de uma matriz 
Áreas Demandantes para Forjamento 
 
 
 
Indústria de 
Bens de Consumo 
 Fabricação de 
componentes para 
 energias alternativas 
 
ÁREAS QUE UTILIZAM 
FORJAMENTO 
 
Indústria 
Aeroespacial 
 
 
Indústria 
Aeronáutica 
 
Indústria 
Automobilística 
 
Indústria de 
Máquinas Agrícolas 
 
 
Indústria de 
Instrumentos 
Cirúrgicos 
 
 
Indústria 
de Próteses 
Médicas 
 
Indústria bélica 
 
Indústria 
Naval 
 
 
Indústria de 
Transporte 
 
Indústria de materiais de 
esporte 
 Indústria Moveleira 
 
Indústria 
petroquímica 
 
 
Indústria 
de Máquinas e 
Equipamentos 
 
 
Indústria 
do Equipamentos de 
 Mineração 
 
 
Indústria 
cano-açucareira 
 
Indústria 
Componentes 
Eletrônicos 
1 2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
15 
16 
17 
18 
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35/18 
Versão: 21/02/2011 
 
 
36/18 
Exemplo de componente forjado usado em bobina dos solenoides de motor de partida em automoveis 
Fonte: Eng Msc. F. Silveira / Ikro – Comunicação privada 
1. Indústria automotiva 
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37/18 
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2. INDÚSTRIA DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS 
 
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38/18 
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3. INDÚSTRIA INSTRUMENTOS CIRÚRGICOS 
 
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39/18 
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4. INDÚSTRIA PRÓTESES MÉDICAS 
 
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40/18 
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5. INDÚSTRIA BÉLICA 
 
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41/18 
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6. INDÚSTRIA NAVAL 
 
Bussolas 
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42/18 
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7. INDÚSTRIA BENS DE CONSUMO 
 
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43/18 
Versão: 21/02/2011 
8. INDÚSTRIA DE AÇÚCAR E ÁLCOOL 
 
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44/18 
Versão: 21/02/2011 
9. INDÚSTRIA DE TRANSPORTES 
 
 
45/18 
10. INDÚSTRIA DE TRANSPORTE 
Presilha para fixação de cabo de aço na área de transportes. 
Fonte: Catálogo Presstécnica 
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46/18 
Versão: 21/02/2011 
11. INDÚSTRIA DE MATERIAIS DE ESPORTE 
 
Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS 
Laboratório de Transformação Mecânica - LdTM 
Prof. Dr.-Ing. Lirio Schaeffer 
47/18 
Versão: 21/02/2011 
12. FABRICAÇÃO DE COMPONENTES PARA ENERGIAS ALTERNATIVAS 
 
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48/18 
Versão: 21/02/2011Schmiede Journal, Setembro/2010, páginas 5 e 23. 
Forjamento da Schuler 
Forjamento da Schuler 
Forjamento da Schuler 
Eixo dentado para caixa de redução de um 
gerador eólico forjado em aço. 
Componentes forjados e usinados para geradores eólicos. 
13. FABRICAÇÃO DE COMPONENTES PARA ENERGIAS ALTERNATIVAS 
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49/18 
Versão: 21/02/2011 
14. INDÚSTRIA AEROESPACIAL 
 
Fig.1-Transformações Metalúrgicas dos Materiais na Conformação a Quente. 
 
 
Adaptado de: http://www.ncstecnologia.com.br/cogging.htm 
Grão 
Inicial 
(grosseiro) 
Encruamento Recristalização 
Dinâmica 
Grão fino 
Recristalizado 
Crescimento 
de Grão 
Recristalização 
Estática 
Transformação 
de fase 
1 . Aspectos do comportamento da microestrutura no 
 processo de conformação a quente 
Pausa 
(Estático) 
Conformação à 
Quente 
(Dinâmica) 
Aquecimento da 
matéria – prima 
(Estático) 
Resfriamento lento 
Recristalização 
Estática 
Ta
m
an
h
o
 d
e
 G
rã
o
 
Tempo 
Endurecimento/
Recristalização 
Dinâmica 
Crescimento dos novos grãos 
/ Transformações de Fase 
Crescimento 
de grãos 
Fig. 2 Alterações do Tamanho de Grão na Conformação a Quente 
Adaptado de: HIRT, G.; FRANZKE, M..Modelling of microstruture and material flow in bulk metal forming. In: 
SENAFOR: Conferência Internacional de Forjamento, 9, 2005, Porto Alegre. Anais...Porto Alegre, 2005 . p. 19-26 
Fig. 3-Tamanho médio de grão austenítico em função da deformação, da temperatura e 
da velocidade de deformação. 
Adaptado de: MEDINA, S. F.; HERNANDEZ, C. A. MODELLING OF THE DYNAMIC RECRYSTALLIZATION OF AUSTENITE IN LOW ALLOY AND MICROALLOYED STEEL. Acta 
mater, Mexico. Vol. 44, No. 1, pp. 165-171, 1996 .Disponível em: Sciencedirect.com. Acesso em: janeiro de 2010 
Deformações acima de 1,6 
independente da 
temperatura de forjamento 
tem-se grãos pequenos 
 
1 
2 
Deformação Equivalente φ 
T
a
m
a
n
h
o
 d
e
 g
rã
o
 m
é
d
io
 (
μ
m
) 
Ensaio de 
Compressão 
Uniaxial 
Fig.5 Obtenção de Curvas de Escoamento pelo Ensaio de Compressão 
 
Adaptado de : KIMA, S.I.; LEEB, Y.; BYONC, S.M.. Study on constitutive relation of AISI 4140 steel subject to large strain at elevated temperatures. 
Journal of Processing Materials technology, 140 ed. pp 84-89. Ed Elsiever, 2003 pp 84-89. Disponível em : sciecedirect.com. Acesso: janeiro de 2010. 
Curvas Experimentais de escoamento 
a quente do aço ABNT 4140 
T
e
n
s
ã
o
 (
M
P
a
) 
Deformação φ 
Fig.6 Transformações Microestruturais no Ensaio 
de Compressão a Quente: zonas carateristicas 
 
1 2 3 
φ 
Adaptado de: HIRT, G.; FRANZKE, M..Modelling of microstruture and material flow in bulk metal forming. In: 
SENAFOR: Conferência Internacional de Forjamento, 9, 2005, Porto Alegre. Anais...Porto Alegre, 2005 . p. 19-26 
Avaliação das mudanças microestruturais na conformação a quente 
Material: ABNT 4140 
H0 = 50 mm 
D0 = 35 mm 
uo = 900, 1100, 1200 
oC 
 = 0.5 
 V = 3.7 mm/s 
Região Analizada 
METALLOGRAPHY 
A 
C 
B 
A – Amostra aquecida e temperada 
 (tamanho de grão ≈ 50 µm) 
 
B – Amostra aquecida e forjada, depois 
temperada 
(tamanho de grão ≈ 30µm) 
 
C – Simulação da amostra B 
(tamanho de grão ≈ 25 to 29 µm) 
 
 
Mudanças microestruturais a 900 °C, comparado com a simulação 
A 
C 
B 
A – Amostra aquecida e temperada 
 (tamanho de grão ≈ 100 µm) 
 
B – Amostra aquecida e forjada, depois 
temperada 
(tamanho de grão ≈ 50 µm) 
 
C – Simulação da amostra B 
(tamanho de grão ≈ 45 to 52µm) 
 
 
Mudanças microestruturais a 1000°C, comparado com a simulação 
A 
C 
B 
A – Amostra aquecida e temperada 
(tamanho de grão ≈ 100 µm) 
 
B – Amostra aquecida e forjada, depois 
temperada 
(tamanho de grão ≈ 50µm) 
 
C – Simulação da amostra B 
(tamanho de grão ≈ 45 to 50 µm) 
 
 
Mudanças microestruturais a 1200°C, comparado com a simulação 
Próxima aula: 
 
O processo sob controle 
Introdução e Parâmetros Fundamentais do processo de forjamento 
Forjamento a Frio 
Prensagem 
Forjamento a Morno 
Parâmetros Fundamentais da Conformação Mecânica 
Forjamento em Matriz Fechada