TRABALHO A FRIO SLIDES

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TRABALHO A FRIO
Materiais de Construção Mecânica
CONTORNOS DE GRÃOS
Materiais Poli-cristalinos são formados por mono-cristais com diferentes orientações.
A fronteira entre os mono-cristais corresponde a um defeito bi-
dimensional chamado de defeito de superfície.
Este defeito refere-se ao contorno que separa os grãos (ou cristais), com diferentes orientações cristalográficas, presentes num material poli-cristalino.
Grão	=	Cristal
No interior do grão todos os átomos estão arranjados segundo
um
“único modelo” e “única orientação”, caracterizada pela célula unitária.
Controle do Grão:
 Forma: dada pela presença dos
grãos circunvizinhos.
composição;
taxa
de	cristalização	(ou
	Tamanho:
solidificação).
Características do contorno do grão:
Empacotamento menos eficiente
Energia mais elevada
Favorece a nucleação de novas fases (segregação) Favorece a difusão
de	pequenos cristalização
A: Formação núcleos de (cristalitos);
B:	Crescimento	dos cristalitos;
C: Formação de Grãos, com formatos irregulares, após completada a solidificação;
D: Vista num microscópio da estrutura de Grãos (as linhas escuras são os contornos dos Grãos)
A	B
C
D
MECANISMO DE FORMAÇÃO DO GRÃO
EXEMPLO
Encruamento
A
  ln1 e
  S A0  S1 e
TRABALHO À FRIO
Aumenta a dureza e a resistência dos materiais,
mas a ductilidade diminui
dentro	de
Permite	a	obtenção	de	dimensões tolerâncias estreitas
Produz melhor acabamento superficial
ENCRUAMENTO OU ENDURECIMENTO
PELA DEFORMAÇÃO À FRIO
É o fenômeno no qual um material endurece devido à deformação plástica (realizado pelo trabalho à frio)
Esse endurecimento dá-se devido ao aumento de discordâncias e imperfeições promovidas pela deformação, que impedem o escorregamento dos planos atômicos
A medida que se aumenta o encruamento maior é a
força necessária para produzir uma maior deformação
O encruamento pode ser removido por tratamento térmico (recozimento)
Relação Monotônica entre Tensão-Def. Verdadeiras
Descarregamento. elástico
E
•
P


p
E
e

t
Def. total	t
Def. Elast.	
e
Def. Plast.	p
t= e+ p
e
 =/E
1.0
Deformação Plástica
H
n
Log Tensão Verd, (log)
Log Def. Plast, (logp)
H – Coeficiente de resistência
n	- Expoente de encruamento
n
p
K
1n
p
log	 log K  n log  p
or		 
	 K 	
1
n
	
E	K
	
	
	
		
t
Trefilação
Embutimento Profundo
Estiramento
Matriz

Cisalhamento
TIPOS DE CONFORMAÇÃO
Muitas	técnicas	são	utilizadas	para	simultaneamente	dar	forma	e fortalecer os metais por trabalho à frio.
Extrusão
Forjamento
Laminação
MECÂNICA DA LAMINAÇÃO
MECÂNICA DA LAMINAÇÃO
LAMINAÇÃO A FRIO
LAMINAÇÃO - PRODUTOS
Como o tubo de creme dental, o metal não é líquido, mas se torna um sólido maleável no momento da extrusão, e assim ele pode assumir a forma desejada como se mudássemos o formato do bico do tubo de creme dental.
EXTRUSÃO
EXTRUSORA
EXTRUSÃO – PRODUTOS E PERFIS
EXTRUSÃO – PRODUTOS E PERFIS
FORJAMENTO
MATRIZ ABERTA
MATRIZ FECHADA S/ REBARBAS
FORJAMENTO
MATRIZ FECHADA C/ REBARBA
FORJAMENTO - PRODUTOS
TREFILAÇÃO
TREFILAÇÃO - PRODUTOS
Estrutura do grão deformado por trabalho a frio de um aço baixo carbono.
trabalho a frio:
(a) 10%
(b) 30%
(c) 60% and
(d) 90% (250).
ENCRUAMENTO
Original 43 kpsi
6% red.
49 kpsi
11% red.
54 kpsi
21% red.
62 kpsi
29% red.
69 kpsi
37% red.
76 kpsi
50% red.
86 kpsi
60% red.
94 kpsi
69% red.
99 kpsi
Efeito do encruamento (%redução a frio) sobre a Resistência à Tração
©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
ANISOTROPIA
O alinhamento dos grãos e o alongamento das inclusões causam um direcionamento destas.
©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
Comportamento anisotrópico de uma chapa de Al-Li usado em aplicações aeroespaciais.
Observe as variações em resistência em função das orientações dos grãos.
ANISOTROPIA