O Processamento Industrial

O processamento a quente representa uma parcela significativa do trabalho realizado na fabricação de componentes e produtos metálicos semiacabados. Esta etapa pode ser feita por diferentes máquinas como laminadores, forjas, extrusoras, prensas ou trefiladoras, dependendo da forma desejada para o produto semiacabado. Usualmente pode-se separar o processamento a quente em dois grandes grupos: produção de materiais metálicos ou de componentes metálicos. 

Na produção de materiais metálicos, lingotes com estrutura bruta de fusão são submetidos a sequências de deformações por laminação ou forjamento e transformados em chapas, barras ou tubos. Na manufatura de componentes metálicos, barras metálicas passam por um novo processamento a quente sendo forjadas ou extrudadas obtendo formas próximas aos componentes metálicos.

                                      

 

No caso de componentes metálicos, barras reaquecidas são submetidas a sequências de deformações visando à obtenção de peças com forma próxima à sua forma final. Na etapa inicial, chamada de pré-forma, os tarugos de aço são submetidos a operações de laminação ou forjamento que promovem uma distribuição de massa, gerando geometrias adequadas para o enchimento das matrizes nas operações seguintes. A laminação é usualmente realizada através dos processos como stretch rolling ou cross wedge rolling. Após as operações de pré-forma, é realizado o forjamento em matrizes fechadas, que é conduzido em um ou mais passes, dependendo da planta industrial. 

Embora sejam duas operações distintas realizadas em plantas industriais distintas, os fenômenos metalúrgicos envolvidos são similares, diferenciando apenas as microestruturas de partidas: estrutura bruta de fusão no caso dos lingotes e microestrutura recristalizada no início do forjamento.

De uma forma geral, no processamento mecânico a quente, os materiais são reaquecidos até altas temperaturas, deformados em seqüência de passes e resfriados até a temperatura ambiente. Durante o reaquecimento, conforme a temperatura é aumentada, compostos presentes como precipitados são dissolvidos até que o material se torne totalmente monofásico. Os materiais são submetidos a grandes deformações em diferentes condições, seguindo diferentes rotas.

Com o intuito de determinar quais são os parâmetros que governam o comportamento dos materiais durante o processamento termomecânico, pode-se tomar como exemplo a etapa de trabalho a quente do processamento convencional de aços. Neste caso, inicialmente os aços são aquecidos até altas temperaturas, em seguida são submetidos a sequências de deformações por forjamento e/ou laminação, que envolvem as etapas de desbaste e de acabamento, e posteriormente são resfriados até a temperatura ambiente. Ao lado das mudanças de forma almejadas, em tais condições de processamento, a microestrutura do material é alterada significativamente e, em consequência, os esforços que as máquinas fazem para processar os materiais. De uma forma geral, a evolução da microestrutura durante o processamento a quente depende da microestrutura inicial, das condições de deformação e da taxa de resfriamento após as deformações, sendo as condições de deformação descritas pela:

 

- temperatura de deformação ou, para uma sequência de passes, pela evolução da temperatura com o tempo,

- quantidade de deformação imposta, que para uma sequência de passes é determinada pelos valores das deformações sucessivas e pelos amaciamentos que ocorrem nos tempos de espera entre passes, e

- taxa de deformação, ou por seus valores em função do tempo.

 

 

 

 

Generalizando, para uma rota qualquer de processamento, pode-se dizer que o comportamento de cada material depende da combinação dos parâmetros temperatura, deformação e tempo, sendo que o tempo atua de duas formas distintas: na taxa de deformação e na cinética dos processos de restauração estáticos.

  

Os intervalos de temperaturas praticados no processamento termomecânico são determinados pelos materiais que estão sendo trabalhados. Aços, ligas à base de níquel e superligas são deformados em temperaturas variando de 700°C a 1250°C. Alumínio e suas ligas de 200°C a 500°C. Cobre e suas ligas em uma faixa de temperaturas intermediária a dos aços e das ligas de alumínio.

 

 

 

 

A quantidade de deformação depende dos processos e dos materiais. Os menores valores estão associados às deformações individuais em sequências de passes que podem ser tão pequenas quantoε= 0,1 (~10%) e os maiores valores iguais a soma das deformações em uma sequência de deformações, como na produção de chapas finas através da laminação de um lingote (ε= 5.0). Grandes deformações também podem ser impostas em alguns pontos de peças fabricadas por forjamento em matriz fechada ou na extrusão de tubos ou de peças com geometria complexa. Na extrusão é usual aplicar deformações com redução de área de 95% alcançando deformações da ordem de ε= 5.0 em um único passe.

 

Os níveis de taxas de deformação utilizados industrialmente são determinados pelos processos de conformação, ver figura abaixo. Forjamento em prensas hidráulicas lentas pode ser realizado com taxas de deformação tão baixas como 10-4a 10-2s-1. Usualmente, a laminação de desbaste, o forjamento em matriz fechada e a extrusão são realizados com taxas de deformação na faixa de 10-1a 20 s-1. Etapas de acabamento como a laminação de tiras a quente e de longos e extrusão de impacto podem ter velocidades da ordem de 100 s-1ou maiores.

                                        

Níveis de taxas de deformações aplicadas industrialmente.

 

Além do efeito do tempo representado pela taxa de deformação, o intervalo entre deformações tem um papel significativo nos tratamentos termomecânicos. Em processos realizados com alta velocidade como a laminação de tiras a quente ou no forjamento por martelamento, os intervalos de tempo entre deformações podem ser tão curtos como frações de segundo. Por outro lado, em algumas operações, como por exemplo, no forjamento, é usual retornar o material metálico ao forno para um novo reaquecimento, neste caso, são impostos intervalos de tempo relativamente longos.

 

 

Apertura de cuenta bet365.es