A Forgeabilidade de Materiais Metálicos

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O fator que mais influencia a forjabilidade do metal é a conformação do próprio metal. Quanto melhor for a plasticidade, menor será a probabilidade de rachaduras durante forjamento. A plasticidade de um metal está intimamente relacionada à estrutura do metal. Quanto mais finos os grãos de cristal, mais uniforme é a estrutura e melhor é a plasticidade. Portanto, a forjabilidade do metal pode ser melhorada refinando os grãos de cristal e a estrutura uniforme. O material de metal pode mudar sua forma sem rachar durante a usinagem de pressão. Inclui usinagem como martelo forjamento, laminação, alongamento e extrusão no estado quente ou frio. A forjabilidade está principalmente relacionada à composição química dos materiais metálicos.

A Essência do Metal

1.1 Influência da composição química

Metais com diferentes composições químicas têm diferentes forjabilidade. Geralmente, metais puros têm melhor forjabilidade do que ligas; quanto menor for a fração da massa de carbono do aço carbono, melhor será a forjabilidade; quando o aço contém mais elementos formadores de carboneto (cromo, tungstênio, molibdênio, vanádio, etc.), a forjabilidade é significativamente reduzida.

1.2 Influência da estrutura metálica

A estrutura metálica é diferente e sua forjabilidade também é muito diferente. Quando a liga está em uma estrutura de solução sólida monofásica (como a austenita), a forjabilidade é boa; quando o metal tem uma estrutura composta de metal (como a cementita), a forjabilidade é baixa. A estrutura colunar fundida e os grãos grossos não são tão maleáveis ​​quanto a estrutura uniforme e fina após a usinagem por pressão.

Condições de usinagem

2.1 Temperatura de deformação

Aumentar a temperatura quando o metal é deformado é uma medida eficaz para melhorar a forjabilidade do metal. Durante o processo de aquecimento do metal, conforme a temperatura de aquecimento aumenta, a mobilidade dos átomos do metal aumenta, a atração entre os átomos diminui e o deslizamento é fácil de ocorrer. Portanto, a plasticidade é melhorada, a resistência à deformação é reduzida e a forjabilidade é significativamente melhorada. Todos são realizados em altas temperaturas.

2.2 Velocidade de deformação

A velocidade de deformação é o grau de deformação por unidade de tempo. O efeito da velocidade de deformação na forjabilidade do metal é mostrado na Figura 2. Pode-se observar na figura que sua influência na maleabilidade é contraditória. Por um lado, à medida que a velocidade de deformação aumenta, a recuperação e a recristalização são tarde demais para superar o fenômeno de endurecimento por trabalho a tempo, de modo que a plasticidade do metal diminui, a resistência à deformação aumenta e a forjabilidade se deteriora (ponto a na figura para a esquerda). Por outro lado, no processo de deformação do metal, parte da energia consumida na deformação plástica é convertida em energia térmica, que equivale ao aquecimento do metal, de forma que a plasticidade do metal é aumentada, a resistência à deformação é reduzida, e a forjabilidade é melhorada (ponto a na figura à direita). Quanto maior a velocidade de deformação, mais óbvio é o efeito térmico.

Figura 2 Efeito da velocidade de deformação na plasticidade e resistência à deformação

2.3 Método de deformação (estado de tensão)

O modo de deformação é diferente e o estado de tensão interna do metal deformado é diferente. Por exemplo, no caso de deformação por extrusão, está em um estado de compressão de três vias; no caso do desenho, está em um estado de compressão bidirecional e um estado de compressão unilateral; quando revolvido, o estado de tensão da parte central da peça bruta é uma tensão de compressão de três vias e a parte periférica é para cima e para baixo e radial. É a tensão de compressão e tangencial é a tensão de tração, como mostrado na Figura 3.

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