Tratamento Termico

4 Endurecimento por Deformação Plástica

4.1 Introdução

Os processos de conformação em sua grande maioria oferecem produtos semi-acabados. Devido a fatores anteriormente mencionados, como dificuldade de escoamento para formar produtos com seções complexas, tolerâncias dimensionais e geométricas abertas devido à contração térmica, distorção por tensionamento interno, alterações dimensionais devidas à recuperação elástica, normalmente esses produtos sofrem um trabalho posterior de acabamento seja por usinagem ou mesmo em muitos casos, por processos de conformação.

Alguns processos de conformação possibilitam a obtenção de produtos acabados ou muito próximos da condição de utilização.

Normalmente, são processos realizados à temperatura ambiente, nos quais destaca-se a utilização de equipamentos de elevada rigidez, ferramentas de qualidade dimensional e superficial elevada e com a possibilidade de lubrificação eficiente ao longo de todo o processo. Os produtos obtidos apresentam tolerâncias dimensionais, rugosidade superficial e tolerâncias geométricas próximas às obtidas em processos de acabamento por usinagem.

Outra característica importante desse tipo de processo, é a possibilidade de controlar-se as propriedades mecânicas do produto através da escolha adequada dos parâmetros de processamento.

BLICKWEDE (1.977) apresenta um interessante quadro comparativo em que o aço AISI 1010, extrudado a frio com redução de área de 60% apresenta tensões limites, estricção e dureza próximas do aço AISI 1040, temperado e revenido. Resultados semelhantes foram obtidos para o aço AISI 1040 extrudado a frio a 40% comparado ao aço AISI 8620 beneficiado (Tabela 4.1)

Outra análise interessante feita pelo autor (Tabela 4.2) refere-se à redução de custos, quando peças semelhantes porém de materiais diferentes e obtidas com processos distintos são comparadas em termos de propriedades e de custos.

Ressalte-se também que para alguns materiais metálicos, o processamento por conformação a frio é a única possibilidade de atingir os níveis de resistência e dureza indicados para utilização.

Esse é um aspecto importante na prática industrial nos casos em que o emprego de tratamentos térmicos posteriores à conformação pode acarretar a queda da qualidade geral do produto.

Destacadas as vantagens da conformação a frio, cabe também ressaltar as possíveis desvantagens relacionadas aos custos de ferramental, equipamentos e preparação, bem como aos limites de conformabilidade que são bem mais reduzidos quando comparados aos do trabalho a quente.

Assim, na maioria dos casos, a conformação a frio é empregada como etapa de acabamento (por exemplo, na laminação a frio de folhas), ou com pequenas reduções de seção transversal em inúmeros passes para obtenção de seções relativamente simples (como na trefilação de fios ou na extrusão e recalque a frio de eixos), ou na conformação de peças prontas a partir de chapas (como na estampagem a frio).

Tabela 4.1 - Comparação das propriedades mecânicas

de aços tratados termicamente e conformados a frio

Aço

AISI 1040

AISI 1010

AISI 8620

AISI 1040

Condição

TR

EF 60%

TR

EF 40%

Tensão limite de resistência T.L.R. [MPa]

690

690

862

862

Tensão limite de escoamento T.L.E. [MPa]

483

655

586

724

Estricção [%]

60

50

50

40

Dureza [HB]

207

207

248

235

TR - Temperado e revenido

EF - Extrudado a frio

Tabela 4.2 - Comparação de custos de peças extrudadas a frio e tratadas termicamente

Aço

Conformação e Tratamento

Propriedades Mecânicas

Custo Normalizado

8620 recozido

Extrusão a frio, Cementação, Tempera-Revenido

Dureza: 56-58 HRC

T.L.R.: 862 MPa

Material: 0,82 Processo: 0,18

Total: 1,00

1040 esferoidizado

Extrusão a frio, Tempera por indução e alívio de tensões

Dureza: 50-52 HRC T.L.R.: 728 MPa

Material: 0,63 Processo: 0,12

Total: 0,75

4.2 Encruamento de Materiais Metálicos

O texto apresentado a seguir foi baseado nos artigos de LONGO e REED-HILL (1.973 e 1.974) e no livro de DIETER. A figura 4.1 extraída de DIETER, apresenta a variação das propriedades mecânicas de um material metálico, quando trabalhado a frio. Observa-se um aumento constante