ANÁLISE DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E METALÚRGICAS DA LIGA DE MAGNÉSIO AZ91 FORJADO A FRIO 1

Documentos relacionados
AVALIAÇÃO DE ATRITO E INFLUÊNCIA DO LUBRIFICANTE POR MEIO DE ENSAIO DO ANEL EM AÇO MÉDIO CARBONO 1. Evandro Bertoldi 2.

Introdução Conteúdo que vai ser abordado:

Laboratório de transformação Mecânica LdTM / UFRGS Treinamento em Forjamento Versão:18/01/2013

FUNDAÇÃO LUIZ ENGLERT - FLE CENTRO BRASILEIRO DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA CBCM CEP: PORTO ALEGRE RS TEL.: +55 (51)

AVALIAÇÃO DA COMPRESSÃO DE UMA LIGA DE ALUMÍNIO: EXPERIMENTAL X NUMÉRICO

TREINAMENTO EM FORJAMENTO. Tecnologia e Desenvolvimento do Processo de Forjamento. 21 e 22 de julho de 2016 FUNDAÇÃO LUIZ ENGLERT - FLE

ESTUDO DO EMPREGO DE MATERIAIS SINTERIZADOS SUBMETIDOS A EXTRUSÃO A MORNO*

ESTUDO DA CORRELAÇÃO ENTRE A ENERGIA DE IMPACTO ABSORVIDA E A ESPESSURA DOS CORPOS DE PROVA DE CHARPY-V*

O EFEITO DA VELOCIDADE DE DEFORMAÇÃO NO ENSAIO DE TRAÇÃO EM UM AÇO SAE

PROPRIEDADES MECÂNICAS III Propriedades de tração

Avaliação do Retorno Elástico em Chapas de Aço Bifásicos através do Processo de Dobramento

GMEC7301-Materiais de Construção Mecânica Introdução. Módulo II Ensaios Mecânicos

Execução: Engº Mecânico Automotivo Eduardo André Hentz Orientação: Prof. Dr. Ing. Lírio Schaeffer

AVALIAÇÃO DE ATRITO POR MEIO DE TESTE DO ANEL EM AÇO MÉDIO CARBONO. Anderson F. Lopes (acad. Ulbra) José C. K. de Verney (Ulbra)

MATERIAIS PARA ENGENHARIA DE PETRÓLEO - EPET069 - Propriedades Mecânicas dos Materiais

TM373 Seleção de Materiais Metálicos

Tecnologia dos Materiais Outras ligas metálicas não ferrosas

DEFORMAÇÃO DE MONOCRISTAIS 1. ESCORREGAMENTO

ENERGIA EOLICA NO BRASIL PROPULSIONA PESQUISAS NA ÁREA DE FORJAMENTO

DETERMINAÇÃO DO COEFICIENTE DE ENCRUAMENTO POR MEIO DE ANÁLISE DE IMPRESSÃO EM ENSAIO DE DUREZA

Dependendo da habilidade do material em deformar plasticamente antes da fratura, dois tipos de fratura pode ocorrer: Dúctil Frágil.

Caracterização das Propriedades Mecânicas de Materiais Metálicos: A Influência da velocidade da máquina sobre a tensão obtida no ensaio de tração 1

ESTUDO COMPARATIVO DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS ATRAVÉS DE ENSAIO DE TRAÇÃO EM CORPOS DE PROVA NORMALIZADOS E EM COMPONENTES

FACULDADE SUDOESTE PAULISTA. Ciência e Tecnologia de Materiais Prof. Ms. Patrícia Corrêa. Metais: Conformação

COMPARAÇÃO DA ENERGIA ABSORVIDA NO ENSAIO DE IMPACTO CHARPY CONVENCIONAL E INSTRUMENTADO*

ESTUDO DA RECRISTALIZAÇÃO DO AÇO ABNT 1010 COM DIFERENTES GRAUS DE DEFORMAÇÃO

Ensaios e propriedades Mecânicas em Materiais

OBTENÇÃO DA CURVA DE ESCOAMENTO A QUENTE DE UM AÇO 22MnB5 ATRAVÉS DO ENSAIO DE COMPRESSÃO DE DISCOS EMPILHADOS

Opresente trabalho mostra particularidades importantes sobre o aquecimento da ferramenta de forja,

INFLUÊNCIA DO CAMINHO DE AQUECIMENTO NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE UM AÇO 1020 TEMPERADO A PARTIR DE TEMPERATURAS INTERCRÍTICAS

Seleção dos Materiais

ENSAIO DE IMPACTO UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA CAMPUS DE GUARATINGUETÁ DEPARTAMENTO DE MATERIAIS E TECNOLOGIA

TREFILAÇÃO DE AÇOS BAIXO CARBONO ATRAVÉS DE MÁQUINA UNIVERSAL DE ENSAIOS*

COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS MATERIAIS PARTE I

Principais propriedades mecânicas

ESTUDOS COMPARATIVOS DOS MÉTODOS DE CÁLCULO COM RESULTADO EXPERIMENTAL DO ALARGAMENTO NO PROCESSO DE LAMINAÇÃO A QUENTE DO AÇO AISI1020*

APLICAÇÃO DO MÉTODO DE INTERCEPTAÇÃO LINEAR NA DETERMINAÇÃO DE TAMANHO DE GRÃO DE UMA LIGA DE MAGNÉSIO AZ61 FORJADA A QUENTE

FORNO T4 (c/ Atm. Controlada) AUTOMATIZADO

PROGRAMA INTERUNIDADES EM CIÊNCIAS & ENGENHARIA DE MATERIAIS USP-SÃO CARLOS TÉCNICAS EXPERIMENTAIS EM MATERIAIS I SMM 5707

28/09/2017. Ewaldo Luiz de Mattos Mehl. Departamento de Engenharia Elétrica

Propriedades dos Materiais Fadiga INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA PROGRAMA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS FADIGA

FUNDAMENTOS Capítulo Dois: Variáveis metalúrgicas 1. Teoria da deformação plástica dos metais: encuramento 2. Conformabilidade dos metais 3. Taxa de d

EMENTA: Processos de fabricação

TREINAMENTO EM CORTE/ DOBRA/ REPUXO (ESTAMPAGEM DE CHAPAS METÁLICAS) 31ª Edição 25 e 26 de Abril de 2019

ESTUDO DO PROCESSO DE LAMINAÇÃO DE FIOS DE COBRE: INFLUÊNCIA DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E DA TEMPERATURA DE PROCESSAMENTO

PROPRIEDADES MECÂNICAS DE

ESTUDOS COMPARATIVOS DOS MÉTODOS DE CÁLCULO COM RESULTADO EXPERIMENTAL DO ALARGAMENTO NO PROCESSO DE LAMINAÇÃO A QUENTE DO AÇO AISI1020

ENSAIO DE TRAÇÃO EM-641

Ensaio do anel para avaliação do comportamento do coeficiente de atrito da liga de alumínio AA6351

consiste em forçar a passagem de um bloco de metal através do orifício de uma matriz mediante a aplicação de pressões elevadas

Universidade de Lisboa

05 MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO MECÂNICA. Engenharia Mecânica Prof. LuisFernando

Conformação Plástica. Universidade de São Paulo. Escola de Engenharia de Lorena. Departamento de Engenharia de Materiais

Aaplicação de produtos forjados em ligas de magnésio é atualmente crescente em todo o mundo.

ANÁLISE DO COMPORTAMENTO METAL-MECÂNICO APÓS CONFORMAÇÃO A QUENTE

DEFORMAÇÃO PLÁSTICA. Materiais Metálicos. Profa. Dra. Lauralice Canale

Deformação e Mecanismos de Endurecimento Metais DEMEC TM242-B Prof Adriano Scheid

Materiais Metálicos: INTRODUÇÃO Engenharia Civil

TM229 Introdução aos Materiais CONFORMABILIDADE

PMR 2202 Projeto 2 - Estampagem

Ensaios Mecânicos dos Materiais

CURVAS LIMITES DE RESISTÊNCIA PARA AVALIAÇÃO DA INTEGRIDADE ESTRUTURAL DE CHAPAS PLANAS COM COMPORTAMENTO ANISOTRÓPICO

Os processos de fabricação mecânica podem ser agrupados em 5 grupos principais.

INFLUÊNCIA DE ASPECTOS MICROESTRUTURAIS NA RESISTÊNCIA À FRATURA DE AÇO ESTRUTURAL COM APLICAÇÕES OFFSHORE

Aço na Construção Civil

ESTUDO DA UTILIZAÇÃO DO COMPÓSITO DE POLIAMIDA COM REFORÇO DE FIBRA DE VIDRO NO SUPORTE DO COXIM DE MOTORES AUTOMOTIVOS

TM229 - Introdução aos Materiais

Fundamentos da mecânica de fratura e suas potenciais. Falhas

METALURGIA DA CONFORMAÇÃO MECÂNICA

ANÁLISE DO CONTORNO INTERNO DE EIXOS VAZADOS FORJADOS A QUENTE*

Aula 6 Propriedades dos materiais

INFLUÊNCIA DA MICROESTRUTURA NAS PROPRIEDADES ELÉTRICAS DE LIGAS Al-Mg-Th E Al-Mg-Nb

PMR-3101 INTRODUÇÃO A MANUFATURA MECÂNICA Aula 5: Propriedades mecânicas: FRATURA E FADIGA

ESTAMPAGEM ESTAMPAGEM

Forjamento é um processo de conformação mecânica na qual

13/10/2009. Introdução Características gerais Etapas do Processo de Fabricação Geometria Vantagens Equipamentos Produtos

EXTRUSÃO EXTRUSÃO. Prof. M.Sc.: Anael Krelling

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC CENTRO DE ENGENHARIA, MODELAGEM E CIÊNCIAS SOCIAIS APLICADAS MATERIAIS E SUAS PROPRIEDADES (BC 1105)

Propriedades dos Materiais Fluência INSTITUTO MILITAR DE ENGENHARIA PROGRAMA DE CIÊNCIA DOS MATERIAIS FLUÊNCIA

Fadiga Um metal rompe-se por fadiga quando submetido a tensões cíclicas.

COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS MATERIAIS

MÉTODO NUMÉRICO PARA A DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE TENACIDADE DE MATERIAIS A PARTIR DE ENSAIOS DE TRAÇÃO

PROCESSO SELETIVO MESTRADO 2018 Projeto de Pesquisa

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC MATERIAIS E SUAS PROPRIEDADES (BC 1105) ENSAIOS MECÂNICOS ENSAIOS DE TRAÇÃO E FLEXÃO

Generalidades. Metal. Elemento químico, sólido, com estrutura cristalina e com as seguintes propriedades de interesse para a Engenharia

Ensaios dos. Materiais. Ensaios Mecânicos. dos Materiais - Tração. Universidade de São Paulo. Escola de Engenharia de Lorena

APONTAMENTOS PRIMEIRA PROVA DE MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO I

AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA AO REVENIDO E DA TENACIDADE DO AÇO FERRAMENTA H13

8º CONGRESSO IBEROAMERICANO DE ENGENHARIA MECANICA Cusco, 23 a 25 de Outubro de 2007

Processos da Indústria Mecânica. Aula 1

Estruturas Metálicas PROPRIEDADES DOS AÇOS

ESTUDO DO ENVELHECIMENTO ARTIFICIAL DA LIGA DE ALUMÍNIO 7075

COMPORTAMENTO MECÂNICO DOS MATERIAIS: DEFEITOS CRISTALINOS E DEFORMAÇÃO PLÁSTICA

Processos de Estampagem

ANÁLISE DO COMPORTAMENTO METAL-MECÂNICO APÓS CONFORMAÇÃO A QUENTE

Introdução à Mecânica da Fratura. Universidade de Brasília UnB Departamento de Engenharia Mecânica ENM Mecânica dos Materiais II

Processo Seletivo 2018

MECANISMOS DE ENDURECIMENTO DE METAIS

Transcrição:

RESUMO ANÁLISE DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS E METALÚRGICAS DA LIGA DE MAGNÉSIO AZ91 FORJADO A FRIO 1 André de Jesus da Silva João 2 Luana De Lucca de Costa 3 Fábio Junkes Corrêa 4 André Rosiak 5 Rodrigo Prestes Limberger 6 Lirio Schaeffer 7 Nesse trabalho foram realizados ensaios mecânicos de compressão, com o objetivo de determinar as propriedades mecânicas da liga de magnésio AZ91 para o estudo dos parâmetros de forjamento, uma vez que o magnésio apresenta inúmeras restrições à conformação mecânica. Sabendo que as ligas de magnésio possuem uma baixa densidade e resistência mecânica, porém, boa resistência específica quando comparadas às ligas ferrosas, esse trabalho visa comprovar a forjabilidade da liga AZ91. Palavras-chave: Propriedades mecânicas, liga de magnésio, forjamento a frio, densidade, resistência mecânica. Contribuição técnica a ser apresentada 17ª Conferência Internacional de Forjamento Brasil/RS, 22 a 24 de outubro de 2013, Porto Alegre, RS, Brasil. 2 Engenheiro de Produção. Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPGEM). Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Departamento de Metalurgia, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil. eng.andre.joao@gmail.com 3 Engenheira Mecânica. Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPGEM). Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Departamento de Metalurgia, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil. luana.lucca@ufrgs.br 4 Engenheiro Mecânico. Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e Materiais (PPGEM). Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Departamento de Metalurgia, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil. fabio.correa@ufrgs.br 5 Graduando em Engenharia Metalúrgica. Bolsista no Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Departamento de Metalurgia, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil. andre.rosiak@ufrgs.br 6 Graduando em Engenharia Mecânica. Bolsista no Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Departamento de Metalurgia, UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil. rodrigo.limberger@ufrgs.br 7 Prof. Dr. -Ing. Coordenador do Laboratório de Transformação Mecânica (LdTM), Departamento de Metalurgia, PPGEM, UFRGS. Av: Bento Gonçalves, 9500. CEP: 91501-970, Porto Alegre, RS, Brasil. schaefer@ufrgs.br

1 INTRODUÇÃO As ligas de magnésio são fortes candidatos para um número de aplicações estruturais devido à sua baixa densidade e boa usinabilidade [1]. As ligas de magnésio são os mais leves materiais metálicos estruturais e são, portanto, de interesse industrial, principalmente, nos seguimentos automotivo, ferroviário e aeroespacial [2]. Além disso, a liga AZ 91 devido à sua, relativamente, elevada resistência a temperatura ambiente, fluidez e resistência a corrosão é a liga de magnésio mais utilizadas atualmente [3-6]. Estes materiais também têm outras propriedades interessantes, como uma excelente capacidade de amortecimento e boa blindagem eletromagnética [4]. As desvantagens importantes dessas ligas, além da elevada reatividade superficial, são a sua baixa resistência (em comparação com outros materiais estruturais, tais como, alumínio e aços) e ductilidade baixa, o que limita a sua formabilidade [5]. Por outro lado, a fabricação de componentes a partir da conformação mecânica tem aplicações potenciais consideráveis porque com a deformação plástica essas ligas tornam-se de alta produtividade e propriedades mecânicas superiores [6-7]. Desta forma, a baixa densidade das ligas de magnésio aliada ao aumento de resistência característico dos processos de conformação, torna possível a obtenção componentes mecânicos com uma resistência específica ainda maior, reduzindo o peso total dos sistemas em até 60%, na comparação direta com os aços mais comuns utilizados atualmente [8]. Desta forma, este estudo investiga a deformação da liga de magnésio AZ91, quando submetida a ensaios de compressão com reduções de 20 a 70% em altura. Objetiva-se avaliar o comportamento das curvas de escoamento na conformação das amostras, além de verificar o início da propagação de trincas até a fratura completa do material e as propriedades mecânicas. 2 MATERIAIS E MÉTODOS No presente trabalho foram avaliadas amostras compostas pela liga de magnésio AZ 91 com as dimensões de Ø 12,8 x 19,4 as quais foram submetidas a ensaios de compressão em uma Máquina Universal de Ensaios, modelo DL60.000, eletromecânica, microprocessada, marca EMIC, com capacidade de 60kN, apresentada na Figura 1. O ensaio foi realizado a temperatura ambiente semelhante ao processo de forjamento em matriz aberta. Para a realização dos experimentos foi estipuladas reduções relativas de 20 até 70%, avaliando o comportamento do material para diferentes reduções. Verificaram-se, através de análise visual, a possibilidade de o material fraturar com o emprego do forjamento.

Figura 1 - Máquina Universal de Ensaios, modelo DL60.000, marca EMIC. 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES O escoamento de um material inicia quando as tensões atuantes atingirem um determinado valor, característica do mesmo: a resistência ao escoamento,. A confecção de curvas de escoamento através do ensaio de compressão justifica-se pela simplicidade de confecção dos corpos de prova, cilíndricos, e pela facilidade de execução em máquinas de ensaio convencionais. As curvas que descrevem o comportamento da tensão verdadeira do material em função da deformação verdadeira para corpos comprimidos a frio estão mostradas na Figura 2, para as deformações de 20%, 30%, 40%, 50%, 60% e 70%, respectivamente, em relação à altura inicial do corpo. Com os ensaios de compressão procedidos, observou-se o comportamento para as diferentes reduções. Entretanto, observou-se que à medida que o material vai deformando plasticamente, ocorre encruamento, aumentando sua dureza e, por consequência, apresentando uma maior tensão de escoamento. Lembrando que para o ensaio a frio, a tensão de escoamento é diretamente proporcional à deformação plástica.

(a) (b) (c) (d) (e) (f) Figura 2 Curva da Tensão de escoamento a frio para uma deformação em relação à altura inicial (a) 20%, (b) 30%, (c) 40%, (d) 50%, (e) 60% e (f) 70%.

A Figura 3 mostra os corpos de prova ensaiados para as reduções especificadas e a Figura 4 mostra o detalhe de fratura dúctil-frágil do material com 70% de redução relativa à altura. Figura 3 Corpos de prova após ensaios de compressão de 20 a 70%. 4-CONCLUSÃO Figura 4 Corpo de prova em detalhe, visualização da fratura dúctil-frágil. Constatou-se que o magnésio, apesar de sua estrutura cristalina ser hexagonal compacta, tolera grandes deformações, sendo que nos ensaios realizados, o material não fraturou completamente, comportando-se como um material resistente a deformações excessivas. A partir das deformações de aproximadamente 50% em relação à altura inicial, o corpo começou a apresentar pequenas descontinuidades, porém, não chegou a fraturar. Contudo, as ligas de magnésio usualmente utilizadas nos processos de forjamento são deformadas até aproximadamente 40% em relação à altura inicial, pois nesse grau de deformação o material não apresenta indícios de trincas.

A fratura da liga de magnésio é originada por clivagem em função de o material possuir uma estrutura cristalina hexagonal compacta. Compreende-se por clivagem a separação de planos cristalinos, com pouca deformação, com aspecto característico, como a fratura apresentada nesse trabalho. Este aspecto pode ser incentivado pela presença de entalhes, pelo aumento da taxa de carregamento, pelo aumento do tamanho de grão e pela diminuição da temperatura de trabalho. Esse tipo de fratura apresenta um aspecto com facetas lisas de fratura. 5-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] Hot rolling characteristics of spray-formed AZ9 1 magnesium alloy [2] High strain rate deformation behavior of an AZ91magnesium alloy at elevated temperatures [3] The influence of initial microstructure and temperature on the deformation behavior of AZ91 magnesium alloy [4] KUBOTA K, MABUCHI M, HIGASHI K. Processing and mechanical properties of fine-grained magnesium alloys [J]. Journal of Materials Science, 1999, 34: 2255-2262. [5] MATSUDA M S, KAWAMURA Y, IKUHARA Y, NISHIDA M.Interaction between long period stacking order phase and deformation twin in rapidly solidified Mg&klYz alloy [J]. Mater SciEng A, 2004, A386(1/2): 447-452. [6] T. Mukai, H. Watanabe, K. Higashi, Mat. Sci. Forum 350 351 (2000) 159. [7] F.H. Froes, D. Eliezer, E. Aghion, JOM 50 (1998) 30. [8] Lima D.R.S. de, Gomes T. de S., Schaeffer L., Reis A.R.L., Rocha A.B. da, Forjamento isotérmico de liga de magnésio AZ61 em ferramentas aquecidas por resistências elétricas, Revista Ferramental, n 39, jan/fev 2012 ABSTRACT MECHANICAL AND METALLURGICAL PROPERTIES ANALYSIS OF AZ91 MAGNESIUM ALLOY COLD FORGED In this work were performed compressions mechanical testing, in order to determine the mechanical properties of magnesium alloy AZ91 to study the forging parameters, since magnesium has numerous restrictions when mechanical forged. Knowing that magnesium alloys have low density and mechanical strength, however, good specific strength when compared to ferrous alloys, this work aims to prove the AZ91 s alloy formability. Keywords: Mechanical properties, magnesium alloy, cold forging, density, mechanical strength.