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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAISESCOLA DE ENGENHARIA DA UFMGPrograma de Ps-Graduao em Engenharia Mecnica

INFLUNCIA DA DISTRIBUIO DA DEFORMAO SOBRE AS PROPRIEDADES MECNICAS DE BARRAS DE AO INOXIDVEL AUSTENTICO SUBMETIDAS A PASSES DE LAMINAO

Orientadora: Professora Maria Teresa Paulino AguilarAluno: Adriano Amncio Trajano

Maio/2015OBJETIVO

Anlise da influncia da distribuio da deformao sobre as propriedades mecnicas de barras submetidas a laminao. Encontrar evidncias que comprovem a heterogeneidade da deformao entre superfcie e centro do material a ser laminado.Determinao da relao HV x antes e depois da laminao.

Introduo: Aos inoxidvel Austentico 304

Caractersticas:

So ligas no-magnticas de ferro-cromo-nquel contendo tipicamente 8% de nquel, com baixo teor de carbono.

Excelente resistncia corroso.

Grande conformabilidade e soldabilidade.

Facilmente trabalhados a frio.

Aos inoxidvel Austentico 304Aos inoxidvel Austentico 304Principais aplicaes:

Indstrias aeronutica, ferroviria, naval e petroqumica. Manufatura de papel, celulose, tintas e vernizes e txtil. Minerao e siderurgia. Refrigerao. Indstrias alimentcias e de lacticnios. Indstrias hospitalar, dentria e de equipamentos cirrgicos. INTRODUOMetal deformado plasticamente por trao: Deformao homognea.Nvel de encruamento o mesmo para todos os pontos da seo da barra tracionada.

Outros processos de conformao:Deformao heterognea.Nvel de encruamento da seo transversal de um material no mesma, ou seja, estes pontos apresentam diferentes nveis de encruamento.Deformao heterognea: Afeta as propriedades e o comportamento dos materiais. Variao das propriedades mecnicas dos materiais

Efeitos prejudiciais no processo de conformao do ao. Presena de tenses residuais, responsveis por diferentes desvios, como trincas nas bordas dos materiais. LAMINAO

Processo em que encontramos deformao heterognea no ao.Deformao heterognea acumula-se nas extremidades, devido ao processo de encruamento por deformao.

OBJETIVO DO ESTUDO DA DEFORMAO HETEROGNEA

Caracterizao da deformao heterognea .Determinao do fator de heterogeneidade.

Figura 1 Exemplo de um processo de laminao com deformao heterognea.TECNICAS E PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS A SEREM UTILIZADOSTcnicas mais utilizadas para avaliao da heterogeneidade:

Determinao da relao funcional entre os valores de microdureza e da deformao efetiva (HV x ).

Determinao do fator de heterogeneidade.

Figura 2 Variao da dureza em amostras de cobre laminado.TECNICAS E PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS A SEREM UTILIZADOS

ENSAIOS DE MICRODUREZA VICKERS

Determinao das condies de ensaio para as medies de microdureza.Fixao dos valores das cargas e do tempo durante o qual esta carga aplicada. Realizao de uma srie de testes para determinao dos parmetros citados.

VARIAO DE MEDIO EM ENSAIOS DE MICRODUREZA VICKERS

Cargas maiores 1 kgf (macrodureza):Valores de macrodureza independem da carga aplicada. Macrodureza calculada pela equao de similaridade de Kick:

a: constante que depende apenas do material.

VARIAO DE MEDIO EM ENSAIOS DE MICRODUREZA VICKERS

Cargas entre 5 grf e 1000 gf:Valores de microdureza depende da carga aplicada. A microdureza calculada pela relao exponencial de Meyer:

n: expoente de Meyer, dependente do tipo de material sob teste.

Figura 3- Variao no valor da microdureza em funo da carga de ensaio.

TECNICAS E PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS A SEREM UTILIZADOSAMOSTRAS

Proveniente de uma placa laminada a quente.Dimenses: 550 mm x 40 mm x 16 mm. Tratamento trmico: recozimento. Parmetros: 100 minutos a uma temperatura de 815 C.

TECNICAS E PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS A SEREM UTILIZADOSENSAIO DE TRAO

Estudo das propriedades mecnicas do material pr-deformado por trao:Corpos de prova sero pr-deformados por trao at a obteno de diferentes redues de rea. Para cada reduo de rea ser calculado, o alongamento percentual uniforme (eu), alm da tenso do material correspondente pr-reduo naquele ponto.Para medir os alongamentos ser utilizado um extensmetro.

Figura 4- Operaes de pr-deformao por trao.

ENSAIO DE TRAOEstudo das propriedades mecnicas do material pr-deformado por trao:

Nesta etapa tambm ser levantada a curva x completa do material.

Aps realizadas as pr-deformaes, os corpos de prova sero levados at a ruptura, visando a determinao de propriedades mecnicas :

Limite de escoamento ( e0,2). Limite de resistncia( t). Alongamento percentual aps ruptura (Ap). Alongamento percentual uniforme (eu).

TECNICAS E PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS A SEREM UTILIZADOSFigura 4- Equipamento de ensaio de trao e compresso INSTRON.

TECNICAS E PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS A SEREM UTILIZADOSDeterminao da relao HV x em corpos de prova pr-deformados por trao:

Estabelecer a relao funcional existente entre a microdureza, medida na seo transversal de uma barra pr-deformada e a deformao efetiva nessa seo.

TECNICAS E PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS A SEREM UTILIZADOSDeterminao da relao HV x em corpos de prova pr-deformados por trao:

Da seo transversal de corpos de prova pr-deformados por traes diferentes sero retirados discos, nos quais aps uma prepararo, sero realizados os ensaios de microdureza.

TECNICAS E PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS A SEREM UTILIZADOSDeterminao da relao HV x em corpos de prova pr-deformados por trao:

Caso haja deficincia no ajuste da equao acima, para valores de deformao entre 0% e 5% ser utilizado a equao:

Figura 5- Relao experimental entre HV e .

LAMINAOAmostras: Ao inoxidvel Austentico.Dimenses: 550 mm x 34 mm x 16 mm.

Laminador: Froolhing.Carga mxima admissvel: 60 Toneladas.Dimetro dos cilindros: 200 mm.Velocidade de laminao: 25m/min.

Figura 6 - Laminador Froolhing.

Figura 7 - Laminador Froolhing.Levantamento dos perfis de deformao:

Aps realizadas as laminaes sero retiradas amostras, a fim de determinar a distribuio da microdureza na seo transversal.Os ensaios de microdureza sero realizados ao longo da espessura rea laminada.

Figura 8 Perfis de deformao de amostra laminada.

Figura 9 Perfis que relacionam microdureza e deformao.Caracterizao da deformao heterognea .Determinao do fator de heterogeneidade.

Propriedades Mecnicas do material pr-deformado por laminao:

Das amostras laminadas sero preparados corpos de prova para ensaio de trao de acordo com a Norma NBR 6673.Limite de escoamento ( e0,2).Limite de resistncia( t).Alongamento percentual aps ruptura (Ap).Alongamento percentual uniforme (eu).

Distribuio de deformaes aps ensaio de trao no material pr-deformado por laminao:

Aps a realizao dos ensaios de trao nos corpos de prova laminados, sero escolhidos alguns deles com o propsito de determinar, atravs de medidas de microdureza, a nova distribuio de deformao nas sees transversais tracionadas. ATIVIDADES FUTURASComparao entre os valores das propriedades mecnicas previstas teoricamente e os resultados experimentais obtidos em amostras pr-deformadas por trao.

Avaliao dos erros nas medies da microdureza e sua propagao no clculo das deformaes.

Clculo do fator de deformao redundante .

Simulao por elementos finitos usando o programa DEFORM.REFERNCIASP.R. CETLIN, J. L. N. MARCOS, Redundant Deformation Factor Evaluation through the Stress-Strain Curves Superposition Method in Round Section Bar Drawing R. M. CADDELL, A. G. ATKINS, The Influence of Redundant Work When Drawing Rods Through Conical Dies, Trans. ASME Serie B, 411, (1968).D. TABOR, The Hardness and Strength of Metals, J. Inst. Metals,79, 1, (1951).P. R. CETLIN (Edi tor) , Fundamentos de Ensaios Mecnico s de Metais, Volume II , Cap. 7, FUNDEP- UFMG, Belo Horizonte, 1979.

REFERNCIASE. B. CAMPOS, M. R. DUARTE. P.R. CETLIN, Medida do Coefici- ente de Def ormao Redundante na Tr efilao do Alumnio em Passes Sucessivos, Anais do 359 Congresso da ABM, Vol. 3, 63, 1980.B. J. DUCKFIELD, The Mechanical Properties of Drawn Carbon Steel Wire, Wire Industry, 552, August - September, ( 1971).