Análise do potencial escalonamento de processos de deformação plástica severa
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Paula Cibely Alves Flausino
Nayara Aparecida Neres da Silva
Dayana Cristina Silva Garcia
Alisson Duarte da Silva
Eduardo Henrique Martins Nunes
Nayara Aparecida Neres da Silva
Dayana Cristina Silva Garcia
Alisson Duarte da Silva
Eduardo Henrique Martins Nunes
Resumo
Os processos de deformação plástica severa (DPS) são capazes de alterar a microestrutura dos materiais metálicos, permitindo a obtenção de propriedades mecânicas diferenciadas, como o aumento do limite de resistência à tração. No entanto, ainda existem lacunas a serem superadas para viabilizar industrialmente os produtos conformados por esses processos. Nesse âmbito, torna-se necessário analisar a capacidade de aumento de escala dessas técnicas, preservando a homogeneidade microestrutural, bem como estudar uma metodologia que permita mensurar adequadamente a deformação de espécimes provenientes de DPS, incluindo os do tipo sub-size, quando submetidos a ensaios de tração. A presente tese investiga o aumento das dimensões dos produtos conformados por DPS, considerando os processos de laminação angular contínua (CARP), torção sob elevada pressão (HPT) e a adesão por laminação acumulativa (ARB). Nos processos CARP e ARB, a análise abrange estratégias contínuas de conformação, enquanto no HPT avalia-se a viabilidade de ampliação das amostras produzidas. Os métodos CARP e HPT foram investigados por meio de simulações com o programa comercial de elementos finitos QForm e por análises experimentais complementares. Para o ARB, o estudo envolveu a produção efetiva de chapas. Por fim, estudou-se o potencial da extensometria óptica associada à correlação digital de imagens (DIC) na quantificação da deformação em ensaios de tração. As simulações indicaram que, no CARP, o aumento do coeficiente de atrito entre a chapa e as matrizes amplia significativamente a demanda de torque e o consumo de energia. Além disso, o aumento da velocidade de processamento para ~ 50 mm/s aproxima a temperatura da chapa da condição de aquecimento adiabático. Para o HPT, as simulações e os dados experimentais indicam que a distribuição de deformação na região das bordas das amostras se torna mais homogênea à medida que se amplia a razão de aspecto. O ARB apresentou uma energia incorporada por deformação unitária de ~ 40 kJ/kg, inferior aos ~ 100 kJ/kg e ~ 420 kJ/kg verificados para os processos HPT e CARP, respectivamente. A extensometria óptica associada à DIC, se mostrou útil na determinação do campo de deformação na região útil e na obtenção da curva tensão por deformação verdadeira de espécimes submetidos a ensaios de tração.
Abstract
Assunto
Metalurgia física, Metais, Deformação, Laminação (Metalurgia), Método dos elementos finitos, Torção
Palavras-chave
Deformação plástica severa, Processo de laminação angular contínua, Torção sob elevada pressão, Adesão por laminação acumulativa, Método dos elementos finitos, Extensometria óptica, Correlação digital de imagens