"Haikai 俳句" 014 Propriedades Mecânicas dos Aços para Trabalho a Quente
Os Aços da Classe Trabalho a Quente são utilizados em operações industriais que alcançam altas temperaturas. Em razão disso precisam apresentar combinadas propriedades mecânicas para atender ao melhor desempenho. Na seleção desses aços para as operações industriais tipo “conformação a quente” (forjamento), “injeção de alumínio e extrusão de alumínio”, por exemplo, algumas propriedades mecânicas e físicas informadas pelos respectivos fabricantes de aços devem ser examinadas holisticamente, isto é, não isoladamente, sob a ótica de todos os parâmetros de processo industrial utilizado. Brevemente, são descritas algumas propriedades dos aços da classe trabalho a quente que não poderiam “per si” conferir o carimbo de “adequado”/ “não adequado” se examinadas isoladamente, quais sejam:
Tenacidade: define-se como a capacidade do material absorver energia na região plástica (área sob a curva de “Tensão x Deformação” no ensaio de Tração). Mede-se a energia necessária para romper o material.
Tenacidade à Fratura: é a resistência à propagação de uma trinca aguda (K1C – tenacidade à fratura em deformação plana). Mede a resistência à fratura do material. Não é uma propriedade simples de se medir. Por exemplo, aço SAE 1045 e SAE4340 de mesma resistência mecânica, mas aço SAE4340 com maior Tenacidade à Fratura.
Fluência: deformação que progride lentamente com o tempo. A velocidade de fluência aumenta com a temperatura e a tensão.
Resistência a Quente: é capacidade do aço em manter as propriedades mecânicas em altas temperaturas. Resistência à redução de dureza de revenido.
Condutividade Térmica: propriedade física que depende da temperatura e composição do material. É a habilidade do material conduzir calor. Material de alta condutividade térmica conduz calor de forma mais rápida que o de baixa condutividade.
A temperatura da superfície é o principal parâmetro que influencia a vida útil do aço devido ao surgimento de tensões térmicas (gradiente de temperaturas), causando nucleação de trincas por fadiga térmica. A formação de trincas é retardada em aços com a elevada Tensão de Escoamento, Tenacidade, Ductilidade em altas temperaturas, Microestrutura Homogênea e alta Condutividade Térmica [Haikai 02].
Ainda assim, o máximo desempenho do aço do molde de injeção de Al, por ex., é resultado de somatória de eventos: a) aço adequado; b) bom projeto do molde; c) correto processo térmico de têmpera e revenimentos; d) correto tipo desmoldante; e) boa manutenção; f) uniforme liga e temperatura de Al fundido; g) equilíbrio projeto do molde/capacidade máquina injeção; h) tempo de injeção do Al; i) etc...
Tenacidade: define-se como a capacidade do material absorver energia na região plástica (área sob a curva de “Tensão x Deformação” no ensaio de Tração). Mede-se a energia necessária para romper o material.
Tenacidade à Fratura: é a resistência à propagação de uma trinca aguda (K1C – tenacidade à fratura em deformação plana). Mede a resistência à fratura do material. Não é uma propriedade simples de se medir. Por exemplo, aço SAE 1045 e SAE4340 de mesma resistência mecânica, mas aço SAE4340 com maior Tenacidade à Fratura.
Fluência: deformação que progride lentamente com o tempo. A velocidade de fluência aumenta com a temperatura e a tensão.
Resistência a Quente: é capacidade do aço em manter as propriedades mecânicas em altas temperaturas. Resistência à redução de dureza de revenido.
Condutividade Térmica: propriedade física que depende da temperatura e composição do material. É a habilidade do material conduzir calor. Material de alta condutividade térmica conduz calor de forma mais rápida que o de baixa condutividade.
A temperatura da superfície é o principal parâmetro que influencia a vida útil do aço devido ao surgimento de tensões térmicas (gradiente de temperaturas), causando nucleação de trincas por fadiga térmica. A formação de trincas é retardada em aços com a elevada Tensão de Escoamento, Tenacidade, Ductilidade em altas temperaturas, Microestrutura Homogênea e alta Condutividade Térmica [Haikai 02].
Ainda assim, o máximo desempenho do aço do molde de injeção de Al, por ex., é resultado de somatória de eventos: a) aço adequado; b) bom projeto do molde; c) correto processo térmico de têmpera e revenimentos; d) correto tipo desmoldante; e) boa manutenção; f) uniforme liga e temperatura de Al fundido; g) equilíbrio projeto do molde/capacidade máquina injeção; h) tempo de injeção do Al; i) etc...
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