Processos de Fundição Metálica

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TEMA 2
MÓDULO 1 – OS PRINCIPAIS PROCESSOS DE FUNDIÇÃO
Fundamentação do processo de fabricação mecânica, por fundição, realizada por técnicas de metalurgia do pó.
Derramamento de metal ou liga metálica no estado líquido no interior de um molde, com a solidificação do metal líquido no molde, obtêm-se a peça fundida.
Apesar de muitas vantagens, os aços fundidos podem apresentar micro porosidade, elevadas tensões residuais e variações no tamanho de grão, esses fatores implicam em aços com menor resistência mecânica e ductilidade quando comparados com aços fabricados por outros processos de fabricação, como a conformação à quente. 
Um dos métodos mais econômicos para produção em série de peças metálicas.
Etapas: projeto e confecção do modelo, confecção do molde e dos machos, derramamento do metal líquido, desmoldagem e acabamento.
Em muitos contextos fabris, a fundição pode ser considerada um processo de fabricação de peças metálicas, que representa o caminho mais curto entre a matéria-prima metálica líquida e a peça semiacabada, já em condições de uso, para utilização imediata.
Os principais processos de fabricação por fundição são:
· Moldagem em areia.
· Fundição de precisão.
· Moldes permanentes por gravidade.
· Fundição sob pressão.
· Fundição centrífuga.
· Fundição contínua.
· Processos no estado semissólido.
Todas as técnicas supracitadas são usadas na fundição dos metais. O que define qual o melhor processo a ser utilizado é o tamanho da peça e sua geometria, além do tipo de liga a ser fundida, a quantidade de peças a ser produzida e a qualidade superficial desejada da peça. Como todo processo produtivo, deve-se levar também em consideração a viabilidade técnico-econômica.
MOLDAGEM EM AREIA
O método da fundição em moldes de areia é considerado o mais tradicional existente. Esse processo consiste em assentar o modelo na areia para obter a forma da peça a ser fundida no molde. Este processo é composto por uma vasta gama de métodos, entre eles podemos citar moldagem em areia com argila, ligantes químicos, shell molding e cold box.
Segundo Chiaverini (1986), todos esses métodos devem apresentar resistência suficiente para suportar o peso do metal líquido, a ação erosiva do metal líquido no momento do vazamento, além de gerar a menor quantidade possível de gás, de modo a evitar erosão do molde e contaminação do metal, ou então devem facilitar a fuga de gases gerados para a atmosfera.
A moldagem em areia verde é o processo mais comumente empregado em fundições. Consiste em compactar, manualmente, ou utilizando máquinas de moldar, uma mistura refratária plástica (chamada areia de fundição) composta essencialmente de areia silicosa, argila e água, sobre o modelo colocado ou montado na caixa de moldar. Confeccionada a cavidade do molde, o metal é imediatamente vazado em seu interior.
FUNDIÇÃO DE PRECISÃO OU CERA PERDIDA
Esse processo é uma adaptação relativamente recente do processo de cera perdida, utilizado desde a Antiguidade na produção de joias e utensílios domésticos.
Ele apresenta como grande vantagem a liberdade de formas, excelente acabamento e estreita tolerância dimensional. O processo de fundição por cera perdida, ou microfusão, tem recursos que permitem, em um “curto” espaço de tempo, a fabricação de grande quantidade de peças.
O formato pode variar desde o mais simples até o mais complexo, com espessuras de paredes reduzidas, alta qualidade superficial e tolerâncias dimensionais estreitas. Além disso, apresenta possibilidades de uso de ligas alternativas.
Também possibilita a eliminação de uma série de operações de usinagem, soldagem e encaixes, entretanto requer controles rígidos em todas as etapas e pode ser ajustado para atender às solicitações do cliente. O processo de fundição de precisão tende a compatibilizar a obtenção de peças com bom acabamento superficial e um mínimo de operações posteriores ao vazamento da peça.
As principais vantagens são:
· Redução da usinagem, em que o corte dos gastos é bastante expressivo.
· Redução de gastos com acabamento superficial da peça.
· Transformação de um conjunto de peças (unidas anteriormente por meio de soldas, rebites, encaixes etc.) em uma única peça fundida.
O processo possui algumas desvantagens também, como investimento relativamente alto, manuseio de produtos químicos à base de polímeros e/ou resinas, geração de resíduos cerâmicos, ou seja, o material do molde usado não pode ser reutilizado, sendo restrito a peças de pequeno porte.
O modelo deve ter a geometria exata requerida pela peça final, mas em uma escala um pouco maior do que a original para compensar a contração volumétrica, tanto do material usado para fabricar o modelo (cera, plástico) quanto da solidificação do metal.
MOLDES PERMANENTES POR GRAVIDADE
A fundição por molde permanente é um processo de fundição de metal que emprega moldes reutilizáveis (moldes permanentes), geralmente feitos de metal. O processo mais comum usa a gravidade para encher o molde, mas a pressão de gás ou o vácuo também são usados.
Metais de fundição comuns são ligas de alumínio, magnésio e cobre. Outros materiais menos comuns, mas que também podem ser fundidos em moldes de grafite são estanho, zinco, ligas de chumbo e ferro e aço.
As vantagens de fundir usando o processo de fundição por molde permanente incluem:
· O fato de o molde utilizado no processo poder ser reaproveitado, tornando o processo de médio custo (embora o custo de montagem e ferramental seja alto).
· O processo é capaz de produzir formas e designs mais complexos do que a fundição em areia.
· A peça fundida tem um bom acabamento superficial (como fundida). O acabamento da superfície fornecido aqui é melhor do que as peças e componentes fundidos em areia.
· A fundição por gravidade permite um controle mais preciso sobre os atributos dimensionais do que os processos de fundição em areia.
· O próprio processo de fundição é altamente repetível e adequado para execuções de produção de alto volume, sendo passível de automatização.
· As peças fundidas em molde permanente apresentam boas propriedades mecânicas, baixo encolhimento e baixa porosidade do gás.
· As peças têm uma estrutura granulada homogênea e o próprio processo produz pouco refugo.
Já as desvantagens da fundição por molde permanente são:
· Alto custo de usinagem e longo tempo de preparação.
· O processo de fundição em molde permanente geralmente é limitado a fundições com instalações de menor capacidade.
· Devido ao alto custo ferramental envolvido, um alto volume de produção é necessário para tornar esse processo uma opção de fabricação economicamente viável.
· Quanto mais alta for a temperatura de vazamento do metal fundido, menor será a vida útil do molde.
FUNDIÇÃO SOB PRESSÃO
A fundição sob pressão é empregada na fabricação de diversos tipos de peças.
A fundição sob pressão é um dos métodos mais utilizados, principalmente pela indústria automotiva na produção de peças de alumínio, pois garante 100% do preenchimento da peça molde, evitando bolhas de ar que podem fragilizar o material e também a adição de impurezas indesejadas.
As principais vantagens desse processo são:
· Fabricação de peças complexas
· Alta velocidade de produção
· Peças com seções reduzidas
Como aspectos negativos, há a combinação de um tempo de ciclo reduzido e as elevadas temperaturas envolvidas, que levam ao surgimento de danos nas matrizes por fadiga térmica.
Com a produção de centenas de peças, começam a surgir trincas em regiões críticas da matriz, que crescem à medida que a produção aumenta, até alcançarem condições que inviabilizam seu uso, culminando em seu fim de vida.
FUNDIÇÃO CENTRÍFUGA
O processo consiste em vazar metal líquido em um molde que possui movimento de rotação, fazendo com que a força centrífuga gere uma pressão acima da força da gravidade, forçando o metal líquido contra as paredes do molde, onde se solidifica.
A fabricação de tubos de ferro fundido para linhas de suprimento de água corresponde a um dos exemplos mais comuns de utilização desse processo:
A fundição centrífugadeve ser usada quando:
· As peças são simétricas e podem girar em torno de um eixo.
· As propriedades da peça fundida estática são inadequadas.
· É necessária uma estrutura de grãos uniforme.
· É necessário manter a integridade dimensional.
· Deseja-se fabricar tubos, luvas, buchas e anéis.
FUNDIÇÃO CONTÍNUA
O processo de fundição contínua, também chamado de lingotamento contínuo, é o importante processo de ligação entre a produção de aço e a laminação. Já em 1856, Henry Bessemer sugeriu um método de fundição contínua, mas apenas durante as décadas de 1930 e 1940 a fundição contínua tornou-se um método de produção comum para metais não ferrosos e, posteriormente, a partir da década de 1960 para aços.
A relativa baixa condutividade térmica do aço e as altas temperaturas de fundição significavam que muitos problemas tinham que ser resolvidos em comparação com a fundição de não ferrosos.
Na fundição de lingotes, moldes individuais são preenchidos com aço fundido para produzir os lingotes de aço. O método de fundição contínua tem muitos benefícios em comparação com os métodos de fundição de lingotes mais antigos. As principais vantagens são a melhoria da qualidade do aço, melhor rendimento e economia de energia e mão de obra.
O princípio do método de fundição contínua é simples.
A primeira solidificação ocorre na interface metal/molde. A espessura da casca solidificada aumenta progressivamente quando é retirada pela máquina. Na saída do molde, a casca deve ser espessa o suficiente para suportar a poça de líquido. Abaixo do molde, a casca é resfriada por pulverização de água.
Na extremidade da máquina, o fio é cortado e transferido para um laminador.
PROCESSOS NO ESTADO SEMISSÓLIDO
O processamento de metal semissólido, também conhecido como tixoformação, é uma tecnologia de conformação de metal patenteada por David B. Spencer durante seus estudos de doutorado. Atualmente, o processo de tixoformação encontrou aplicação em vários domínios da fabricação devido à sua capacidade de entregar a produção de peças de alta qualidade a custos comparáveis ou inferiores aos das técnicas de conformação convencionais, como fundição ou forjamento.
A fundição de metal semissólido é uma variante da forma quase líquida da fundição sob pressão. O processo é usado hoje com metais não ferrosos, como alumínio, cobre e magnésio, mas também pode ser empregado com ligas de alta temperatura para as quais não há materiais de matrizes adequados disponíveis. O processo combina as vantagens da fundição e do forjamento e leva o nome da propriedade do fluido denominado tixotropia, que é o fenômeno que permite o funcionamento desse processo.
A fundição de metal semissólido é feita a uma temperatura na qual coloca o metal entre os estados líquido e sólido. Idealmente, o metal deve ser de 30 a 65% sólido.
A fundição semissólida é normalmente usada para aplicações de ponta. Para ligas de alumínio, as peças típicas incluem as estruturais médicas e aeroespaciais, peças contendo pressão, peças de defesa, suportes do motor, cabos do sensor do coletor de ar, blocos do motor e carcaças do filtro da bomba de óleo.
A figura a seguir mostra esquematicamente as etapas do processamento de metal semissólido.
1. Os principais processos de fabricação por fundição são: moldagem em areia; fundição de precisão; moldes permanentes por gravidade; fundição sob pressão; fundição centrífuga; fundição contínua e processos no estado semissólido. Das opções a seguir, a que não define qual é o melhor processo a ser utilizado é:
a) Tamanho da peça e sua geometria.
b) Tipo de liga a ser fundida.
c) Quantidade de peças a ser produzida.
d) Custo do transporte da matéria-prima.
e) Qualidade superficial desejada da peça.
2. A fundição por molde permanente é um processo de fundição de metal que emprega moldes reutilizáveis (moldes permanentes), geralmente feitos de metal. O processo apresenta diversas vantagens, mas também algumas desvantagens. Não é considerada uma desvantagem do processo de fundição por molde permanente:
a) Um alto custo de usinagem e um longo tempo de preparação.
b) O processo de fundição em molde permanente é, em geral, limitado a fundições menores.
c) Devido ao alto custo de ferramental envolvido, um alto volume de produção é necessário para tornar esse processo uma opção de fabricação economicamente viável.
d) Quanto mais alta for a temperatura de vazamento do metal fundido, menor será a vida útil do molde.
e) A variação de temperatura no molde gera o dano por fadiga térmica, o que reduz o seu tempo de vida útil.
MÓDULO 2 - O PROCESSO DE SOLIDIFICAÇÃO DO METAL LÍQUIDO
ASPECTOS METALÚRGICOS DA FUNDIÇÃO
Quando líquido, o metal apresenta maior reatividade comparado ao mesmo metal no estado sólido, pois seus átomos estão mais distantes uns dos outros, facilitando a reação com outros elementos. Do ponto de vista da fundição, isso se torna um problema, pois os metais líquidos em geral têm grande afinidade com o oxigênio. Dessa forma, dois aspectos devem ser analisados:
· A formação de óxidos.
· As perdas de material metálico durante a fusão.
Para avaliar a formação de óxidos, a análise do diagrama de Ellingham (figura a seguir) é importante.
Essa propriedade de oxidação é importante quando é desejado desoxidar o banho de outro metal que tenha afinidade com o oxigênio menor do que a dos citados anteriormente. Dessa forma, o metal adicionado se oxida no lugar da liga a ser produzida.
A fim de minimizar as perdas por oxidação, podem ser executadas algumas ações:
· Atmosferas redutoras: São aquelas em que há a redução do gás oxigênio, podendo ser ricas em hidrogênio ou monóxido de carbono.
· Atmosferas neutras: São aquelas compostas por gases nobres, como o argônio e o xenônio.
· Escórias protetoras: São utilizadas para remover impurezas durante a fundição do metal. Porém, também ajudam no controle de temperaturas das peças fundidas e minimizam a reoxidação do produto, devido à associação de materiais refratários quando em seu formato líquido.
· Adição de elementos que inibem a oxidação: São materiais antioxidantes, que inibem a ação do oxigênio no metal durante a fundição.
PROCESSO DE SOLIDIFICAÇÃO
No processo de solidificação, o líquido muda para sólido durante o resfriamento. A energia do líquido é menor do que a do sólido acima do ponto de fusão. Portanto, o líquido é estável acima do ponto de fusão e, abaixo dele, a energia do líquido torna-se maior do que a do sólido.
No ponto de fusão, o líquido é convertido em sólido durante o resfriamento. Essa transformação em sólido abaixo do ponto de fusão é conhecida como “solidificação” e ocorre na temperatura chamada “ponto de congelamento”.
Durante a solidificação, os fenômenos que ocorrem no material são: cristalização, contração de volume, concentração de impurezas e desprendimento de gases.
CRISTALIZAÇÃO
O crescimento e a solidificação do cristal em fundições de metal é, em grande parte, uma função da mobilidade atômica.
Seja na configuração esférica ou em forma de agulha, as partículas de metal comportam-se de maneira diferente, dependendo de sua localização na composição: no líquido, na interface líquido/sólido ou no sólido.
Além disso, metais como alumínio e cobre têm apenas uma estrutura (cúbica de face centrada, CFC). Por outro lado, metais como ferro e cobalto podem ter estruturas cristalinas diferentes em temperaturas diferentes.
CONTRAÇÃO DE VOLUME
A maioria dos metais encolhe quando se solidifica. A contração de solidificação varia de 3 a 8% para metais puros. Pode resultar na formação de vazios (microporosidade e encolhimento) durante a solidificação.
Diversas ligas de fundição comerciais, baseadas em ligas eutéticas simples, formam fases não metálicas durante a solidificação, que são atomicamente menos densas do que o fundido, como o grafite em ligas de ferro-carbono ou o silício em ligas de alumínio-silício.
No caso do ferro fundido cinzento, a precipitação da austenita do fundido está associada à contração, enquanto o crescimento da grafita do mesmo fundido está associado àexpansão do volume.
CONCENTRAÇÃO DE IMPUREZAS
Algumas ligas metálicas contêm impurezas normais, que se comportam de modo diferente, conforme a liga esteja em estado líquido ou sólido. O caso mais geral é o das ligas ferro-carbono que contêm, como impurezas normais, o fósforo, o enxofre, o manganês, o silício e o próprio carbono.
Ao solidificar, entretanto, algumas das impurezas são menos solúveis no estado sólido: fósforo (P) e enxofre (S), por exemplo, nas ligas mencionadas. Assim sendo, à medida que a liga solidifica, esses elementos vão acompanhando o metal líquido remanescente, indo acumular-se na última parte sólida formada.
DESPRENDIMENTO DE GASES
EXPLIQUE PARA UM LEIGO QUAL REAÇÃO QUÍMICA NÃO GERA DESPRENDIMENTO DE GASES? CaO + SiO2 ⇒ CaSi O3 2MnO + C ⇒ 2Mn + CO2 3 Fe2O3 + CO ⇒ 2 Fe3O4 + CO2 3H2O + 2 Al ⇒ Al2O3 + 3H2 H2O + C ⇒ H2 + CO
Claro! Vou explicar essas reações de uma forma mais simples:
1. **CaO + SiO2 ⇒ CaSiO3**: Esta é uma reação de formação de um mineral chamado silicato de cálcio. Nesta reação, o óxido de cálcio (CaO) reage com o dióxido de silício (SiO2) para formar o silicato de cálcio (CaSiO3). Não há liberação de gases nessa reação, apenas a formação de um novo sólido.
2. **2MnO + C ⇒ 2Mn + CO2**: Esta é uma reação de redução de óxido de manganês com carbono. Aqui, o óxido de manganês (MnO) reage com carbono (C) para produzir manganês (Mn) e dióxido de carbono (CO2). Nesta reação, ocorre a liberação de gás dióxido de carbono.
3. **3 Fe2O3 + CO ⇒ 2 Fe3O4 + CO2**: Esta é uma reação conhecida como redução de óxidos de ferro. Nela, o óxido de ferro (III) (Fe2O3) reage com monóxido de carbono (CO) para produzir óxido de ferro (II,III) (Fe3O4) e dióxido de carbono (CO2). Assim como na reação anterior, há liberação de dióxido de carbono.
4. **3H2O + 2 Al ⇒ Al2O3 + 3H2**: Esta é uma reação na qual o hidróxido de alumínio (H2O) reage com o alumínio (Al) para produzir óxido de alumínio (Al2O3) e gás hidrogênio (H2). Nessa reação, há liberação de gás hidrogênio.
5. **H2O + C ⇒ H2 + CO**: Esta é uma reação na qual a água (H2O) reage com o carbono (C) para produzir gás hidrogênio (H2) e monóxido de carbono (CO). Portanto, nessa reação também ocorre a liberação de gases.
Portanto, entre essas reações, a única que não gera desprendimento de gases é a primeira, CaO + SiO2 ⇒ CaSiO3. As outras reações produzem dióxido de carbono (CO2) ou hidrogênio (H2) como produtos gasosos.
QUAIS SÃO OS GASES?
Claro, vamos identificar os gases em cada uma das reações:
1. **CaO + SiO2 ⇒ CaSiO3**: Nesta reação, não há produção de gases. Os únicos componentes envolvidos são óxido de cálcio (CaO) e dióxido de silício (SiO2), que reagem para formar silicato de cálcio (CaSiO3), um sólido. Portanto, não há liberação de gases nesta reação.
2. **2MnO + C ⇒ 2Mn + CO2**: Aqui, o gás produzido é o dióxido de carbono (CO2).
3. **3 Fe2O3 + CO ⇒ 2 Fe3O4 + CO2**: Nesta reação, assim como na anterior, o gás produzido é o dióxido de carbono (CO2).
4. **3H2O + 2 Al ⇒ Al2O3 + 3H2**: O gás produzido nesta reação é o hidrogênio (H2).
5. **H2O + C ⇒ H2 + CO**: Nesta reação, são produzidos dois gases: hidrogênio (H2) e monóxido de carbono (CO).
Portanto, nas reações 1, 2 e 3, o dióxido de carbono (CO2) é produzido como gás, na reação 4, é o hidrogênio (H2), e na reação 5, tanto hidrogênio (H2) quanto monóxido de carbono (CO) são produzidos.
QUAIS SÃO OS GASES NA TABELA PERIÓDICA?
Na tabela periódica, os gases são frequentemente classificados em três categorias principais:
1. **Gases Nobres (ou Gases Raros)**: São os elementos do Grupo 18 da tabela periódica, também conhecidos como gases inertes. Eles incluem:
 - Hélio (He)
 - Néon (Ne)
 - Argônio (Ar)
 - Criptônio (Kr)
 - Xenônio (Xe)
 - Radônio (Rn)
2. **Hidrogênio (H2)**: Embora o hidrogênio seja geralmente colocado em uma categoria própria, ele é frequentemente considerado um gás, especialmente quando na forma molecular (H2).
3. **Outros Gases**: Além dos gases nobres e do hidrogênio, vários outros elementos na tabela periódica podem existir na forma de gás em condições normais de temperatura e pressão (25 °C e 1 atm). Estes incluem:
 - Nitrogênio (N2)
 - Oxigênio (O2)
 - Flúor (F2)
 - Cloro (Cl2)
 - Bromo (Br2)
 - Iodo (I2)
Além disso, alguns elementos podem formar compostos gasosos, como o dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO), amônia (NH3), metano (CH4) e muitos outros, dependendo de suas combinações com outros elementos.
TEMA 3
CHAT GPT – DEFORMAÇÃO ELÁSTICA X PLÁSTICA
Deformação plástica de metal é o processo pelo qual um material metálico muda permanentemente de forma quando submetido a forças aplicadas, como pressão, torção ou flexão.
Vamos entender isso de uma forma mais simples: imagine uma barra de metal, como um fio ou uma haste. Se você aplicar uma força sobre essa barra, ela pode dobrar, esticar ou se achatar. Agora, se essa deformação for temporária, quando você retirar a força, a barra volta à sua forma original. Isso é chamado de deformação elástica.
No entanto, se você continuar aplicando força mesmo depois de a barra ter mudado de forma, o metal pode começar a se deformar permanentemente. Isso significa que mesmo depois de retirar a força, a barra não volta completamente à sua forma original. Ela mantém uma nova forma, e isso é o que chamamos de deformação plástica.
A deformação plástica é muito comum em processos de fabricação, como forjamento, laminação, estampagem e extrusão, onde metais são moldados em diferentes formas para criar peças e componentes para indústrias como automotiva, aeroespacial, construção civil e muitas outras.
Esse tipo de deformação é importante porque nos permite criar peças e componentes com formas complexas e precisas, contribuindo para a fabricação de uma variedade de produtos que usamos no nosso dia a dia.
ENCRUAMENTO:
O encruamento do metal é um processo que ocorre quando o metal é deformado plasticamente, o que significa que ele é dobrado, esticado ou torcido a ponto de mudar permanentemente de forma. Isso geralmente acontece durante a fabricação de peças metálicas, como ao dobrar uma chapa de metal para fazer uma peça ou ao esticar um fio metálico para formar um componente.
Quando o metal é deformado dessa forma, sua estrutura interna é alterada. As camadas de átomos no metal ficam desalinhadas e há um aumento na densidade de defeitos, como discordâncias e outras imperfeições na estrutura cristalina do metal.
Essas mudanças na estrutura do metal resultam em uma maior resistência e dureza, o que é bom em algumas situações, mas também pode tornar o metal mais frágil e menos maleável. Ou seja, ele se torna mais difícil de moldar ou deformar ainda mais sem rachar ou quebrar.
O encruamento é um processo controlado e muitas vezes desejado em certos contextos, como na fabricação de peças que precisam ser mais resistentes. No entanto, em algumas situações, pode ser necessário reverter ou reduzir o encruamento por meio de tratamentos térmicos ou outros processos para restaurar a maleabilidade do metal.
ESCALA HOMÓLOGA
A escala homóloga é uma maneira de comparar materiais com base na temperatura em que eles derretem, chamada de temperatura de fusão. Basicamente, é como uma régua para medir o quão quente os materiais precisam estar para se transformarem de sólidos em líquidos.
Agora, se você pega dois materiais diferentes e os molda (ou "conforma") à mesma temperatura, isso não significa que eles se comportarão da mesma maneira. Por exemplo, vamos olhar para o chumbo e o tungstênio:
1. **Chumbo**: Tem uma temperatura de fusão de cerca de 330 graus Celsius. Isso significa que ele derrete a uma temperatura relativamente baixa. Se você moldar o chumbo à temperatura ambiente (que é bem mais fria do que a sua temperatura de fusão), ele ainda pode ser considerado "quente" em comparação com a sua temperatura de fusão. Isso é chamado de trabalho a quente.
2. **Tungstênio**: Possui uma temperatura de fusão muito alta, de mais de 3.400 graus Celsius. Mesmo se você aquecer o tungstênio a uma temperaturamais baixa, como 700 graus Celsius, ainda estará muito longe de sua temperatura de fusão. Portanto, mesmo a 700 graus Celsius, ainda é considerado "frio" em relação à sua temperatura de fusão. Isso é chamado de trabalho a frio.
Então, mesmo que os dois materiais sejam conformados à mesma temperatura, eles se comportam de maneiras diferentes devido às suas temperaturas de fusão muito diferentes. É como se o chumbo estivesse "mais perto" de seu ponto de fusão quando aquecido, enquanto o tungstênio ainda estaria "muito longe" de seu ponto de fusão, mesmo que aquecido a uma temperatura mais alta.
TEMP. AMBIENTE:
Temperatura comum do ambiente ao nosso redor, que geralmente é em torno de 20 a 25 graus Celsius, ou cerca de 68 a 77 graus Fahrenheit. Esta é a temperatura padrão que encontramos no dia a dia, em condições normais de temperatura e pressão.
ESTAMPAGEM X EMBUTIMENTO:
Embora a estampagem e o embutimento sejam ambos processos de conformação de metais que envolvem a deformação de chapas metálicas, eles diferem em termos de como a deformação é realizada e nos tipos de peças que produzem.
1. **Estampagem**:
 - A estampagem envolve a aplicação de força em uma chapa metálica para cortar, dobrar ou dar forma a ela.
 - Normalmente, a estampagem é usada para criar peças planas ou com formas bidimensionais, como painéis de carroceria, portas de carro e placas de identificação.
 - Exemplos de processos de estampagem incluem corte, dobra, repuxo e perfuração.
2. **Embutimento**:
 - O embutimento é um processo específico dentro da estampagem que envolve a deformação de uma chapa metálica em uma cavidade ou matriz para criar uma forma tridimensional.
 - No embutimento, a chapa metálica é forçada para dentro de uma cavidade usando uma prensa ou outro dispositivo de conformação, resultando em uma peça com relevo ou profundidade.
 - O embutimento é frequentemente usado para produzir peças como panelas de cozinha, pias, tanques de combustível e partes de carrocerias automotivas que possuem formas mais complexas e contornos tridimensionais.
Em resumo, enquanto a estampagem é um termo geral que engloba uma variedade de processos de conformação de metal, o embutimento é um processo específico dentro da estampagem que se concentra em criar formas tridimensionais em peças metálicas.
Força de Corte
A força de corte, Fc , necessária para provocar a separação da chapa é dada pela expressão:
Em que: p é o perímetro da forma a ser cortada.
e é a espessura da chapa.
σc é a tensão de cisalhamento (normalmente, duas vezes o limite de resistência, σt, do material).
Supondo-se que se deseje confeccionar um furo comum com uma punção em uma chapa como indicado a seguir. Caso o furo tenha um diâmetro D, o perímetro será πD. Portanto, a força necessária para aplicar na punção é  
Acima da linha neutra, as tensões são trativas - como se estivessem tentando puxar a chapa para longe do ponto de dobra. E abaixo da linha neutra, as tensões são compressivas - como se estivessem pressionando a chapa contra si mesma.
1. Considerando que um material está sendo conformado a uma temperatura tal que os efeitos de encruamento sejam efetivos e que o material possui temperatura de fusão de 890⁰C, determine a faixa de temperatura em que o material está sendo conformado.
a) 0 a 267⁰C
b) 267⁰C a 445⁰C
c) 445⁰C a 890⁰C
d) 0 a 349 K
e) 349K a 582K
Parabéns! A alternativa "D" está correta.
Para que os efeitos de encruamento sejam efetivos, o tipo de trabalho deve ser a frio, ou seja, entre 0 e 0,3 da escala homóloga. Como a temperatura de fusão é 890⁰C, deve-se calcular essa temperatura em Kelvin (K):
890⁰C = 890 + 273 = 1163K
Logo, o limite superior do trabalho a frio é 30% de 1163 K:
TTF = 0,3∙1166 = 348,9≈349K
Portanto a faixa de temperatura é de 0 a 349K.
2. É preciso confeccionar um furo na chapa da figura a seguir, sabendo-se que o material é um aço SAE 1020 com tensão de ruptura de 460 MPa. Utilizando .σc= 3/4 σt, determinar a força de corte necessária.
a) 30 kgf
b) 45 kgf
c) 50 kgf
d) 65 kgf
e) 80 kgf
Parabéns! A alternativa "D" está correta.
Q = p.e.σc
p = 2πr = πD = π30 = 94,245 mm
e = 2 mm
σc=¾σt = σc= ¾ 460 MPa = 345 MPa = 345 N/mm²
Q = 94,245 . 2 . 345 = 65029 N ≅65 kN
As propriedades dos logaritmos naturais (ln) são semelhantes às propriedades dos logaritmos comuns, mas são específicas para os logaritmos naturais. Aqui estão algumas das propriedades mais importantes:
1. **Produto de Logaritmos**: O logaritmo natural do produto de dois números é igual à soma dos logaritmos naturais desses números.
ln (a x b) = ln(a) + ln(b)
2. **Quociente de Logaritmos**: O logaritmo natural do quociente de dois números é igual à diferença dos logaritmos naturais desses números.
ln (a / b) = ln(a) - ln(b)
3. **Potência de Logaritmos**: O logaritmo natural de um número elevado a uma potência é igual à multiplicação dessa potência pelo logaritmo natural desse número.
ln (a ^ b) = b x ln(a)
4. **Mudança de Base**: Você pode converter logaritmos naturais em logaritmos de qualquer outra base usando a seguinte fórmula, onde o logaritmo de base (b):
ln b (a) = ln(a) / ln(b)
5. **Propriedade do Logaritmo Natural de (e): O logaritmo natural de (e) é igual a 1.
ln(e) = 1 
Estas são algumas das propriedades mais comuns dos logaritmos naturais. Elas são úteis para simplificar cálculos envolvendo logaritmos naturais e são frequentemente utilizadas em matemática e ciências.
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