O que é fibramento mecânico?

O que é fibramento mecânico?

Imagem da capa cortesia do edana.org
Durante o processo de conformação dos materiais é possível se obter uma característica que se denomina fibramento, esse fluxo contínuo trás contribuições para a melhoria das propriedades mecânicas do produto, principalmente, na resistência à fadiga. Além disso, o fibramento do material fornece a informação de qual é o tipo de conformação que o material foi submetido: seja laminado, forjado, extrudado e etc. Ainda com o fibramento também se consegue indicar onde ocorreu a usinagem do produto pelo corte das fibras.

 

fibramento mecânico resistência à fadiga

Após uma análise de forma sucinta, depois do processo de conformação, dizemos que:

  • Se as partículas e inclusões do material forem dúcteis e mais moles do que a matriz, as fibras assumem forma alongada, elipsoidal (Ex.: MnS no aço).
  • Se forem frágeis, quebram-se em fragmentos que se orientam paralelamente à direção principal de trabalho (Ex.: Al2O3no aço).
  • Se forem mais duras e mais resistentes do que a matriz, não se deformam (Ex.: SiO2no aço).

Esses alinhamentos de partículas criadas durante o trabalho a frio ou a quente, bem como a distorção preferencial da forma dos grãos no trabalho a frio, são responsáveis pela estrutura fibrosa típica dos produtos conformados.

Esse fenômeno é observável em macrografias, como podemos observar na imagem abaixo:

 

Macrografia da seção longitudinal de chapa. Estructura fibrosa, Ataque: Regaente de iodo.

Os efeitos do fibramento nas propriedades mecânicas dos materiais

Não devemos confundir textura cristalina com o fibramento mecânico. No fibramento mecânico existe a produção de um tipo de anisotropia que afeta principalmente as propriedades de ductilidade, tenacidade à fratura e resistência à fadiga do material e ainda isso praticamente não influi no limite de escoamento.

O mais importante de se obter a correta orientação das fibras das peças fabricadas é que a ductilidade à tração, as propriedades de fadiga e a tenacidade à fratura sempre serão menores nas direções transversais (normais às fibras) do que na direção longitudinal.

O que é fundamentalmente importante na seleção do aço é a limpidez do material (nível de inclusões) e a microestrutura das chapas. Mesmo que alguns aços apresentem a mesma composição química básica, podem ter uma grande variação de propriedades mecânicas em função dos processos utilizados e das práticas de fabricação.

 

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Alguns tratamentos como o de dessulfuração na panela, escória sintética e desgaseificação a vácuo, conseguem produzir aços com alta limpidez (baixo nível de inclusões), onde se faz necessário para algumas aplicações críticas, como por exemplo, na área nuclear. Consequentemente, este nível de desempenho pode ser altamente conservativo e aumentar consideravelmente o custo de fabricação, por outro lado, aços com altos níveis de inclusões podem não ser seguros e ocasionar fraturas catastróficas.

Com isso chegamos à conclusão de que para se ter estruturas com níveis aceitáveis de propriedades mecânicas de qualidade, se deve considerar a integridade estrutural e seu custo, sempre levando em consideração a relação custo benefício para a aplicação desejada.

Bom trabalho!

Publicado por

Rafael Mascarenhas

Projetista de ferramentas e Programador de máquinas CNC há mais de cinco anos. Ambas as funções realizadas com auxílio de softwares de CAD e CAM, tais como SolidWorks, NX, AutoCAD, SolidCAM, EdgeCAM, entre outros. Cursando ensino superior em Engenharia Mecânica.

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