dc.contributor.author | Teixeira, Rafael Fernando | |
dc.date.accessioned | 2023-05-17T14:06:05Z | |
dc.date.available | 2023-05-17T14:06:05Z | |
dc.date.issued | 2023-03-22 | |
dc.identifier.citation | TEIXEIRA, Rafael Fernando. Projeto e análise do desempenho de uma matriz-protótipo para deformação plástica severa de metais por extrusão em canal angular com torção. 2023. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18029. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18029 | |
dc.description.abstract | The emphasis of this work was to develop a prototype of a Twist Equal-Channel
Angular Pressing die (T-ECAP). ECAP consists of pressing a metallic billet
through two sequential channels with same cross-section area forming an
angle, imposing large shear strains on the material without significant changes
on their initial dimensions. In addition, it is widely studied due to its ability to
produce ultrafine-grained materials (< 1 μm). T-ECAP has a twist zone in
addition to the sequential channels, so that in each pass a combined shear
strain is applied, increasing equivalent strain per pass. In this study, in an
original die for T-ECAP, extrusions were made with Cu-0.7Cr-0.07Zr alloy and
pure copper, which are very ductile at room temperature, for comparison with
the results from numerical simulation obtained by finite element method in a
Deform® software. The processed materials had their microstructure studied by
metallography and strain distribution was evaluated by Vickers hardness
mappings. Performance analysis of the T-ECAP die were also carried out with
numerical simulations being performed with different combinations of
geometries. The results indicated that in the original ECA-T die a single pass
resulted in an equivalent strain of approximately 0.61, using the combination φ
= 120° and Φ = 44° in the ECAP zone and ω = 45° and β = 23° in the twist
zone. For T-ECAP die optimization, among analyzed combinations, the one that
resulted in a smaller heterogeneity in the distribution of stresses and strains
with a smaller pressing load was a die with φ = 120°, Φ = 22°, ω = 90° and β =
25°, imposing an average equivalent strain of 1.12 per pass. Thus, based on
these findings, a mechanical design of a new T-ECAP prototype die was
proposed. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Deformação plástica severa | por |
dc.subject | Extrusão em canal angular com torção | por |
dc.subject | Refinamento de grão | por |
dc.subject | Projeto mecânico de matrizes | por |
dc.subject | Severe plastic deformation | eng |
dc.subject | Twist equal channel angular pressing | eng |
dc.subject | Grain refinement | eng |
dc.subject | Mechanical die design | eng |
dc.title | Projeto e análise do desempenho de uma matriz-protótipo para deformação plástica severa de metais por extrusão em canal angular com torção | por |
dc.title.alternative | Design and performance analysis of a prototype die for twist equal-channel angular pressing of metals | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Magalhães, Danielle Cristina Camilo | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5486724956564584 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Rubert, José Benaque | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1726311467903505 | por |
dc.description.resumo | A ênfase do presente trabalho foi desenvolver um protótipo de uma matriz de
Extrusão em Canal Angular com Torção (ECA-T). A ECA consiste em forçar a
passagem de um material entre dois canais sequenciais, de mesma seção
transversal e que formam um determinado ângulo entre si, impondo grandes
deformações por cisalhamento simples ao material, sem alteração significativa
das dimensões iniciais. Além disso, é amplamente estudada devido à sua
capacidade em produzir ligas metálicas de granulação ultrafina (< 1 μm). A
ECA-T possui uma zona de torção além dos canais sequenciais, de modo que
em cada passe seja aplicada uma deformação combinada de cisalhamento,
ampliando a deformação equivalente imposta. Neste estudo, em uma matriz já
construída para ECA-T, foram feitas extrusões com a liga Cu-0,7Cr-0,07Zr e
cobre eletrolítico, que são materiais de fácil conformação em temperatura
ambiente, para comparação com os resultados da simulação numérica por
método de elementos finitos utilizando o programa Deform®. Os materiais
processados tiveram sua microestrutura estudada por metalografia e a
distribuição de deformações foi avaliada por mapeamentos de dureza Vickers.
Também foram feitas análises do desempenho da matriz, sendo realizadas
simulações numéricas com diferentes combinações de geometrias. Os
resultados indicaram que, na matriz original de ECA-T, cada passe de extrusão
resultou em uma deformação equivalente de aproximadamente 0,61, utilizando
a combinação φ = 120° e Φ = 44° na zona de ECA e ω = 45° e β = 23° na zona
de torção. Para a otimização da matriz de ECA-T, dentre as combinações
analisadas, a que resultou em uma menor heterogeneidade na distribuição de
tensões e deformações e menor carga para prensagem foi a matriz com φ =
120°, Φ = 22°, ω = 90° e β = 25°, impondo uma deformação equivalente média
de 1,12 por passe. Assim, com estes resultados, foi proposto um projeto
mecânico de uma matriz-protótipo para ECA-T. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMec | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO | por |
dc.description.sponsorshipId | 001 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/7478442913372489 | por |
dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0001-5857-4902 | por |