O processo de forjamento é um importante método de conformação no processamento de materiais metálicos. Ele faz a deformação plástica do tarugo de metal através da aplicação de uma força externa para obter o forjamento da forma e tamanho desejados. Durante o processo de forjamento, os materiais passam por uma série complexa de mudanças físicas e químicas que afetam profundamente as propriedades dos materiais. Neste trabalho será feita uma análise detalhada da influência do processo de forjamento nas propriedades dos materiais.
Características básicas do processo de forjamento
O processo de forjamento consiste principalmente em três fases básicas: aquecimento, forjamento e resfriamento. Durante a fase de aquecimento, o tarugo metálico é aquecido a uma temperatura para reduzir o seu limite de rendimento e aumentar a plasticidade; Na fase de forjamento, o tarugo metálico sofre deformação plástica devido à ação de forças externas; Durante a fase de resfriamento, o metal deformado esfria gradualmente até a temperatura ambiente, formando o forjamento final.
Efeito do processo de forjamento nas propriedades do material
Melhoria da estrutura microestrutural
O processo de forjamento refina os grãos dos materiais metálicos através da deformação plástica, reduzindo os defeitos internos, como porosidade e inclusão. O refinamento de grão pode melhorar a resistência e a tenacidade do material e, ao mesmo tempo, reduzir a fragilidade do material. Além disso, a recristalização dinâmica e estática no processo de forjamento também contribui para melhorar a estrutura microestrutural do material, aumentando ainda mais suas propriedades.
Melhoria das propriedades mecânicas
O processo de forjamento é capaz de melhorar significativamente as propriedades mecânicas de materiais metálicos, como resistência à tração, limite de rendimento, alongamento e tenacidade ao impacto. Isso ocorre porque a deformação plástica no processo de forjamento gera um grande número de bandas de disjunção e deformação no interior do material, as quais são transformadas em fases de grão fino e reforço em tratamentos térmicos subsequentes, o que melhora a resistência e tenacidade do material.
Melhoria das propriedades físicas
O processo de forjamento também pode melhorar as propriedades físicas dos materiais metálicos, como condutividade elétrica, condutividade térmica e estabilidade térmica. Isso ocorre porque a deformação plástica no processo de forjamento é capaz de eliminar tensões residuais e distorções na rede interna do material, melhorando a densidade e homogeneidade do material. Além disso, a ação de alta temperatura no processo de forjamento também pode promover a difusão e precipitação de impurezas internas do material, melhorando ainda mais suas propriedades físicas.
Reforço da resistência à corrosão
O processo de forjamento pode aumentar indiretamente a resistência à corrosão do material, melhorando sua estrutura microestrutural e propriedades mecânicas. Em primeiro lugar, o refinamento de grão pode melhorar a resistência do material ao meio corrosivo; Em segundo lugar, a formação da fase de reforço pode aumentar a resistência de corrosão do material; Finalmente, a ação de alta temperatura no processo de forjamento pode eliminar tensões residuais e distorções da rede dentro do material e reduzir a sensibilidade do material à corrosão.
Fatores que afetam o desempenho do material de forjamento
Temperatura de forjamento
A temperatura de forjamento é um dos fatores críticos que afetam as propriedades dos materiais forjados. A temperatura de forjamento adequada pode reduzir a força de escoamento do material e melhorar a plasticidade, o que é benéfico para a condução da deformação plástica. No entanto, se a temperatura de forjamento for muito alta ou muito baixa, levará à degradação do desempenho do material. Portanto, a temperatura de forjamento precisa ser rigorosamente controlada durante o processo de forjamento.
Velocidade de forjamento
A velocidade de forjamento também é um dos fatores importantes que afetam o desempenho do material forjado. Uma velocidade adequada de forjamento pode garantir que o material obtenha uma quantidade suficiente de deformação durante o processo de deformação plástica, melhorando assim suas propriedades. No entanto, se a velocidade de forjamento for muito rápida ou muito lenta, levará à degradação das propriedades do material. Portanto, uma escolha razoável da velocidade de forjamento é necessária no processo de forjamento.
Modo de refrigeração
A influência do modo de resfriamento nas propriedades do material forjado também não pode ser ignorada. Diferentes tipos de resfriamento podem causar diferentes níveis de tensões residuais e distorções na rede dentro do material, o que pode afetar suas propriedades. Portanto, é necessário selecionar um método de resfriamento adequado para reduzir as tensões residuais do material e o grau de distorção da rede durante o processo de forjamento.
O processo de forjamento tem um efeito significativo nas propriedades do material. A estrutura microestrutural, as propriedades mecânicas, as propriedades físicas e a resistência à corrosão dos materiais metálicos podem ser significativamente melhoradas através da otimização dos parâmetros do processo de forjamento e do controle dos fatores críticos no processo de forjamento. No futuro, com o desenvolvimento contínuo e inovação da tecnologia de forjamento, acredita-se que mais novos processos de forjamento serão desenvolvidos para melhor atender às necessidades de materiais metálicos de alto desempenho na produção industrial.
