Estudo experimental e simulação por elementos finitos da homogeneidade de deformação entre regiões de titânio comercialmente puro deformado por ECAP

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Vagner dos Anjos
Data de Publicação: 2022
Outros Autores: Ramos, Késia Filadélfia Dionizio Silva, Batista, Wilton Walter, Santos, Eduardo de Oliveira
Tipo de documento: Artigo
Idioma: por
Título da fonte: Research, Society and Development
Texto Completo: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/37139
Resumo: O ECAP é um processo de deformação plástica severa de um material, cujo objetivo é refinar o tamanho do grão na microestrutura. Os materiais processados ​​pelo ECAP apresentam melhorias em suas propriedades mecânicas. As variáveis de processo que afetam o refinamento da microestrutura são: rota de processamento, tipos de matriz, e número de passes. Na matriz ECAP utilizada no processo de deformação, o ângulo de canal e o ângulo de curvatura determinaram a eficiência do refinamento microestrutural. Esse trabalho tem como objetivo analisar a homogeneidade de deformação por meio do processamento mecânico do Ti CP via ECAP de forma experimental e por elementos finitos, associar os modelos para comparação entre os níveis de deformações nas regiões externa e interna com corte longitudinal do corpo de prova. As amostras de Ti CP foram deformadas via ECAP em até 8 passes, utilizando a rota A, numa matriz com ângulo de intersecção entre os canais de Φ = 120º. Aferições de microdureza Vickers foram realizadas a cada passe para avaliar as mudanças ocasionadas para posterior associação com a simulação numérica. O material foi simulado numericamente através da interface de modelagem do Abaqus – versão 2020 com licença educacional. Os parâmetros físicos foram pré-estabelecidos por meio do registro das variáveis ​​físicas e mecânicas no software. Os resultados foram satisfatórios ao comprovarem a associação entre os estudos experimental e de elementos finitos, indicando ainda que existe diferença entre os níveis de deformação para as regiões analisadas em ambos os modelos.
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As variáveis de processo que afetam o refinamento da microestrutura são: rota de processamento, tipos de matriz, e número de passes. Na matriz ECAP utilizada no processo de deformação, o ângulo de canal e o ângulo de curvatura determinaram a eficiência do refinamento microestrutural. Esse trabalho tem como objetivo analisar a homogeneidade de deformação por meio do processamento mecânico do Ti CP via ECAP de forma experimental e por elementos finitos, associar os modelos para comparação entre os níveis de deformações nas regiões externa e interna com corte longitudinal do corpo de prova. As amostras de Ti CP foram deformadas via ECAP em até 8 passes, utilizando a rota A, numa matriz com ângulo de intersecção entre os canais de Φ = 120º. Aferições de microdureza Vickers foram realizadas a cada passe para avaliar as mudanças ocasionadas para posterior associação com a simulação numérica. O material foi simulado numericamente através da interface de modelagem do Abaqus – versão 2020 com licença educacional. Os parâmetros físicos foram pré-estabelecidos por meio do registro das variáveis ​​físicas e mecânicas no software. Os resultados foram satisfatórios ao comprovarem a associação entre os estudos experimental e de elementos finitos, indicando ainda que existe diferença entre os níveis de deformação para as regiões analisadas em ambos os modelos.ECAP is a process of severe plastic deformation of a material, whose objective is to refine the grain size in the microstructure. The materials processed by ECAP show improvements in their mechanical properties. The process variables that affect the microstructure refinement are: processing route, die types, and number of passes. In the ECAP matrix used in the deformation process, the channel angle and the curvature angle determined the efficiency of the microstructural refinement. This work aims to analyze the deformation homogeneity through the mechanical processing of Ti CP via ECAP in an experimental way and by finite elements, associate the models for comparison between the levels of deformation in the external and internal regions with longitudinal section of the specimen. The Ti CP samples were deformed via ECAP in up to 8 passes, using route A, in a matrix with an intersection angle between the channels of Φ = 120º. Vickers microhardness measurements were performed at each pass to evaluate the changes caused for later association with the numerical simulation. The material was numerically simulated through the Abaqus modeling interface – 2020 version with educational license. The physical parameters were pre-established by recording the physical and mechanical variables in the software. The results were satisfactory in proving the association between the experimental and finite element studies, also indicating that there is a difference between the strain levels for the regions analyzed in both models.ECAP es un proceso de deformación plástica severa de un material, cuyo objetivo es afinar el tamaño de grano en la microestructura. Los materiales procesados ​​por ECAP presentan mejoras en sus propiedades mecánicas. Las variables de proceso que afectan el refinamiento de la microestructura son: ruta de procesamiento, tipos de dados y número de pasadas. En la matriz ECAP utilizada en el proceso de deformación, el ángulo de canal y el ángulo de curvatura determinaron la eficiencia del refinamiento microestructural. Este trabajo tiene como objetivo analizar la homogeneidad de la deformación mediante el procesamiento mecánico de Ti CP vía ECAP de manera experimental y por elementos finitos, asociar los modelos para la comparación entre los niveles de deformación en la región externa e interna con la sección longitudinal de la probeta. Las muestras de Ti CP se deformaron vía ECAP en hasta 8 pasadas, utilizando la ruta A, en una matriz con un ángulo de intersección entre los canales de Φ = 120º. Se realizaron mediciones de microdureza Vickers en cada pasada para evaluar los cambios ocasionados para su posterior asociación con la simulación numérica. El material fue simulado numéricamente a través de la interfaz de modelado Abaqus – versión 2020 con licencia educativa. Los parámetros físicos fueron preestablecidos mediante el registro de las variables físicas y mecánicas en el software. Los resultados fueron satisfactorios al probar la asociación entre los estudios experimentales y de elementos finitos, indicando además que existe una diferencia entre los niveles de deformación para las regiones analizadas en ambos modelos.Research, Society and Development2022-11-16info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/3713910.33448/rsd-v11i15.37139Research, Society and Development; Vol. 11 No. 15; e241111537139Research, Society and Development; Vol. 11 Núm. 15; e241111537139Research, Society and Development; v. 11 n. 15; e2411115371392525-3409reponame:Research, Society and Developmentinstname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEIporhttps://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/37139/30960Copyright (c) 2022 Vagner dos Anjos Costa; Késia Filadélfia Dionizio Silva Ramos; Wilton Walter Batista; Eduardo de Oliveira Santoshttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessCosta, Vagner dos Anjos Ramos, Késia Filadélfia Dionizio Silva Batista, Wilton Walter Santos, Eduardo de Oliveira2022-11-27T19:56:23Zoai:ojs.pkp.sfu.ca:article/37139Revistahttps://rsdjournal.org/index.php/rsd/indexPUBhttps://rsdjournal.org/index.php/rsd/oairsd.articles@gmail.com2525-34092525-3409opendoar:2024-01-17T09:51:25.628742Research, Society and Development - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
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