Title

ANáLISE EXPERIMENTAL E NUMéRICA DA HETEROGENEIDADE DE DEFORMAçãO DO COBRE ELETROLíTICO LAMINADO A FRIO

Experimental and numerical analysis of strain heterogeneity in cold-rolled electrolytic copper

Authorship

ALMEIDA, VITÓRIA PINHEIRO DE; OLAVO CARVALHO HAASE; ARAÚJO, SIDNEY CARDOSO DE; GODEFROID, LEONARDO BARBOSA; CORRÊA, ELAINE CARBALLO SIQUEIRA; CETLIN, PAULO ROBERTO; FLAUSINO, PAULA CIBELY ALVES; SILVA, NAYARA APARECIDA NERES DA

ALMEIDA, VITÓRIA PINHEIRO DE

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OLAVO CARVALHO HAASE

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GODEFROID, LEONARDO BARBOSA

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CETLIN, PAULO ROBERTO

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FLAUSINO, PAULA CIBELY ALVES

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SILVA, NAYARA APARECIDA NERES DA

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DOI

10.5151/2594-5297-42352

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Abstract

Processos de conformação a frio frequentemente levam a distribuições heterogêneas de deformação, resultantes da complexa interação entre as propriedades do material e as condições de processamento. Este estudo investiga a heterogeneidade da deformação em cobre eletrolítico submetido à laminação a frio, combinando análise experimental e simulações pelo método dos elementos finitos (MEF). Amostras de cobre recozido foram laminadas a frio com uma redução de 30% na espessura e avaliadas por meio de ensaios de tração, perfilagem de microdureza Vickers e caracterização microestrutural. A heterogeneidade da deformação foi quantificada utilizando o parâmetro Δ, o fator de heterogeneidade (HF) e o fator de deformação redundante (ϕ), com base no Método do Perfil de Microdureza. Os resultados mostraram aumentos significativos na dureza, no limite de escoamento e na resistência à tração, acompanhados de redução da ductilidade. O acúmulo de deformação foi mais acentuado próximo às superfícies, governado por mecanismos de cisalhamento induzido por atrito e deformação redundante. As simulações por MEF reproduziram os gradientes de deformação e confirmaram a influência do atrito na força de laminação e na localização da deformação. Algumas diferenças entre os resultados experimentais e numéricos ressaltam a importância de dados precisos do material e de suposições adequadas de modelagem para previsões confiáveis com o MEF.

COLD FORMING PROCESSES OFTEN LEAD TO HETEROGENEOUS STRAIN DISTRIBUTIONS RESULTING FROM THE COMPLEX INTERPLAY OF MATERIAL PROPERTIES AND PROCESSING CONDITIONS. THIS STUDY INVESTIGATES STRAIN HETEROGENEITY IN ELECTROLYTIC COPPER SUBJECTED TO COLD ROLLING, COMBINING EXPERIMENTAL ANALYSIS AND FINITE ELEMENT METHOD (FEM) SIMULATIONS. ANNEALED COPPER SAMPLES WERE COLD-ROLLED WITH 30% THICKNESS REDUCTION AND EVALUATED THROUGH TENSILE TESTING, VICKERS MICROHARDNESS PROFILING, AND MICROSTRUCTURAL CHARACTERIZATION. STRAIN HETEROGENEITY WAS QUANTIFIED USING THE Δ PARAMETER, HETEROGENEITY FACTOR (HF), AND REDUNDANT STRAIN FACTOR (ϕ), BASED ON THE MICROHARDNESS PROFILE METHOD. THE RESULTS SHOWED SIGNIFICANT INCREASES IN HARDNESS, YIELD STRENGTH, AND TENSILE STRENGTH, ACCOMPANIED BY REDUCED DUCTILITY. STRAIN ACCUMULATION WAS MORE PRONOUNCED NEAR THE SURFACES, GOVERNED BY FRICTION-INDUCED SHEAR AND REDUNDANT STRAIN MECHANISMS. FEM SIMULATIONS REPRODUCED THE STRAIN GRADIENTS AND CONFIRMED THE INFLUENCE OF FRICTION ON ROLLING FORCE AND STRAIN LOCALIZATION. SOME DIFFERENCES BETWEEN EXPERIMENTAL AND NUMERICAL RESULTS HIGHLIGHT THE IMPORTANCE OF ACCURATE MATERIAL DATA AND MODELING ASSUMPTIONS FOR RELIABLE FEM PREDICTIONS.

Keywords

Laminação a frio, Heterogeneidade de deformação, Método dos Elementos Finitos, Cobre Eletrolítico

Cold rolling, Strain heterogeneity, Finite Element Method, Electrolytic copper