Title

DETERMINAÇÃO NUMÉRICA DE REGIÕES DE MATRIZES DE FORJAMENTO A QUENTE SUJEITAS À FADIGA TÉRMICA

THE NUMERICAL DETERMINATION OF REGIONS OF THERMAL FATIGUE IN HOT FORGING DIES

Authorship

Magalhães, Frederico de Castro; Figueiredo, Roberto Braga; Aguilar, Maria Teresa Paulino; Pertence, Antônio Eustáquio de MelO; Campos, Haroldo Béria; Cetlin, Paulo Roberto

DOI

10.5151/2594-5327-22869

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Abstract

As forjarias vem procurando, constantemente, aços ferramentas que proporcionam um melhor rendimento produtivo, por meio da maximização da vida útil das matrizes, reduzindo assim, os custos de produção. A vida útil das ferramentas (matrizes) é comumente expressa pelo número de peças forjadas (ciclo de produção), antes de serem rejeitadas pela presença de algum mecanismo de falha, que venha alterar as dimensões e/ou a geometria do produto final ou até mesmo ocasionar a quebra das matrizes. Entre os mecanismos de falha, presentes nas matrizes de forjamento a quente, destaca-se a fadiga térmica, que é ocasionada pelo aquecimento e resfriamento cíclicos em que as matrizes são submetidas. Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma subrotina para um aplicativo numérico, empregando o método dos elementos finitos, capaz de prever regiões propicias a fadiga térmica. Os resultados numéricos foram comparados com os resultados industriais para a validação da subrotina proposta.

 

Hot forging benefits from tool steels that provide high productive performance and maximize die life, thereby reducing production costs. The lifetime of the dies is commonly expressed by the number of forgings (production cycle) before being rejected by the presence of a failure mechanism, associated with unacceptable dimensions and or geometry of the end product or even breakage of the dies. One of the failure mechanisms of hot forging dies, is thermal fatigue, caused by cyclic heating and cooling. A subroutine was developed for a numerical application, using the finite element method, in order to lacete die regions susceptible to thermal fatigue. The numerical results were compared with results for the validation of the proposed subroutine.

Keywords

Forjamento a quente; Fadiga térmica; Elementos finitos; Aço H13.

Hot forging; Thermal fadigue; Finite elements; H13 steel.