Ensaio de chapas metálicas finas
Em conjunto com as folhas, as placas de chapas finas são o último passo da cadeia de produção de produtos planos. As placas de chapa fina possuem uma espessura entre 0,35 e 3,0 mm; enquanto que as folhas possuem uma espessura inferior a 60 µm. Assim chamadas chapas metálicas muito finas cobrem a faixa de transição de espessuras. As aplicações desses materiais planos são extremamente diversificadas e, portanto, difundidas em todos os ramos da indústria; a gama de ensaios em chapas finas é correspondentemente extensa.
Ensaios de tração Ensaios de dureza Ensaios de conformação Ensaio de rasgamento rápido Automatização Brochura de metais
Ensaios de tração com definição de valores- r e n
As chapas finas têm frequentemente que possuir uma boa ductibilidade, bem como uma elevada resistência. Para a caracterização das propriedades dos materiais no ensaio de tração são utilizadas mais frequentemente a norma internacional ISO 6892-1 assim como a norma americana .
Os valores r e n são definidos no ensaio de tração para a caracterização das propriedades de ductibilidade. O valor n descreve o endurecimento – aumento da tensão – durante a deformação plástica até o alongamento uniforme. O valor r descreve a anisotropia vertical. O valor n é determinado através dos dados de tensão de tração e dos valores de alongamento, enquanto que para o valor r é medida a variação da largura da amostra de tensão. O valor r é determinado conforme a norma internacional assim como a norma americana ASTM E 517, o valor n conforme e .
As amostras de tração são retiradas da chapa fina de modo que elas apresentam determinados ângulos em relação ao sentido de laminação uma vez que o valor r também depende do sentido de laminação. O comprimento paralelo é produzido por meio de fresagem ou estampagem, inclusive retrabalho por usinagem, no caso de filmes, as tiras são geralmente cortadas, em alguns casos, as amostras também são estampadas; a forma de amostra é selecionada em conformidade com as normas de métodos de ensaio acima indicadas.
Soluções de ensaio para ensaios de tração em chapas finas
Para a fabricação de amostras a ZwickRoell oferece diferentes equipamentos e máquinas em conformidade com as respectivas espessuras das chapas metálicas. A ZwickRoell oferece uma ampla gama de máquinas para ensaios estáticos de materiais para a determinação dos valores característicos a partir do ensaio de tração. Para os extensômetros longitudinais e extensômetros transversais a ZwickRoell possui um amplo portifólio de células de carga para selecionar a combinação otimizada de acordo com as condições gerais e as necessidades do cliente, por exemplo, um laser para chapas metálicas dimensionalmente estáveis.
Ensaios de dureza em chapas metálicas finas
Ensaios de dureza em chapas metálicas finas e chapas metálicas finas revestidas são realizados para detecção da dureza de superfície da chapa e do revestimento. O ensaio de dureza é utilizado predominantemente na qualidade assegurada dos processos de laminação e de revestimento. Visto que normalmente se trata de camadas na faixa de poucos micrômetros até a casa de poucos dez micrômetros, são utilizados aqui principalmente ensaios de dureza com pequenas profundidades de indentação restantes.
Pequenas profundidades de indentação podem ser alcançadas com a aplicação de pequenas forças de ensaio com os métodos de ensaio de dureza clássicos conforme Vickers (DIN EN ISO 6507-1), Rockwell (DIN EN ISO 6508-1) especialmente as escalas Rockwell superficiais assim como conforme Brinell (DIN EN ISO 6506-1). Para camadas finas, é utilizado com maior frequência o método de ensaio de dureza conforme Martens. Este método de ensaio de dureza também é chamado de ensaio de indentação instrumentado, em decorrência da medição exata da curva força-profundidade de indentação; no contexto internacional é utilizada a sigla IIT. A profundidade de penetração de uma indentação remanescente não deve exceder 10 % da espessura disponível da chapa ou da camada; caso contrário, a influência do apoio ou do substrato não será mais desprezível. O ensaio de indentação instrumentado possui a vantagem que a medição mesmo de indentações e/ou profundidades de indentação pequenas pode ser feita ainda com alta exatidão e, portanto, os valores de dureza podem ser determinados de forma confiável e reprodutível.
Chapas finas são frequentemente personalizadas e soldadas com outras qualidades de chapas metálicas (tailored blanks), por exemplo, conforme a soldagem feita como rolo de costura de solda (DIN EN ISO 4063). A qualidade das juntas de solda também é controlada por meio de métodos de ensaio de dureza. São utilizados aqui normalmente métodos de micro-ensaio de dureza conforme Vickers e Knoop, mas também Martens (DIN EN ISO 6507-1, DIN EN ISO 4545-1, DIN EN ISO 14577-1) em sessões transversais ou na superfície do juntas de solda e suas proximidades. Com os equipamentos destes métodos podem ser definidas as posições exatas para os ensaios únicos ou múltiplos.
Ensaios de conformação em chapas metálicas finas
As placas de chapa fina devem possuir boas propriedades de ductibilidade. Os processos típicos de conformação, tais como o embutimento e o estiramentosão caracterizados ou verificados segundo os métodos de ensaio padrão. A ZwickRoell ensaia as propriedades exigidas com máquinas para ensaios de conformação de chapas metálicas do tipo BUP, fornecendo máquinas de para ensaios com forças de tração de até 1.000 kN.
Outro ensaio importante, mas complexo é a definição da curva limite de conformação, a partir da qual os construtores podem deduzir o limite de deformação, o qual não deve ser ultrapassado nos processos de formação. A ZwickRoell trabalha com parceiros altamente qualificados para a tecnologia de medição ótica necessária para o registro das deformações durante o processo de estampagem.
Ensaios Draw-Bead em chapa fina conforme VDA 230/201
Este ensaio tem como objetivo definir o coeficiente de atrito entre a chapa de aço e a ferramenta de embutimento, de forma a determinar o lubrificante ideal para esta conformação. Isto evita a formação de fissuras e dobras e garante um processo de estampagem ideal. O equipamento Draw-Bead pode ser facilmente instalado em uma máquina de ensaio padrão.
Para que o ensaio seja efetuado, fixa-se de forma axial uma tira de chapa com as dimensões típicas (300 mm x 30 mm x 2 mm) no apoio de amostras superior e fecha-se a ferramenta Draw-Bead. Em seguida, a tira de chapa é puxada através da ferramenta Draw-Bead. Este processo pode ser repetido de forma automática. O número de repetições pode ser regulado. A força de aperto digitalmente regulada da ferramenta Draw-Bead garante valores de medição confiáveis e reproduzíveis. As matrizes da ferramenta podem ser rapidamente trocadas, de modo a abranger diferentes especificações de Verificar.
Ensaios de rasgamento rápido em chapas metálicas finas
Para aplicações na indústria automóvel, o comportamento do material a velocidades elevadas de deformação é crucial. Em um acidente, a deformação do material atinge velocidades elevadas que devem ser consideradas na construção de automóveis. Os valores característicos necessários são determinados no ensaio ZwickRoell rasgamento rápido em máguinas para ensaios de alta velocidade da série HTM. Estas máquinas de ensaio servo-hidráulicas atingem uma velocidade de 20 m/s em amostras com forças até 160 kN.
