Simulação por elementos finitos da deformação por ECAP de titânio comercialmente puro

Résumé

O ECAP é um processo de deformação plástica severa de materiais, onde se busca produzir o refino da granulometria na microestrutura. Materiais processados por ECAP apresentam melhorias em suas propriedades mecânicas, como a associação entre a elevação da resistência mecânica junto ao aumento da ductilidade. As variáveis de processo que interferem no refino microestrutural são: tipos de matriz, rota de processamento e número de passes de deformação. Na matriz ECAP empregada no processo de deformação, os ângulos de canal e curvatura determinam a eficiência do refino microestrutural, que pode possibilitar aplicações tecnológicas diversas para os materiais processados. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar virtualmente os níveis de deformação por oito passes via ECAP do titânio em estado comercialmente puro, em matriz com ângulo de canal de 120º. O corpo de prova e a matriz foram modelados e simulados numericamente por elementos finitos por meio da interface de modelagem e do ambiente de simulação no Abaqus – versão 2020 com licença estudantil. A matriz ECAP foi cadastrada empregando-se parâmetros de um material de corpo rígido, ou seja, não sofreu deformação durante todo o processo, haja vista que o interesse foi o de analisar as deformações do material estudado. Os parâmetros físicos foram estabelecidos previamente por meio do cadastro das variáveis físicas e mecânicas no software. O material foi submetido a oito passes de deformação na matriz ECAP, em uma rota de processamento A, e os resultados foram analisados para verificar as deformações totais que o material foi submetido. Foi possível dessa forma analisar previamente sua aplicação física posterior com maior confiabilidade, maior conhecimento do material a ser trabalhado nos corpos de prova, maior economia com a antecipação de problemas que antecedem a prática experimental real, evitando-se assim erros e obtendo-se maior exatidão no tratamento do mesmo.