Explicação do trabalho a frio:aumentando a resistência do metal por meio da deformação mecânica

O trabalho a frio é um tipo de trabalho em metal realizado submetendo o metal a tensões mecânicas suficientes para causar deformação plástica, uma mudança permanente na estrutura cristalina do metal. Recebe esse nome porque é feito em temperaturas abaixo do ponto de recristalização do metal e altera a estrutura do metal por meio de estresse mecânico, e não de calor. A técnica aumenta a resistência e a dureza de um metal, ao mesmo tempo que reduz sua ductilidade. Vários processos diferentes são usados ​​na indústria metalúrgica moderna, aplicados a materiais como aço, alumínio e cobre.

Este tipo de usinagem fortalece o material por meio de um processo denominado endurecimento por trabalho ou endurecimento por deformação. Quando o estresse mecânico sobre um metal se torna suficientemente alto, causa defeitos cristalográficos permanentes, chamados deslocamentos, na estrutura cristalina dos átomos do metal. À medida que o número de discordâncias aumenta, torna-se mais difícil a formação de novas ou a movimentação dos defeitos existentes através da estrutura cristalina, tornando o metal mais resistente a novas deformações. Isto aumenta o seu limite de escoamento e permite-lhe suportar maiores tensões, mas também significa que o metal se torna menos dúctil e que, se o metal for sujeito a demasiada tensão, irá fracturar em vez de dobrar.

O trabalho a frio é muitas vezes mais rentável do que trabalhar metal através de tratamento térmico, especialmente para produção em grande volume, porque produz melhorias comparáveis na resistência ao mesmo tempo que utiliza materiais de forma mais eficiente e requer menos acabamento. O elevado custo de capital inicial deste processo, no entanto, torna-o menos rentável do que o tratamento térmico em escalas menores. A menor ductilidade do metal trabalhado a frio também o torna inferior em algumas aplicações. Sua maior resistência à deformação o torna menos capaz de ceder a forças que o metal não é forte o suficiente para resistir e, portanto, se o metal for submetido a muita tensão, ele poderá fraturar em vez de dobrar. Algumas produções de metal utilizam ambos os métodos em diferentes pontos do processo de produção para conferir as qualidades desejadas ao metal.

Existem vários métodos diferentes que podem ser usados para trabalho a frio. O tipo mais comum é a laminação a frio, na qual o metal a ser trabalhado é espremido através de espaços estreitos entre os rolos de metal giratórios. O movimento dos rolos comprime o material, causando deformação à medida que o move através do vão. Outro método é o forjamento a frio, no qual o metal é moldado forçando-o a entrar em uma matriz com uma prensa ou martelo.

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