Outros Ensaios

Além dos testes Erichsen e Olsen, muitos testes de laboratório tem sido desenvolvidos para medir e controlar a estampabilidade de chapas metálicas. As diferenças entre eles são relativas às dimensões e formatos dos estampos. A seguir descrevem-se resumidamente os testes mais conhecidos.

Teste da Altura Limite do Domo

• Características: foi desenvolvido para simular mais efetivamente as condições de fratura encontradas na maioria das peças reais. O estampo tem forma hemisférica de grande diâmetro – em geral 100 mm.
• Corpo de prova: o ensaio é executado em chapas de aço de diferentes larguras. As chapas são impressas com redes de círculos de 2,5 mm de diâmetro.
• Medição: a deformação na largura é medida sobre o círculo da grade mais próximo da fratura.
• Vantagens/Desvantagens: o teste simula mais precisamente a ocorrência de fratura que ocorre numa operação real de estampagem. Neste teste a lubrificação não é importante, sendo comum executar o teste sem lubrificante. O teste é demorado, mas obtém-se resultados que são altamente dependentes da espessura da chapa.

Teste Swift (teste do copo)

• Características:o teste executa o estiramento do copo com fundo hemisférico ou plano e corpo cilíndrico. A chapa é presa por sujeitadores. A lubrificação é feita com poletileno e óleo. O estampo pode ter os diâmetros de 19, 32 e 50 mm para uso em corpos de diferentes espessuras.
• Corpos de prova : podem ter diversas espessuras correspondentes aos diâmetros dos estampos . As faixas recomendadas são : de 0,3 a 1,24 mm , de 0,32 a 1,30 mm e de 0,45 a 1,86 mm para cada dimensão de estampo especificada acima. O teste também prevê o estiramento de copo quadrado. Neste caso o estampo é um prisma de seção quadrada com 40 mm de lado e o corpo de prova é um disco de 80mm de diâmetro ( espessuras de 0,2 a 2 mm).
• Medição:a estampabilidade é estimada pela comparação de uma série de blanks de diâmetro crescente. O tamanho máximo do blank que puder ser estampado sem fratura na região da cabeça do estampo é usado para o cálculo da taxa limite de estampagem. O valor é a simples divisão do diâmetro do blank pelo diâmetro do estampo.
• Vantagens/Desvantagens: apesar da boa correlação do teste com operações reais, devido à questões de forma e alinhamento , a reprodutibilidade do teste entre laboratórios não é boa. O teste requer um grande número de blanks de diferentes tamanhos para fornecer um resultado confiável.

Nota: o teste Englehardt é uma variação do teste Swift onde o estiramento do copo é levado até a carga máxima de estampagem. Só então as bordas do blank são fixadas e o teste continua até a fratura.

Teste Fukui (teste do copo cônico)

• Características: o teste Fukui foi desenvolvido para acompanhar a performance de um material em conformação com operações simultâneas de estampagem e estiramento. A matriz tem formato cônico com ângulo de entrada de 30⁰. A cabeça do estampo tem forma hemisférica.
• Corpos de prova: as espessuras dos corpos de prova ficam em geral entre 0,5 e 1,6 mm.
• Medição: a altura do copo no momento da fratura é a medida de estampabilidade.
• Vantagens/Desvantagens: foi demonstrado que o teste é influenciado principalmente pelo estiramento, com alguma dependência da estampabilidade. Então o teste não tem boa correlação com o alongamento uniforme como outros testes. Não é portanto um teste com larga aceitação como teste simulativo.

Teste Marciniak (de estiramento)

• Características: é um teste de domo modificado. Foi projetado para contornar os severos gradientes de deformação desenvolvidos em teste de domo com estampo hemisférico. Se uma chapa plana é simplesmente fixada e um estampo de cabeça plana é forçada contra a chapa apenas uma quantidade muito limitada de estiramento é possível antes que a fratura ocorra. O baixo nível de deformação que ocorre na porção plana (central) do blank é um estado biaxial balanceado pois a solicitação é igual em todas as direções. Para aumentar o nível de deformações do fundo plano o metal deve escorregar sobre o estampo. Para promover o escorregamento um blank guia é colocado entre o estampo e a chapa. O blank guia tem um furo central que expande e facilita o escorregamento do metal sobre a cabeça do estampo com uma força aplicada relativamente pequena. O metal do blank de teste na região do furo do blank guia alonga em todas as direções.
  os corpos de prova e blanks guia tem em geral 8” de diâmetro (203 mm) para estampos de 102 mm de diâmetro. O blank guia pode ter forma quadrada. As espessuras do corpo de prova e do blank guia devem ser de mesma ordem pra evitar que a fratura ocorra no blank guia.
• Vantagens/Desvantagens: o teste requer uma preparação adicional dos blanks guia, com ajustes de alinhamento antes do teste efetivo. É aplicável ao ensaio de metais revestidos.

NOTA: uma grande variedade de outros teste simulativos estão disponíveis na literatura. Alguns são bem definidos, com todas variáveis e parâmetros especificados. Outros são essencialmente indefinidos com variações de equipamento e procedimentos para cada pesquisador. Cada teste representa uma tentativa de reproduzir uma porção de uma operação complexa de estampagem ou um modo de conformação específico. Alguns são efetivos, outros não. A mudança de um modo crítico de estampagem leva a mudanças na forma do teste. A tendência atual é aumentar o número de testes simulativos para ampliar a caracterização de um metal ou lubrificante específico. Em adição os testes simulativos fornecem excelentes dados para a verificação de modelos matemáticos de simulação.