SUSCEPTOBILITY TO THERMAL FATIGUE OF CLOSED DIE HOT FORGING DIES

Hot forging dies providing high productive performance reduce production costs. The lifetime of the dies is expressed by the number of forgings (production cycle) produced 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, based on the work of Maim and Norstrom [I], was developed for the DEFORM 2D numerical software, using the finite element method, in order to predict die regions susceptible to thermal fatigue. The use of adequate coefficients for the description of the heat transfer phenomena allowed the validation of the proposed subroutine.Original Abstract: As forjarias vem procurando, constantemente, acos ferramentas que proporcionem um melhor rendimento produtivo, por meio da maximizacao da vida util das matrizes, reduzindo assim, os custos de producao. Essa vida util e expressa pelo numero de pecas forjadas (ciclo de producao), antes de ser rejeitadas pela presenca de algum mecanismo de falha, que venha alterar as dimensoes e/ou a geometria do produto final ou ate mesmo ocasionar a quebra das matrizes. Dentre esses mecanismos destaca-se a fadiga termica, ocasionada pelo aquecimento e resfriamento ciclicos a que as matrizes sao submetidas. Baseado no estudo de Maim e Norstrom [I], este trabalho teve como objetivo desenvolver uma sub-rotina para o aplicativo numerico DEFORM 2D, que utiliza o metodo dos elementos finitos, capaz de prever regioes propicias a fadiga termica. A modelagem numerica empregando coeficientes adequados para os fenomenos de transmissao de calor levou a resultados semelhantes aos experimentais, permitindo a validacao da sub-rotina proposta. Palavras-chave: Forjamento a quente; Fadiga termica; Elementos finitos; Aco H13.