Defeitos de Forjagem Explicados: Tipos, Causas e Remédios Práticos (Com Ilustrações)

Neste artigo, discutiremos o que são defeitos de forjagem, tipos de defeitos em forjagem e quais são suas causas e como removê-los.

O que são Defeitos?

Defeitos são imperfeições que excedem certos limites. Em outras palavras, pode haver imperfeições que não são consideradas verdadeiros "defeitos" porque são menores que as tolerâncias especificadas nas especificações aplicáveis. Defeitos em peças metálicas oferecem fator sério na qualidade das peças forjadas e tornam-nas muito custosas.

O que se Entende por Defeitos de Forjagem?

Defeitos de forjagem são amplamente discutidos porque empresas de forjagem são naturalmente hesitantes em chamar atenção para eles. Existem muitos tipos, desde os rastreáveis aos materiais iniciais até os causados pelo processo de forjagem em matriz fechada ou operações pós-forjagem.

A informação a seguir trata de defeitos comuns e não tão comuns em forjados de aço resultantes de operações de forjagem em matriz fechada ou pós-forjagem comuns em muitas forjas. O objetivo é familiarizar o leitor com estes defeitos, como afetam o desempenho e como eliminá-los em futura produção.

Tipos de Defeitos de Forjagem

Defeitos em forjagem são:

1. Seção não preenchida (Unfilled section)
2. Fechamento a frio (Cold shut)
3. Pito de carepa (Scale pit)
4. Desalinhamento de matriz (Die shift)
5. Laminas/folhas (Flakes)
6. Crescimento de grão impróprio (Improper grain growth)
7. Penetração de forjagem imprópria (Improper forging penetration)
8. Trincamento superficial (Surface cracking)
9. Tensão residual em forjagem (Residual stress in forging)

1. Seção Não Preenchida (Unfilled Section)

Neste tipo, algumas seções do forjado permanecem não preenchidas. Devido a projeto de matriz ruim ou técnica de forjagem inadequada. Também pode ser por falta de matéria-prima ou aquecimento deficiente. Removido com projeto de matriz adequado, disponibilidade de matéria-prima e aquecimento correto.

2. Fechamento a Frio (Cold Shut)

Fechamento a frio inclui pequenas trincas nos cantos. Ocorrem por projeto de matriz de forjagem deficiente. Também por cantos agudos e resfriamento excessivo no processo. Para remover, o raio de filete da matriz deve ser aumentado.

3. Pito de Carepa (Scale Pit)

Ocorrem por limpeza inadequada da superfície forjada. Pitos de carepa são comuns em forjagem a céu aberto. Causam depósitos irregulares nas superfícies. Evitável com limpeza completa da superfície forjada.

4. Desalinhamento de Matriz (Die Shift)

Ocorrem quando matrizes superior e inferior não estão alinhadas. Resultado: dimensões do produto fora de especificação. Evitado com alinhamento adequado. Pode ser feito colocando metade da peça na matriz superior e metade na inferior, para que ambas coincidam.

5. Lâminas/Folhas (Flakes)

Trincas internas formam-se por resfriamento impróprio do produto forjado. Quando resfria rapidamente, estas trincas formam-se comumente, reduzindo a resistência. Remediado com resfriamento adequado.

6. Crescimento de Grão Impróprio (Improper Grain Growth)

Ocorrem por fluxo de metal impróprio durante fundição, alterando a estrutura de grão predefinida. Removido com projeto de matriz correto.

7. Penetração de Forjagem Imprópria (Improper Forging Penetration)

Causada por forjagem incompleta. Provocada por golpe de martelo leve ou rápido. Eliminada com controle adequado de prensa de forjagem.

8. Trincamento Superficial (Surface Cracking)

Ocorre por trabalhar superfícies frias. Muitas trincas aparecem na peça. Resolvido mantendo controle adequado de temperatura de trabalho.

9. Tensão Residual em Forjagem (Residual Stress in Forging)

Ocorrem por resfriamento impróprio da peça forjada. Causa principal: resfriamento excessivamente rápido. Eliminado resfriando lentamente a peça forjada.

Estes são todos os principais tipos de defeitos de forjagem de aço.

Causas dos Defeitos de Forjagem

Defeitos comuns em forjagem são encontrados em metais submetidos a conformação plástica mais ou menos:

1. Defeitos resultantes da prática de fusão: sujeira, escória, bolhas (blow holes), etc.
2. Defeitos de lingote: costuras (seams), piping, trincas, carepa, superfície ruim, segregação
3. Defeitos de aquecimento e resfriamento impróprios: metal queimado, descarburização, flakes
4. Defeitos de forjagem imprópria: costuras, trincas, dobras (laps)
5. Projeto de forjagem defeituoso
6. Projeto de matriz defeituoso
7. Posicionamento impróprio do metal na matriz causando forjagem desalinhada (mismatched)

Remoção de Defeitos de Forjagem

Para evitar defeitos, deve-se ter cuidado durante a operação e o ferreiro deve ter experiência. Defeitos podem ser removidos assim:

1. Trincas e cavidades superficiais podem ser removidas por lascamento do forjado a frio com cinzel pneumático ou com sets quentes durante o processo
2. Trincas superficiais e áreas descarburizadas removidas de forjados importantes por retífica em máquinas especiais. Cuidado para que peça não seja subaquecida, descarburizada, superaquecida ou queimada
3. Projeto de matriz deve ser feito corretamente considerando todos aspectos relevantes que possam prejudicar e causar desperdício
4. Linha de partição de forjado deve estar em um plano para evitar desalinhamento
5. Forjados destruídos são endireitados em prensas, se possível
6. Propriedades mecânicas melhoradas forjando para linha de fibra correta, e tensões internas de aquecimento e resfriamento removidas por recozimento e/ou normalização

Estes foram os diferentes tipos de defeitos de forjagem e remédios comumente observados. Também discutimos causas dos defeitos e como removê-los. Espero que tenha gostado. Deixe seu feedback nos comentários.

Quais são os seis defeitos comuns de forjagem?

Existem muitos tipos, desde os rastreáveis aos materiais iniciais até os causados por forjagem em matriz fechada ou pós-operações. Tipos comuns incluem Seção não preenchida, Fechamento a frio, Pito de carepa, Desalinhamento de matriz, Flakes, Crescimento de grão impróprio, Penetração imprópria, Trincamento superficial, Tensão residual

Qual dos seguintes defeitos resulta de forjagem imprópria?
a) Costuras
b) Trincas
c) Dobras
d) Todos os mencionados

Resposta: d
Explicação: Costuras, trincas e dobras são defeitos que surgem devido a método de forjagem impróprio.