Resfriamento controlado : uma alternativa à normalização em componentes forjados a quente

O mercado cada vez mais competitivo leva a indústria a buscar alternativas para ter maior rapidez e economia em seus processos. Com base nesta afirmação, a substituição dos tratamentos térmicos pelo resfriamento controlado do material imediatamente após ser conformado a quente tem sido uma alternativa para a indústria de transformação mecânica. O resfriamento controlado é realizado imediatamente após o forjamento a quente, aproveitando o calor retido pelo material, de forma a garantir uma taxa de resfriamento que permita a formação de uma microestrutura desejada. Isto permite uma economia de tempo e energia em relação aos tratamentos térmicos proporcionando uma diminuição dos custos, “lead time”, preservação ambiental e, consequentemente, uma maior flexibilidade do processo produtivo. Nos processos produtivos que utilizam operações de forjamento a quente seguidas de usinagem, geralmente é necessário que a peça forjada seja resfriada ao ar ambiente e submetida a uma operação intermediária de tratamento térmico de normalização a fim de promover a formação de uma microestrutura ferrítica-perlítica, com dureza especificada entre 145 e 245 Brinell, de forma a melhorar as propriedades do material nas operações de usinagem. Este trabalho tem como objetivo mostrar a viabilidade de se substituir a normalização de um aço ST52-3 forjado a quente pelo resfriamento controlado em esteira, imediatamente após seu forjamento. Para isso, a microestrutura obtida por meio deste resfriamento controlado deve ser semelhante àquela obtida pela normalização com uma dureza dentro da faixa especificada para o referido tratamento térmico. Foram analisadas três amostras sendo: uma somente forjada, uma forjada com resfriamento controlado e a última com normalização após o forjamento. Utilizou-se um aço com aproximadamente 0,2% C de uma mesma corrida. Procurou-se atender as especificações e normas solicitadas pelo cliente final, a fim de tornar válido o experimento, com análises metalográficas, análise de dureza e ensaios de tração e Charpy V. Os resultados foram muito satisfatórios, mostrando que o material com resfriamento controlado ao ar após o forjamento, atende as especificações do cliente. Concluiu-se então que o resfriamento controlado após o processo de forjamento é sim uma alternativa à normalização neste caso, trazendo economia energética, financeira, preservação ambiental e maior rapidez no processamento fabril.The increasingly competitive market leads the industry to seek alternatives to increase productivity and cost savings in its processes. Based on this statement, the replacement of heat treatment by controlled cooling after hot forging has been an alternative for the industry. The controlled cooling is performed to ensure a proper cooling rate that allows the formation of a desired microstructure. This results in process time and energy saving in relation to conventional fabrication route providing lower costs, lead time, environmental preservation and, consequently, greater flexibility of the production process. In processes using hot forging operations followed by machining it is generally necessary that the forged part is cooled in containers and subjected to an intermediate normalizing heat treatment to obtain a ferritic-pearlitic microstructure, with hardness ranging between 145 and 245 Brinell. This work aims to show the feasibility of replacing the normalizing heat treatment of a particular forged component by controlled cooling immediately after forging. Three conditions were analyzed: as forged and cooled in a container, forged and control cooling, and forged and normalized Metallographic, hardness analysis, tensile and impact Charpy V-notch were performed. The results were very satisfactory, showing that the material with controlled cooling after forging, meets customer specifications. It was therefore concluded that the controlled cooling after the forging process is viable alternative to the forging and normalizing route resulting in energy-saving, environmental preservation and faster manufacturing process