Estudo comparativo de aço-carbono microligado e aços-carbono ligados para fabricação de parafusos forjados a frio

摘要

A elevada competitividade entre as indústrias do ramo automotivo tem acelerado a busca por soluções inovadoras na fabricação de componentes mecânicos. Assim, a necessidade por produtos de qualidade associado a um baixo custo de produção tem sido o foco principal de pesquisas e desenvolvimentos. É neste cenário que os aços microligados ganham importância, pois a sua utilização pode permitir a otimização de alguns processos produtivos, reduzindo custos e diminuindo impactos ambientais. Neste trabalho buscou-se testar a utilização do aço-carbono microligado ao vanádio 30MnVS6 no processo de forjamento a frio de parafusos milimétricos, visando obter valores de resistência mecânica equivalentes aos obtidos em aços-carbono ligados, sendo que estes, tipicamente, são submetidos aos processos de têmpera e revenimento. Desta forma, amostras de parafuso sextavado M16X2,0X55 foram fabricadas, conforme a norma ISO 4014. Além de amostras em aço-carbono microligado 30MnVS6, também foram produzidos parafusos em aço-carbono ligado PL22 e PL41. No que se refere à caracterização destes materiais, a composição química foi analisada pelo ensaio de espectrometria ótica. Já as propriedades mecânicas foram investigadas pelos ensaios de tração (resistência à tração, tração oblíqua, proof load, alongamento e estricção), dureza (dureza superficial, dureza de núcleo, carbonetação e descarbonetação), charpy (resistência ao impacto) e fadiga. Também foi utilizada a técnica de microscopia ótica para a análise microestrutural dos componentes fabricados. Como resultado do estudo, a utilização do aço-carbono microligado 30MnVS6 não foi viabilizada para produção a frio de parafusos milimétricos de alta classe de resistência mecânica, isto porque as amostras não atenderam plenamente todas as especificações da norma ISO 898-1:2013 para a classe de resistência mecânica 8.8. Em compensação, em alguns casos, pode possibilitar uma redução de etapas do processo de fabricação, em função da eliminação do tratamento térmico e, portanto, de seus insumos, com um menor custo de produção.