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Materiais de forjamento: aço, inox, alumínio, titânio e ligas de níquel
Cada liga tem a sua própria janela de forjamento, e nem toda forjaria consegue mantê-la. Informe o grau e a norma na sua RFQ para que só conectemos fornecedores que já forjam essa liga.
Temperatura de forjamento e adequação de fornecedores por material
As temperaturas são faixas típicas de forjamento a quente. Titânio e ligas de níquel têm o menor número de fornecedores capazes.
| Material | Faixa típica de forjamento | O que saber |
|---|---|---|
| Aço carbono (1020, 1045) | 1100 a 1250 °C | A base de fornecedores mais ampla. Eixos, flanges, blanks de engrenagem e ferragens em geral. |
| Aço-liga (4140, 4340, 8620) | 1100 a 1230 °C | Tratado termicamente para resistência ou cementado. Informe a dureza ou a classe de resistência necessária. |
| Inox (304, 316, 17-4 PH, F51) | 1050 a 1200 °C | Janela de trabalho mais estreita e mais desgaste das matrizes. Comum em válvulas, conexões e flanges. |
| Alumínio (6061, 7075, 2014) | 400 a 480 °C | Matrizes aquecidas e controle de temperatura rigoroso. Peças de suspensão, aeroespaciais e estruturais. |
| Titânio (Ti-6Al-4V) | 900 a 980 °C | Trabalhado abaixo do beta transus. Menos forjarias, prazos mais longos e registros de processo rigorosos. |
| Liga de níquel (Inconel 718) | 990 a 1120 °C | Cargas de prensa altas e poucos fornecedores capazes. Peças de turbinas e de petróleo e gás. |
| Latão e cobre | 650 a 800 °C para latão | Forjamento a quente de latão para corpos de válvula e conexões. Boa superfície e baixa porosidade. |
Aço carbono
O material de forjamento padrão e o de base de fornecedores mais ampla. A maioria dos flanges, eixos, blanks de engrenagem e ferragens em geral é forjada com ele.
- Graus comuns1020, 1045, ASTM A105 e A350 LF2 para serviço em baixa temperatura.
- Faixa de forjamento1100 a 1250 °C.
- Peças típicasFlanges, conexões, eixos, blanks de engrenagem, alavancas e ferramentas manuais.
- AtençãoA normalização é comum após o forjamento. Têmpera e revenimento acrescentam resistência em graus de médio carbono.
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- ASTM A105 vs A350 LF2: Forjados para Flanges e Conexões
Aço-liga
Aço com adição de cromo, molibdênio, níquel ou vanádio para ganhar resistência e temperabilidade. Em geral tratado termicamente, ou cementado no caso de engrenagens.
- Graus comuns4140, 4340, 8620 e graus cromo-molibdênio como F11 e F22.
- Faixa de forjamento1100 a 1230 °C.
- Peças típicasVirabrequins, eixos, engrenagens, pinos de máquinas pesadas e peças de pressão para alta temperatura.
- AtençãoInforme a dureza ou a classe de resistência necessária, não só o grau. O tratamento térmico define as propriedades.
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- Forjados 4140 vs 4340: Resistência, Temperabilidade, Custo
Aço inoxidável
Graus austeníticos, duplex e endurecíveis por precipitação para resistência à corrosão. A janela de forjamento é mais estreita que a do aço carbono e as matrizes se desgastam mais rápido.
- Graus comunsF304, F316, F51 duplex e 17-4 PH.
- Faixa de forjamento1050 a 1200 °C.
- Peças típicasCorpos de válvula, conexões, flanges, peças de bomba e ferragens navais.
- AtençãoSolubilização após o forjamento. O duplex exige controle rigoroso da temperatura para manter o equilíbrio de fases.
Alumínio
Leve e forjado a uma temperatura bem menor que a do aço. As matrizes são aquecidas e a janela de temperatura é estreita.
- Graus comuns6061, 6082, 7075 e 2014. Os forjados de alumínio em matriz são cobertos pela ASTM B247.
- Faixa de forjamento400 a 480 °C.
- Peças típicasBraços de suspensão, peças de roda, conexões estruturais e carcaças.
- AtençãoInforme a têmpera, por exemplo T6. Graus de alta resistência como o 7075 são mais sensíveis à temperatura de forjamento e à corrosão sob tensão.
Titânio
Resistente, leve e resistente à corrosão, e difícil de forjar. Poucas forjarias cotam esse material e os prazos são mais longos.
- Graus comunsTi-6Al-4V (grau 5). Os forjados de titânio são cobertos pela ASTM B381 e pela AMS 4928.
- Faixa de forjamento900 a 980 °C, abaixo do beta transus.
- Peças típicasConexões aeroespaciais, peças de motor e componentes médicos e navais.
- AtençãoO tarugo é caro e o rendimento buy-to-fly é baixo, então o peso de entrada pesa mais do que no aço. Espere registros de processo rigorosos.
Ligas de níquel
Ligas resistentes ao calor, com alta resistência em temperatura. Exigem cargas de prensa elevadas e uma janela de forjamento estreita.
- Graus comunsInconel 718 e 625. Os forjados de ligas de níquel são cobertos pela ASTM B637.
- Faixa de forjamento990 a 1120 °C.
- Peças típicasDiscos e anéis de turbina, peças de fundo de poço de petróleo e gás, fixadores.
- AtençãoPoucos fornecedores têm capacidade de prensa e controle de forno. Pergunte cedo pela rota de tratamento térmico e pelo plano de ensaios.
Latão e cobre
O latão forjado a quente dá peças densas, com boa superfície e baixa porosidade. Os graus sem chumbo já são comuns em peças para serviço com água.
- Graus comunsCW617N, C37700 e latão sem chumbo. Os forjados de ligas de cobre em matriz são cobertos pela ASTM B283.
- Faixa de forjamento650 a 800 °C para latão.
- Peças típicasCorpos de válvula, conexões, peças hidráulicas prediais e conectores elétricos.
- AtençãoConfira o limite de chumbo que vale no seu mercado, pois ele define qual grau você pode usar.
Perguntas sobre materiais de forjamento
Qual material é o mais barato de forjar?
O aço carbono. A base de fornecedores é a mais ampla e a janela de forjamento é larga. Inox, titânio e ligas de níquel custam mais por kg e são mais difíceis de conformar, o que aumenta o desgaste das matrizes e a carga da prensa.
Preciso informar o grau exato?
Sim. Informe o grau e a norma, por exemplo ASTM A182 F316 ou Ti-6Al-4V conforme AMS 4928. Um nome genérico como "inox" não diz ao fornecedor qual liga comprar nem quais ensaios fazer.
Posso fornecer o meu próprio material?
Alguns fornecedores aceitam tarugo fornecido pelo cliente, mas muitos preferem comprar o próprio material para rastrear a corrida até um certificado da usina. Informe na RFQ se você quer fornecer o material ou se precisa de uma usina específica.
Quais materiais têm menos fornecedores?
Titânio e ligas de níquel. Exigem controle de temperatura mais rigoroso, cargas de prensa maiores e mais registros de processo, por isso menos forjarias cotam esses materiais e os prazos são mais longos.
Já tem o grau e a norma?
Informe os dois na RFQ, junto com o peso e a quantidade anual. Conectamos até 3 fornecedores que forjam a liga e respondemos dentro de 24 horas úteis.