Relação entre processo, microestrutura e propriedades mecânicas na furação por escoamento de aços de baixo carbono

Abstract

A furação por escoamento, processo pelo qual são geradas buchas escoadas em chapas e perfis em diversos materiais, possui como característica principal a obtenção de buchas sem a remoção de material. As buchas são produzidas através do emprego de uma ferramenta rotativa, normalmente de metal-duro, que pressionada contra o material da peça produz calor por atrito e deformação, provocando o amolecimento do material e seu escoamento durante a sua penetração. As buchas escoadas são empregadas em diversas aplicações industriais, sendo a mais comum em uniões removíveis, onde se faz necessária a confecção de rosca pelo processo de rosqueamento por conformação. Este trabalho tem como objetivo relacionar os parâmetros de trabalho do processo de furação por escoamento com as alterações na microestrutura do material-base, e relacionar as alterações na microestrutura com as propriedades mecânicas de buchas escoadas. O estudo foi desenvolvido através da realização de ensaios experimentais de furação por escoamento empregando-se ferramenta de metal-duro e aços de baixo carbono. Foram analisadas as influências das condições de trabalho (rotação e velocidade de avanço) e da variação do teor de carbono e espessura do material sobre as características do processo (força de avanço, momento torçor, potência, temperatura e tempo de processo) e a influência das características do processo sobre os resultados do processo (dimensões principais, microdureza e transformações microestruturais). Além desses, foram determinadas a carga máxima de resistência das buchas escoadas e a classe de resistência da rosca obtida nas buchas através de ensaios de tração, permitindo uma avaliação das relações entre as transformações microestruturais e as propriedades mecânicas. Independente da espessura do material e do teor de carbono, o emprego das condições de trabalho mais severas durante a furação por escoamento promoveram a obtenção de buchas com geometria e alterações microestruturais mais adequadas à elevação da resistência mecânica, além do processo se desenvolver mais rapidamente. Como conclusão pode-se afirmar, para a maioria das análises realizadas, haver um relacionamento termomecânico entre o processo de furação por escoamento, as alterações promovidas na microestrutura do material-base e as propriedades mecânicas resultantes.