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Jateamento substituindo a têmpera

O método tradicional de endurecer um metal é conhecido como têmpera, que consiste em aquecer o metal e depois resfriá-lo rapidamente, o que faz com seus cristais de austenita se convertam em cristais de martensita - ambos são uma solução sólida de carbono e ferro.

Uma equipe da Itália, Rússia e Turquia descobriu agora que dá para fazer diferente e obter resultados muito melhores.

Erfan Maleki e seus colegas trabalharam com o aço inoxidável AISI 316L, uma liga comumente usada na produção de equipamentos químicos e aeroespaciais, equipamentos para indústria alimentícia e até joias.

Em vez de dar um choque de temperatura no aço, a equipe usou um processo chamado jateamento (shot peening), que consiste em disparar pequenas partículas sobre a superfície do aço usando um jato de ar comprimido - existe uma técnica derivada, o jateamento a laser, que usa pulsos de laser em vez de partículas.

Isso torna a superfície mais dura e cria tensões de compressão residuais, bem como reduz o tamanho dos grânulos do aço, como ocorre na têmpera.

O que a equipe não esperava é que os resultados fossem tão bons: O aço inoxidável tornou-se 1,8 vez mais duro, com sua resistência à fadiga aumentando em 81,25%.

"O jateamento é um dos processos de trabalho a frio que torna o aço mais forte. Esse processo ocorre sem aquecimento - pequenas esferas atingem a superfície do material a uma determinada velocidade. Cada tiro deforma mecanicamente o material, criando grãos. Decidimos realizar um estudo abrangente do AISI 316 L, a fim de aprender mais sobre este processo sob várias condições," contou o professor Kazem Kashyzadeh.

A colisão das microesferas reduz o tamanho dos grânulos do aço, o que explica sua maior dureza.
[Imagem: Erfan Maleki et al. - 10.1007/s12540-021-01013-7]

Parâmetros do jateamento

A equipe testou experimentalmente 42 tipos de jateamento com diferentes intensidades de disparo e diferentes áreas de cobertura.

Após cada teste, eles determinaram a microestrutura do aço após o processamento, o tamanho dos grãos, a topografia de superfície, dureza, molhabilidade e outros parâmetros.

Os parâmetros ótimos acabaram sendo uma intensidade de cerca de 25 (medida usando o chamado teste de Almen, dobrando a placa de teste) e área de cobertura de 1.500% (ou seja, o bico de disparo passa por cada área do material 15 vezes).

A equipe afirma que isso permitirá usar o jateamento a frio nos muitos casos em que as características da peça o permitam, já que é um processo menos intensivo em energia e, portanto, mais barato.