Em nosso primeiro artigo fizemos um breve relato do início da divulgação no Brasil do processo de shot peening e de como as empresas, prestadoras de serviço ou não, encararam e enfrentaram o problema.

Falamos também da dificuldade em se entender o shot peening como processo único para uma determinada peça e da difícil aceitação para alguns do pequeno aumento de custo de fabricação em troca do aumento do valor agregado desse item.

Também pouco conhecidas são as várias possibilidades de uso do shot peening. Abaixo alguns desse usos.

Aumento da resistência à fadiga:

O uso mais conhecido é o que aumenta a resistência à fadiga das peças. Uma correta especificação pode fazer com que itens como engrenagens, molas, pinos, eixos, etc…, ultrapassem a expectativa de vida inicial do projeto. Embora corretamente dimensionadas para esforços estáticos, quando submetidos à esforços cíclicos esses itens nem sempre atingem a vida esperada. Operações relativamente simples e bastante produtivas são aplicadas a peças seriadas e largamente empregadas nos dias de hoje. Ganhos superiores a 100% podem são obtidos.

Alívio de tensão:

Alguns processos de fabricação introduzem tensões de tração altamente prejudiciais. Essas tensões oriundas de operações de usinagem, soldagem, laminação ou mesmo fundição, combinadas com as solicitações de trabalho podem levar ao colapso precoce itens aparentemente super dimensionados. Muitos são os exemplos de peças trincadas em regiões próximas a operações anteriores de soldagem. Grandes conjuntos soldados, que por seu tamanho não podem ser tratados em fornos, tem no shot peening uma maneira eficaz de devolver às regiões termicamente afetadas seu estado original de tensão. No caso da usinagem, áreas retificadas de assentos de rolamentos ou mesmo de concentrações de tensões oriundas de descontinuidades de forma em eixos, são tratadas de forma simples e eficiente.

Neutralização de tensões externas:

Possibilita a neutralização de tensões externas que podem ocorrer durante o ciclo de uso de um determinado item. Variações de pressão ou temperatura se enquadram nesse caso.

Trinca por corrosão sob tensão (stress corrosion cracking):

Alguns materiais de ligas de alumínio ou mesmo aço inoxidável, quando submetidos a tensões internas superficiais estáticas em ambiente corrosivo apresentam propensão ao surgimento de trincas superficiais. E isso só acontece quando esses três fatores estão presentes: material, tensão e ambiente corrosivo. Uma solução é diminuir ou mesmo eliminar a tensão superficial através do shot peening, quebrando um dos elos dessa corrente.

Peen forming:

Em função da tensão residual introduzida na superfície das peças, dependendo da sua espessura e conformação, pode-se utilizar a deformação causada como moldagem final desse item. Peças com curvaturas complexas podem ser executados dessa maneira. São utilizados equipamentos computadorizados, com grande controle dos parâmetros do processo. É muito utilizado em componentes aeronáuticos, notadamente em asas de aviões.

Selagem superficial:

Alguns materiais apresentam porosidade natural elevada em sua estrutura cristalina. Essa porosidade pode facilitar a absorção ou permitir a passagem de fluidos. O shot peening permite fechar essa porosidade superficialmente impedindo a passagem de ar ou outros gases através dessas peças. Ou então impossibilitando o “encharcamento” por líquidos, mantendo a estrutura em seu estado original.

Aumento de micro dureza:

Em casos onde se necessita um aumento ou mesmo recomposição da micro dureza uma especificação adequada de shot peening pode ser muito vantajosa. Peças que por falha durante o processo de fabricação (descarbonetação) apresentaram perda superficial de dureza podem, em conjunto com outros fatores, terem sua utilização viabilizada de forma rápida e eficiente.

Aumento de resistência ao desgaste:

Assim como no caso anterior, esse aumento de resistência ao desgaste nem sempre é notado nem procurado de forma exclusiva. Em peças onde o roçamento superficial é intrínseco, como em dentes de engrenagem, esse é um fator muito importante, pois preservando a camada superficial as características físicas, como micro dureza, resistência, etc..., nela implementadas são mantidas.

Criação de rugosidade controlada:

Da mesma forma que os dois itens anteriores, essa rugosidade controlada traz benefícios nem sempre notados. Ainda no caso de dentes de engrenagem, essa rugosidade com perfil esférico serve de retenção de lubrificação, diminuindo a temperatura do engrenamento e garantindo a diminuição do contato metal-metal. Da mesma forma serve para garantir a integridade física da camada superficial dessas peças.

Diminuição de austenita retida, preparação para depósitos eletrolíticos de cromo ou níquel, base para aplicação de plasma spray, prevenção de corrosão intergranular são algumas entre muitas outras possibilidades.

Vários podem ser os resultados obtidos, embora o princípio da operação de shot peening seja sempre o mesmo.

Qual é esse princípio? Como o shot peening acontece? Veremos no próximo artigo.