Análise de aços de alta resistência para uso em virabrequim em um motor alternativo de combustão interna

Abstract

O virabrequim é um componente importante em motores de combustão interna, transformando o movimento linear dos pistões em movimento rotativo. A qualidade e a durabilidade do virabrequim são cruciais para o desempenho e confiabilidade do motor, e a escolha da matéria-prima pode afetar diretamente esses fatores. Um estudo foi realizado com o objetivo de comprar as propriedades de dois aços utilizados na produção de virabrequins produzidos por uma empresa do ramo metalomecânico usando as mesmas etapas de produção e assim verificar a possibilidade de substituição do atual aço usado por outro de menor custo. A liga atualmente utilizada, SAE 8620, foi comparada com uma liga alternativa, DIN 16MnCr5, em três condições de teste: forjada a frio, temperada e revenida e cementada. Testes de tração e dureza foram realizados, juntamente com análises metalográficas para obter as propriedades mecânicas e metalúrgicas. Os resultados mostraram que o material DIN 16MnCr5 apresentou resultados semelhantes ou superiores em relação ao SAE 8620 e possui custo menor em cerca de 11%. Concluiu-se que o material DIN 16MnCr5 é uma excelente alternativa, mas é necessário realizar testes dinâmicos e funcionais para avaliar a vida em fadiga do material e do componente produzido, bem como avaliar a viabilidade de produção com esta substituição.

The crankshaft is an important component in internal combustion engines, transforming the linear motion of the pistons into rotary motion. The quality and durability of the crankshaft are crucial for the performance and reliability of the engine, and the choice of raw material can directly affect these factors. A study was conducted with the objective of comparing the properties of two steels used in the production of crankshafts manufactured by a metalworking company using the same production steps, and thus verifying the possibility of substituting the current steel used for a cheaper one. The currently used alloy, SAE 8620, was compared with an alternative alloy, DIN 16MnCr5, in three test conditions: cold forged, tempered and quenched, and carburized. Tensile and hardness tests were performed, along with metallographic analysis to obtain mechanical and metallurgical properties. The results showed that DIN 16MnCr5 material had similar or superior results compared to SAE 8620 and is about 11% more economical. It was concluded that DIN 16MnCr5 material is an excellent alternative, but dynamic and functional tests are necessary to evaluate the fatigue life of the material and the component produced, as well as to evaluate the production viability with this substitution