Influência da intensidade de torção na integridade da interface soldada por caldeamento entre os aços SAE 1084 e UHB 15N20 na produção de aço damasco para cutelaria artesanal
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2026-07-09
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O aço damasco é amplamente utilizado na cutelaria artesanal por combinar características mecânicas e estética diferenciada, resultantes da união de diferentes ligas metálicas por meio do caldeamento. Este trabalho teve como objetivo analisar a qualidade da união metalúrgica obtida por caldeamento entre os aços SAE 1084 e UHB 15N20 na produção de aço damasco em padrão torcido, buscando correlacionar a integridade das interfaces com o comportamento mecânico do material produzido. Para isso, foi fabricado um billet com camadas intercaladas dos dois aços, posteriormente submetido aos processos de caldeamento, forjamento, torção, tratamentos térmicos e preparação dos corpos de prova. As amostras foram avaliadas por meio dos ensaios de tração, impacto Charpy, dureza Rockwell C e análise metalográfica nas seções longitudinal e transversal. Os resultados demonstraram que o processo de caldeamento foi eficiente na formação das camadas características do aço damasco e na união dos materiais em grande parte das regiões analisadas. Entretanto, foram identificadas descontinuidades localizadas nas interfaces, as quais influenciaram o desempenho mecânico do material. Os ensaios indicaram elevada dureza, baixa tenacidade ao impacto e comportamento predominantemente frágil em alguns corpos de prova. A comparação entre as amostras com 40 e 50 voltas indicou que o aumento da torção promoveu maior deformação das camadas, porém também favoreceu a propagação de descontinuidades. Concluiu-se que a qualidade da união obtida por caldeamento exerce influência direta sobre as propriedades mecânicas do aço damasco, sendo fundamental o controle adequado das etapas de fabricação e tratamento térmico para obtenção de maior uniformidade estrutural e mecânica. [resumo fornecido pelo autor]
Resumo
Damascus steel is widely used in artisanal knifemaking due to its combination of mechanical properties and distinctive aesthetics, resulting from the joining of different metallic alloys through forge welding. This study aimed to analyze the quality of the metallurgical bonding obtained by forge welding between SAE 1084 and UHB 15N20 steels in the production of twisted-pattern Damascus steel, seeking to correlate the integrity of the interfaces with the mechanical behavior of the produced material. For this purpose, a billet composed of alternating layers of both steels was manufactured and subsequently subjected to forge welding, forging, twisting, heat treatment, and specimen preparation processes. The samples were evaluated through tensile testing, Charpy impact testing, Rockwell C hardness testing, and metallographic analysis in both longitudinal and transverse sections. The results demonstrated that the forge welding process was effective in forming the characteristic Damascus steel layers and in bonding the materials in most analyzed regions. However, localized discontinuities were identified at the interfaces, which influenced the mechanical performance of the material. The tests indicated high hardness, low impact toughness, and predominantly brittle behavior in some specimens. The comparison between the samples with 40 and 50 twists indicated that the increase in torsion promoted greater deformation of the layers, but also favored the propagation of discontinuities. It was concluded that the quality of the bonding obtained through forge welding directly influences the mechanical properties of Damascus steel, making proper control of the manufacturing and heat treatment stages essential to achieve greater structural and mechanical uniformity. [resumo fornecido pelo autor]