Os processos de fabricação, em geral, se subdividem em tensão ou temperatura. Os processos que têm temperatura acima da fusão são chamados de fundição ou soldagem; um processo de temperatura abaixo da fusão, como exemplo, é o de sinterização. Os processos que possuem tensão acima da ruptura são chamados de usinagem, resultam “cavaco”; os processos que estão abaixo da tensão de ruptura, passam pela região elástica e plástica, são chamados conformação e possuem uma participação de 80% dos processos de fabricação, tais como: laminação, trefilação, extrusão, estampagem e forjamento.
O processo de forjamento é realizado nas temperaturas a quente, a frio e a morno. O forjamento a quente pode ser aplicado em diferentes materiais. No caso do aço, atinge temperatura de 1250°C, abaixo da temperatura de fusão, ainda no estado sólido. Nesta temperatura ocorre restauração dos grãos permitindo maior deformação. O forjamento a frio utiliza temperatura abaixo da recristalização, que é aproximadamente metade da temperatura de fusão; nesse processo ocorre encruamento dificultando a sua deformação; muitas vezes exigindo a aplicação de um recozimento intermediário. O forjamento a morno é realizado na temperatura de recristalização, ou seja, no aço, aproximadamente a 750/800°C.
Os forjados atingem formas tão complexas quanto os fundidos com maior resistência mecânica. O forjamento a frio consegue maior resistência mecânica em virtude do encruamento quando comparado com o forjamento a quente que, por sua vez, através das suas linhas de fluxo que acompanham a geometria externa da peça, é mais resistente que um laminado ou fundido. A limitação ao forjamento a frio está em materiais cujo carbono equivalente esteja por volta de 0,5. As deformações na extrusão a frio devem seguir aproximadamente uma redução de 25% em cada estágio, e a sua deformação total deve ser abaixo de 75%, caso contrário deverá ser submetido ao recozimento.
Os forjados possuem três formas de geometria: A) quando a relação do comprimento/diâmetro é menor do que um, são chamados flanges, discos, engrenagens; B) quando a relação do comprimento/diâmetro é bem maior do que um ou maior do que três, são chamados eixos, pinos, parafusos; C) quando o formato do forjado é do tipo “paralelepípedo”, são chamados de não revolução. As geometrias A e B são mais aplicadas no forjamento em prensa e recalcadora (upsetter); as peças com geometria c concorrem com o processo de fundição. Por serem mais complexas, são forjadas em martelo.
Como escolher o melhor processo: forjamento ou fundição. A fundição recebe o metal no estado de fusão, através do vazamento em um molde, encerrando-se com a solidificação. No forjamento, a primeira maneira é a partir de um lingote de grandes dimensões forjado em prensa em matriz aberta. O segundo caminho, o forjamento em matriz fechada com rebarba procede de um tarugo redondo ou quadrado, com peso leve, podendo-se forjar no sistema flashless, com ângulo de saída até trinta minutos. A escolha da peça depende da engenharia do produto ao determinar a resistência mecânica.
Se ocorrer defeito no forjamento, pode ser proveniente da aciaria, tais como segregação e inclusão ocasionando trincas internas que podem levar à quebra da peça. O superaquecimento no forjamento a quente pode apresentar estrutura dendrítica, que também proporciona quebra, apresentando dobras em função do fluxo de forjamento. No forjamento a frio pode apresentar defeito chamado chevron.
O mercado das forjarias continua em ascensão. Os forjados podem ser aplicados na indústria automotiva, aeroespacial, agrícola, eletrodoméstico, petrolífera, elétrica de alta tensão, produtos médicos. Um carro possui mais de dez mil peças, mas uma grande parte delas é forjada a partir de aço carbono ou de suas ligas, tais como eixos de transmissões, engrenagens, virabrequins, entre outras. Já as aeronaves, com mais de dois milhões de peças, têm como aplicação a relação alta resistência à ruptura associada ao baixo peso. Nesta indústria, além do aço, pode-se forjar titânio, alumínio, dentre outros.
