Recalque no forjamento livre: o limite de esbeltez de 2,5 e como planejar a barra
No recalque em forjamento livre, a altura do trecho recalcado dividida pelo diâmetro da barra (índice de esbeltez, h₀ ÷ d₀) deve ficar em até 2,5; acima disso a barra tende a flambar e a Dustre avalia caso a caso. Quando só uma ponta é recalcada, como na cabeça de um eixo escalonado, conta o corte inteiro: um corte de 604 mm em barra Ø100 dá esbeltez 6,04. Nesse caso é melhor partir de uma barra com diâmetro igual ou maior que a maior seção e estirar por trechos.
Página principal: Calculadora de forjado livreCalculadora gratuita, resultado na hora →Na revisão da calculadora de forjado, a equipe da Dustre testou um eixo em SAE 4340 com cabeça Ø135 × 120 mm e corpo Ø95 × 350 mm, partindo de barra Ø100. A versão anterior dizia que era viável. Na forja, recalcar 604 mm de barra para fazer a cabeça não dá: a barra flamba antes de engrossar. A regra foi revista e é a que está neste artigo e na calculadora.
O que é o índice de esbeltez no recalque
Recalque é a operação que encurta a peça e aumenta a seção: a barra fica em pé no martelo e é achatada. O índice de esbeltez é a altura do material que vai ser recalcado (h₀) dividida pelo diâmetro, ou pelo menor lado, da barra (d₀).
Quanto maior o índice, mais a barra se comporta como uma coluna esbelta: em vez de engrossar por igual, ela dobra para o lado (flambagem). O resultado é uma peça torta, com dobra no material (defeito de forjamento) ou que precisa ser refeita.
Exemplo: um corte de 250 mm em barra Ø100 tem esbeltez 250 ÷ 100 = 2,5.
Qual é o limite: 2,5 na Dustre, de 2,3 a 3 na literatura
Na Dustre, a regra para forjamento livre em martelo é: até 2,5, aceitável; acima de 2,5, avaliação individual da forja, considerando a liga, a temperatura, o apoio da peça e se dá para recalcar em etapas. A literatura técnica dá valores na mesma faixa:
| Situação | Limite de h₀ ÷ d₀ | Fonte |
|---|---|---|
| Forjamento livre em martelo (regra Dustre) | até 2,5 aceitável; acima, avaliação individual | Dustre, nov/2026 |
| Recalque em forjamento livre, para não dobrar o bloco | menor que 2,5 | DropForging.net, Open die forging |
| Recalque de parte da peça em um só golpe | até 2,3 | Virtual Labs, Upsetting processes |
| Recalcadora horizontal, comprimento livre em um golpe | até 3 | Virtual Labs, Design rules for upset forging |
Recalque localizado: por que conta o corte inteiro
Em peças com uma ponta mais grossa (cabeça de eixo escalonado, cabeça de pino ou parafuso), a tentação é calcular só o volume da cabeça. O problema é que, no martelo, quem recebe o golpe é a barra inteira cortada: ela fica em pé e o golpe vem por cima. Se o corte for longo, ele flamba antes de a ponta engrossar.
Por isso a Dustre calcula o recalque localizado com o comprimento do corte inteiro dividido pelo diâmetro da barra. É o caso do eixo testado, em SAE 4340, com medidas já de forjado: cabeça Ø135 × 120 mm e corpo Ø95 × 350 mm.
| Barra de partida | Corte de partida | Operação | Esbeltez | Resultado |
|---|---|---|---|---|
| Ø100 mm | 604 mm | recalque da cabeça + estiramento do corpo | 604 ÷ 100 = 6,04 | avaliação individual; indicada barra Ø145 ou maior |
| Ø180 mm | 186 mm | estiramento por trechos (sem recalque) | não se aplica | viável, razão de forjamento 1,8 : 1 |
Como escolher a barra para não depender do recalque
- Barra igual ou maior que a maior seção do forjado. Assim a peça sai só por estiramento: primeiro a barra inteira vai para a maior seção, depois cada trecho seguinte é estirado para a medida dele.
- Se precisar recalcar, encurte o corte. Um corte com esbeltez até 2,5 recalca sem flambar. Peças longas com cabeça grossa costumam pedir barra maior, não recalque.
- Recalque em etapas. Acima de 2,5 às vezes dá para recalcar em duas ou mais aquecidas, com apoio. É a avaliação individual: depende da liga e da peça.
- Material fundido precisa de redução. Se a barra de partida é lingote ou tarugo fundido, a peça ainda precisa de redução mínima de 3 : 1 para fechar porosidade, o que também pesa na escolha do diâmetro.
Como conferir na calculadora de forjado
Na calculadora de forjado livre, escolha o material, o formato (por exemplo Eixo escalonado), as medidas da peça e a barra que você tem. O resultado mostra o corte de partida, a operação, a esbeltez e, quando ela passa de 2,5, a barra que dispensa o recalque. O botão Simular mostra cada etapa: o corte, o estiramento ou recalque de cada trecho e o forjado final, com diâmetro e comprimento intermediários.
Quando não usar
Este limite é para forjamento livre em martelo ou prensa. Em recalcadora horizontal e em matriz fechada valem as regras da ferramenta (comprimento livre até 3 vezes o diâmetro, e mais com cavidade de apoio), definidas no projeto da matriz.
Perguntas frequentes
Qual é o limite de esbeltez no recalque?
Na Dustre, até 2,5 (altura recalcada ÷ diâmetro da barra) é aceitável em forjamento livre. Acima de 2,5 a forja avalia caso a caso. A literatura dá de 2,3 a 3, conforme o processo.
Por que no eixo escalonado conta o corte inteiro?
Porque no martelo a barra cortada inteira fica em pé e recebe o golpe. Se o corte for longo, ele flamba antes de a cabeça engrossar, mesmo que o volume da cabeça seja pequeno.
O que fazer quando a esbeltez passa de 2,5?
O mais seguro é usar barra com diâmetro igual ou maior que a maior seção do forjado e estirar por trechos. Outra saída é recalcar em etapas, o que depende de avaliação da forja.
A calculadora da Dustre já usa essa regra?
Sim. Desde novembro de 2026 a calculadora de forjado livre aplica o limite de 2,5, usa o corte inteiro no recalque localizado e indica a barra que dispensa o recalque.
Fontes
- DropForging.net, Open die forging (upsetting: h ÷ d menor que 2,5)
- Virtual Labs (IIT/MHRD), Upsetting processes: upset ratio h₀ ÷ d₀
- Virtual Labs (IIT/MHRD), Design rules for upset forging
Texto preparado com apoio de IA pela equipe Dustre, a partir da regra de forjamento definida pela empresa em novembro de 2026, e revisado por Mateus Baumer Azevedo.