Gancho de elevação forjado norma GB/T 10051.1-2010
A norma GB/T 10051.1-2010, «Ganchos de elevação — Parte 1: Especificação técnica para blanks forjados», define os requisitos de inspeção na receção e os critérios de aceitação para blanks de ganchos forjados. A norma especifica os tipos de aço, a composição química, as propriedades mecânicas, os requisitos do processo de forjamento e as regras de inspeção para blanks de ganchos forjados, constituindo a base da série de normas para ganchos — os tratamentos térmicos subsequentes (10051.2) e as tolerâncias dimensionais (10051.2) pressupõem blanks forjados conformes.
A norma GB/T 10051.1-2010 é a Parte 1 da série de normas para ganchos de elevação e define especificamente os tipos de aço, a composição química, o processo de forjamento e as regras de inspeção para blanks de ganchos forjados. O gancho é um dos componentes críticos sob tensão do guindaste; a qualidade do blank determina diretamente a segurança e a confiabilidade do gancho acabado.
Material do blank e composição química
A norma GB/T 10051.1-2010 especifica os tipos de aço recomendados para blanks forjados de ganchos: o material principal é o aço 20 (aço estrutural de carbono de qualidade, conforme GB/T 699) — C 0,17%~0,24%, Mn 0,35%~0,65%, Si 0,17%~0,37%, P≤0,035%, S≤0,035%, restante Fe. O aço 20 apresenta excelente plasticidade e tenacidade; após têmpera e revenido, oferece boas propriedades mecânicas globais, satisfazendo os requisitos de elevada tenacidade e resistência ao impacto dos ganchos de guindaste. Pode também ser utilizado o aço estrutural de alta resistência e baixa liga Q355D (conforme GB/T 1591) — C≤0,18%, Mn≤1,70%, Si≤0,55%, P≤0,030%, S≤0,025% — que, devido à adição de elementos de micro-liga (Nb, V, Ti), apresenta melhor resistência e tenacidade a baixas temperaturas.
A norma proíbe expressamente a utilização de aço efervescente (o «F» em Q235F indica aço efervescente) — uma vez que este apresenta estrutura heterogénea e segregação central acentuada, representando risco de fratura em componentes de segurança. Todos os materiais para blanks de ganchos devem ser provenientes de siderurgias certificadas e acompanhados de certificado de qualidade do material — o certificado deve indicar o número da corrida, a composição química e as propriedades mecânicas.
Requisitos do processo de forjamento
A norma impõe requisitos rigorosos ao processo de forjamento: temperatura de forjamento — temperatura inicial de forjamento 1180~1220°C, temperatura final ≥850°C. Temperaturas iniciais excessivamente elevadas podem causar sobreaquecimento ou mesmo queima (crescimento de grão ou oxidação dos contornos de grão); temperaturas finais demasiado baixas reduzem a plasticidade e aumentam a resistência à deformação, favorecendo o aparecimento de trincas de forjamento. Taxa de forjamento — a taxa de forjamento da secção reta do gancho deve ser ≥3:1 (ou seja, a razão entre a área da secção transversal do blank e a área da secção transversal do produto final não deve ser inferior a 3), garantindo a fragmentação completa da estrutura bruta de fundição e uma distribuição adequada da linha de fluxo. A parte curva do gancho é formada com matriz dedicada, não sendo permitidas dobras ou trincas na face interna da curvatura. Linha de fluxo — a norma exige que a linha de fluxo do metal na zona curva do gancho acompanhe o contorno do corpo do gancho, não podendo ficar exposta à superfície nem ser interrompida; uma orientação inadequada da linha de fluxo reduz significativamente a vida útil à fadiga do gancho. Após o forjamento, o blank deve ser submetido a normalização — para eliminar tensões de forjamento, refinar o grão e melhorar a maquinabilidade. A temperatura de normalização é de 860~900°C, com tempo de permanência calculado à razão de 1 min por 1 mm de espessura máxima da secção do blank, seguido de arrefecimento ao ar.
A Kelude Indústrias Pesadas adquire todos os seus ganchos de acordo com esta norma, a partir de blanks forjados com certificação de qualidade, realizando verificação de receção em cada lote.
Propriedades mecânicas e dureza
A norma define claramente as propriedades mecânicas dos blanks de ganchos após tratamento térmico (a título de exemplo, aço 20 após têmpera e revenido): resistência à tração Rm≥410MPa, limite de escoamento ReL≥245MPa, alongamento após rutura A≥25%, estricção Z≥55%, energia de impacto KV2 (-20°C) ≥27J. Para o Q355D após têmpera e revenido: Rm≥510MPa, ReL≥355MPa, A≥22%, Z≥50%, KV2 (-20°C) ≥34J — melhor resistência e tenacidade a baixas temperaturas.
Requisitos de dureza do gancho — a dureza da superfície do corpo do gancho deve ser controlada entre HB143 e HB187 (aço 20 temperado e revenido) ou entre HB152 e HB207 (Q355D temperado e revenido); dureza excessiva (>HB220) indica aumento da fragilidade do material, enquanto dureza insuficiente (<HB140) compromete a resistência. A norma enfatiza particularmente que a superfície do gancho não pode apresentar camada descarbonetada (profundidade de descarbonetação superior a 0,3mm implica rejeição) — a camada descarbonetada apresenta baixa dureza superficial, fraca resistência ao desgaste e é propensa à iniciação de trincas de fadiga sob tensão alternada.
Regras de inspeção e critérios de defeitos
Os itens de inspeção definidos pela norma dividem-se em duas categorias: Teste de Aceitação de Fábrica e ensaio de tipo. Teste de Aceitação de Fábrica — cada blank de gancho é inspecionado individualmente: inspeção visual (sem trincas, dobras, cicatrizes, inclusões ou queima), verificação dimensional (as dimensões principais do corpo do gancho devem garantir a margem de maquinação subsequente) e ensaio de dureza (três medições na secção reta e três na secção curva, utilizando a média). Ensaio de tipo — inclui análise da composição química (pelo menos 1 amostra por corrida), ensaio de propriedades mecânicas (2 amostras do mesmo lote para ensaio de tração e impacto), exame metalográfico (verificação da orientação da linha de fluxo e do tamanho de grão) e ensaio por partículas magnéticas (MT) para deteção de defeitos superficiais e subsuperficiais. Critérios de avaliação — um blank é considerado não conforme se apresentar qualquer um dos seguintes defeitos: trincas (em qualquer direção ou posição), dobras de forjamento com profundidade superior a 0,5mm, queima (evidência de oxidação ou fusão dos contornos de grão no exame metalográfico), inclusões ou delaminação (provenientes do forjamento ou do material de base), rechupes ou porosidade severa. Blanks não conformes não podem ser reparados por soldagem de reparo — o gancho é um componente crítico de segurança; a soldagem de reparo alteraria a estrutura metalográfica local e as propriedades mecânicas, sendo expressamente proibida pela norma.
A Kelude Indústrias Pesadas cumpre rigorosamente a norma 10051.1, realizando verificação de receção da composição química e da dureza em cada lote de blanks de ganchos, garantindo que cada gancho entregue ao cliente é seguro e confiável.
| parâmetros de desempenho | 20aço(têmpera e revenido) | Q355D(têmpera e revenido) | requisitosdescrição |
|---|---|---|---|
| Resistência à Tração Rm | ≥410MPa | ≥510MPa | garantircapacidade de carga |
| Limite de Escoamento Re L | ≥245MPa | ≥355MPa | assegurar Elasticidadefaixa |
| alongamento após ruptura A | ≥25% | ≥22% | deformação plásticacapacidade |
| estricção Z | ≥55% | ≥50% | resistência à estricção |
| impacto KV2(-20°C) | ≥27J | ≥34J | baixa temperatura Tenacidade |
| superfície Dureza | HB143~187 | HB152~207 | evitar excesso/insuficiente |
Perguntas Frequentes
P: Porque é tão rigorosa a composição química do material do gancho?
R: O teor de carbono ≤0,25% garante soldabilidade e tenacidade a baixas temperaturas; P e S ≤0,025% previnem fragilidade a frio e a quente. O material DG20, comummente utilizado, foi validado por longa experiência. A Kelude realiza análise espetrográfica lote a lote à entrada.
P: Qual o impacto do fluxo de forjamento na resistência do gancho?
R: A resistência à fadiga é máxima quando o fluxo acompanha continuamente o contorno do gancho. A interrupção do fluxo na seção crítica pode reduzir a resistência à fadiga em 30% a 50%. A continuidade do fluxo depende de uma taxa de forjamento ≥3:1 e de um projeto de matriz adequado.
P: O que significa o tamanho de grão 6?
R: Corresponde a um diâmetro médio de grão de aproximadamente 0,045 mm. Grãos finos aumentam simultaneamente a resistência e a tenacidade. O crescimento do grão resulta geralmente de temperaturas de forjamento excessivas ou de tempos de manutenção prolongados. A Kelude realiza inspeção metalográfica por peça após a normalização.
P: Como são detetados os defeitos superficiais?
R: Inspeção visual complementada por ensaio por partículas magnéticas. A superfície não pode apresentar trincas, dobras ou sobreaquecimento. As rebarbas são removidas e retificadas antes do tratamento térmico. Defeitos tipo trinca cuja profundidade exceda a margem de maquinação implicam sucateamento direto, sem possibilidade de soldagem de reparação.
