El acero para herramientas A2 es un acero para herramientas de temple profundo y templado al aire. La deformación causada por el temple al aire es aproximadamente una cuarta parte de la del acero para herramientas de tungsteno templado al aceite. Su resistencia al desgaste se encuentra entre la de los aceros para herramientas de cromo y de alto contenido en carbono y cromo, pero su tenacidad es superior. Esto lo hace especialmente adecuado para aplicaciones que requieren buena resistencia al desgaste, tenacidad y estabilidad dimensional. El acero A2 se utiliza ampliamente en matrices de troquelado, matrices de conformado, matrices de laminación, matrices de punzonado, matrices de calandrado, matrices de laminado de roscas y cuchillas de corte específicas.
1. Aplicaciones1
A2 tool steel is widely used for tooling operations performed at temperatures below 200°C (typically room temperature). It is an economical choice for general shop purposes. Its applications span situations demanding extreme hardness, friction resistance, durability, and strength, and it’s suitable where improved toughness and reasonable abrasion resistance are needed.
- Matrices de doblado
- Matrices y punzones de corte (para tiradas largas o material de espesor fino o medio)
- Troqueles de acuñación
- Herramientas de conformación en frío
- Troqueles de dibujo
- Matrices y punzones de extrusión para aluminio
- Matrices de conformación
- Calibres y herramientas de medición de precisión (debido a la estabilidad dimensional)
- Moleteados
- Mandriles
- Centros maestros
- Moldes
- Herramientas de cepillado
- Cuchillas y hojas de corte (tijeras de corte en frío para trabajos livianos y medianos, matrices de recorte)
- Cuchillas cortadoras
- Husillos
- Punzones (incluso sobre D2 resistente al desgaste)
2. Composición del acero A2
| Elemento | Carbono (C) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Vanadio (V) | Manganeso (Mn) | Silicio (Si) | Fósforo (P) | Azufre (S) |
| Porcentaje (%) | 0.95 - 1.05 | 4.75 - 5.50 | 0.90 - 1.40 | 0.15 - 0.50 | 0.40 - 1.00 | 0.30 - 0.90 | ≤ 0.03 | ≤ 0.03 |
3. Equivalente de acero A2
- DIN/ISO:1.2363 (X100CrMoV5),
- JIS (Japón):SKD12
- China (estándar GB/T 1299): Cr5Mo1V
4. Propiedades del acero A2
Propiedades físicas básicas y propiedades mecánicas
| Propiedad | Valor |
|---|---|
| Densidad | 7,86 g/cm³ |
| Punto de fusión | 1424°C |
| Módulo volumétrico | 140 GPa |
| Módulo de corte | 78,0 GPa |
| Poisson’s ratio | 0.27-0.30 |
| Módulo elástico | 190-210 GPa |
| Expansión térmica | 10,7 x 10⁻⁶/°C |
4.1 Dureza
La dureza después El recocido es de 235 HB a 269 BHN.
En el condición recién templada, A2 puede alcanzar una dureza superficial de 60 HRCLa dureza recién templada está influenciada por la temperatura de austenización.
La dureza después del revenido es de 58–64 HRCEl revenido a 200°C (390°F) puede alcanzar una dureza de 60 HRC.
4.2 Resistencia al desgaste
El alto contenido de carbono y cromo proporciona A2 excelente resistencia al desgasteEn comparación con el acero O1, el acero A2 presenta una resistencia al desgaste ligeramente superior. En comparación con el acero A6, su resistencia al desgaste se ve mejorada por el acero 20-25%. Sin embargo, su resistencia al desgaste es inferior a la del acero D2 o el acero de alta velocidad.
4.3 Dureza
El acero A2 tiene tenacidad moderadaMayor que la de los aceros para matrices de temple en aceite y los aceros para herramientas de la serie D. La tenacidad y la resistencia al desgaste son inversamente proporcionales. La gran cantidad de carburos en los aceros para herramientas de la serie D aumenta la resistencia al desgaste, pero reduce la tenacidad.
4.4 Estabilidad dimensional
El acero A2 se somete a deformación mínima during hardening. The expansion is approximately 0.001 inches/inch (0.001 mm/mm).
4.5 Maquinabilidad
El acero A2 es un fácil de mecanizar Acero para herramientas tras un tratamiento de recocido adecuado. Si la maquinabilidad del acero para herramientas con un contenido de carbono de 1% se establece en 100, la clasificación de maquinabilidad de A2 es 65.
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5. Tratamiento térmico
A continuación, describimos los pasos críticos y las consideraciones para un acero para herramientas A2 exitoso. tratamiento térmico, Basado en las mejores prácticas de la industria.
5.1 Preparación inicial
- Evaluación del estado inicial: antes de realizar cualquier tratamiento térmico en el material A2, es esencial asegurarse de que la superficie del material esté completamente desengrasada.
- Pre-Hardening Stress Relief (If Applicable): For A2 materials that have undergone extensive machining, we strongly recommend stress relief treatment, which minimizes deformation during heat treatment. Procedure for unhardened material: Heat the steel slowly and uniformly to 1200–1250 °F (649–677 °C)Mantenga esta temperatura durante aproximadamente 2 horas por cada 2,5 cm de la sección más gruesa. A continuación, enfríe lentamente, preferiblemente dentro del horno.
5.2 Protección del acero para herramientas A2 durante el tratamiento térmico
El acero para herramientas A2 es propenso a la descarburación al calentarse a altas temperaturas. Para evitar la descarburación y garantizar la integridad del tratamiento térmico, recomendamos envolverlo firmemente con una lámina de acero inoxidable y colocarlo en un horno de atmósfera neutra controlada o en un horno de vacío. Sellar el material con una lámina de acero inoxidable es un método ampliamente utilizado y eficaz.
5.3 Etapas clave del tratamiento térmico del acero para herramientas A2
5.3.1 Precalentamiento
El propósito del precalentamiento del acero para herramientas A2 es:
- Ajustar la estructura molecular del material.
- Asegúrese de que la temperatura de todo el componente sea uniforme, reduciendo el choque térmico.
- Eliminar la tensión interna antes de alcanzar una temperatura de austenización más alta.
La temperatura de precalentamiento del acero A2 es 1200 °F (650 °C)Mantenga la temperatura de 10 a 15 minutos para asegurar que el material coincida con la temperatura dentro del horno antes de continuar. Esto se puede determinar observando si el color del material y la pared del horno se mantienen constantes.
5.3.2 Austenización (endurecimiento):
Durante este proceso, los carburos de aleación dentro del material se disuelven en la matriz, lo que determina las propiedades de temple finales del acero A2.
La temperatura de enfriamiento estándar es aproximadamente 1775 °F (968 °C), con algunos procesos que van desde 1775 °F a 1825 °F (970-995 °C). The soaking time is 1 hour per inch (25mm) of the component’s thickest cross-section.
El tiempo de remojo debe NO be too long, as excessive soaking time can have a negative impact on the material’s microstructure.
5.3.3 Enfriamiento:
El temple al aire reduce significativamente el choque térmico y la tensión interna, y es el método de temple más suave. Utilice papel de aluminio para sellar las piezas hasta que desaparezcan por completo las señales visibles de calor al rojo vivo.
Sin embargo, el enfriamiento por aire de A2 tiene limitacionesSi las dimensiones de la sección transversal superan aproximadamente 5 pulgadas (127 mm), se puede realizar un enfriamiento por aire. NO lograr un endurecimiento completo.
5.4 Revenido
Cuando el material de acero para herramientas A2 se enfría al aire a 125-150 °F (52-65 °C), templado El revenido tardío debe comenzar de inmediato. El revenido tardío puede aumentar el riesgo de agrietamiento o acortar la vida útil de la herramienta. Si se requiere enderezar, este puede realizarse cuando la temperatura del material supere los 205 °C (400 °F), momento en el cual la transformación martensítica aún no se ha completado.
El propósito del temple es:
- Para eliminar tensiones internas en el material.
- Para aumentar la dureza y reducir la fragilidad.
- Minimizar la austenita residual y transformar la austenita residual en una microestructura más estable.
5.4.1 Temperamento único
Calentar el material a 400 °F (205 °C), luego remojar a esa temperatura durante 2 horas por pulgada (25 mm) de sección transversal, y finalmente dejar enfriar de forma natural.
El primer revenido ayuda a estabilizar la martensita recién formada y a transformar la austenita residual.
5.4.2 Revenido múltiple (revenido doble/triple)
Recomendamos encarecidamente un proceso de templado doble o incluso triple.
La primera temperatura de revenido para el proceso de doble revenido es 400 °F (205 °C)La segunda temperatura de revenido es 375 °F (190 °C)Asegúrese de que el material se enfríe a temperatura ambiente entre cada ciclo de templado.
Los ciclos de revenido múltiples pueden refinar significativamente la estructura del grano, mejorar la resistencia al desgaste y proporcionar un excelente alivio de tensiones. Esto resulta especialmente beneficioso para componentes con geometrías complejas o ángulos agudos.
La temperatura de revenido afecta directamente la dureza final del acero para herramientas A2.
5.5 Alivio de tensiones después del endurecimiento
Después de completar los pasos de tratamiento térmico anteriores, puede ser necesario un tratamiento de alivio de tensión adicional para el material A2, especialmente cuando el material ha sido sometido a pulido, soldadura o mecanizado por descarga eléctrica (EDM).
Este método implica templar el material a una temperatura 25-50 °F (14-28 °C) inferior a la temperatura de revenido final utilizada en el tratamiento térmico principal.
5.6 Forging A2 steel
Precalentar lentamente a 870 °C (1600 °F), luego calentar a la temperatura de forja de 1010 °C a 1095 °C (1850 °F a 2000 °F)NO forjar por debajo de 900°C (1650°F).
Después de forjar, enfriar lentamente en material aislante al menos 205 °C (400 °F)Nosotros lo hacemos NO Se recomienda normalizar después del forjado. En su lugar, el acero para herramientas A2 debe recocerse antes de las operaciones de mecanizado o temple posteriores.
6. Compare el acero A2 con otros aceros
6.1 Acero A2 vs. acero 1095
6.1.1 Templabilidad y tratamiento térmico
A2 tool steel’s primary advantage is its air-hardening capability and minimal distortion during heat treatment, making it highly reliable for intricate tooling. The hardenability of 1095 carbon steel is more dependent on section size and cooling severity, making it challenging to achieve consistent through-hardness in larger sections. Both are sensitive to heat treatment, but A2 is engineered for greater predictability in hardening.
6.1.2 Propiedades mecánicas
En comparación con otros aceros para herramientas y aceros al carbono, incluido el acero al carbono 1095, el A2 tiene mejor tenacidad.
En términos de resistencia al desgaste, el acero A2 también es superior al acero 1095, especialmente en condiciones de trabajo a largo plazo. El acero 1095 generalmente tiene una resistencia al desgaste promedio cuando no está tratado o en su estado endurecido simple.
6.1.3 Cost
El acero A2 contiene aleaciones costosas, lo que lo hace más costoso que el acero 1095, que no contiene estas aleaciones costosas.
6.1.4 Aplicaciones2
El acero A2 se prefiere para aplicaciones exigentes de herramientas de trabajo en frío que requieren alta resistencia al desgaste, buena tenacidad y mínima distorsión, como matrices y moldes de gran volumen. El acero 1095 se utiliza cuando la alta dureza es el requisito principal, como en resortes, engranajes y herramientas de corte más sencillas, y suele elegirse por su rentabilidad en ciertas aplicaciones de desgaste. Según nuestra experiencia en exportación, el acero A2 se utiliza comúnmente en mercados fuera de China, especialmente en Estados Unidos.
En generalEl acero A2 es un acero para herramientas más avanzado y especializado que contiene aleaciones costosas. Presenta una excelente estabilidad dimensional, una gran resistencia al desgaste y tenacidad, lo que lo hace ideal para la fabricación de moldes de alta precisión y gran volumen. Si bien el acero 1095 es un acero al carbono de alta dureza y composición simple, su rendimiento depende en mayor medida del contenido de carbono base y de las condiciones de temple.
6.2 Acero A2 vs. Acero D2
Here’s a summary comparing the two steels:
| Característica | Acero A2 | Acero D2 |
| Clasificación AISI | Acero para herramientas de trabajo en frío, de aleación media y endurecimiento al aire | Acero para herramientas de trabajo en frío con alto contenido de carbono y cromo |
| Método de endurecimiento | Templado al aire (principal acero para herramientas endurecido al aire) | Endurecimiento al aire (la mayoría de los aceros tipo D) |
| Resistencia al desgaste | Muy bueno; mayor resistencia a la abrasión que la serie S, pero menor que la serie D | Excelente; superior a A2 (30-40% mejor) |
| Dureza | Superior a los aceros de temple en aceite y D2 | inferior a A2; baja resistencia al impacto |
| Maquinabilidad | Mecanizado relativamente fácil | Difícil de trabajar y moler. |
| Estabilidad dimensional | Movimiento mínimo/baja distorsión | Movimiento mínimo/baja distorsión |
| Dureza típica | 58-60 horas de duración | 60-62 HRC |
| Contenido de carburo | Formación muy pequeña de carburos | Gran cantidad de carburos (~16% por volumen), principalmente M7C3 rico en Cr |
| Austenita retenida | Puede tener grandes cantidades; el templado a alta temperatura ayuda | Propenso a retener cantidades significativas (hasta 20%); a menudo requiere tratamiento en frío/doble revenido |
En generalSi necesita mayor tenacidad y un mecanizado más sencillo para aplicaciones moderadamente exigentes, el acero A2 es la mejor opción. Sin embargo, si prioriza la máxima resistencia al desgaste y estabilidad dimensional para tiradas de producción muy largas, y puede gestionar la mayor dificultad del mecanizado y rectificado, el acero D2 es la mejor opción.
6.3 O1 Vs. acero A2
A direct comparison of O1 and A2 tool steels:
| Característica | Acero para herramientas O1 | Acero para herramientas A2 |
| Clasificación y endurecimiento | Un acero para herramientas endurecible al aceite, específicamente un tipo endurecido al aceite de manganeso. | Un acero para matrices que se endurece al aire. |
| Tratamiento térmico | Endurecido mediante calentamiento a una temperatura de austenización de 802-816 °C (1475-1500 °F) y luego enfriamiento en aceite. | Se templa mediante enfriamiento al aire a temperaturas cercanas a los 955 °C (1750 °F). Se puede calentar en un horno precalentado, lo cual es más rápido que el acero para herramientas O1. |
| Dureza (HRC) | Se endurece fácilmente a 62-63 HRC. El rango de trabajo típico es de 57-62 HRC. | La dureza de trabajo normal es de 58-60 HRC y se puede templar a 59-61 HRC. |
| Dureza | Tiene una tenacidad ligeramente superior a la de otros aceros endurecidos en aceite y puede ofrecer una excelente combinación de alta dureza y tenacidad. | Posee mayor tenacidad que los aceros para matrices endurecidos en aceite y ofrece una buena tenacidad en general. |
| Resistencia al desgaste | Buena resistencia al desgaste | Muy buena resistencia al desgaste en comparación con O1. |
| Maquinabilidad | Excelente maquinabilidad | Particularmente pobre. |
| Estabilidad dimensional | Está sujeto a grietas y distorsiones durante el enfriamiento con aceite. | Mínimo movimiento durante el endurecimiento y baja distorsión. Ofrece seguridad y estabilidad dimensional. |
| Aplicaciones | Matrices para troquelar, acuñar y conformar, así como punzones, hojas de corte y cuchillos para trabajar la madera. | Matrices de doblado, troquelado y punzones. Es una excelente opción para herramientas donde el O1 podría presentar problemas de templabilidad y para diseños propensos a agrietarse. |
En resumen, el acero O1 ofrece buena maquinabilidad y un excelente equilibrio entre dureza y tenacidad a bajo costo, pero es más propenso a la distorsión y al agrietamiento durante el temple en aceite. El acero A2, aunque menos maquinable, proporciona una estabilidad dimensional y una resistencia al desgaste superiores gracias a sus características de temple al aire, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren mayor precisión y una mayor vida útil de la herramienta, incluso a un costo ligeramente superior.
7. Formas y dimensiones de suministro
El acero para herramientas A2 que suministramos está disponible en tres formas: barra plana, bloque y barra redonda.
Las dimensiones de la barra plana varían de: ancho 20–600 mm × espesor 20–400 mm × largo 1000–5500 mm. Las dimensiones de la barra redonda varían de diámetro 20–400 mm × largo 1000–5500 mm. Las dimensiones del bloque se obtienen cortando la barra plana.
Para tamaños más pequeños, como barras redondas con un diámetro inferior a 70 mm, utilizamos el proceso de laminado en caliente. Para tamaños superiores a 70 mm, ofrecemos productos forjados.
Pruebas UT: septiembre de 1921-84 D/d, E/e.
Tratamiento superficial: torneado, fresado, negro, pelado.
Estado del inventario: No mantenemos existencias de acero A2. Organizamos la producción según los pedidos de los clientes.
Tiempo de entrega: Los materiales para horno de arco eléctrico (EAF) son de 30 a 45 días.
- Totten, G. E., Xie, L., & Funatani, K. (Eds.). (2004). Manual de diseño de aleaciones mecánicas (p. 169). CRC Press. ↩︎
- Bringas, JE (Ed.). (2004). Manual de normas comparativas mundiales del acero (3ª ed.). ASTM Internacional. ↩︎
Preguntas frecuentes
El acero A2 es un acero para herramientas trabajado en frío, de aleación media y refrigerado por aire, conocido por su alta resistencia al desgaste, buena tenacidad y baja deformación por tratamiento térmico. Se utiliza comúnmente en la fabricación de diversos moldes trabajados en frío.
Sí, el acero para herramientas A2 se ha utilizado en cuchillos durante muchos años y se sigue utilizando hoy en día. Es el favorito de los cuchilleros por su buena tenacidad, resistencia al desgaste y retención del filo. Además, ofrece gran facilidad de amolado y pulido para el cuchillero y facilidad de afilado para el usuario final. Puede tratarse térmicamente hasta alcanzar diversos niveles de dureza (p. ej., 64 Rc para una excelente resistencia al desgaste o 60 Rc para una buena tenacidad).
El acero A4 generalmente presenta una resistencia al desgaste ligeramente mejor que el acero A2 y puede templarse a temperaturas de austenización más bajas. Sin embargo, ambos presentan buena tenacidad y baja distorsión por tratamiento térmico.
El acero A2 presenta una resistencia al desgaste intermedia entre O1 y D2. El D2 tiene un mayor contenido de carbono y cromo, lo que proporciona una mayor resistencia al desgaste, pero generalmente una menor tenacidad debido a los carburos de cromo de gran tamaño. El A2 se utiliza típicamente en aplicaciones donde el D2 tiene una tenacidad insuficiente. Además, el A2 es más fácil de mecanizar y rectificar que el D2 y, al igual que este último, es muy resistente a la deformación durante el tratamiento térmico.
El acero para herramientas A2 ofrece una resistencia a las manchas ligeramente superior a la de los aceros al carbono simples, pero no es tan resistente a las manchas como el acero inoxidable. Si bien su alto contenido de cromo (4.75%-5.50%) aporta cierta protección contra la corrosión en zonas con humedad o productos químicos ligeramente corrosivos, no se considera un auténtico acero inoxidable porque una parte significativa de su cromo está ligado a carburos, lo que reduce la cantidad disponible para la resistencia a la corrosión.
In the ISO 3506 standard, “A2” refers to 304 stainless steel. This “A2” is not the A2 tool steel under the AISI standard on this page.
Sí, de hecho se puede endurecer y se le conoce explícitamente como acero para herramientas de endurecimiento al aire.
Sí, el acero A2 puede templarse en aceite. En concreto, para secciones de acero A2 de más de 125 mm (5 pulgadas) de sección cuadrada, se recomienda templarlas en aceite desde la temperatura de austenización hasta 540 °C (1000 °F). Tras este temple en aceite, el material debe templarse al aire hasta 65 °C (150 °F) antes del revenido.
Las características clave del acero para herramientas A2 incluyen buena maquinabilidad, alta resistencia a la compresión, alta estabilidad dimensional tras el temple y revenido, buena templabilidad, excelentes propiedades antideformables, temple profundo y buena resistencia al desgaste. Además, es moderadamente tenaz y rectificable.
Sí, el acero para herramientas A2 es un acero de temple al aire. Esta característica le permite alcanzar su dureza máxima simplemente enfriándolo al aire después de alcanzar las temperaturas de temple, lo que ayuda a minimizar la distorsión y el agrietamiento que pueden producirse con el temple en agua o aceite. Esto facilita el mantenimiento de la forma requerida de las herramientas y componentes después del tratamiento térmico.
El acero para herramientas A2 es tratable térmicamente y suele ofrecer una dureza de entre 57 y 62 HRC. Templado al aire, su promedio es de 63 a 65 HRC, pero el revenido puede ajustarlo, por ejemplo, a 60-62 HRC a 205 °C (400 °F) o a 56-58 HRC a 540 °C (1000 °F).
Sí, el acero para herramientas A2 presenta una buena resistencia al desgaste. Esta resistencia se debe a sus elementos de aleación, como el cromo y el molibdeno, que contribuyen a la formación de carburos estables, lo que mejora su resistencia al desgaste abrasivo.
El acero para herramientas A2 presenta una buena tenacidad. Se compara favorablemente con aceros de mayor resistencia al desgaste, como el acero para herramientas D2. Se utiliza a menudo en aplicaciones donde el acero D2 podría tener una tenacidad insuficiente. Esta propiedad le permite soportar tensiones e impactos sin agrietarse, lo que lo hace adecuado para herramientas que operan con cargas pesadas.
El acero para herramientas A2 tiene una maquinabilidad media. Su maquinabilidad se estima en aproximadamente 65%, la misma que la del acero al carbono para herramientas, que se considera un valor de referencia de 100%. Puede mecanizarse con métodos convencionales, especialmente antes del temple, y la velocidad de mecanizado puede aumentar cuando la aleación está blanda.
El acero para herramientas A2 se trata térmicamente calentándolo lentamente a 788 °C (1450 °F) y luego aumentando la temperatura a 954 °C (1750 °F). Se mantiene a esta temperatura de austenización de 30 a 45 minutos para lograr una disolución completa del carburo en la matriz. Tras el remojo, se retira del horno y se enfría al aire a temperatura ambiente para su endurecimiento. A continuación, suele realizarse un proceso de revenido.
Los aceros para herramientas A2 se revenen a temperaturas que oscilan entre 177 °C (350 °F) para la dureza Rockwell C 62 y 538 °C (1000 °F) para la dureza Rockwell C 56. El revenido implica un calentamiento uniforme y completo hasta la temperatura deseada y un mantenimiento de aproximadamente 25 minutos por cm de espesor, o un mínimo de 2 horas por pulgada de la sección transversal más excelente. Se recomienda un doble revenido tras un enfriamiento intermedio a temperatura ambiente para mejorar la tenacidad y aliviar las tensiones residuales.
Sí, los aceros para herramientas A2 pueden recocerse. Se recocen a 857 °C (1575 °F) y luego se enfrían lentamente en el horno a una velocidad de 4 °C (40 °F) por hora o menos. Los aceros para herramientas A2 suelen trabajarse en frío en estado recocido. Siempre deben recocerse después del forjado.
Sí, los aceros para herramientas A2 se pueden nitrurar. La nitruración en amoníaco gaseoso a 525 °C (975 °F) durante 20 a 60 horas puede dar a la superficie una dureza de aproximadamente 1000 HV1 y una profundidad de capa de 0,2 a 0,4 mm. La nitruración proporciona una capa superficial dura y difusa, resistente al desgaste, la erosión y la corrosión. La nitrocarburación también es una opción.
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