Tabla de dureza y guía de tratamiento térmico HRC para acero para herramientas A2
Acero para herramientas A2 Por lo general, tiene una dureza de 57-62 HRC después de Temple y revenido, which is the standard working hardness range for punches, dies, gauges, forming tools, and other cold-work tooling applications. In the annealed condition, A2 is typically supplied at about 200-250 HB for machining before heat treatment. After quenching, A2 can reach about 63.5-65 HRC, and sub-zero or cryogenic treatment may slightly increase as-quenched hardness to about 65-66 HRC.
La dureza final seleccionada para el acero A2 depende del equilibrio entre la resistencia al desgaste y la tenacidad. Una mayor dureza mejora la retención del filo y la resistencia a la abrasión, mientras que una menor dureza reduce el riesgo de astillamiento y agrietamiento por impacto o carga lateral.
¿Cuál es la dureza del acero para herramientas A2?
La dureza del acero para herramientas A2 depende de si el acero se somete a recocido, temple, tratamiento criogénico o revenido para su uso final.
| Acero para herramientas A2 | Dureza típica | Significado |
|---|---|---|
| estado recocido | 200-250 HB | Lo suficientemente blando para el mecanizado |
| Condición de recocido adecuado | Normalmente hasta unos 235 HB | Condición de mecanizado controlada |
| Estado de temple | 63,5-65 HRC | Muy duro pero demasiado quebradizo para el uso normal. |
| Templado con tratamiento criogénico o a temperaturas bajo cero | 65-66 HRC | Mayor dureza debido a la transformación de austenita retenida |
| Condiciones de funcionamiento templadas | 57-62 HRC | Rango de dureza práctica normal |
| Prioridad a la resistencia al desgaste | 60-62 HRC | Se utiliza para punzones, matrices, calibres y herramientas de desgaste. |
| Prioridad a la resistencia | 56-58 HRC | Se utiliza cuando existe preocupación por el astillado, los golpes o las grietas. |
Para los compradores y fabricantes de herramientas, la dureza más útil del acero A2 es la dureza final de trabajo después del templado.
Dureza del acero para herramientas A2 según su estado
1. Condición recocida
El acero para herramientas A2 se suministra generalmente recocido antes del mecanizado y tratamiento térmico final. La dureza típica del acero recocido es de aproximadamente 200-250 HB. Muchas especificaciones controlan el A2 recocido en torno a 201-229 HB, con límites superiores a veces de alrededor de 235 HB o 248 HBW, dependiendo de la norma y las condiciones de suministro.
2. Estado de temple
Después de la austenización y el temple, el A2 alcanza alta dureza. La dureza después del temple depende principalmente de la temperatura de austenización.
| temperatura de austenización | Dureza típica tras el temple |
|---|---|
| 1700 °F / 925 °C | Aproximadamente 63,5 HRC |
| 1750 °F / 955 °C | Aproximadamente 64,5 HRC |
| 1775-1800 °F / 970-980 °C | Aproximadamente 64-65 HRC |
| Tratamiento a temperaturas bajo cero o criogénicas después del enfriamiento. | Aproximadamente 65-66 HRC |
El temple convencional puede dejar alrededor del 16-18% austenita retenida en A2. El tratamiento subcero o criogénico puede transformar parte de esta austenita retenida en martensita, aumentando ligeramente la dureza.
Sin embargo, el acero A2 templado está sometido a altas tensiones y es quebradizo. Debe ser revenido antes de su uso.
3. Condiciones de funcionamiento templadas
Tras el revenido, el acero A2 se utiliza habitualmente con una dureza de entre 57 y 62 HRC. Este es el rango principal de dureza de trabajo para herramientas industriales.
Para matrices de troquelado, punzones, calibradores, herramientas de conformado, y resistentes al desgaste herramental para trabajo en frío, Es común una dureza de 58-62 HRC. Si la herramienta está expuesta a impactos, cargas laterales o astillamiento del filo, la dureza suele reducirse a 56-58 HRC para mejorar la tenacidad.
Tabla de templado del acero para herramientas A2: HRC por temperatura
El acero A2 debe templarse poco después del enfriamiento, generalmente una vez que la pieza se haya enfriado a unos 50-66 °C (120-150 °F). El templado reduce las tensiones residuales, mejora la tenacidad y determina la dureza final. El doble templado se utiliza comúnmente cuando la estabilidad dimensional es importante.
| Condición o temperatura de templado | Dureza típica |
|---|---|
| En estado templado | 63,5-65 HRC |
| Templado con tratamiento criogénico o a temperaturas bajo cero | Hasta aproximadamente 65-66 HRC |
| 345-350 °F / 175 °C | Aproximadamente 59,7-63 HRC |
| 400 °F / 204 °C | Aproximadamente 59,5-60 HRC |
| 400 °F / 204 °C después del tratamiento criogénico | Aproximadamente 61-62 HRC |
| 600 °F / 315 °C | Aproximadamente 55,5 HRC |
| 900 °F / 480 °C | Aproximadamente 51 HRC |
| 950-1000 °F / 510-540 °C | Aproximadamente 54-57 HRC |
| 1100 °F / 595 °C | Aproximadamente 46-47 HRC |
A2 normalmente pierde dureza a medida que... temperatura de revenido aumenta. Una excepción es el rango de endurecimiento secundario alrededor de 950-1000F / 510-540C, donde los carburos de aleación finos pueden elevar nuevamente la dureza a aproximadamente 54-57 HRC.
Para la mayoría de las herramientas de trabajo en frío que requieren alta resistencia al desgaste, las temperaturas de revenido más bajas mantienen el A2 a 58-62 HRC. Para las herramientas que requieren mayor tenacidad o estabilidad, puede seleccionar temperaturas de revenido más altas, pero la dureza final suele ser menor.
Cómo el tratamiento térmico controla la dureza del acero para herramientas A2
La dureza del A2 depende principalmente de la temperatura de austenización, la velocidad de temple, la austenita retenida, el tamaño de sección y la temperatura de revenido.
| Factor | Efecto sobre la dureza A2 |
|---|---|
| temperatura de austenización | Controla el potencial de endurecimiento |
| Velocidad de enfriamiento | Controla la formación de martensita |
| Tamaño de sección | Afecta la dureza del núcleo. |
| austenita retenida | Un exceso de austenita retenida reduce la dureza y la estabilidad. |
| Tratamiento a temperaturas bajo cero o criogénico | Puede aumentar ligeramente la dureza. |
| Temperatura de revenido | Determina el HRC final de trabajo |
| doble revenido | Mejora la estabilidad después de la transformación de austenita retenida. |
Si la temperatura de austenización es demasiado baja, es posible que el acero A2 no alcance su máxima dureza. Si la temperatura es demasiado alta, el exceso de austenita retenida puede reducir la dureza y la estabilidad dimensional.
A2 es un acero para herramientas de endurecimiento al aire. Debido a que contiene suficiente cromo y molibdeno para endurecerse en profundidad, puede alcanzar alta dureza con menor riesgo de distorsión que los grados de temple en aceite como el O1.
El tamaño de la sección transversal sigue siendo importante. El acero A2 generalmente se endurece eficazmente en secciones transversales sólidas de hasta aproximadamente 114 mm (4,5 pulgadas). Por encima de los 127 mm (5 pulgadas), el núcleo puede enfriarse demasiado lentamente y no alcanzar la misma dureza que la superficie.
Para conocer en detalle las temperaturas de austenización, los ciclos de revenido, los métodos de temple y las consideraciones sobre la estabilidad dimensional, consulte nuestra documentación completa. Guía de tratamiento térmico del acero para herramientas A2.
Dureza recomendada del acero para herramientas A2 para diferentes aplicaciones
La dureza correcta del A2 depende de si la herramienta necesita más resistencia al desgaste o más tenacidad.
| Aplicación | Dureza recomendada | Razón |
|---|---|---|
| Troqueles y punzones de troquelado, series largas | 58-62 HRC | Mayor resistencia al desgaste y retención del filo. |
| Troqueles y punzones de troquelado, series cortas | 58-60 HRC | Resistencia al desgaste y tenacidad equilibradas. |
| Punzones para perforar y recortar | 58-60 HRC | Reduce el riesgo de rotura bajo carga lateral. |
| Matrices de doblado | 58-60 HRC | Resistencia al desgaste y tenacidad equilibradas. |
| matrices de embutición | 58-62 HRC | Resiste el desgaste por rayado y deslizamiento. |
| Rodillos de conformado y sellado | 58-62 HRC | Mantiene la resistencia al desgaste y la precisión. |
| Troqueles de forjado en frío | 56-60 HRC | Mayor resistencia ante impactos repetidos |
| Mandriles de hilado | 50-58 HRC | Mayor ductilidad bajo alta presión |
| Matrices de acuñado | 58-60 HRC | Resiste esfuerzos de compresión |
| Troqueles y punzones para repujado | 58-61 HRC | Mantiene el detalle y la resistencia al desgaste de la superficie. |
| Troqueles y punzones de extrusión en frío | 56-62 HRC | Depende de la carga y del diseño de la herramienta. |
| Bases de matrices, yunques y vástagos de punzones | 56-58 HRC | Mejor absorción de impactos |
| Cuchillas de cizalla en frío | 58-63 HRC | Filo de corte duradero |
| Plumas y alfileres de nocaut | 59-63 HRC | Resiste el desgaste y la deformación de la punta. |
| rodillos de laminación en frío | 58-62 HRC | Resistencia al desgaste uniforme |
| Calibradores, escuadras, reglas y plantillas | 58-62 HRC | Resistencia al desgaste y estabilidad dimensional |
Si una herramienta de A2 se astilla repetidamente en servicio de impacto severo, reducir la dureza puede ayudar, pero solo hasta cierto punto. En aplicaciones de impacto severo, un grado más tenaz como S7 Puede ser una mejor opción que ablandar demasiado el A2.
Dureza del acero para herramientas A2 frente a D2 y O1
A2, D2, and O1 can achieve similar HRC values, but they don’t perform the same at the same hardness.
| Grado | Tipo de enfriamiento | Dureza de trabajo típica | Principal ventaja | Limitación principal |
|---|---|---|---|---|
| O1 | temple en aceite | 58-60 HRC | Buena resistencia y sencillo tratamiento térmico. | Menor resistencia al desgaste y mayor riesgo de distorsión. |
| A2 | Endurecimiento al aire | 58-62 HRC | Resistencia al desgaste, tenacidad y estabilidad dimensional equilibradas. | No es tan resistente al desgaste como el D2. |
| D2 | Endurecimiento al aire | 58-62 HRC | Alta resistencia al desgaste | Menor dureza y mayor riesgo de astillamiento |
D2 tiene mayor contenido de carbono y cromo, por lo que forma carburos más duros. Esto le da a D2 mejor resistencia al desgaste pero menor tenacidad. O1 tiene menos carburos de aleación, por lo que tiene menor resistencia al desgaste pero puede ofrecer buena tenacidad en aplicaciones adecuadas.
A2 sits between them. It is tougher than D2 and more dimensionally stable than O1. This is why A2 is often selected when D2 is too brittle, and O1 isn’t stable or wear-resistant enough.
Si está comparando resistencia al desgaste, tenacidad y estabilidad dimensional en aplicaciones reales de herramientas, lea nuestras guías detalladas sobre A2 vs D2 acero para herramientas y A2 vs O1 acero para herramientas.
Problemas comunes cuando el acero para herramientas A2 no alcanza la dureza requerida
Cuando A2 no alcanza la dureza esperada, el problema suele estar relacionado con el control del tratamiento térmico, el tamaño de sección o la condición superficial.
| Problema | Causa probable | Resultado |
|---|---|---|
| Baja dureza en estado templado | Temperatura de austenización demasiado baja | Respuesta de endurecimiento insuficiente |
| Baja dureza después de la austenización a alta temperatura. | Austenita retenida excesiva | Abajos de austenita retenida blanda dureza medida |
| Superficie blanda pero núcleo duro | descarburización | La pérdida de carbono superficial impide la dureza total de la superficie. |
| Núcleo blando en sección grande | La velocidad de enfriamiento es demasiado lenta. | Es posible que el núcleo no se transforme completamente en martensita. |
| Dureza final demasiado baja | Temperatura de templado demasiado alta | La martensita está demasiado blanda. |
| Puntos blandos locales después del rectificado | quemaduras por molienda o sobretemperado | La dureza de la superficie se vuelve irregular. |
Un error común es suponer que una temperatura de austenización más alta siempre implica una mayor dureza. En el acero A2, el sobrecalentamiento puede aumentar la austenita retenida y reducir la dureza final.
descarburación superficial es otra causa común. Si A2 se calienta sin la protección adecuada, la superficie puede perder carbono. El núcleo puede alcanzar la dureza correcta, pero la superficie permanece blanda.
Las secciones de gran tamaño también pueden causar problemas de dureza. El acero A2 tiene buena capacidad de endurecimiento profundo, pero las secciones muy grandes pueden enfriarse demasiado lentamente en el centro. Por encima de aproximadamente 127 mm (5 pulgadas), la dureza del núcleo puede ser inferior a la dureza de la superficie con enfriamiento en aire estático.
El revenido inadecuado también puede reducir la dureza. Si la temperatura de revenido es demasiado alta para la dureza objetivo, el HRC final será menor. Si el rectificado después del tratamiento térmico genera calor excesivo, puede crear zonas blandas locales o dureza superficial desigual.
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Los valores de dureza son cifras típicas publicadas para A2 / 1.2363 / SKD12. Los resultados reales dependen del horno, la geometría de la carga y el temple, por lo que confirme el rango objetivo con su propia práctica de tratamiento térmico.