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 del endurecimiento y revenido, que es el rango de dureza de trabajo estándar para punzones, matrices, calibres, herramientas de conformado y otras aplicaciones de herramientas para trabajo en frío. En estado recocido, el acero A2 se suministra normalmente con una dureza de aproximadamente 200-250 HB para mecanizado antes del tratamiento térmico. Después del temple, el acero A2 puede alcanzar aproximadamente 63,5-65 HRC, y con un tratamiento bajo cero o criogénico, la dureza en estado de temple puede aumentar ligeramente hasta aproximadamente 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.
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¿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 |
|---|---|---|
| Condición recocida | 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 horas de resistencia | 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 suele suministrar recocido antes del mecanizado y el tratamiento térmico final. La dureza típica tras el recocido es de aproximadamente 200-250 HB. Muchas especificaciones establecen que la dureza del A2 recocido debe estar entre 201 y 229 HB, con límites superiores que a veces alcanzan los 235 HB o 248 HBW, según la norma y las condiciones de suministro.
2. Estado de temple
Tras el proceso de austenización y temple, el acero A2 alcanza una elevada dureza. La dureza exacta tras el temple depende principalmente de la temperatura de endurecimiento.
| Temperatura de austenitización | 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 entre un 16 % y un 18 % de austenita retenida en la aleación A2. El tratamiento a temperaturas bajo cero o criogénico puede transformar parte de esta austenita retenida en martensita, aumentando así 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, calibres, herramientas de conformado y herramientas de trabajo en frío resistentes al desgaste, es común una dureza de 58-62 HRC. Si la herramienta está expuesta a impactos, cargas laterales o astillamiento de bordes, 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 |
Normalmente, la aleación A2 pierde dureza a medida que aumenta la temperatura de revenido. Una excepción es el rango de endurecimiento secundario, entre 950 y 1000 °F / 510 y 540 °C, donde los carburos de aleación finos pueden aumentar la dureza nuevamente hasta aproximadamente 54-57 HRC.
Para la mayoría de las herramientas de trabajo en frío que requieren alta resistencia al desgaste, se utilizan temperaturas de revenido más bajas para mantener la dureza A2 entre 58 y 62 HRC. Para herramientas que requieren mayor tenacidad o estabilidad, se pueden 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 A2 está controlada principalmente por la temperatura de austenización, la velocidad de enfriamiento, la austenita retenida, el tamaño de la 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 la 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 templado | 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 profundamente, puede alcanzar una alta dureza con un menor riesgo de deformación que los grados de endurecimiento al aceite, como 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 A2 correcta depende de si la herramienta requiere mayor resistencia al desgaste o mayor 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 horas de duración | Resistencia al desgaste y tenacidad equilibradas |
| Punzones para perforar y recortar | 58-60 horas de duración | Reduce el riesgo de rotura bajo carga lateral. |
| Matrices de doblado | 58-60 horas de duración | Resistencia al desgaste y tenacidad equilibradas |
| Troqueles de dibujo | 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 |
| Troqueles de acuñación | 58-60 horas de duración | 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 corte 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 A2 se astilla repetidamente bajo un servicio de impacto severo, reducir la dureza puede ayudar, pero solo hasta cierto punto. En aplicaciones de choque fuerte, un grado más resistente 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, y O1 pueden alcanzar valores HRC similares, pero no se comportan igual al mismo nivel de dureza.
| Grado | Tipo de enfriamiento | Dureza de trabajo típica | Fortaleza principal | Limitación principal |
|---|---|---|---|---|
| O1 | Endurecimiento con aceite | 58-60 horas de duración | 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 | Gran resistencia al desgaste | Menor dureza y mayor riesgo de astillamiento |
El D2 tiene un mayor contenido de carbono y cromo, por lo que forma carburos más duros. Esto le confiere al D2 una mayor resistencia al desgaste, pero menor tenacidad. El O1 tiene menos carburos de aleación, por lo que presenta menor resistencia al desgaste, pero puede ofrecer buena tenacidad en aplicaciones adecuadas.
El A2 se sitúa entre ambos. Es más resistente que el D2 y más estable dimensionalmente que el O1. Por ello, el A2 se suele elegir cuando el D2 es demasiado frágil y el O1 no es lo suficientemente estable ni resistente al desgaste.
Si está comparando la resistencia al desgaste, la tenacidad y la estabilidad dimensional en aplicaciones de herramientas reales, también puede leer nuestras guías detalladas sobre Acero para herramientas A2 frente a D2 y Acero para herramientas A2 frente a O1.
Problemas comunes cuando el acero para herramientas A2 no alcanza la dureza requerida
Cuando el material A2 no alcanza la dureza esperada, el problema suele estar relacionado con el control del tratamiento térmico, el tamaño de la sección o el estado de la superficie.
| 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 | La austenita retenida blanda reduce la dureza medida. |
| Superficie blanda pero núcleo duro | Descarburación | 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.
La descarburación superficial es otra causa común. Si el acero 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.
Un revenido inadecuado también puede reducir la dureza. Si la temperatura de revenido es demasiado alta para la dureza deseada, la dureza final (HRC) será menor. Si el rectificado posterior al tratamiento térmico genera un calor excesivo, puede crear zonas blandas localizadas o una dureza superficial irregular.
¿Necesita acero A2 con la dureza de trabajo adecuada?
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