Dureza del acero O1: Rango HRC recocido, templado y revenido
El acero para herramientas O1 se suministra generalmente recocido, con una dureza que normalmente no supera los 217 HBW. Tras el temple en aceite, el O1 puede alcanzar entre 64 y 65 HRC en estado templado. Para su uso práctico, el acero O1 se endurece y revenido. Su dureza típica es de entre 58 y 60 HRC, con un rango práctico más amplio de entre 56 y 62 HRC.
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Datos rápidos sobre la dureza del acero O1
| Condición | Dureza típica | Significado práctico |
|---|---|---|
| Condición recocida | ≤ 217 HBW | Estado de suministro para el mecanizado antes del endurecimiento. |
| Tal como se obtiene tras el temple en aceite. | aproximadamente 64–65 HRC | Dureza máxima antes del revenido, no apto para uso directo. |
| Dureza de trabajo común después del templado | 58–60 HRC | Gama estándar para muchas herramientas de trabajo en frío O1 |
| Gama práctica y resistente | 56–62 HRC | Seleccionado según el desgaste, los impactos, el tamaño de la sección y el diseño de la herramienta. |
| Gama de herramientas de mayor dureza | 60–62 HRC | Se utiliza donde la retención del filo y la resistencia al desgaste son más importantes. |
| Gama de herramientas de menor dureza | 56-58 HRC | Se utiliza donde la tenacidad y la resistencia al agrietamiento son más importantes. |
Dureza del acero O1 según la aplicación
| Aplicación | Dureza recomendada | Razón de ingeniería |
|---|---|---|
| Matrices y punzones de corte | 58–60 HRC | Buena retención del filo con menor riesgo de astillamiento. |
| Punzones de recorte | 58–60 HRC | Rendimiento de corte estable en uso general de trabajos en frío. |
| Contragolpes y eyectores | 60–62 HRC | Mayor dureza para la presión superficial y el desgaste. |
| Matrices de doblado | 58–60 HRC | Dureza equilibrada para la presión de conformado y la tenacidad. |
| Troqueles de dibujo | 58–62 HRC | Seleccionado según el desgaste por deslizamiento y el soporte de la herramienta. |
| Punzones de extrusión en frío hacia adelante | 60–62 HRC | Mayor dureza para carga de compresión y resistencia al desgaste. |
| Mandriles y vástagos de punzón | 56-58 HRC | Una menor dureza mejora la tenacidad bajo carga. |
| Cuchillas de corte para mecanizado en frío | 60–64 HRC | Una mayor dureza mejora la retención del filo cuando se controla el impacto. |
| Troqueles de repujado | 58–61 HRC | Equilibra la definición de la superficie, la resistencia al desgaste y la resistencia a las grietas. |
| Troqueles de acuñación | 58–60 HRC | Equilibrio práctico entre dureza y resistencia a la fractura |
| Panecillos fríos pequeños | 60–62 HRC | Adecuado para aplicaciones donde la sección se puede endurecer eficazmente en aceite. |
| Calibradores de precisión y herramientas de medición | 58–62 HRC | Alta dureza con buen control dimensional |
| Componentes deslizantes, casquillos, levas | 50–58 HRC | Depende de los requisitos de carga, desgaste y resistencia. |
| Placas de presión que requieren una resistencia de aproximadamente 1700 MPa. | 58–61 HRC | Alta resistencia y resistencia superficial |
| Placas de presión que requieren una resistencia de aproximadamente 1400 MPa. | 50–54 HRC | Menor dureza para una mejor absorción de la carga. |
| Placas de presión que requieren una resistencia de aproximadamente 1100 MPa. | 40–44 HRC | Se utiliza cuando la tenacidad es más importante que la dureza de corte. |
Para aplicaciones de trabajo en frío con incertidumbre, una dureza de 58 a 60 HRC suele ser el punto de partida más práctico. Se debe tener precaución con durezas superiores a 62 HRC, ya que el acero O1 se vuelve más propenso a astillarse y agrietarse.
Tabla de dureza de revenido del acero O1
Tras el temple en aceite, el acero O1 debe someterse a un revenido para reducir las tensiones internas y ajustar la dureza final. El acero O1 no presenta el mismo comportamiento de endurecimiento secundario que el acero D2. A medida que aumenta la temperatura de revenido, el acero O1 generalmente se ablanda.
| Temperatura de revenido | Dureza aproximada |
|---|---|
| Como se apagó | 64–65 HRC |
| 300 °F / 150 °C | aproximadamente 63 HRC |
| 350 °F / 177 °C | 62–63 HRC |
| 400 °F / 204 °C | aproximadamente 62 HRC |
| 500 °F / 260 °C | aproximadamente 60 HRC |
| 600 °F / 316 °C | aproximadamente 57 HRC |
| 700 °F / 371 °C | aproximadamente 53 HRC |
| 800 °F / 427 °C | aproximadamente 50 HRC |
| 900 °F / 482 °C | aproximadamente 47 HRC |
Para la mayoría de las herramientas O1, el rango de revenido común es de aproximadamente 150–260 °C (300–500 °F). Este rango mantiene el O1 en una condición útil de alta dureza para herramientas de trabajo en frío. Las temperaturas de revenido más altas mejoran la tenacidad, pero reducen la dureza y la resistencia al desgaste. Para obtener información detallada, consulte Cómo realizar el tratamiento térmico del acero para herramientas O1.
Dureza del acero O1 recocido y comportamiento de mecanizado
El acero O1 se suministra normalmente en estado recocido, con una dureza que generalmente no supera los 217 HBW. Este estado se utiliza para la preparación de mecanizado, taladrado, fresado, torneado y rectificado antes del endurecimiento.
En comparación con el D2, el O1 es más fácil de mecanizar debido a su menor fracción volumétrica de carburo de aleación. Esta es una de las razones por las que el O1 se utiliza ampliamente en herramientas de uso general, calibres, dispositivos de fijación, punzones y matrices pequeñas.
El mecanizado principal debe completarse antes del endurecimiento. Una vez endurecido el acero O1, el mecanizado convencional se dificulta y el acabado suele limitarse al rectificado, pulido, electroerosión u otras operaciones posteriores al endurecimiento.
Riesgos de fallo relacionados con la dureza del acero O1
El fallo del tipo O1 suele estar relacionado con una dureza excesiva, un control deficiente del tratamiento térmico, concentraciones de tensión o daños en la superficie tras el endurecimiento.
| Riesgo de fallo | Causa común | Resultado práctico |
|---|---|---|
| Desconchado de bordes | Dureza excesiva, carga de impacto, soporte deficiente | El filo se rompe antes del desgaste normal. |
| Apaga el agrietamiento | Esquinas afiladas, espesor de sección irregular, templado retardado. | La herramienta se agrieta antes o poco después de su uso. |
| Fractura frágil | Alta dureza combinada con impacto o esfuerzo de flexión | Fallo repentino de la herramienta |
| Cambio dimensional | Estructura inestable o control deficiente del tratamiento térmico. | El tamaño de la herramienta cambia después del endurecimiento o durante el uso. |
| Grietas de molienda | Sobrecalentamiento durante el rectificado en O1 endurecido | Las microfisuras crecen bajo carga de trabajo |
| Puntos blandos | Endurecimiento desigual o calor de revenido excesivo | Desgaste o deformación localizada |
Para reducir estos riesgos, las herramientas O1 deben tener transiciones suaves, radios adecuados, un tratamiento térmico controlado, un revenido inmediato después del temple y un rectificado cuidadoso después del endurecimiento.
Comparación de dureza O1 vs A2 vs D2
Los aceros O1, A2 y D2 pueden funcionar en rangos de dureza HRC similares, pero su rendimiento no es el mismo. La dureza por sí sola no explica la vida útil de la herramienta. Sus diferencias radican en la templabilidad, el volumen de carburo, la resistencia al desgaste, la tenacidad y la maquinabilidad.
| Grado de acero | Dureza de trabajo común | Tipo de endurecimiento | Resistencia al desgaste | Dureza | Maquinabilidad |
|---|---|---|---|---|---|
| O1 | 58–60 HRC | Endurecimiento con aceite | Bien | Bueno para uso general en trabajos en frío. | Bien |
| A2 | 57–60 HRC | Endurecimiento al aire | Superior a O1 | Mejor equilibrio que D2 | Moderado |
| D2 | 58–60 HRC | Endurecimiento al aire | Muy alto | Más bajo | Pobre |
El acero O1 se suele elegir cuando la maquinabilidad, el tratamiento térmico sencillo y el rendimiento en trabajos en frío de uso general son importantes. Es adecuado para herramientas pequeñas y medianas donde el temple en aceite proporciona la dureza suficiente.
El acero A2 es mejor cuando se requiere estabilidad dimensional, mayor templabilidad y mejor resistencia al astillamiento. El acero D2 es mejor cuando la resistencia al desgaste abrasivo es el requisito principal, pero es más difícil de mecanizar y menos tolerante a los impactos.
La selección no debe basarse únicamente en la dureza Rockwell (HRC). Los materiales O1, A2 y D2 pueden utilizarse con una dureza Rockwell de entre 58 y 60 HRC, pero su rendimiento variará en condiciones de desgaste, impacto, deslizamiento y agrietamiento.
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Preguntas frecuentes
El acero O1 recocido se suele suministrar a un precio no superior a unos 217 HBW. Este es el estado blando que se utiliza para el mecanizado antes del endurecimiento.
Después de un enfriamiento adecuado en aceite, el acero O1 puede alcanzar aproximadamente 64–65 HRC en estado templado. Sin embargo, debe templarse antes de utilizarlo con herramientas.
La dureza típica del acero para herramientas O1 es aproximadamente 58–60 HRC después del endurecimiento y el revenido. El rango práctico más amplio es aproximadamente 56–62 HRC.
No siempre. Un HRC de 60–62 Puede ser adecuado para herramientas que requieren una mejor retención del filo y resistencia al desgaste. Para herramientas expuestas a impactos, con soporte deficiente o riesgo de agrietamiento, una dureza ligeramente inferior puede ser más segura.
El acero O1 pierde dureza durante el revenido debido a que la martensita dura formada durante el temple se convierte en martensita revenida. A medida que aumenta la temperatura de revenido, la dureza disminuye y la tenacidad mejora.
El acero O1 tiene buena resistencia al desgaste para herramientas de trabajo en frío en general, pero el acero D2 tiene una resistencia al desgaste abrasivo mucho mayor debido a su alto contenido de carbono y carburo de cromo.