Austenita retenida en el acero para herramientas M2 y cómo reducirla
Qué austenita conserva el acero rápido M2 después del temple, y qué deja cada uno de los revenidos simple, doble, triple y cuádruple de 2 horas a 965 °F (518 °C), según un manual de taller de matrices y herramientas. Un resumen de referencia de la práctica publicada y no una especificación de Aobo Steel.
Por qué la austenita retenida causa problemas en una herramienta
Hardening does not finish the job. The quench turns most of the austenite into martensite and the rest stays as austenite, because the cooling stopped the transformation before it was complete. How much is left depends on the austenitising temperature, the alloy content and the cooling rate, and M2 is heavily alloyed, so it starts high. The figure in the table below is 24 percent after the quench.
La austenita remanente es más blanda que la martensita que la rodea. Una superficie que aún la contiene se deforma plásticamente bajo la presión de pulido, lo que aparece primero como piel de naranja y luego como picaduras, y se desprende más fácilmente que una superficie totalmente martensítica. El segundo problema es el momento. La austenita que queda en la pieza puede transformarse después, bajo el calor del rectificado o en servicio, y como esa transformación dilata el acero, un troquel acabado a medida puede moverse después de salir de la rectificadora.
Cómo cambia cada revenido la cifra
Austenita retenida que queda después de cada paso de revenido
| Condición después del temple | Austenita retenida, % |
|---|---|
| Recién templado | 24.0 |
| Revenido simple de 2 horas | 16.1 |
| Doble revenido, 2 + 2 horas | 4.7 |
| Triple revenido, 2 + 2 + 2 horas | 2.7 |
| Cuádruple revenido, 2 + 2 + 2 + 2 horas | 1.7 |
Fuente, Tabla 4-7, efecto del revenido del acero rápido M2 sobre la retención de austenita, página impresa 64 de Tool and Die Making Troubleshooter (Richard M. Leed), página 81 del PDF de la copia consultada. El libro acredita a Teledyne Vasco, 1968.
Cada revenido en la tabla se realizó a 965 °F (518 °C) durante dos horas, y la austenita se midió después de cada paso. Las cifras provienen de un ensayo de un fabricante sobre M2, por lo que muestran lo que hace el revenido repetido y no lo que hará una colada determinada; la cifra inicial después del temple depende de la temperatura de austenización y del tiempo de permanencia que usó el taller.
Qué significan los números para un tratamiento térmico
El primer revenido a 965 °F (518 °C) elimina un tercio de lo que dejó el temple. Un segundo revenido de dos horas lleva la cifra por debajo del cinco por ciento, por lo que el doble revenido es práctica estándar en los grados de temple al aire y de acero rápido, y no una cuestión de preferencia. El tercer y cuarto revenido siguen actuando, pero cada uno devuelve menos que el anterior, y para el cuarto la cifra está por debajo del dos por ciento.
De eso se derivan dos cosas. Un revenido simple es insuficiente en M2 incluso cuando la dureza medida ya parece correcta, porque la dureza proviene de la martensita y no dice nada sobre la austenita que aún permanece en la pieza. La temperatura de revenido también importa tanto como el número de ciclos. Esta tabla mantiene la temperatura a 965 °F (518 °C), que se sitúa en el rango de endurecimiento secundario del M2, y realizar el mismo número de revenidos a menor temperatura deja más austenita retenida.
La otra vía, el tratamiento subcero
El enfriamiento por debajo de la temperatura ambiente continúa la transformación que interrumpió el temple, por lo que un paso subcero realizado después del temple y antes del revenido reduce la cifra sobre la que luego actúan los revenidos. Se usa donde la sección es gruesa, donde las dimensiones deben mantenerse a través del rectificado, o donde el grado está tan fuertemente aleado que un doble revenido por sí solo no reduce la austenita. Es común en los grados de alto carbono y alto cromo y en los de acero rápido, y en todos los casos va seguido de revenido. El tratamiento en sí y las temperaturas utilizadas están en nuestra página sobre Tratamiento criogénico del acero para herramientas.
A qué grados afecta esto
La tabla es para acero rápido M2, el grado de acero rápido al molibdeno de uso general. El mismo comportamiento rige la práctica de revenido en los grados de trabajo en frío de alta aleación, acero para herramientas D2 y los demás grados de temple al aire, y en grados de trabajo en caliente como acero para herramientas H13, donde el doble revenido es estándar. Donde se sitúan la temperatura de austenización, el tiempo de permanencia y el rango de revenido para un grado determinado, el guía de tratamiento térmico del acero para herramientas contiene los ciclos, y el gráfico del M2 está en nuestra página de tratamiento térmico del M2.
Recopilado de Tool and Die Making Troubleshooter (Richard M. Leed), Tabla 4-7 en la página impresa 64 y la discusión sobre transformación, tensión y austenita retenida en las páginas impresas 63 a 66. Las mediciones se reproducen de la tabla publicada y son un resumen de referencia y no una especificación de Aobo Steel, por lo que deben tratarse como una indicación de lo que logran los revenidos múltiples en M2 y no como una instrucción de tratamiento térmico para una pieza determinada.