Propiedades mecánicas de los aceros para herramientas A2 y A6 después del revenido
El revenido es el paso que decide lo que realmente puede soportar un troquel de trabajo en frío, porque la dureza con la que un grado sale del temple no es la dureza a la que trabaja. La tabla siguiente presenta la dureza, la resistencia a la tracción y al límite elástico, el alargamiento, la reducción de área y el impacto Charpy sin entalla junto a la temperatura de revenido para dos aceros para herramientas de trabajo en frío de temple al aire, A2 y A6, cada uno sobre una colada a la temperatura de temple indicada bajo la tabla. Cada cifra corresponde exactamente a la condición de temple y revenido impresa junto a ella, por lo que debe leerse como comportamiento medido y no como valor de diseño. Este es un resumen de referencia de la práctica publicada y no una especificación nuestra.
Qué miden las cifras
Ambos aceros de la tabla son grados de trabajo en frío de temple al aire que se templan y luego se revenen una vez, y la única variable entre las columnas es la temperatura de revenido. El A2 se templó desde 945 °C (1730 °F) y se presenta a dos temperaturas de revenido, 540 y 595 °C. El A6 se templó desde 845 °C (1550 °F) y se presenta a tres, 175, 315 y 480 °C. La dureza, la resistencia última y las medidas de ductilidad son el resultado de ese único revenido, por lo que la tabla responde a la pregunta que se hace un taller de troqueles al elegir una temperatura de revenido para un punzón, un inserto de troquel o un filo de corte.
Los dos grados no se ensayan con la misma profundidad. La fuente reporta dureza y resistencia última para el A2 y deja vacías las columnas de límite elástico, alargamiento, reducción de área e impacto, marcadas aquí con tres puntos exactamente como las imprime la fuente. El A6 se presenta completo, con un ensayo con entalla omitido y un valor Charpy sin entalla dado, que es la razón por la que las dos últimas columnas llevan números mayores que los que daría una lectura de impacto con entalla. Nótese también que el A6 se reporta a 175 °C, que está en el extremo inferior de cualquier rango de revenido y corresponde a una pieza que se está aliviando de tensiones en lugar de ablandando.
Dureza, resistencia e impacto después del revenido
Acero para herramientas A2 después del temple desde 945 °C (1730 °F) y un revenido
| Temperatura de revenido, °C | Temperatura de revenido, °F | Dureza, HRC | Resistencia última, MPa | Resistencia última, ksi | Límite elástico, MPa | Límite elástico, ksi | Alargamiento en 50 mm (2 in.), % | Reducción de área, % | Impacto Charpy sin entalla, J | Impacto Charpy sin entalla, ft·lbf |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 540 | 1000 | 54.1 | 1858.2 | 269.5 | … | … | … | … | … | … |
| 595 | 1100 | 46.7 | 1603.8 | 232.6 | 1269 | 184 | 5.0 | 13.9 | … | … |
Fuente, Tool Steels (G. A. Roberts y G. Krauss), Tabla 11-3, Propiedades mecánicas de los aceros para herramientas A2 y A6, página impresa 199. Cifras de A2 de Teledyne VASCO. Los tres puntos los imprime la fuente donde no da cifra para esa propiedad. Este es un resumen de referencia de la práctica publicada y no una especificación de Aobo Steel.
Acero para herramientas A6 después del temple desde 845 °C (1550 °F) y un revenido
| Temperatura de revenido, °C | Temperatura de revenido, °F | Dureza, HRC | Resistencia última, MPa | Resistencia última, ksi | Límite elástico, MPa | Límite elástico, ksi | Alargamiento en 50 mm (2 in.), % | Reducción de área, % | Impacto Charpy sin entalla, J | Impacto Charpy sin entalla, ft·lbf |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 175 | 350 | 59.7 | 2137 | 310 | … | … | 0.5 | 1.0 | 117 | 86 |
| 315 | 600 | 55.5 | 2016.8 | 292.5 | 1822.3 | 264.3 | 1.0 | 2.2 | 163 | 120 |
| 480 | 900 | 51.0 | 1751 | 254 | 1510 | 219 | 2.5 | 7.4 | 170 | 125 |
Fuente, Tool Steels (G. A. Roberts y G. Krauss), Tabla 11-3, página impresa 199. Cifras de A6 de Universal Cyclops Steel Corp. La columna de impacto es Charpy sin entalla, por lo que no es comparable con lecturas con entalla para el mismo acero, y 175 °C es un revenido de alivio de tensiones y no de ablandamiento. Este es un resumen de referencia de la práctica publicada y no una especificación de Aobo Steel.
Lectura conjunta de los dos grados
Tómese primero la columna de dureza. El A2 cae de 54.1 a 46.7 HRC entre sus dos condiciones, una caída de 7.4 puntos por 55 °C más de revenido, y su resistencia última baja con ella de 1858.2 a 1603.8 MPa. Ese único paso es todo el compromiso que hace un taller con el A2 cuando decide entre un filo duro y uno tenaz, y la fuente no da cifra de impacto para valorar el otro lado de ese compromiso.
El A6 muestra el mismo compromiso con el lado del impacto completo. A medida que la temperatura de revenido pasa de 175 a 315 a 480 °C, la dureza cae a 59.7, 55.5, 51.0 HRC, la energía Charpy sin entalla sube a 117, 163, 170 J, y el alargamiento sube de 0.5 a 2.5 por ciento mientras la reducción de área pasa de 1.0 a 7.4 por ciento. La mayor ganancia única de tenacidad por la menor pérdida de dureza está entre 175 y 315 °C, donde 4.2 HRC compran 46 J. Más allá de eso la curva se aplana, y el paso de 315 a 480 °C cuesta otros 4.5 HRC por 7 J, que es el punto en el que un taller normalmente se detiene y acepta la condición más dura.
Las cifras de límite elástico merecen una advertencia. El A6 en la condición de 315 °C se imprime con un límite elástico de 1822.3 MPa frente a una resistencia última de 2016.8 MPa, una relación que deja muy poco margen entre el límite elástico y la fractura, y el mismo grado a 480 °C abre esa brecha a 241 MPa. Un troquel que trabaja en la condición más dura y de menor temperatura tiene por tanto casi ninguna reserva antes de agrietarse, lo que es coherente con el alargamiento y la reducción de área muy bajos impresos junto a ella.
Datos de referencia relacionados
El grado que soporta la mayor parte del tonelaje de trabajo en frío se describe con sus formas, rangos de sección y condiciones de entrega en Acero para herramientas A2, y las propiedades, bandas de dureza y usos del mismo grado están en Propiedades del acero para herramientas A2 y Dureza del acero para herramientas A2. El rango de temple y revenido para todo el grupo de temple al aire está en acero para herramientas de endurecimiento al aire, la dureza que cada grado de acero para herramientas mantiene a una temperatura de revenido dada se representa en Tabla de revenido del acero para herramientas, y los valores de impacto para los grados de acero para herramientas se recopilan en tenacidad al impacto del acero para herramientas. Cómo se elige una temperatura de revenido para una herramienta que debe resistir el desportillado se desarrolla en aceros para herramientas resistentes al astillado.
Recopilado de Tool Steels (G. A. Roberts y G. Krauss), Tabla 11-3, Propiedades mecánicas de los aceros para herramientas A2 y A6, en la página impresa 199, el capítulo sobre aceros para herramientas de trabajo en frío de temple al aire. La tabla se reproduce tal como se publicó y es un resumen de referencia y no una especificación de Aobo Steel, por lo que debe tratarse como el comportamiento medido de una colada bajo un tratamiento térmico y no como un valor admisible de diseño para un troquel particular.