Introducción
Acero para herramientas D2 Es un destacado acero para herramientas de trabajo en frío con alto contenido de carbono y cromo, ampliamente reconocido por su excelente resistencia al desgaste y estabilidad dimensional. Es un estándar con el que se comparan a menudo otros aceros para herramientas en cuanto a resistencia a la abrasión. El acero D2 se utiliza principalmente en herramientas de trabajo en frío de larga duración, como troquelado, conformado en frío, embutición, laminación y matrices de laminado de roscas, así como en diversos punzones, rodillos y cuchillas de corte, aprovechando su excelente resistencia al desgaste y estabilidad dimensional. ¿Por qué es crucial la composición química del acero D2? La composición del acero D2 influye directamente en las propiedades físicas y mecánicas.
La composición del acero D21
| Carbono (C) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Vanadio (V) | Manganeso (Mn) | Silicio (Si) | Fósforo (P) | Azufre (S) |
| 1.40 - 1.60 | 11.00 - 13.00 | 0.70 - 1.20 | 0.50 - 1.10 | 0.10 - 0.60 | 0.10 - 0.60 | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 |
Elementos de aleación y sus funciones en acero D2
- Carbono (C)Es el principal elemento de endurecimiento del acero, lo que permite que el acero D2 forme martensita durante el tratamiento térmico. Aumentar el contenido de carbono mejora la dureza y la resistencia al desgaste, pero puede comprometer la tenacidad y la ductilidad. En el acero D2, el carbono y otras aleaciones forman carburos cementados de alta dureza y alta resistencia al desgaste. Sin embargo, el alto contenido de carbono también reduce la soldabilidad del acero D2.
- Cromo (Cr)El alto contenido de carbono y cromo del acero D2 produce una gran cantidad de carburos enriquecidos con cromo con alta resistencia al desgaste, como Cr7C3 o Cr23C6, que presentan una dureza superior a la de la cementita convencional. Además, mejora la templabilidad, la resistencia a la corrosión, la resistencia a la oxidación, la capacidad de pulido y las propiedades a alta temperatura.
- Molibdeno (Mo)Es un potente formador de carburos, que forma carburos duros y estables como el Mo₂C y carburos dobles como el Fe₄Mo₂C y el Fe₂₁MoC₆. Mejora la templabilidad, la resistencia al desgaste y la resistencia del acero a temperaturas elevadas (dureza roja). El molibdeno también contribuye a mejorar la maquinabilidad y las propiedades mecánicas de los aceros al cromo y la cementación de los aceros al níquel-molibdeno.
- Vanadio (V)Es un formador de carburos extremadamente potente, que forma carburos (VC) y carbonitruros (carbonitruro de vanadio) muy estables y duros. Estos carburos contribuyen a una mayor resistencia al desgaste y a la solidez, a la vez que refinan la estructura del grano y aumentan la tenacidad a altas temperaturas.
- Manganeso (Mn)Contribuye a la profundidad de la dureza y también es un fortalecedor de soluciones sólidas. Actúa como desoxidante y mejora la templabilidad.
- Silicio (Si)Está presente en cantidades más pequeñas en comparación con el manganeso y contribuye a la resistencia y dureza general.
- Fósforo (P) y azufre (S)Son perjudiciales para el rendimiento del acero D2 y su contenido debe controlarse a menos de 0,0301 TP3T. El azufre, en particular, puede causar segregación severa y "red shortness" (falta de solidez).
Impacto de la composición en las propiedades del acero D2
- Alta dureza y resistencia al desgasteEl alto contenido de carbono, cromo, molibdeno y vanadio contribuye a la formación de numerosos carburos de aleación grandes y ricos en cromo en la microestructura del acero. Estos carburos son los principales responsables de la excepcional resistencia del acero D2 al desgaste abrasivo y adhesivo, lo que le permite mantener un filo afilado durante largos periodos.
- Resistencia moderada a la corrosiónEl contenido de cromo 12% le otorga al D2 un cierto grado de resistencia a la corrosión, pero esta no es su propiedad más importante, ya que su resistencia a la corrosión es muy inferior a la del acero inoxidable verdadero.
- Mala maquinabilidad y soldabilidadEl alto contenido de carbono y cromo le da al acero D2 una excelente dureza y resistencia al desgaste, pero también dificulta su mecanizado y soldadura.
- Estabilidad dimensionalEl acero D2 puede templarse al aire, lo que minimiza el riesgo de deformación. Esto se debe al molibdeno (Mo) presente en su composición.
Grados equivalentes de acero D2
- EE.UU: AISI D2, ASTM A681, UNS T30402
- Alemania: DIN 1.2379, X153CrMoV12, X155CrVMo12-1
- Japón: JIS SKD11
- Reino Unido: BD2
- Francia: Z160CDV12
- Rusia: Ch12D1
- España: F5211
- Porcelana: GB Cr12Mo1V1(Algunas fuentes indican Cr12MoV)
- UE: EN X153CrMoV12
Conclusión
El acero D2 es un acero muy consolidado que lleva décadas en el mercado. El acero D2 que vendemos puede ajustarse para molibdeno (Mo) y vanadio (V) para cumplir con los estándares del mercado de diferentes países. Si está interesado en el acero D2, no dude en contactarnos.
- Roberts, G., Krauss, G., y Kennedy, R. (1998). Aceros para herramientas: 5.ª edición (pág. 203). ASM Internacional. ↩︎
Preguntas frecuentes
El acero para herramientas D2 no se considera un verdadero acero inoxidable, aunque contiene un alto porcentaje de cromo (alrededor de 11.50% a 12.05%), que está cerca del mínimo para la designación de acero inoxidable.
El acero para herramientas D2 alcanza su excepcional dureza gracias a su alto contenido de carbono y cromo, combinado con procesos específicos de tratamiento térmico. Durante el tratamiento térmico, su microestructura se transforma en martensita dura y forma un gran volumen de carburos de aleación extremadamente duros. Estos carburos, principalmente del tipo M7C3, ricos en cromo, actúan como partículas altamente resistentes al desgaste incrustadas en la matriz martensítica dura, contribuyendo significativamente a la dureza general del acero, que suele oscilar entre 54 y 65 HRC.
El acero para herramientas D2 es difícil de mecanizar, principalmente debido a su alta dureza y a la presencia de una gran cantidad de carburos duros no disueltos en su microestructura. Estos carburos actúan como obstáculos duros durante el mecanizado, causando un desgaste abrasivo significativo en las herramientas de corte. Su alto contenido de carbono y cromo, que contribuye a su resistencia al desgaste, también reduce su maquinabilidad.
Los carburos son esenciales para el rendimiento del acero para herramientas D2, ya que proporcionan principalmente su altísima resistencia al desgaste y a la abrasión. El acero D2 contiene grandes cantidades de carburos, principalmente del tipo M7C3 rico en cromo, que se forman durante la solidificación y el tratamiento térmico a partir de su alto contenido de carbono y cromo. Estas partículas de carburo, duras y estables, actúan como microdientes de sierra dentro de la matriz del acero, impidiendo la erosión del material en condiciones abrasivas. Si bien aumentan significativamente la resistencia al desgaste, un alto volumen de carburos también puede reducir la tenacidad del acero.
El acero para herramientas D2 suele ser más caro que los aceros al carbono o de baja aleación debido a su mayor contenido de aleación. Sin embargo, dentro de la clase de aceros para herramientas de trabajo en frío de alto rendimiento, el D2 suele considerarse una buena relación calidad-precio. Su excelente resistencia al desgaste mejora su rentabilidad, lo que prolonga la vida útil de la herramienta a pesar del mayor precio inicial del material.
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