¿El acero para herramientas D2 es bueno para los cuchillos?

¿Qué es el acero para herramientas D2? Acero para herramientas D2 Es un acero con alto contenido de carbono y cromo, endurecible al aire, con excelente resistencia al desgaste, alta dureza y buena estabilidad dimensional. Es el grado de acero más utilizado en acero para herramientas de trabajo en frío. Las cuchillas de acero para herramientas D2 también son muy comunes en nuestra vida diaria. Al igual que una moneda tiene dos caras, las ventajas de las cuchillas de acero para herramientas D2 en ciertas aplicaciones pueden ser desventajas en otras. Basándonos en las características del acero D2 y nuestra experiencia, analizamos las ventajas y desventajas del uso de cuchillas de acero para herramientas D2. Los lectores de este artículo pueden determinar cómo utilizar las cuchillas de acero para herramientas D2 según sus escenarios de aplicación específicos.

Ventajas del acero para herramientas D2 para cuchillos

1. Alta resistencia al desgasteEl acero D2 tiene una dureza extremadamente alta. tener puesto Resistencia, y los cuchillos fabricados con él pueden mantener un filo afilado durante un período prolongado, lo que demuestra una resistencia excepcional al desgaste. La razón es que... Composición del acero D2, con un alto contenido de carbono y cromo. Estos elementos forman una gran fracción volumétrica de carburos de cromo de tipo M7C3 extremadamente duros en su microestructura, con una dureza de hasta 1800 HV (dureza Vickers).
2. Alta durezaDespués del tratamiento térmico, la dureza del acero D2 se puede lograr en De 60 a 62 HRC (Rockwell C). Algunas fuentes afirman que, tras el temple, puede alcanzar una dureza de incluso 64 HRC. La dureza superficial tras la nitruración iónica puede alcanzar entre 750 y 1200 HRC (aprox. 61-64 HRC).¹ A mayor dureza, mayor resistencia al desgaste. Aprenda más sobre este tema leyendo Dureza del acero D2.
3. Resistencia al ablandamiento (dureza en caliente)Aunque el acero D2 se utiliza para el trabajo en frío, la fricción genera inevitablemente calor al cortar. Por lo tanto, el acero D2 presenta una buena resistencia al ablandamiento a altas temperaturas y mantiene la estabilidad del filo, lo cual constituye una ventaja para las cuchillas de acero para herramientas D2.

Limitaciones del acero para herramientas D2 para cuchillos

Ahora que hemos analizado las ventajas, hablemos de las limitaciones de los cuchillos para herramientas de acero D2.

1. Baja tenacidad/fragilidadEl acero D2 presenta baja tenacidad, lo cual constituye su mayor desventaja al usarse como hoja de cuchillo. Las hojas de cuchillo D2 pueden astillarse o romperse, especialmente al someterse a tensiones laterales, cargas de impacto o al entrar en contacto con materiales duros y discontinuos. Tiende a fallar por fractura con una superficie plana y prácticamente no presenta estrangulación (deformación plástica) antes de la fractura.² Si las aplicaciones requieren resistencia al impacto, recomendamos utilizar otros grados de acero en lugar de intentar mejorar la tenacidad del acero D2 mediante acero D2 tratado térmicamente u otros métodos, ya que estos esfuerzos exceden las capacidades inherentes del acero D2.
2. Dificultad en el mecanizado y rectificadoEl acero D2 es difícil de mecanizar. Esto se debe a su alto contenido de carburo duro, que también es una de las ventajas del acero D2 mencionadas anteriormente, como dos caras de la misma moneda. Su índice de maquinabilidad es de 45%, en comparación con el acero al carbono 1%, que es de 100%. La dificultad de mecanizar el acero D2 puede resultar en mayores costos de uso.
3. Baja resistencia a la corrosiónEl acero D2 posee cierta resistencia a la corrosión, pero no es alta. No es un verdadero acero inoxidable. En condiciones extremas, el acero D2 se oxida. La resistencia a la corrosión del acero D2 se debe principalmente a su alto contenido de cromo. Gran parte del cromo del D2 está ligado a carburos, lo que limita su capacidad para formar una capa pasiva robusta contra la corrosión.
4. SoldabilidadEl acero D2 presenta baja soldabilidad, también debido a su alto contenido de carburo. Esto puede causar inconvenientes al usarlo como cuchillo.

Si quieres saber más sobre las desventajas, lee: ¿Cuáles son las desventajas del acero para herramientas D2?

Comparación con otros aceros para cuchillos

1. Vs. aceros inoxidables martensíticos (p. ej., 420, 440C)Se utilizan comúnmente en cuchillería porque equilibran la resistencia a la corrosión con una buena retención del filo y dureza. Si bien el acero D2 puede ofrecer una resistencia al desgaste superior en algunos contextos específicos, compromete significativamente la resistencia a la corrosión y la tenacidad general en comparación con el acero inoxidable para cuchillería. Para más información, lea D2 frente a 440C.
2. Vs. aceros de alta velocidad (p. ej., M2)El M2 es un acero rápido de uso general, a menudo preferido para herramientas de corte debido a su equilibrada combinación de resistencia al desgaste, dureza en caliente y tenacidad. El acero M2 tiene mayor tenacidad que el acero D2. En aplicaciones que requieren resistencia al impacto, el M2 es una mejor opción que el D2. Para más información, lea ¿Cuál es la diferencia entre el acero para herramientas D2 y M2?.
3. Aceros para herramientas de pulvimetalurgia (P/M) (p. ej., CPM 10V, P/M M4, P/M T15)Estos materiales ofrecen mejoras significativas respecto al D2 procesado convencionalmente, tanto en tenacidad como en resistencia al desgaste. Los aceros P/M logran una distribución más fina y homogénea de los carburos, lo que minimiza el impacto negativo de los carburos gruesos en la tenacidad y maximiza la resistencia al desgaste. Para cuchillas de alto rendimiento, los aceros para herramientas P/M suelen superar las principales limitaciones del D2.³

Resumen

El acero para herramientas D2 es ideal para cuchillos, ya que su capacidad para mantener el filo y la resistencia al desgaste son sus principales ventajas. Sin embargo, también cabe destacar sus desventajas. Para cuchillos de uso general, en particular aquellos que pueden estar sujetos a palancas, cortes u otras cargas de impacto, su baja tenacidad inherente y su susceptibilidad al astillamiento lo convierten en una opción menos idónea en comparación con aceros para herramientas más tenaces (como algunos de la serie S o la serie M) o aceros inoxidables especializados para cuchillería. La dificultad de afilado y la necesidad de un tratamiento térmico meticuloso para mitigar la austenita retenida también hacen del D2 un material más difícil de trabajar para los cuchilleros. En aplicaciones industriales, el D2 es más adecuado para herramientas de corte industriales como cuchillas de cizallas, cuchillas de corte longitudinal y cortapapeles. Esto se debe a que, en estas aplicaciones, incluso si la cuchilla se astilla, no causará daños significativos ni accidentes.

1. Altan, T. y Tekkaya, AE (Eds.). (2012). Conformado de chapa metálica: procesos y aplicaciones (pág. 324). ASM Internacional. ↩︎
2. Di Schino, A. y Sugimoto, K. (Eds.). (2017). Propiedades mecánicas y microestructura del acero forjado.MDPI. ↩︎
3. Mesquita, RA (2014). Aceros para herramientas: propiedades y rendimiento. Prensa CRC. ↩︎