Tabla de tenacidad a la fractura del acero para herramientas (K1c)
Tenacidad a la fractura en MPa raíz metro para ocho grados comunes de acero para herramientas, medida en probetas de flexión tomadas de tres reducciones de forja y revenidas a tres temperaturas, con la dureza a la que se ensayó cada probeta. Un resumen de referencia de la práctica publicada y no una especificación de Aobo Steel.
Cómo se obtuvieron los valores
Cada cifra de esta página proviene de un programa de laboratorio que realizó tres ensayos de tenacidad en paralelo sobre los mismos ocho grados, por lo que los números pueden compararse entre sí. Los aceros se suministraron como lingotes de 432 mm de diámetro refundidos por escoria electroconductora. Se cortaron muestras de cada grado de barra redonda de 146 a 173 mm y parte de cada una se forjó hasta 89 mm cuadrados y 38 mm cuadrados, lo que da las tres reducciones totales de forja indicadas como 88, 95 y 99 por ciento.
La tenacidad a la fractura se midió en probetas de flexión estándar de 114 mm por 25 mm por 13 mm, mecanizadas ligeramente sobredimensionadas en la dimensión de 25 mm, entalladas, tratadas térmicamente y luego mecanizadas en acabado antes del ensayo a temperatura ambiente. Se revenieron probetas duplicadas y algunas triplicadas a cada una de tres temperaturas de revenido por grado, por lo que la mayoría de las filas llevan dos valores de ensayo y las filas de H13 llevan tres. La dureza se midió en cada probeta después del ensayo, por lo que la columna HRC es la dureza a la que se ensayó realmente esa probeta y no una cifra nominal.
Los valores de tenacidad se dan en MPa raíz metro, escritos K1c, la tenacidad a la fractura en deformación plana. La práctica de austenización y el temple difieren según el grado y se indican en las notas de la tabla bajo cada tabla.
Tenacidad a la fractura de los grados templados en aceite (L6 y O2)
K1c por reducción de forja, tamaño de sección, temperatura de revenido y dureza
| Grado | Reducción de forja | Tamaño de sección | Temperatura de revenido | K1c (MPa√m) | K1c promedio | HRC |
|---|---|---|---|---|---|---|
| L6 | 99% | 38 mm cuadrados | 149 °C, 1h | 20.86, 18.50 | 19.7 | 60.0 |
| L6 | 95% | 89 mm cuadrados | 149 °C, 1h | 23.19, 22.14 | 22.7 | 59.5 |
| L6 | 88% | 171 mm red. | 149 °C, 1h | 26.11, 25.39 | 25.7 | 58.5 |
| L6 | 99% | 38 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 24.76, 24.79 | 24.8 | 57.0 |
| L6 | 95% | 89 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 26.04, 24.86 | 25.5 | 57.0 |
| L6 | 88% | 171 mm red. | 204 °C, 1h | 28.53, 28.11 | 28.3 | 56.5 |
| L6 | 99% | 38 mm cuadrados | 288 °C, 1h | 27.15, 26.03 | 26.6 | 54.5 |
| L6 | 95% | 89 mm cuadrados | 288 °C, 1h | 25.71, 27.42 | 26.6 | 54.5 |
| L6 | 88% | 171 mm red. | 288 °C, 1h | 29.12, 30.32 | 29.7 | 53.5 |
| O2 | 99% | 38 mm cuadrados | 149 °C, 1h | 18.37, 17.50 | 17.9 | 62.0 |
| O2 | 95% | 89 mm cuadrados | 149 °C, 1h | 19.31, 19.45 | 19.4 | 62.0 |
| O2 | 88% | 159 mm red. | 149 °C, 1h | 19.80, 19.84 | 19.8 | 62.0 |
| O2 | 99% | 38 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 19.82, 18.94 | 19.4 | 59.5 |
| O2 | 95% | 89 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 21.23, 20.72 | 21.0 | 59.0 |
| O2 | 88% | 159 mm red. | 204 °C, 1h | 21.62, 21.49 | 21.6 | 59.0 |
| O2 | 99% | 38 mm cuadrados | 288 °C, 1h | 18.66, 18.37 | 18.5 | 56.5 |
| O2 | 95% | 89 mm cuadrados | 288 °C, 1h | 18.77, 19.11 | 18.9 | 56.5 |
| O2 | 88% | 159 mm red. | 288 °C, 1h | 20.31, 20.32 | 20.3 | 56.0 |
Fuente, Tabla II, Resultados de las pruebas de tenacidad a la fractura de AISI L6 y O2 de materiales para herramientas para moldes y troqueles (G. Krauss y H. Nordberg, eds.).
La reducción de forja es la reducción total desde el lingote de 432 mm. L6 se austenizó en sal a 830 °C durante 5 minutos y se templó en aceite, O2 en sal a 802 °C durante 5 minutos y se templó en aceite. Ambos valores de cada fila son resultados de ensayo individuales sobre probetas separadas y la columna de promedio es la media aritmética de ellos.
Tenacidad a la fractura de D3 y A6
K1c donde se pudo preagrietar y ensayar una probeta
| Grado | Reducción de forja | Tamaño de sección | Temperatura de revenido | K1c (MPa√m) | K1c promedio | HRC |
|---|---|---|---|---|---|---|
| D3 | 99% | 38 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 33.54, 33.67 | 33.7 | 58.0 |
| D3 | 99% | 38 mm cuadrados | 371 °C, 1h | 32.76 | 32.8 | 55.5 |
| A6 | 99% | 38 mm cuadrados | 149 °C, 1h | 21.81, 21.53 | 21.7 | 59.5 |
| A6 | 95% | 89 mm cuadrados | 149 °C, 1h | 24.63, 21.80 | 23.2 | 61.0 |
| A6 | 88% | 173 mm red. | 149 °C, 1h | 24.34, 25.80 | 25.1 | 59.5 |
| A6 | 99% | 38 mm cuadrados | 371 °C, 1h | 21.95, 20.25 | 21.1 | 53.0 |
| A6 | 95% | 89 mm cuadrados | 371 °C, 1h | 21.63, 21.77 | 21.7 | 54.0 |
| A6 | 88% | 173 mm red. | 371 °C, 1h | 22.95, 23.17 | 23.1 | 52.5 |
| A6 | 99% | 38 mm cuadrados | 496 °C, 1h | 28.41, 27.09 | 27.7 | 49.0 |
| A6 | 95% | 89 mm cuadrados | 496 °C, 1h | 29.60, 29.46 | 29.5 | 49.5 |
| A6 | 88% | 173 mm red. | 496 °C, 1h | 30.06, 29.05 | 29.6 | 48.0 |
Fuente, Tabla III, Resultados de las pruebas de tenacidad a la fractura de AISI D3 y A6 de materiales para herramientas para moldes y troqueles.
D3 se agrietó durante el preagrietado en siete de las nueve condiciones ensayadas, por lo que solo las dos condiciones de la tabla produjeron un valor válido y la fuente no da cifra para las demás. D3 se austenizó en sal a 968 °C durante 25 minutos y se templó en aceite, A6 en sal a 843 °C durante 25 minutos y se enfrió al aire.
Tenacidad a la fractura de los grados de trabajo en frío templados al aire (A2 y D2)
K1c por reducción de forja, tamaño de sección, temperatura de revenido y dureza
| Grado | Reducción de forja | Tamaño de sección | Temperatura de revenido | K1c (MPa√m) | K1c promedio | HRC |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A2 | 99% | 38 mm cuadrados | 149 °C, 1h | 21.05, 20.69 | 20.9 | 63.0 |
| A2 | 95% | 89 mm cuadrados | 149 °C, 1h | 21.58, 20.78 | 21.2 | 63.5 |
| A2 | 88% | 159 mm red. | 149 °C, 1h | 20.80, 20.90 | 20.9 | 63.0 |
| A2 | 99% | 38 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 22.08, 22.50 | 22.3 | 61.0 |
| A2 | 95% | 89 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 22.58, 21.46 | 22.0 | 61.0 |
| A2 | 88% | 159 mm red. | 204 °C, 1h | 21.40, 21.52 | 21.5 | 61.0 |
| A2 | 99% | 38 mm cuadrados | 371 °C, 1h | 22.31, 22.30 | 22.3 | 58.0 |
| A2 | 95% | 89 mm cuadrados | 371 °C, 1h | 21.41, 21.96 | 21.7 | 57.5 |
| A2 | 88% | 159 mm red. | 371 °C, 1h | 21.74, 22.09 | 21.9 | 57.5 |
| D2 | 99% | 38 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 28.84, 28.35 | 28.6 | 60.0 |
| D2 | 95% | 89 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 36.77, 36.58 | 36.6 | 59.5 |
| D2 | 88% | 167 mm red. | 204 °C, 1h | 45.35, 40.08, 41.00 | 42.1 | 59.0 |
| D2 | 88% | 167 mm red., transversal | 204 °C, 1h | 25.00 | 25.0 | 60.0 |
| D2 | 99% | 38 mm cuadrados | 371 °C, 1h | 30.07, 30.62 | 30.4 | 56.5 |
| D2 | 95% | 89 mm cuadrados | 371 °C, 1h | 38.63, 38.83 | 38.7 | 57.0 |
| D2 | 88% | 167 mm red. | 371 °C, 1h | 44.18, 46.32 | 45.2 | 57.0 |
| D2 | 99% | 38 mm cuadrados | 538 °C, 1h | 24.85, 25.48 | 25.2 | 54.5 |
| D2 | 95% | 89 mm cuadrados | 538 °C, 1h | 27.71, 29.87 | 28.8 | 57.5 |
| D2 | 88% | 167 mm red. | 538 °C, 1h | 33.12, 32.62 | 32.9 | 58.5 |
Fuente, Tabla IV, Resultados de las pruebas de tenacidad a la fractura de AISI A2 y D2 de materiales para herramientas para moldes y troqueles.
A2 se austenizó en sal a 954 °C durante 25 minutos y se enfrió al aire, D2 en sal a 1010 °C durante 25 minutos y se enfrió al aire. La fila del 88 por ciento revenida a 204 °C marcada como transversal es una sola probeta cortada transversalmente a la barra redonda de 167 mm en lugar de a lo largo, y se lista por separado porque es la única lectura transversal de la tabla.
Tenacidad a la fractura de los grados de trabajo en caliente y resistentes al choque (H13 y S7)
K1c por reducción de forja, tamaño de sección, temperatura de revenido y dureza
| Grado | Reducción de forja | Tamaño de sección | Temperatura de revenido | K1c (MPa√m) | K1c promedio | HRC |
|---|---|---|---|---|---|---|
| H13 | 99% | 38 mm cuadrados | 538 °C, 2h + 2h | 29.76, 29.89, 29.21 | 29.6 | 53.5 |
| H13 | 95% | 89 mm cuadrados | 538 °C, 2h + 2h | 28.19, 27.92, 28.18 | 28.1 | 53.5 |
| H13 | 88% | 154 mm red. | 538 °C, 2h + 2h | 27.63, 26.98, 27.54 | 27.4 | 53.5 |
| H13 | 99% | 38 mm cuadrados | 593 °C, 2h + 2h | 41.25, 37.50, 38.71 | 39.2 | 48.0 |
| H13 | 95% | 89 mm cuadrados | 593 °C, 2h + 2h | 34.42, 32.74, 31.98 | 33.0 | 47.5 |
| H13 | 88% | 154 mm red. | 593 °C, 2h + 2h | 35.90, 38.24 | 37.1 | 47.5 |
| H13 | 99% | 38 mm cuadrados | 621 °C, 2h + 2h | 87.84, 88.85, 87.74 | 88.0 | 40.0 |
| H13 | 95% | 89 mm cuadrados | 621 °C, 2h + 2h | 55.02, 80.62, 77.20 | 71.0 | 40.0 |
| H13 | 88% | 154 mm red. | 621 °C, 2h + 2h | 59.96, 60.61 | 60.3 | 40.5 |
| S7 | 99% | 38 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 34.67, 34.41 | 34.5 | 57.0 |
| S7 | 95% | 89 mm cuadrados | 204 °C, 1h | 35.02, 35.97 | 35.5 | 56.5 |
| S7 | 88% | 154 mm red. | 204 °C, 1h | 32.99, 33.11 | 33.0 | 56.0 |
| S7 | 99% | 38 mm cuadrados | 496 °C, 1h | 38.90, 38.41 | 38.6 | 53.0 |
| S7 | 95% | 89 mm cuadrados | 496 °C, 1h | 39.48, 39.27 | 39.4 | 52.0 |
| S7 | 88% | 154 mm red. | 496 °C, 1h | 34.28, 35.13 | 34.7 | 51.5 |
| S7 | 99% | 38 mm cuadrados | 538 °C, 1h | 40.48, 40.25 | 40.4 | 51.5 |
| S7 | 95% | 89 mm cuadrados | 538 °C, 1h | 40.39, 42.93 | 41.7 | 51.0 |
| S7 | 88% | 154 mm red. | 538 °C, 1h | 32.21, 33.10 | 32.7 | 50.5 |
Fuente, Tabla V, Resultados de las pruebas de tenacidad a la fractura de AISI H13 y S7 de materiales para herramientas para moldes y troqueles.
El H13 se austenizó en sal a 1024 °C durante 25 minutos y se enfrió al aire; el S7, en sal a 941 °C durante 25 minutos y se enfrió al aire. Las filas del H13 se revenieron dos veces a cada temperatura, dos horas cada vez, que es la práctica que indican sus fichas técnicas debido a su pico de endurecimiento secundario.
Lo que muestran los ocho grados en comparación directa
A la dureza de trabajo normal, los grados se separan en los tres grupos con los que el sector de los útiles ya trabaja, y la tabla pone cifras a esa separación. El L6, de temple en aceite, es el más tenaz de los ocho, con valores desde 19,7 MPa raíz metro a 60 HRC hasta 29,7 a 53,5 HRC. El O2 queda por debajo, con 17,9 a 20,3 en la misma banda de dureza. Le siguen los grados al cromo resistentes al desgaste: el D3 mide 32,8 a 33,7 y el D2 de 25,2 a 45,2 según la sección y el revenido, frente al A2, que mantiene una banda estrecha de 20,9 a 22,3 en todo el intervalo. Los grados para trabajo en caliente y de choque encabezan el conjunto: el S7 alcanza 34,5 a 57 HRC y el H13 va de 27,4 a 88,0 a medida que se reviene desde 53,5 hasta 40,0 HRC.
Dos lecturas de las tablas merecen señalarse porque van en contra de la regla general habitual. El D2 midió una tenacidad a la fractura mayor de la que el sector suele atribuirle, en la misma región que el H13, y su fila del 88 por ciento a 204 °C alcanzó 42,1 MPa raíz metro. La otra es la diferencia entre las direcciones longitudinal y transversal en esa misma barra de D2: 42,1 frente a 25,0. Una lectura transversal dice más sobre el molde acabado que una longitudinal, porque un útil suele fallar en dirección transversal a la dirección de trabajo de la barra, por lo que una especificación redactada solo sobre la tenacidad longitudinal puede favorecer indebidamente a un grado.
Leer la columna de dureza frente a la tenacidad también muestra por qué revenir por debajo de la dureza de trabajo normal no es una forma de comprar seguridad. En las filas del L6, O2, A2 y A6, la tenacidad media aumenta a medida que sube la temperatura de revenido y baja la dureza, y el aumento es constante en lugar de abrupto. Forzar un grado a una dureza menor para ganar tenacidad también cuesta resistencia al desgaste, y la tenacidad añadida es menor que el salto que daría un cambio de grado.
Las cifras son valores experimentales publicados y constituyen únicamente un resumen de referencia. La tenacidad a la fractura es sensible a la orientación de la probeta, el tamaño de la sección y el tratamiento térmico, por lo que las tablas deben tratarse como una comparación entre grados y no como un valor de diseño para una pieza concreta. Confirme con el certificado de ensayo del material o póngase en contacto con Aobo Steel.
Datos de referencia relacionados
El aspecto de impacto del mismo tema, medido en probetas Izod sin entalla y Charpy con entalla en V del mismo programa, está en nuestra Tabla de tenacidad al impacto del acero para herramientas. Para la selección de moldes que convierte esas cifras de tenacidad en una elección de grado, consulte las páginas de acero para herramientas D2, acero para herramientas H13, Acero para herramientas A2 y acero para herramientas S7, y las guías sobre aceros para herramientas resistentes al astillado y aceros para herramientas para resistencia al agrietamiento.
Fuente: Tool Materials for Molds and Dies, Application and Performance (G. Krauss y H. Nordberg, eds.).