Tabla de tenacidad al impacto del acero para herramientas

Energía de impacto Charpy con entalla en V para los principales aceros para herramientas, leída a la temperatura de revenido que la fuente marca como óptima para cada grado, con la dureza que la pieza tiene a esa temperatura. Las cifras se dan en pies-libra y julios. Este es un resumen de referencia de datos de ensayo publicados y no una especificación de Aobo Steel.

Cómo se lee el valor Charpy

El ensayo Charpy con entalla en V rompe una barra entallada con un solo golpe de un péndulo pesado y registra la energía que absorbe la barra. Un número más alto significa que el grado soporta un golpe más fuerte antes de romperse. Una cifra cercana al fondo de estas tablas describe un acero que se astillará o se partirá cuando un punzón, un troquel o el filo de una cuchilla reciba una carga de choque.

Cada valor aquí se leyó a la temperatura de revenido que la fuente marca como óptima para ese grado, por lo que la cifra corresponde a la dureza impresa en la misma fila. Un revenido por debajo de esa temperatura eleva la dureza y reduce la energía de impacto. Un revenido por encima recupera tenacidad y sacrifica resistencia al desgaste. El mismo grado puede subir o bajar en estas tablas solo por el revenido, y por eso la temperatura de revenido está en cada fila.

La diferencia entre grados impulsa la decisión de selección. D3 y D7 absorben 6 ft lb (8 J) en este ensayo, mientras que S7 absorbe 240 ft lb (325 J), una diferencia de cuarenta veces entre dos aceros vendidos como acero para herramientas. Los grados resistentes al choque y para trabajo en caliente se sitúan entre ellos. Los aceros rápidos se sitúan en la parte inferior porque su contenido de carbono y carburos deja menos margen para que el acero ceda antes de agrietarse.

La energía de impacto es una propiedad entre varias y no es una clasificación de grados. Una herramienta que falla por astillamiento o partición es el caso para subir en estas tablas, hacia los grados resistentes al choque. Una herramienta que falla por desgaste abrasivo es el caso para moverse en la otra dirección, hacia los grados de alto carbono y alto contenido de carburos, y la decisión de revenido sigue esa elección. Las páginas enlazadas al final de esta página exponen el lado del desgaste de la misma decisión.

Las cifras de impacto publicadas para un mismo grado no son intercambiables, porque la probeta controla el número. Una barra con entalla en C absorbe más energía que una barra con entalla en V, y una barra sin entalla aún más. Para A2 a 400 °F, las hojas de datos de los fabricantes de acero dan 31 a 40 ft lb con entalla en C y aproximadamente 80 ft lb en una barra sin entalla, frente a los 17 ft lb de la tabla siguiente. Cada cifra de esta página proviene de la única serie de ensayos con entalla en V indicada bajo las tablas, por lo que solo debe compararse con otras cifras con entalla en V leídas a la misma dureza y revenido.

Aceros para herramientas de trabajo en frío y de uso general

Los grados de temple al agua, temple en aceite y temple al aire usados para punzones, troqueles, herramientas de conformado y trabajo general de taller. Se leen a la temperatura de revenido baja, donde cada grado tiene su dureza de trabajo.

Energía de impacto a la temperatura de revenido óptima

Grado	Tipo	Revenido óptimo, °F	°C	Dureza a ese revenido, HRC	Impacto Charpy, ft lb	J
W1	Temple al agua	300	150	64	80	108
W2	Temple al agua	300	150	64	77	104
O1	Temple en aceite	300	150	63	33	45
O6	Temple en aceite, grafítico	300	150	63	33	45
L6	Temple en aceite, níquel	300	150	60/61	72	98
A2	Temple al aire, 5% cromo	400	205	60	17	23
A6	Temple al aire, 1% cromo	400	205	59	28	38
D2	Temple al aire, 12% cromo	960	515	58/60	8	11
D3	Alto carbono, alto cromo	400	205	62	6	8
D7	Alto carbono, 4% vanadio	400	205	62	6	8
4140 / 4150	Media aleación, grados de referencia	300	150	53/54	65	88

Fuente, capítulo de selección de aceros para herramientas, páginas impresas 142 a 149. W1 y W2 comparten una tabla en la fuente, al igual que 4140 y 4150, que se muestran allí como punto de referencia frente a los grados de temple al agua cementados.

4140 y 4150 no son aceros para herramientas. La fuente los incluye en el mismo gráfico para comparar aceros para herramientas cementados y templados en agua con un acero de aleación media.

Donde aparecen dos valores de dureza, en D2, L6 y las filas de 4140 y 4150, la fuente imprime un intervalo en lugar de una cifra única.

Aceros para herramientas resistentes al choque

S7, S1 y S5 son los grados para cinceles, punzones, herramientas neumáticas y cualquier otro trabajo donde un golpe forma parte de cada ciclo. S7 es el grado de temple al aire aquí, y mantiene la cifra más alta de esta página.

Energía de impacto a la temperatura de revenido óptima

Grado	Tipo	Revenido óptimo, °F	°C	Dureza a ese revenido, HRC	Impacto Charpy, ft lb	J
S7	Resistente al choque, temple al aire	450	230	58	240	325
S1	Resistente al choque, temple en aceite	400	205	56	185	250
S5	Resistente al choque, temple en aceite	400	205	60	170	230

Fuente, capítulo de selección de aceros para herramientas, páginas impresas 150 a 153.

La cifra de 240 ft lb (325 J) para S7 es el nivel máximo que el equipo de ensayo pudo registrar. La fuente indica que los cálculos sitúan el valor más cerca de 280 ft lb (380 J).

Aceros para trabajo en caliente

Los grados de trabajo en caliente al cromo y al tungsteno se leen a un revenido óptimo más alto, entre 1000 y 1100°F (540 y 595°C), porque trabajan en caliente y sus propiedades se estabilizan allí.

Energía de impacto a la temperatura de revenido óptima

Grado	Tipo	Revenido óptimo, °F	°C	Dureza a ese revenido, HRC	Impacto Charpy, ft lb	J
H13	Trabajo en caliente al cromo	1000	540	54	68	92
H11	Trabajo en caliente al cromo	1000	540	57	85	115
H12	Trabajo en caliente al cromo-tungsteno	1000	540	54	96	130
A8	Temple al aire, tungsteno	1000	540	57	42	57
H19	Trabajo en caliente al cromo-tungsteno-cobalto	1100	595	52	43	58
H21	Trabajo en caliente al tungsteno	1000	540	53	34	46

Fuente, capítulo de selección de aceros para herramientas, páginas impresas 154 a 157. La fuente lista A8 con el grupo de trabajo en caliente, y también se suministra como acero para moldes.

Aceros rápidos

Los grados rápidos al molibdeno y al tungsteno contienen la mayor cantidad de carbono y de carburos de cualquier acero para herramientas de esta lista, y absorben la menor energía en este ensayo. T15 da 3 a 4 ft lb (4 a 5 J). Su lugar en una herramienta de corte se basa en la dureza en caliente y la resistencia al desgaste más que en la energía de impacto.

Energía de impacto a la temperatura de revenido óptima

Grado	Tipo	Revenido óptimo, °F	°C	Dureza a ese revenido, HRC	Impacto Charpy, ft lb	J
M1	Acero rápido al molibdeno	1000	540	65	12	16
M2	Acero rápido al molibdeno	1000	540	66	10	13.5
M3, clase 1	Acero rápido al molibdeno	1000	540	67	7	9
M4	Acero rápido al molibdeno, vanadio	1000	540	66	7	9
M7	Acero rápido al molibdeno	1000	540	67	11	15
M42	Acero rápido al cobalto	950	510	68	10	13.5
T1	Acero rápido al tungsteno	1000	540	64	9	12
T5	Acero rápido al tungsteno	1000	540	64	5	7
T15	Acero rápido al tungsteno, alto vanadio	1000	540	67	3–4	4–5

Fuente, capítulo de selección de aceros para herramientas, páginas impresas 158 a 162.

Lo que las cifras no cubren

Las cifras provienen de una serie de ensayos reportada en la fuente, medida a temperatura ambiente. Comparan grados entre sí bajo esas condiciones, y no predicen una vida útil. La geometría de la entalla, el tamaño de la probeta, la orientación de la probeta respecto a la barra y la temperatura del ensayo afectan un resultado Charpy, por lo que este número no se incluye en un certificado de material y no debe escribirse en una especificación de compra sin acordar primero las condiciones del ensayo.

La dureza en cada fila es la dureza que el grado presenta en el revenido óptimo, tomada de la misma tabla de la fuente. Cuando se desea un rango de trabajo en lugar de una sola cifra, la tabla de revenido enlazada abajo da la ventana en la que cada grado se pone normalmente en servicio.

Datos de referencia relacionados

Tool steel is supplied in the annealed condition. The wear and toughness ratings for the same grades are on the tabla de propiedades del acero para herramientas, y los grados elegidos cuando el modo de falla es astillado o agrietamiento están en las aceros para herramientas resistentes al astillado y Aceros para herramientas resistentes al desgaste abrasivo páginas. El desgaste por impacto y el daño subsuperficial que deja se miden en la desgaste por impacto y descascarillado página. La ventana de revenido para cada grado está en la Tabla de revenido del acero para herramientas, el programa completo en la tabla de temple y revenido del acero para herramientas, y la dureza en caliente en la tabla de dureza en caliente del acero para herramientas. El grado que se especifica con más frecuencia para servicio de impacto en nuestro stock está en la Acero para herramientas S7 página, y el extremo del rango para chapa metálica en la acero para herramientas para cuchillas de cizalla y cuchillas de corte longitudinal página. La relación entre tamaño de grano y tenacidad para un grado se expone en la Tabla de tamaño de grano ASTM para acero para herramientas.

Datos de referencia recopilados del capítulo de selección de aceros para herramientas de Heat Treatment, Selection, and Application of Tool Steels (William E. Bryson, 2.ª edición, Hanser), páginas impresas 139 a 163. Las energías de impacto de la serie de ensayos Charpy con entalla en V de la fuente, leídas a la temperatura de revenido óptima, están marcadas para cada grado.