Comprensión de las propiedades del acero D2: una guía para sus aplicaciones de trabajo en frío

Vamos a ver Acero para herramientas D2Propiedades del acero D2 y por qué es una opción confiable para diversos trabajos. A continuación, encontrará un PDF con las propiedades del acero D2 para descargar.

1. ¿Qué es el acero para herramientas D2? Composición y clasificación

En esencia, el acero D2 es un acero para herramientas con alto contenido de carbono y cromo, diseñado para trabajo en frío. En Aobo Steel, nuestras especificaciones estándar muestran la siguiente composición química (en porcentaje de masa):

• Carbono (C): 1.52-1.55%
• Cromo (Cr): 11.50-12.05%
• Molibdeno (Mo): 0.76-0.80%
• Vanadio (V): 0.90-0.92%
• Manganeso (Mn): 0.34%
• Silicio (Si): 0.31%
• Hierro (Fe): Resto

Los altos niveles de carbono y cromo (alrededor de 12%) son la base de sus propiedades de acero D2, creando carburos duros y resistentes al desgaste en el acero. El molibdeno y el vanadio mejoran su templabilidad y contribuyen al endurecimiento secundario durante el revenido. Es un tipo de acero que se templa al aire, lo cual es una gran ventaja para mantener las dimensiones estables.

2. Propiedades del acero D2: Qué importa

Las propiedades mecánicas son fundamentales al elegir un acero para herramientas. A continuación, se muestra el rendimiento del D2:

2.1 Dureza

Alto dureza es un sello distintivo de D2.

• Como Templado: Generalmente entre 60 y 65 HRC, variando según la condición específica. tratamiento térmico.
• Templado: La dureza cambia con templado Temperatura. Por ejemplo, aproximadamente 61 HRC tras el revenido a 205 °C (400 °F), y disminuye al aumentar la temperatura. Una dureza de trabajo típica es de 60-62 HRC.
• Recocido: Generalmente alrededor de 220-255 HB.
• Tratamiento de superficie: Se adapta bien a la nitruración si se necesitan superficies extremadamente duras (750-1200 HV).

2.2 Fuerza

D2 tiene cifras de fuerza sólidas:

• Resistencia a la tracción: Los estudios demuestran que Ultimate Resistencia a la tracción (UTS) alrededor de 758 MPa y límite elástico entre 350-411 MPa.
• Resistencia a la compresión: Muy alta, particularmente después del revenido a temperatura más baja, directamente relacionada con su dureza.

2.3 Resistencia al desgaste

La resistencia al desgaste es el punto fuerte de D2.

• Alta resistencia a la abrasión: Esta es su principal característica, gracias a la abundancia de carburos ricos en cromo. Su resistencia al desgaste es mucho mejor que la de calidades como la A2.
• Estándar de la industria: A menudo es el estándar de comparación cuando hablamos de resistencia a la abrasión en aceros para herramientas.

2.4 Tenacidad y ductilidad

D2 equilibra bien la dureza, pero no es su principal atractivo.

• Tenacidad: Tiene una tenacidad decente, mejor que los aceros de la serie D con más carbono (como el D3), pero no tan resistente como aceros específicos resistentes a los golpes.
• Ductilidad: Presenta un estiramiento limitado en pruebas de tracción, y a menudo se rompe con un estrechamiento apenas visible. El proceso de procesamiento puede afectar direccionalmente estas propiedades.

2.5 Estabilidad dimensional

Una ventaja importante del D2 es que conserva bien su forma durante el tratamiento térmico.

• Endurecimiento al aire: Produce menos distorsión que los aceros que necesitan temple con aceite o agua.
• Cambio de tamaño predecible: Se esperan cambios de tamaño muy pequeños (aproximadamente 0,0005 pulg./pulg. o mm/mm) si el temple al aire es adecuado. Es recomendable aliviar la tensión después del mecanizado.

3. Optimización de las propiedades del acero D2 mediante tratamiento térmico

Un tratamiento térmico adecuado es esencial para obtener las mejores propiedades del acero D2. En Aobo Steel, enfatizamos la importancia de seguir los procedimientos correctos:

1. Alivio del estrés (recomendado): Calentar lentamente a 650-675 °C (1200-1250 °F), mantener y enfriar lentamente. Esto es especialmente útil después de un mecanizado pesado.
2. Precalentamiento: Fundamental para D2. Calentar uniformemente a unos 650 °C (1200 °F) primero para evitar un choque térmico.
3. Austenitización (endurecimiento): Calentar a la temperatura objetivo, generalmente 1010 °C (1850 °F). Mantener el tiempo suficiente (p. ej., 1 hora por cada pulgada de espesor) para que los carburos se disuelvan y se forme austenita.
4. Temple: Enfríelo al aire desde la temperatura de endurecimiento. Esto reduce la deformación y permite que se transforme en martensita dura al enfriarse por debajo de ~205 °C (400 °F). Déjelo enfriar a unos 65 °C (150 °F) antes de templarlo.
5. Templado: Muy importante. Revenido justo después del temple. D2 necesita doble templeSe puede templar primero a unos 515 °C (960 °F) y luego a unos 480 °C (900 °F), manteniendo cada vez la temperatura (p. ej., 2 horas por pulgada). Este paso reduce la tensión, mejora la tenacidad y desarrolla dureza secundaria. El uso de múltiples temperaturas ayuda a estabilizar la microestructura.
6. Tratamientos Subzero (Opcional): El acero D2 podría retener algo de austenita. Para aplicaciones que requieren una precisión dimensional extrema, la congelación profunda (tratamiento criogénico) seguida de otro temple puede ayudar a transformarla, mejorando potencialmente la resistencia al desgaste y la estabilidad.

4. Consideraciones sobre procesamiento y maquinabilidad

Si bien D2 funciona bien, recuerde estos puntos:

• Maquinabilidad: Se sabe que es difícil de mecanizar en comparación con aceros más simples (clasificación 45 frente a 100 para el acero 1% C).
• Molienda: Requiere un manejo cuidadoso debido a los carburos duros.
• Soldadura: Generalmente es difícil soldar con métodos estándar debido al alto contenido de carbono; pueden requerirse técnicas especiales.

5. Aplicaciones comunes que aprovechan las propiedades del acero D2

Basándose en estas propiedades, D2 es un material ideal para trabajos en frío difíciles que necesitan una alta resistencia al desgaste:

• Muere: Matrices de troquelado, conformado, estampado, embutido, laminado de roscas, extrusión y recorte. Especialmente adecuadas para tiradas largas.
• Golpes: Punzones de perforación, punzones de conformación en frío.
• Cuchillas y cuchillos: Cuchillas de cizalla, cuchillas cortadoras, cuchillos industriales (para papel, madera).
• Rollos: Rodillos formadores, rodillos de costura, rodillos de accionamiento.
• Piezas de desgaste: Calibres, mandriles, centros de torno y, a veces, guías o levas donde se necesita una alta resistencia al desgaste.

6. Conclusión: ¿Por qué elegir el acero para herramientas D2?

El acero para herramientas D2 ofrece una sólida combinación de excelente resistencia al desgaste, alta dureza, buena resistencia a la compresión y una estabilidad dimensional fiable durante el tratamiento térmico. Su temple al aire facilita el procesamiento y reduce la deformación. Si bien su tenacidad y maquinabilidad no son excelentes, su excelente rendimiento en trabajos en frío de alto desgaste lo convierte en una opción valiosa y popular.