Acero para herramientas D3 | 1.2080 | skd1
Aobo Steel: proveedor global de confianza de acero para herramientas
El acero para herramientas D3 presenta alta resistencia, buena templabilidad y excelente resistencia al desgaste. Sufre una mínima distorsión durante el temple. Sin embargo, presenta baja tenacidad al impacto y es propenso a la fractura frágil. Forma rápidamente carburos eutécticos irregulares y presenta baja conductividad térmica y plasticidad a alta temperatura.
La excelente resistencia al desgaste del acero D3 lo convierte en una opción popular para la fabricación de matrices y punzones de estampación en frío, herramientas de corte en frío, casquillos de broca, calibres, matrices de embutición, matrices de estampado, placas de laminado de roscas, matrices de embutición profunda y matrices de laminado de roscas. Estas aplicaciones exigen una alta resistencia al desgaste y suelen implicar cargas de impacto más bajas.
El acero para herramientas D3 es un acero para herramientas trabajado en frío con alto contenido de carbono y cromo, ampliamente utilizado. D3 es la designación según la norma ASTM A681. Grados similares en otras normas comunes incluyen Alemania (W-Nr. 1.2080), EE. UU. (ASTM T30403), Japón (JIS SKD1) y República Checa (CSN 19436).
1. Aplicaciones
- Herramientas de corte y punzonado de alta tensión para chapas delgadas
- Matrices de corte y conformado
- Rollos formadores
- Herramientas de dibujo y embutición profunda
- Cuchillas/cortadores de corte y hojas de tijera para cortar
- Herramientas para procesar piedra
- Cuchillas para papel y plásticos
- Almohadillas de presión
- Moldeo de plástico termoendurecible
- Husillos, fresas madre, herramientas maestras, calibradores de roscas, herramientas de hilado, matrices de extrusión, punzones intrincados y émbolos.
2. Composición del acero D3
| Elemento | Carbono (C) | Cromo (Cr) | Molibdeno (Mo) | Vanadio (V) | Manganeso (Mn) | Silicio (Si) | Fósforo (P) | Azufre (S) |
| Porcentaje (%) | 2.00 – 2.35 | 11.00 – 13.50 | ≤ 0,40 | ≤ 0,35 | ≤ 0,60 | ≤ 0,60 | ≤ 0,03 | ≤ 0,03 |
[Referencia: Bringas, JE (Ed.). (2004). Manual de normas comparativas mundiales del acero (3.ª ed., pág. 433). ASTM International.]
3. Propiedades del acero para herramientas D3
3.1 Propiedades mecánicas
| Dureza al impacto | Dureza (recomendada) | Dureza (después del temple) | Coeficiente de Poisson | Módulo de elasticidad | Resistencia a la tracción (UTS) | Fuerza de fluencia |
| 28 J/cm² | 57–58 HRC | 64,5 HRC | 0,27–0,30 | 190–210 GPa (30 x 10^6 psi) | 770–2050 MPa | 480–1550 MPa |
3.2 Propiedades físicas
| Densidad | Punto de fusión | Conductividad térmica | Coeficiente de expansión térmica | Resistividad eléctrica |
| 7,7−7,87×1000 kg/m³ (0,278−0,284 lb/pulg³) | 1421−1430℃ (2590°F) | 16,6 W/(m*K) a 20℃ | 10,7−13,3×10−6 m/(m*K) (20−700∘°C) | 54,8 uOhm-cm a 21℃ |
3.3 El equilibrio entre la resistencia al desgaste y la tenacidad en el acero D3
Al evaluar las propiedades del acero para herramientas D3 para sus aplicaciones, una consideración central es su excepcional resistencia al desgaste, que, sin embargo, viene con una desventaja en términos de tenacidad.
Resistencia excepcional al desgaste: Tras un tratamiento térmico adecuado, el alto contenido de carbono y cromo del acero D3 forma una gran cantidad de carburos de aleación muy duros (principalmente del tipo M7C3) en su microestructura. Estos carburos son la razón de su excelente resistencia al desgaste.
Consideraciones esenciales para la dureza: El D3 tiene una excelente resistencia al desgaste, pero su tenacidad es menor. En comparación con otros aceros para herramientas de trabajo en frío, como... A2 o S7El acero D3 suele presentar menor tenacidad y resistencia al impacto. La gran cantidad de carburos presentes en el acero D3 actúa como punto de concentración de tensiones, lo que lo hace más propenso a la fractura frágil. Las herramientas fabricadas con D3 también son propensas a la fractura frágil o al astillamiento del filo durante el impacto.
3.4 Estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico
El acero para herramientas D3 presenta una buena estabilidad dimensional y suele considerarse un referente en cuanto a alta estabilidad dimensional durante el temple entre los aceros para herramientas de trabajo en frío, presentando un menor cambio de tamaño que muchos otros grados de temple en aceite. Esta propiedad se atribuye en parte a su composición, concretamente a la ausencia general de molibdeno (Mo) y al menor contenido de vanadio (V) en comparación con... Acero para herramientas D2, lo que también contribuye a que se requieran temperaturas de endurecimiento más bajas.
3.5 Resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas
Después de un tratamiento de temple y revenido adecuado, el acero para herramientas D3 tiene una buena resistencia al ablandamiento en condiciones de trabajo de alta temperatura dentro de un cierto rango y puede mantener una cierta dureza y filo en las aplicaciones.
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4. Tratamiento térmico
El completo acero para herramientas D3 tratamiento térmico El protocolo consta de cuatro etapas principales: precalentamiento, austenización (endurecimiento), temple y revenido. Cada paso es fundamental para lograr la estructura metalúrgica y las propiedades mecánicas deseadas.
4.1 Precalentamiento
El precalentamiento del acero D3 se realiza para reducir el riesgo de deformación o agrietamiento y para aliviar las tensiones residuales causadas por operaciones de mecanizado anteriores.
La temperatura de precalentamiento es 650–705 °C (1200–1300 °F)La temperatura que usamos comúnmente es 650°C (1200°F), temperatura a la que se mantiene el acero durante 10 a 15 minutos.
El acero D3 tiene una conductividad térmica relativamente baja, por lo que el calentamiento debe realizarse lentamente para evitar un calentamiento desigual entre el interior y el exterior, lo que podría causar grietas.
4.2 Austenización (endurecimiento)
La austenitización se realiza para transformar la microestructura D3 en austenita.
La temperatura es de 960 °C (1760 °F), ligeramente inferior a la de D2. El tiempo de remojo debe ser lo suficientemente largo para garantizar que el núcleo alcance la temperatura objetivo. Tenga en cuenta que las temperaturas excesivas pueden provocar un tamaño de grano grueso, engrosamiento del carburo y un aumento de la austenita residual, lo que puede afectar negativamente la tenacidad y la estabilidad dimensional. Para evitar la descarburación, se pueden utilizar atmósferas neutras, envolturas protectoras o baños de sales.
4.3 Temple
Este paso implica la transformación de la austenita en martensita dura. A diferencia de muchos otros aceros de tipo D, el acero para herramientas D3 suele templarse en aceite. El temple en aceite proporciona una velocidad de enfriamiento más moderada que el temple en agua o agua salada, lo que ayuda a minimizar el riesgo de deformación y agrietamiento. La temperatura de enfriamiento puede ajustarse a temperatura ambiente, o recomendamos... 66-93 °C (150-200 °F).
El acero D3 enfriado debe templarse inmediatamente; retrasarlo puede volverlo extremadamente frágil y susceptible a agrietarse e inestabilidad. Recomendamos templarlo dentro de las 2 horas posteriores al enfriamiento.
4.4 Templado
El acero D3 recién templado es muy duro, pero también muy frágil y presenta altas tensiones internas. El propósito del revenido es eliminar estas tensiones internas, mejorar significativamente la tenacidad y ajustar la dureza final del D3.
Recomendamos duplicar o incluso triplicar el revenido del acero D3. Esto ayuda a refinar la estructura del grano, mejorar aún más la resistencia al desgaste y promover la transformación de la austenita retenida.
El D3 normalmente se templa a una temperatura más baja de 200°C, o 390°F, resultando en una dureza de 60 HRC Después del revenido. El tiempo de mantenimiento es de 2 horas por cada 25 mm de espesor del material D3. Asegúrese de que el material se enfríe a temperatura ambiente entre ciclos de revenido.
4.5 Consideraciones para el tratamiento térmico del acero para herramientas D3
- El acero D3 tiene un alto contenido de carbono y puede retener austenita tras el temple. Si la aplicación del acero D3 requiere una alta estabilidad dimensional y una mínima austenita residual, se puede utilizar un tratamiento a baja temperatura después del temple (normalmente antes del revenido final). Este tipo de tratamiento debe ir seguido inmediatamente de un proceso de revenido.
- El acero para herramientas D3 presenta una buena estabilidad dimensional, con un crecimiento esperado de aproximadamente ±0,0005 pulg./pulg. (o ±0,051 TP3T). Un precalentamiento adecuado, velocidades de calentamiento y enfriamiento controladas y un revenido múltiple exhaustivo son esenciales para minimizar los cambios dimensionales.
- Para mejorar la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste, los componentes de acero para herramientas D3 pueden someterse a tratamientos de superficie como nitruración o procesamiento de difusión térmica (TD) después del tratamiento térmico primario.
5. Calificaciones equivalentes
- DIN (Alemania): 1.2080 / X210Cr12
- JIS (Japón): SKD1
- BS (Gran Bretaña): BD3
- UNS: T30403
6. Suministro de formas y dimensiones
Este acero es nuestro producto más maduro y de menor precio, y la mayor parte del mismo se vende en la India.
El acero para herramientas D3 que suministramos está disponible en diversas formas, incluyendo barras redondas, chapas, losas, barras planas, barras cuadradas y bloques. Las dimensiones de las barras planas varían de: ancho 20–600 mm × espesor 20–400 mm × longitud 1000–5500 mm. Las dimensiones de las barras redondas varían de diámetro 20–400 mm × longitud 1000–5500 mm. Las dimensiones de los bloques se obtienen cortando la barra plana.
Para tamaños más pequeños, como barras redondas con un diámetro inferior a 70 mm, utilizamos el proceso de laminado en caliente. Para tamaños superiores a 70 mm, ofrecemos productos forjados.
Pruebas UT: septiembre de 1921-84 D/d, E/e.
Tratamiento de superficie: acabados superficiales originales negros, pelados, mecanizados/torneados, pulidos, rectificados o fresados.
Estado del inventario: No tenemos existencias de acero D3. Organizamos la producción según los pedidos de los clientes.
Plazo de entrega: Los materiales para hornos de arco eléctrico (EAF) tardan entre 30 y 45 días. Los materiales ESR tardan aproximadamente 60 días.
Preguntas frecuentes
1. ¿Qué es el acero para herramientas D3?
El acero para herramientas D3, también conocido como DIN 1.2080 y JIS SKD1, es un acero de aleación de cromo 12% con alto contenido de carbono y cromo. Es un acero para herramientas y matrices de temple en aceite.
2. ¿Cuáles son las características clave del acero para herramientas D3?
El acero para herramientas D3 se caracteriza por Su muy alta resistencia al desgaste contra el desgaste abrasivo y adhesivo, Debido a su alto contenido de carburos duros, presenta una tenacidad media, una excelente estabilidad dimensional (mantiene el tamaño casi tan bien como los aceros de temple al aire, como el D2) y una alta resistencia a la compresión. No es templable secundariamente.
3. ¿Cuáles son los grados y designaciones equivalentes internacionales del acero D3?
- DIN 1.2080 (Alemania)
- JIS SKD1 (Japón)
- X210Cr12 (Alemania/Reino Unido/Francia, ISO)
- UNS T30403 (EE.UU)
- ASTM A681 (Estándar de EE. UU.) Otras designaciones incluyen AFNOR Z 200 C 12, UNI X 21O Cr 13 KU, BS BD 3, SAE J437 y SAE J438.
4. ¿Se considera el D3 un acero para herramientas para trabajo en frío?
SíAISI D3 es un acero para herramientas trabajado en frío.
5. ¿Cómo se compara el acero para herramientas D3 con otros aceros del grupo D como el D2?
El acero para herramientas D3 se templa en aceite, mientras que la mayoría de los demás aceros del grupo D (como el D2) se endurecen al aire y suelen contener molibdeno 1%. El D3 se caracteriza por tener mejor resistencia al desgaste Es más resistente que el D2 y ligeramente más difícil de rectificar. El D3 tiende a ser más frágil durante el endurecimiento que el D2. Además, presenta una excelente estabilidad dimensional en el tratamiento térmico, manteniendo su tamaño casi tan bien como el D2 endurecido al aire.
6. ¿Cuál es la resistencia al desgaste del acero para herramientas D3?
El acero D3 tiene muy alta resistencia al desgaste Contra el desgaste abrasivo y adhesivo gracias a un alto contenido de carburos duros en su matriz de acero. Es ideal para aplicaciones que requieren alta resistencia al desgaste, como cuchillas de corte.
7. ¿Cuál es el rango de dureza típico del acero para herramientas D3 después del tratamiento térmico?
Después del tratamiento térmico, el acero para herramientas D3 puede alcanzar una dureza en el rango de 58-64 horas de resistenciaPara una máxima resistencia al desgaste, el revenido entre 149 °C y 177 °C (300 °F y 350 °F) puede alcanzar una dureza de 62-63 HRC. Para un equilibrio óptimo entre resistencia al desgaste y tenacidad, el revenido entre 232 °C y 260 °C (450 °F y 500 °F) alcanza una dureza de 58-60 HRC.
8. ¿Cuál es la maquinabilidad del acero para herramientas D3?
El acero para herramientas D3 generalmente se clasifica como de maquinabilidad de 45-50% de un acero al carbono 1%O aproximadamente 25-30% de acero tipo B1112. No es fácil de procesar.
9. ¿El acero para herramientas D3 requiere tratamiento térmico para alcanzar sus máximas propiedades?
SíEl acero para herramientas D3 requiere endurecimiento y revenido para lograr sus máximas propiedades.
10. ¿Cuál es el proceso recomendado para el recocido de acero para herramientas D3?
Para el recocido, el acero D3 debe calentarse uniformemente a 850-871 °C (1550-1600 °F)Debe remojarse completamente y luego enfriarse muy lentamente en el horno a una velocidad que no exceda los 6 °C (20 °F) por hora o los 25 °C (50 °F) por hora, hasta alcanzar una temperatura de 538-650 °C (1000-1200 °F). Posteriormente, puede enfriarse al aire. El recocido debe alcanzar una dureza máxima de 248-255 HBW.
11. ¿Cómo se endurece el acero para herramientas D3, incluido el precalentamiento y el temple?
El acero D3 debe precalentarse lentamente para 800-850 °C (1472-1562 °F). Luego, la temperatura debe elevarse rápidamente a 950-970 °C (1742-1778 °F), o de 954 °C (1750 °F) a 982 °C (1800 °F), y se remoja durante 20 a 25 minutos, más 5 minutos por cada pulgada de espesor. Después del remojo, debe... templado en aceite Hasta que se ennegrece (aproximadamente 482 °C o 900 °F), y luego se enfría al aire en calma a temperatura ambiente. Las secciones pequeñas pueden templarse con gas al vacío después de la austenización.
12. ¿Qué tan sensible es el acero para herramientas D3 al sobrecalentamiento durante el endurecimiento?
El acero para herramientas D3 es extremadamente sensible al sobrecalentamiento Durante el endurecimiento. Si se sobrecalienta, no alcanzará su dureza máxima y podría contraerse considerablemente. La temperatura de endurecimiento debe estar estrictamente dentro del rango recomendado.
13. ¿Cuál es el procedimiento de templado adecuado para el acero para herramientas D3?
El revenido debe realizarse inmediatamente después de que el acero se enfríe a temperatura ambiente tras el endurecimiento. Las piezas deben colocarse en el horno de revenido y elevarse lentamente hasta alcanzar la temperatura deseada. Revenido para 1 hora por pulgada de espesor Se requiere un mínimo de 2 horas. El doble revenido se recomienda a menudo para aceros para herramientas de alta aleación como el D2 (e implícitamente beneficioso para el D3) para reducir la austenita retenida.
14. ¿Cómo afecta la temperatura de revenido a la dureza del acero para herramientas D3?
La temperatura de revenido influye directamente en la dureza y tenacidad finales. Por ejemplo:
- 150°C (302°F): 63-64 HRC
- 200°C (392°F): 61-63 HRC
- 250°C (482°F): 60-62 HRC
- 300-350 °F (149-177 °C): 62-63 HRC (para máxima resistencia al desgaste)
- 450-500 °F (232-260 °C): 58-60 HRC (para un equilibrio óptimo entre resistencia al desgaste y tenacidad)
- 400°C (752°F): 58-59 HRC
- 538 °C (1000 °F): 51-53 HRC. El acero se expande al templarse hasta 315 °C (600 °F), pero se contrae al templarse entre 315 °C y 454 °C (600 °F y 850 °F).
15. ¿Cómo se realiza el alivio de tensión en el acero para herramientas D3? Para aliviar las tensiones de mecanizado, especialmente para una mayor precisión en el endurecimiento o después de las operaciones de desbaste, las piezas de acero para herramientas D3 deben calentarse a 648-700 °C (1200-1292 °F)Las piezas deben remojarse durante una hora (o un mínimo de una hora) a la temperatura y luego enfriarse lentamente.
16. ¿Cuál es la estabilidad dimensional del acero para herramientas D3 durante el tratamiento térmico?
El acero para herramientas D3 es conocido por ser dimensionalmente estable y exhibiciones Excelente estabilidad en el tratamiento térmicoMantiene su tamaño casi tan bien como los aceros de temple al aire. Cuando se templa correctamente, presenta cambios de longitud típicos, con expansión al templar hasta aproximadamente 315 °C (600 °F) y contracción al templar entre 315 °C y 454 °C (600 °F y 850 °F). El sobrecalentamiento durante el temple puede provocar una contracción significativa después del revenido.
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P20/1.2311
P20+Ni/1,2738
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acero inoxidable 422
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acero inoxidable 440C
4140/42CrMo4/SCM440
4340/34CrNiMo6/1.6582
4130
5140/42Cr4/SCR440
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