AÇO PARA FERRAMENTAS O2 | 1.2842

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O aço O2 para ferramentas tem alta dureza e resistência ao desgaste. Apresenta distorção mínima durante a têmpera e tem excelente temperabilidade. Esse aço é adequado para a fabricação de várias ferramentas e modelos de medição de precisão. Também é usado para matrizes de dimensões menores, moldes de prensa a frio, moldes de gravação e matrizes de corte. Além disso, pode ser usado para parafusos de máquinas-ferramenta e outros componentes estruturais.

A designação é O2 no sistema ASTM A681 dos EUA. Designações semelhantes em outras normas nacionais incluem ISO 90MnV2, EUA/UNS T31502, Alemanha/DIN 90MnCrV8 e Alemanha/W-Nr. 1.2842. 

1. Aplicações

Para fornecer uma imagem mais clara, aqui está uma análise dos usos industriais típicos do aço para ferramentas O2, destacando onde suas propriedades oferecem o máximo benefício:

2. Composição química do aço para ferramentas O2

Observação: os valores nominais são aproximados e podem variar ligeiramente entre diferentes fontes ou calores específicos, mas a composição geral permanece dentro das faixas definidas para o grau AISI O2.

O Impacto da Composição no Desempenho

Essa combinação específica de alto teor de carbono e liga moderada — em particular o teor de manganês notavelmente mais alto em comparação com outros aços para ferramentas da série O, como o O1 — é o que define o aço para ferramentas O2. Essa formulação confere ao O2 suas excelentes características de endurecimento quando temperado em óleo, resultando em um bom equilíbrio entre resistência ao desgaste e tenacidade, adequado para uma variedade de aplicações de ferramentas para trabalho a frio. 

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3. Propriedades do aço para ferramentas O2

Aqui está uma análise da chave Propriedades do aço O2 e o que elas significam para suas operações:

Não se pode exagerar que o resultado final propriedades mecânicas do aço O2 são profundamente moldados pelo ciclo específico de tratamento térmico empregado. Fatores como a temperatura de austenitização, a taxa de têmpera e o processo de revenimento subsequente são meticulosamente controlados para desenvolver a dureza, a tenacidade e a resistência ao desgaste desejadas.

4. Tratamento térmico de aço para ferramentas O2

A obtenção da dureza e da resistência ao desgaste do aço para ferramentas O2 depende de um processo preciso de tratamento térmico. Sendo um aço para trabalho a frio, endurecível em óleo, suas propriedades excepcionais são desenvolvidas por meio de ciclos térmicos controlados. Para mais informações sobre este tópico, consulte o Tratamento térmico de aço para ferramentas O2.

4.1 O Processo de Recozimento

O aço para ferramentas O2 é normalmente fornecido recozido. Esse tratamento térmico inicial amolece o aço, alivia tensões e refina sua microestrutura, facilitando a usinagem ou a preparação para conformação a frio.

Para conformação a frio severa, esferoidizar recozimento é preferível:

• Aqueça o aço próximo ou ligeiramente abaixo de sua temperatura crítica inferior (Ac1).
• Mantenha essa temperatura por um período prolongado.
• Resfrie lentamente. Isso transforma os carbonetos em um formato globular para máxima maciez e ductilidade.

4.2 O Ciclo de Endurecimento

A têmpera é a fase crítica em que o aço O2 desenvolve sua alta dureza característica. Envolve aquecimento para formar austenita e, em seguida, resfriamento rápido (têmpera) para criar uma estrutura predominantemente martensítica.

4.2.1 Pré-aquecimento

Embora o O2 seja um grau de endurecimento em óleo, o pré-aquecimento é altamente recomendado, especialmente para seções maiores ou peças complexas, para minimizar o choque térmico e reduzir distorções ou rachaduras.

• Temperatura de pré-aquecimento recomendada: Cerca de 650°C (1200°F).
• Dica: Colocar a peça sobre o forno antes do pré-aquecimento pode ajudar a aumentar gradualmente sua temperatura.

4.2.2 Austenitização

A austenitização envolve aquecer o aço a uma temperatura específica para transformar completamente sua estrutura em austenita, permitindo que os carbonetos se dissolvam.

• Temperatura de austenitização recomendada para aço O2: 790–815°C (1454–1472°F). Algumas fontes sugerem 800°C (1475°F).
• Tempo de imersão: Mantenha por 30–45 minutos para cada 25 mm (1 polegada) de espessura para garantir aquecimento uniforme e dissolução do carboneto.
• Cuidado: Controle adequado da atmosfera do forno para evitar descarbonetação ou oxidação excessiva.

4.2.3 Têmpera em óleo

Após a austenitização, o aço O2 é rapidamente temperado em óleo para transformar a austenita em martensita dura.

• Meio de têmpera: O óleo é específico do aço O2, oferecendo endurecimento eficaz com menos risco de distorção do que a água, especialmente para formas complexas.
• Temperatura de têmpera alvo: Resfrie até que o aço atinja aproximadamente 66–93°C (150–200°F).

4.2 Têmpera

A martensita temperada é muito dura, porém quebradiça e sujeita a tensões. O revenimento é um tratamento pós-têmpera indispensável para melhorar a tenacidade e a ductilidade, reduzir a dureza ao nível desejado, aliviar tensões internas e aumentar a estabilidade dimensional.

Momento crítico para a têmpera:

Revena as peças de aço O2 assim que atingirem 52–65 °C (125–150 °F) após a têmpera. Atrasar pode causar rachaduras.

• Temperatura de têmpera: Geralmente em torno de 175 °C (350 °F) para aço O2 (semelhante ao O1). A faixa típica é de 149 a 232 °C (300 a 450 °F), dependendo da dureza final desejada. Temperaturas mais baixas produzem maior dureza; temperaturas mais altas aumentam a tenacidade, mas reduzem a dureza.
• Tempo de imersão: Deixe de molho por pelo menos 2 horas para cada 25 mm (1 polegada) da seção mais grossa.

Vários ciclos de têmpera:

Múltiplos ciclos de revenimento (normalmente dois) são frequentemente recomendados para aços-ferramentas O2. Um segundo revenimento (após o resfriamento à temperatura ambiente após o primeiro) refina ainda mais a microestrutura, alivia mais tensões e pode transformar a austenita retida. Resfrie ao ar até a temperatura ambiente entre os ciclos.

4.3 Tratamentos Avançados Opcionais para Aço O2

Para necessidades específicas, considere estes tratamentos:

4.3.1 Alívio de tensões para maior estabilidade

O alívio de tensões minimiza as tensões residuais da fabricação (usinagem, conformação). Aquecer abaixo de Ac1, manter e resfriar lentamente.

• Tempo: Antes do endurecimento, ou depois do endurecimento e revenimento.
• Se pós-endurecimento: Use uma temperatura ~25°C (50°F) abaixo da temperatura final de têmpera para evitar o amolecimento excessivo.

4.3.2 Tratamento Sub-Zero (Tratamento Criogênico)

O tratamento abaixo de zero pode transformar a austenita retida (não transformada durante a têmpera) em martensita por meio do resfriamento a temperaturas muito baixas (por exemplo, -75 °C / -103 °F ou menos). Isso pode aumentar a dureza e a estabilidade dimensional.

• Pós-tratamento crítico: Se usado, aço O2 deve ser temperado imediatamente posteriormente para aliviar as tensões da nova martensita e melhorar a tenacidade.

4.4 Resumo dos parâmetros do tratamento térmico do aço O2

Uma referência rápida para o processo típico de tratamento térmico de aço com O2:

Seguir essas recomendações de tratamento térmico de aço com O2 é essencial para atingir a dureza desejada (normalmente 60–62 HRC) e desempenho ideal. 

Perguntas frequentes

1. Qual é a diferença entre aço O1 e O2?

O aço O2 apresenta melhor temperabilidade e menor distorção no tratamento térmico do que o aço O1 devido ao seu maior teor de manganês, o que lhe confere uma vantagem em algumas aplicações de moldes de precisão. O aço O1 pode ser mais atraente em termos de versatilidade e custo.

2. O aço O2 é bom para facas?

O aço O2 é bom para facas, especialmente aquelas que exigem alta distorção por tratamento térmico.

3. O que é aço O2?

O aço O2 é um aço para ferramentas de trabalho a frio, endurecido em óleo, com alto teor de carbono e teor moderado de liga, conhecido por sua alta dureza, boa temperabilidade e alterações dimensionais relativamente baixas durante o tratamento térmico.

4. O que é equivalente ao aço O2?

Alemanha DIN: Número do material padrão alemão DIN 1.2842