Aço inoxidável 420 | 1.2083 | 2Cr13

4. Tratamento térmico

Aços inoxidáveis martensíticos, incluindo o aço inoxidável 420, são endurecidos por aquecimento acima de sua temperatura de transformação para atingir uma estrutura totalmente austenítica, seguido de resfriamento rápido em óleo ou ar. Apresentam baixa condutividade térmica, o que pode levar a um aquecimento irregular durante o aquecimento rápido ou têmpera, resultando em distorção, empenamento ou rachaduras. Portanto, recomendamos fortemente o pré-aquecimento.

O tratamento térmico envolve austenitização, têmpera e revenimento para otimizar suas propriedades mecânicas, particularmente ductilidade e tenacidade.

4.1 Endurecimento (Austenitização)

A temperatura de endurecimento do aço 420 é 975 °C a 1075 °C (1787 °F a 1967 °F), embora algumas fontes a indiquem entre 954 °C e 1010 °C (1750 °F e 1850 °F). No entanto, com base em nossa experiência, a primeira faixa é mais apropriada.

O tempo de imersão é normalmente de cerca de 30 minutos por polegada (1,2 minutos por milímetro) de espessura na temperatura de endurecimento.

Para evitar a descarbonetação, o aço inoxidável 420 deve ser endurecido em atmosfera neutra controlada, vácuo ou em forno com sal neutro.

4.2 Resfriamento

Para peças complexas ou com formas irregulares, sugerimos a têmpera ao ar para minimizar a deformação e reduzir o risco de trincas. Se for necessária uma dureza maior, optamos pela têmpera em óleo. O processo de têmpera envolve o resfriamento do material até 66 °C (150 °F) quando resfriado ao ar, ou para 66-93 °C (150-200 °F) quando temperado em óleo. Observe que o tratamento de têmpera deve ser realizado imediatamente após a têmpera.

4.3 Têmpera

Têmpera pode melhorar a tenacidade e a resistência do 420 e ajustar sua dureza. O material de aço 420 deve passar por pelo menos dois ciclos de têmpera, ou mesmo três. Para a maioria das aplicações, a temperatura mínima de revenimento é 204°C (400°F). O tempo de imersão é 2 horas por polegada (4,7 minutos por milímetro) de espessura na temperatura especificada. Entre cada ciclo de têmpera, as peças devem esfriar naturalmente até a temperatura ambiente.

Efeito da temperatura de revenimento nas propriedades:

1. Dureza após diferentes temperaturas de revenimento: A dureza do aço inoxidável 420 é: 52 HRC mínimo a 149 °C (300 °F), 50 HRC mínimo a 204 °C (400 °F) e 48 HRC mínimo a 316 °C (600 °F).
2. Resistência à fragilidade e corrosão por têmperae: O aço 420 tem a característica de fragilização por revenimento. NÃO temperar em temperaturas ACIMA DE 427°C (800°F), pois essa faixa de temperatura pode resultar em uma redução significativa na resistência ao impacto e à corrosão. Essa redução é atribuída à precipitação de carbonetos de cromo mais grosseiros (Cr23C6), que podem criar regiões com depleção de cromo ao redor dos carbonetos. Esse efeito negativo desaparece quando a temperatura de revenimento é de 593 °C (1100 °F) ou superior. Em temperaturas acima de 600 °C, acredita-se que a difusão de cromo "recupere" essas zonas depletadas, restaurando a resistência à corrosão. Dentro dessa faixa de temperatura, a tenacidade do aço 420 aumenta, mas sua dureza diminui.

4.4 Alívio de tensões (material não endurecido)

Para peças de aço inoxidável 420 não endurecidas, o alívio de tensões pode ser realizado por aquecimento lento até 677 °C (1250 °F) e imersão por 2 horas por polegada de espessura, seguido de um resfriamento lento no forno até a temperatura ambiente.

[Referência: Leed, RM (2007). Solucionador de problemas de fabricação de ferramentas e matrizes. Sociedade de Engenheiros de Fabricação.]