Propriedades e aplicações do aço para ferramentas de trabalho a quente 8Cr3

O aço para ferramentas 8Cr3 é um aço confiável e de alto carbono aço para ferramentas de trabalho a quente comumente usado em diversas aplicações. É essencialmente um aço carbono T8 modificado para ferramentas, aprimorado pela adição de 3.20% a 3.80% de cromo (Cr).

1. Composição do aço para ferramentas 8Cr3

A composição química do aço para ferramentas 8Cr3, de acordo com a norma GB/T 1299-2000, é a seguinte:

• Carbono (C): 0,75% a 0,85%
• Silício (Si): ≤ 0,40%
• Manganês (Mn): ≤ 0,40%
• Cromo (Cr): 3.20% para 3.80%
• Fósforo (P): ≤ 0,030%
• Enxofre (S): ≤ 0,030%
• Cobre (Cu): ≤ 0,030% 

2. Propriedades básicas

• Melhoria do Chromium: O cromo adicionado aumenta a temperabilidade e fornece resistência moderada a temperaturas elevadas (até aproximadamente 500°C).
• Resistência ao desgaste: O 8Cr3 oferece boa resistência ao desgaste. Isso se deve à formação de carbonetos finos e uniformemente distribuídos em sua microestrutura, o que é importante em aplicações que envolvem atrito e abrasão.
• Força: O aço mantém resistência adequada tanto em temperatura ambiente quanto em temperaturas moderadamente altas.

3. Tratamento térmico e dureza do aço para ferramentas 8Cr3

Correto tratamento térmico é essencial para maximizar o desempenho do aço para ferramentas 8Cr3.

3.1 Recozimento

• Condição de entrega: Geralmente fornecido em estado recozido.
• Dureza: 207 a 255 HBW (Dureza Brinell). Este estado mais macio facilita a usinagem.

3.2 Têmpera e revenimento de aço para ferramentas 8Cr3

• Endurecimento: Austenitizar entre 830°C e 880°C, seguido de têmpera em óleo.
• Dureza alcançada (pós-têmpera): Geralmente excede 55 HRC (Dureza Rockwell C), frequentemente atingindo 59 a 62 HRC.
• Têmpera: Essencial após a têmpera para reduzir a fragilidade e atingir o equilíbrio certo entre dureza e tenacidade. O revenimento geralmente é feito entre 480 °C e 520 °C.
• Dureza de trabalho (pós-revenimento): Aproximadamente 41 a 46 HRC.
• Cuidado: O revenimento entre 460°C e 480°C pode reduzir a tenacidade ao impacto; considere isso ao usar aplicações de alta tenacidade.

3.3 Tratamento de Superfície (Nitretação)

• Propósito: Para aplicações que necessitam de maior durabilidade da superfície.
• Exemplo de processo: Nitretação a cerca de 480°C por 50 horas.
• Resultado: Cria uma camada superficial de 0,35 a 0,4 mm de profundidade com uma microdureza de 600 a 750 HV (Dureza Vickers).

3.4 Temperaturas Críticas

Entender essas temperaturas é fundamental para o sucesso do tratamento térmico:

• Ac1: ~785°C (Início da formação de austenita no aquecimento)
• Ac3: ~830°C (Fim da formação de austenita no aquecimento)
• Ar1: ~750°C (Início da decomposição da austenita no resfriamento)
• Ar3: ~770°C (Fim da decomposição da austenita no resfriamento)
• EM: ~370°C (Início da transformação da martensita)
• Mf: ~110°C (Fim da transformação da martensita)

4. Recomendações para processamento de aço para ferramentas 8Cr3

Siga estas diretrizes para um processamento ideal.

4.1 Trabalho a quente (Forjamento)

• Aquecimento: Aquecimento de lingotes/tarugos a 1180°C – 1200°C.
• Temperatura inicial de forjamento: 1100°C – 1150°C.
• Temperatura de acabamento do forjamento: Não abaixo de 800°C – 900°C.
• Resfriamento: O resfriamento lento após o forjamento é importante para evitar tensões internas.

4.2 Recozimento para Usinabilidade

• Processo: Aquecer a 790-810°C, manter por 2 a 6 horas e depois esfriar no forno abaixo de 600°C.

5. Aplicações do aço para ferramentas 8Cr3

O aço 8Cr3 é adequado para ferramentas e matrizes usadas nas seguintes condições:

• Temperatura: Temperaturas de trabalho moderadas (abaixo de 500°C).
• Cargas: Impacto e vibração relativamente baixos.
• Requisito principal: Resistência ao desgaste.

Exemplos específicos incluem:

• Matrizes de corte a quente (para remoção de rebarbas de peças forjadas)
• Punções de conformação (para moldar materiais aquecidos)
• Parafuso quente perturbador morre
• Morre de perfuração quente
• Mangas de matriz
• Punções

Considerações:

• Para corte a quente que exige uma resistência ao desgaste significativamente maior, o metal duro pode oferecer uma vida útil mais longa. No entanto, o 8Cr3 é uma opção econômica para tarefas de corte a quente menos exigentes.
• Para produção em larga escala (por exemplo, engrenagens automotivas), onde matrizes 8Cr3 padrão podem falhar prematuramente, considere projetos de matrizes compostas com inserções de alto desempenho.

Experiência em Aço Aobo

O aço 8Cr3 oferece um equilíbrio adequado entre resistência ao desgaste e desempenho em temperaturas moderadas para aplicações específicas de ferramentas para trabalho a quente. A obtenção dos melhores resultados depende em grande parte do processamento e tratamento térmico corretos, seguindo os parâmetros descritos acima.

Na Aobo Steel, nossas décadas de experiência em forjamento e fornecimento de aço para ferramentas nos permitem compreender as nuances de materiais como o 8Cr3. Fornecemos aço de alta qualidade e a expertise necessária para ajudá-lo a utilizá-lo com eficiência. Entre em contato conosco para discutir suas necessidades específicas de aplicação.