Propriedades do aço ferramenta D2

O aço D2 apresenta o melhor desempenho em matrizes de estampagem, matrizes de conformação, punções, facas de corte longitudinal, lâminas de corte transversal, matrizes de laminação de roscas, calibradores e ferramentas de trabalho a frio resistentes ao desgaste. É a escolha errada quando a ferramenta falha principalmente devido a impactos fortes, lascamento severo, corrosão, gripagem ou fadiga térmica em altas temperaturas.

Quais são as principais propriedades do aço ferramenta D2?

As principais propriedades do aço ferramenta D2 são alta resistência ao desgaste abrasivo, alta dureza, boa estabilidade dimensional, alta resistência à compressão e tenacidade moderada a baixa.

O aço D2 é comumente utilizado com dureza de aproximadamente 58-60 HRC após têmpera e revenido. É adequado para ferramentas de trabalho a frio que falham principalmente por desgaste, como matrizes de estampagem, punções, facas de corte longitudinal, lâminas de cisalhamento e matrizes de laminação de roscas.

Propriedades do aço ferramenta D2 em resumo

O ponto principal é simples: o D2 é um aço resistente ao desgaste, não um aço de alta tenacidade. Escolha-o quando o desgaste abrasivo for o principal modo de falha.

O que é o aço ferramenta D2?

O D2 é um aço ferramenta para trabalho a frio, de alto carbono e alto cromo, endurecível ao ar, da série AISI D, também conhecido como 1.2379 e SKD11. Após tratamento térmico, forma uma matriz martensítica dura com um alto volume de carbonetos ricos em cromo. Esses carbonetos conferem ao D2 forte resistência ao desgaste abrasivo e menor tenacidade em comparação com aços como o A2 ou o S7.

Composição química do aço D2

A composição química do D2 explica a maioria de suas propriedades. Altos teores de carbono e cromo criam carbonetos duros. O molibdênio melhora a temperabilidade e a resposta ao revenido. O vanádio favorece a formação de carbonetos finos e o controle de grãos.

O alto teor de carbono e cromo confere ao D2 sua principal vantagem: forte resistência ao desgaste abrasivo. Essa mesma composição também cria sua principal fraqueza: menor tenacidade. Para obter informações completas sobre os limites dos elementos por padrão e equivalentes de grau, consulte a tabela. Composição de aço D2 página.

Propriedades físicas do aço D2

As propriedades físicas abaixo são valores de referência típicos para o aço ferramenta D2 / 1.2379. Densidade, condutividade térmica, calor específico e expansão térmica variam de acordo com o fabricante do aço, o método de ensaio, as condições de tratamento térmico e a faixa de temperatura.

O módulo de elasticidade é frequentemente relatado em torno de 203 GPa. Isso é útil para entender a rigidez elástica, mas não determina se o aço D2 é o mais adequado. Em ferramentas reais, a resistência ao desgaste, a tenacidade, a dureza, a estabilidade dimensional e o suporte da ferramenta são mais importantes.

O aço D2 é magnético? Sim. O aço D2 é ferromagnético nas condições recozida e temperada e comporta-se como um aço ferramenta magnético normal em serviço.

Temperaturas críticas de transformação do aço D2

O D2 é austenitizado bem acima desses pontos durante o endurecimento.

Estabilidade Dimensional do Aço D2

O aço D2 é frequentemente escolhido quando a estabilidade dimensional após o tratamento térmico é importante. Quando austenitizado e temperado ao ar adequadamente, o D2 geralmente apresenta uma variação dimensional muito pequena, frequentemente em torno de 0,0005 pol./pol. Essa é uma das razões pelas quais ele é usado para matrizes, calibradores e ferramentas de precisão com tolerâncias rigorosas.

A alteração dimensional nem sempre é uniforme. A orientação do carboneto, a geometria da ferramenta, cantos vivos, seções irregulares, temperatura de austenitização, método de têmpera e revenido influenciam o movimento final. "Não deformável" deve ser interpretado como baixa distorção, não como risco zero.

Trabalhabilidade e usinabilidade do aço D2

O aço D2 é difícil de usinar e retificar devido à presença de carbonetos duros ricos em cromo. No estado recozido, ele é usinável, mas ainda assim mais exigente do que aços-ferramenta de menor liga, como o O1.

A classificação de usinabilidade comumente relatada para o aço D2 é em torno de 45, usando como referência um aço carbono básico 1% com classificação 100. Isso significa que o D2 requer ferramentas mais robustas, parâmetros de corte mais precisos e maior tempo de retificação.

Propriedades mecânicas do aço ferramenta D2

As propriedades mecânicas do aço D2 dependem muito do tratamento térmico, da dureza final, da dimensão da seção transversal, da temperatura de revenido e do projeto da ferramenta. Para a maioria das decisões relativas às ferramentas, dureza, resistência ao desgaste, tenacidade, resistência à compressão e estabilidade dimensional são mais úteis do que um único valor de resistência à tração.

Alguns dados de ensaios de tração para o aço D2 forjado indicam uma resistência à tração máxima de cerca de 758 MPa, um limite de escoamento de 350-411 MPa e um módulo de elasticidade de 203 GPa. Esses valores não são fixos, pois o aço D2 varia significativamente com o tratamento térmico e a dureza.

Qual é a resistência ao escoamento do aço ferramenta D2? O aço D2 forjado apresenta uma resistência ao escoamento de aproximadamente 350-411 MPa e uma resistência à tração de cerca de 758 MPa em ensaios de tração. Os valores finais dependem do tratamento térmico, da dureza e da dimensão da seção transversal.

Dureza D2 e Tratamento Térmico

O aço D2 é fornecido recozido com dureza de aproximadamente 217-255 HB para usinagem. Após têmpera e revenido, a maioria das ferramentas para trabalho a frio atinge uma dureza de cerca de 58-60 HRC, com dureza após têmpera próxima a 64-65 HRC antes do revenido.

A dureza deve ser adequada ao modo de falha da ferramenta, e não forçada ao máximo. Uma dureza maior melhora a resistência ao desgaste e à compressão, mas reduz a resistência ao lascamento. Para metas de dureza específicas da aplicação e comportamento de revenimento, consulte o [inserir referência aqui]. Guia de dureza do aço D2. Para a sequência completa de têmpera, incluindo pré-aquecimento, austenitização, têmpera e revenido duplo, consulte o Guia de tratamento térmico de aço para ferramentas D2.

A Aobo Steel fornece o aço D2 apenas na condição recozida. O processo de tratamento térmico deve ser projetado levando em consideração o tamanho da ferramenta, a geometria, a dureza final e as condições de serviço.

Resistência ao desgaste, tenacidade e estabilidade dimensional.

O aço D2 é selecionado principalmente por três propriedades: resistência ao desgaste, estabilidade da dureza e controle dimensional. Sua principal desvantagem é a tenacidade.

O aço D2 geralmente oferece maior resistência ao desgaste abrasivo do que o A2, embora o A2 seja mais resistente e fácil de usinar. Comparado ao O1, o D2 geralmente proporciona melhor estabilidade dimensional porque endurece por resfriamento ao ar em vez de têmpera em óleo.

Aplicações do aço D2

O aço D2 é usado principalmente em ferramentas para trabalho a frio, onde o desgaste abrasivo, a retenção de aresta, a resistência à compressão e a estabilidade dimensional são mais importantes do que a resistência ao impacto.

O aço D2 pode ser usado em alguns trabalhos especializados de corte a quente ou moldagem abrasiva, mas não é um aço para trabalho a quente. Para fundição sob pressão, forjamento a quente ou fadiga térmica severa, os aços H13, H11 ou outros aços para trabalho a quente são mais adequados.

Para matrizes de estampagem, punções, facas de corte longitudinal, lâminas de cisalhamento, matrizes de laminação de roscas e ferramentas resistentes ao desgaste, a Aobo Steel fornece aço D2 recozido para usinagem e tratamento térmico final pelo cliente. Veja mais aços com foco em resistência ao desgaste em [link para o produto]. aço ferramenta resistente ao desgaste abrasivo página.

Quando escolher o aço ferramenta D2?

Escolha D2 quando a ferramenta precisar de longa vida útil em serviços abrasivos de trabalho a frio e as condições não envolverem choques severos ou corrosão.

Quando você não deve escolher o aço ferramenta D2

A principal vantagem do aço D2 é a resistência ao desgaste. Seus riscos incluem fissuras, engripamento, corrosão ou falhas relacionadas ao calor. Evite-o quando a aplicação exigir maior tenacidade, resistência à corrosão, resistência ao trabalho a quente ou usinagem de baixo custo do que resistência ao desgaste.

Um erro comum é escolher o aço D2 apenas por ser duro. A dureza só é útil quando o modo de falha é desgaste ou deformação por compressão. Ela não resolve problemas como trincas por impacto, gripagem, corrosão, suporte inadequado ou projeto de ferramenta deficiente.

Graus equivalentes de aço D2

O D2 é usado globalmente sob diversas designações equivalentes ou muito semelhantes. A norma final e o certificado de fábrica devem sempre ser verificados antes da substituição. Para uma tabela de referência cruzada completa, consulte o graus equivalentes de aço ferramenta página.

Nomes comerciais como K110, SLD, DC11, XW-41 e XW-42 são frequentemente associados à família D2 / 1.2379 / SKD11. É importante verificar as especificações, pois os limites químicos, a limpeza, a distribuição de carboneto e os processos de produção variam de acordo com o fabricante.

O DC53 é frequentemente comparado ao D2, mas não é um equivalente direto. Trata-se de um aço ferramenta para trabalho a frio modificado, desenvolvido para melhorar a tenacidade em algumas aplicações.

D2 vs A2, O1, S7, D3, 440C e H13

Compare o aço D2 com outros aços de acordo com o modo de falha, e não apenas pela dureza.

Se o desgaste abrasivo for predominante, o aço D2 costuma ser mais resistente que o A2 e o O1. Se a prioridade for resistência ao impacto, o A2 ou o S7 podem ser melhores opções. Se a corrosão for predominante, o 440C é mais adequado. Se houver maior incidência de trincas térmicas ou serviço em altas temperaturas, deve-se considerar o H13 ou o H11.