Dureza do aço para ferramentas S7

O aço ferramenta S7 é normalmente fornecido na condição recozida a cerca de 187–223 HB, com muitas especificações que permitem uma dureza máxima após recozimento de cerca de 230 HB. Após têmpera e revenido, o aço S7 é comumente utilizado em 54–58 HRC. Para muitos punções, matrizes, ferramentas de conformação, cinzéis, lâminas de corte e outros componentes sujeitos a impactos, 56–58 HRC é geralmente a faixa de trabalho mais prática.

O S7 pode alcançar cerca de 60–61 HRC após têmpera, mas essa geralmente não é a melhor condição de serviço. Na dureza máxima, o S7 perde parte da tenacidade que o torna útil como aço ferramenta resistente a impactos. No uso real de ferramentas, a dureza correta não é a HRC mais alta possível. É a faixa de dureza que proporciona resistência e durabilidade suficientes, permitindo que a ferramenta absorva impactos sem rachar ou lascar.

Para uma tabela numérica rápida de dureza após recozimento, dureza após têmpera, dureza de trabalho e conversão de HRC para HB, consulte nosso Tabela de dureza Rockwell do aço para ferramentas S7.

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Qual a dureza do aço ferramenta S7?

O aço ferramenta S7 é geralmente fornecido macio, em condição recozida, com dureza de aproximadamente 187–223 HB. Após tratamento térmico, é comumente utilizado com dureza em torno de 54–58 HRC. Um alvo prático para muitas ferramentas de trabalho a frio com carga de impacto é 56–58 HRC.

O ponto importante é que a dureza do aço S7 deve ser avaliada juntamente com a tenacidade. O aço S7 não é escolhido principalmente para atingir a maior dureza Rockwell. Ele é escolhido quando uma ferramenta requer dureza útil, boa resistência mecânica e uma resistência ao impacto muito superior à dos aços para trabalho a frio com alto teor de carbono, que são mais frágeis.

A dureza do aço S7 após têmpera pode parecer atraente, mas ele não deve ser usado sem revenimento. O aço S7 sem revenimento apresenta alta tensão interna e é mais propenso a trincar ou lascar sob impacto. O revenimento é necessário para converter a alta dureza em desempenho adequado para ferramentas.

Dureza do aço ferramenta S7 em condição recozida

O aço ferramenta S7 geralmente é adquirido do fornecedor de aço no estado recozido. Nesse estado, a dureza é tipicamente 187–223 HB, com um valor máximo aceitável geralmente em torno de 230 HB.

Essa condição de material macio é intencional. Ela permite que o material seja cortado, perfurado, fresado, retificado e preparado antes do tratamento térmico final. Para a inspeção de materiais recebidos, a dureza Brinell é mais útil do que a dureza Rockwell C, pois o material recozido S7 é muito macio para ser descrito com precisão pela escala HRC.

O comprador não deve considerar o aço S7 recozido como defeituoso simplesmente por ser muito mais macio do que a dureza final de trabalho. O fornecedor disponibiliza o aço S7 em condições usináveis. O comprador ou a empresa de tratamento térmico, então, produz a dureza final de acordo com o projeto da ferramenta e os requisitos de serviço.

Para a compra de matéria-prima, a dureza após recozimento é usada principalmente para confirmar a usinabilidade e as condições de fornecimento. A dureza Rockwell C final refere-se ao estágio posterior do tratamento térmico, e não à condição original de fornecimento do aço.

Dureza do aço ferramenta S7 após tratamento térmico

A dureza S7 após tratamento térmico depende da temperatura de austenitização, do método de têmpera, da temperatura de revenido, da dimensão da seção transversal e da aplicação final. Um processo de têmpera comum inclui o pré-aquecimento a cerca de 1200–1300°F (650–705°C), seguida de austenitização a cerca de 1695–1750°F (925–955°C).

Após o resfriamento brusco, S7 pode atingir cerca de 60–61 HRC. Essa condição é principalmente uma etapa de tratamento térmico, não uma condição normal de trabalho. Sem revenimento, o aço apresenta alta tensão interna e menor segurança sob cargas de impacto.

Após o processo de têmpera, o aço S7 é normalmente ajustado para uma faixa de trabalho mais segura. Para a maioria das ferramentas resistentes a impactos, a faixa prática é 54–58 HRC. Quando a ferramenta precisa tanto de resistência na borda quanto de resistência a impactos, 56–58 HRC Geralmente, é um objetivo melhor do que a dureza máxima.

A dureza final deve ser compatível com o modo de falha da ferramenta. Um punção que lasca sob impacto pode exigir menor dureza. Uma aresta de corte que se deforma ou enrola pode exigir maior dureza, melhor tratamento térmico ou um tipo de aço diferente.

Dureza de trabalho recomendada para aplicações S7

A dureza S7 deve ser selecionada de acordo com o risco de serviço da ferramenta. Se a ferramenta falhar principalmente devido a trincas, lascas ou quebras por impacto, a tenacidade é mais importante do que a dureza máxima. Se a ferramenta falhar principalmente devido ao desgaste da aresta ou à deformação da superfície, uma dureza ligeiramente maior pode ser útil, mas não deve comprometer a resistência ao choque exigida para a aplicação.

Para muitas ferramentas S7, 56–58 HRC é uma meta prática. Uma gama mais ampla de 54–58 HRC Também é comum quando a resistência ao impacto é mais importante do que a resistência ao desgaste.

Para uso moderado em trabalhos a quente, o aço S7 geralmente é temperado a uma temperatura mais alta do que as ferramentas para trabalho a frio. Isso reduz a dureza, mas melhora a estabilidade quando a ferramenta é exposta ao calor. Se a aplicação envolver fissuras térmicas severas, fadiga térmica ou exposição prolongada a altas temperaturas, o aço H13 geralmente é uma escolha melhor do que o S7.

Equilíbrio entre dureza e tenacidade S7

O S7 é um aço ferramenta resistente a impactos. Sua dureza deve sempre ser entendida em conjunto com sua tenacidade. Uma ferramenta em 60–61 HRC Pode ser muito duro, mas muito quebradiço para serviços de impacto. Uma ferramenta em 56–58 HRC Pode apresentar uma resistência ao desgaste ligeiramente menor, mas geralmente é muito mais seguro sob cargas de choque repetidas.

Essa é a principal razão pela qual o aço S7 é usado em punções, cinzéis, lâminas de corte, ferramentas de conformação, matrizes de estampagem e outras ferramentas de impacto. Ele não é escolhido para substituir o aço D2 em casos de desgaste abrasivo severo. Sua escolha se dá quando aços mais duros lascam, trincam ou quebram.

A vantagem prática do S7 é que ele consegue manter uma dureza útil, oferecendo ao mesmo tempo uma resistência ao impacto muito superior à de muitos aços-ferramenta para trabalho a frio com maior teor de carbono. Quando o principal modo de falha é a quebra, o S7 geralmente apresenta um desempenho melhor do que um aço mais duro e mais quebradiço.

A dureza confere à ferramenta resistência à indentação, deformação e colapso da aresta de corte. A tenacidade confere à ferramenta resistência a trincas e fraturas repentinas. O aço S7 apresenta melhor desempenho quando essas duas propriedades estão equilibradas, e não quando uma delas é levada ao limite.

Por que o aço S7 nem sempre deve ser endurecido até a dureza máxima de HRC?

Uma dureza máxima de 60–61 HRC Embora possa parecer atraente em um relatório de dureza, geralmente não é o melhor alvo para ferramentas S7. Nesse nível, a ferramenta tem menor capacidade de absorver impactos e o risco de lascamento, trincas ou fraturas repentinas aumenta.

Isso é especialmente importante para punções, ferramentas de estampagem, cinzéis, ferramentas de conformação e componentes expostos a cargas concentradas. Essas ferramentas não precisam apenas de uma superfície dura. Elas precisam de resistência suficiente para suportar impactos repetidos.

Levar o aço S7 à dureza máxima também pode criar problemas de tratamento térmico. Temperaturas de austenitização excessivas, tempos de permanência prolongados, têmpera severa ou revenimento insuficiente podem deixar altas tensões residuais na ferramenta. A peça pode passar no teste de dureza, mas ainda assim falhar precocemente em serviço.

Para a maioria das ferramentas S7, 56–58 HRC É mais confiável do que a dureza máxima. O objetivo é adequar a dureza à carga de trabalho, e não buscar o maior número HRC.

Regras práticas para seleção de dureza do aço ferramenta S7

A dureza S7 deve ser selecionada com base no modo de falha. A dureza correta é aquela que resolve o problema real em serviço.

Esta é a forma mais prática de usar o aço S7. Ele não é o melhor aço para todas as ferramentas de alta resistência. É a melhor escolha quando a ferramenta precisa ser dura o suficiente para funcionar, mas resistente o bastante para não quebrar.

Dureza S7 comparada com D2, A2, O1 e H13

As classes S7, D2, A2, O1 e H13 não são selecionadas apenas pela dureza. Cada classe é projetada para um equilíbrio diferente entre resistência ao desgaste, tenacidade, estabilidade dimensional e resistência ao calor.

Em comparação com A2, D2 e O1, o aço S7 normalmente não é escolhido pela sua maior dureza de trabalho ou pela maior resistência ao desgaste abrasivo. A2 e O1 são frequentemente usados com durezas em torno de 57–62 HRC, enquanto D2 é comumente usado em torno de 58–60 HRC para ferramentas de trabalho a frio com maior incidência de desgaste. O aço S7 geralmente é selecionado quando o risco de trincas, lascamento ou quebra por impacto é maior do que o risco de desgaste. O aço H13 é diferente, pois é um aço para trabalho a quente, frequentemente usado em níveis de dureza mais baixos para resistência à fadiga térmica e fissuração a quente, em vez de serviço de impacto a frio.

Quando a dureza S7 não é a solução adequada

O aço S7 não deve ser escolhido apenas por atingir alta dureza. Se a aplicação exigir principalmente alta resistência ao desgaste abrasivo, os aços D2 ou A2 podem ser mais adequados. Se a ferramenta operar em altas temperaturas, o aço H13 pode ser mais seguro. Se a aplicação exigir usinagem simples e serviço moderado, o aço O1 pode ser suficiente.

O aço S7 é o mais resistente quando a falha por impacto é o principal risco. Se uma ferramenta feita de D2, A2 ou O1 rachar, lascar ou quebrar sob carga de choque, o S7 torna-se uma forte opção. Se a ferramenta se desgastar apenas lentamente por abrasão, o S7 pode não resolver o problema real.

Por isso, a dureza por si só não é suficiente para a seleção de aços para ferramentas. Um aço com maior dureza Rockwell C (HRC) ainda pode falhar mais rapidamente se sua tenacidade, resistência ao calor ou mecanismo de desgaste não forem adequados à aplicação.

A Aobo Steel fornece aço ferramenta S7 em estado recozido para posterior usinagem e tratamento térmico. Para barras redondas, barras planas ou chapas S7 usadas em punções, matrizes, ferramentas de impacto, ferramentas de conformação ou componentes sujeitos a choques, entre em contato. [email protected] Com as dimensões, quantidade, tolerância, porto de destino e requisitos de inspeção que você precisa, a Aobo Steel pode ajudar a confirmar se o aço S7 é adequado para sua aplicação ou se os aços A2, D2, O1 ou H13 são uma opção melhor.

Perguntas frequentes