Dureza do aço O1: Faixa HRC após recozimento, têmpera e revenido
O aço ferramenta O1 é geralmente fornecido no estado recozido, com uma dureza que normalmente não ultrapassa cerca de 217 HBW. Após têmpera em óleo, o O1 pode atingir cerca de 64–65 HRC no estado temperado. Para uso prático, o aço O1 é temperado e revenido. Sua dureza típica é de cerca de 58–60 HRC, com uma faixa prática mais ampla de 56–62 HRC.

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Dados rápidos sobre a dureza do aço O1
| Condição | Dureza típica | Significado prático |
|---|---|---|
| Condição de recozimento | ≤ 217 HBW | Condição de fornecimento para usinagem antes do endurecimento |
| Após têmpera em óleo. | cerca de 64–65 HRC | Dureza máxima antes do revenimento, não adequado para uso direto. |
| Dureza de trabalho comum após revenimento | 58–60 HRC | Gama padrão para muitas ferramentas de trabalho a frio O1 |
| Gama prática reforçada | 56–62 HRC | Selecionados de acordo com o desgaste, impacto, tamanho da seção e projeto da ferramenta. |
| Gama de ferramentas de maior dureza | 60–62 HRC | Utilizado em situações onde a retenção de fio e a resistência ao desgaste são mais importantes. |
| Faixa de ferramentas de menor dureza | 56–58 HRC | Utilizado onde a resistência e a durabilidade são mais importantes. |
Dureza do aço O1 por aplicação
| Aplicativo | Dureza recomendada | Razão de Engenharia |
|---|---|---|
| Matrizes e punções de corte | 58–60 HRC | Boa retenção de fio com menor risco de lascamento |
| Punções de corte | 58–60 HRC | Desempenho de corte estável em uso geral em trabalhos a frio. |
| Contra-punções e ejetores | 60–62 HRC | Maior dureza para pressão superficial e desgaste. |
| Matrizes de dobra | 58–60 HRC | Equilíbrio entre dureza, pressão de conformação e tenacidade. |
| Desenho morre | 58–62 HRC | Selecionado de acordo com o desgaste por deslizamento e o suporte da ferramenta. |
| Punções de extrusão a frio para frente | 60–62 HRC | Maior dureza para resistência à compressão e ao desgaste. |
| Hastes de punção e mandris | 56–58 HRC | Uma dureza menor melhora a resistência sob carga. |
| Lâminas de corte para conformação a frio | 60–64 HRC | Uma maior dureza melhora a retenção do fio de corte quando o impacto é controlado. |
| Matrizes de relevo | 58–61 HRC | Equilibra a definição da superfície, a resistência ao desgaste e a resistência a fissuras. |
| Matrizes de cunhagem | 58–60 HRC | Equilíbrio prático entre dureza e resistência à fratura |
| Pãezinhos frios pequenos | 60–62 HRC | Adequado para aplicações em que a seção possa ser endurecida eficazmente em óleo. |
| Calibradores e instrumentos de medição de precisão | 58–62 HRC | Alta dureza com bom controle dimensional |
| Componentes deslizantes, buchas, cames | 50–58 HRC | Depende dos requisitos de carga, desgaste e resistência. |
| Placas de pressão que requerem resistência de aproximadamente 1700 MPa | 58–61 HRC | Alta resistência e resistência superficial |
| Placas de pressão que requerem resistência de aproximadamente 1400 MPa | 50–54 HRC | Menor dureza para melhor absorção de carga |
| Placas de pressão que requerem resistência de aproximadamente 1100 MPa | 40–44 HRC | Utilizado em situações onde a resistência é mais importante do que a dureza de corte. |
Para aplicações de trabalho a frio com condições incertas, uma dureza de 58–60 HRC costuma ser o ponto de partida mais prático. Durezas acima de 62 HRC devem ser usadas com cautela, pois a dureza O1 torna-se mais propensa a lascas e fissuras.
Tabela de dureza de revenido do aço O1
Após a têmpera em óleo, o aço O1 deve ser revenido para reduzir a tensão interna e ajustar a dureza final. O aço O1 não apresenta o mesmo comportamento de endurecimento secundário que o aço D2. À medida que a temperatura de revenido aumenta, o aço O1 geralmente amolece.
| Temperatura de têmpera | Dureza aproximada |
|---|---|
| Como extinto | 64–65 HRC |
| 300°F / 150°C | cerca de 63 HRC |
| 350°F / 177°C | 62–63 HRC |
| 400°F / 204°C | cerca de 62 HRC |
| 500°F / 260°C | cerca de 60 HRC |
| 600°F / 316°C | cerca de 57 HRC |
| 700°F / 371°C | cerca de 53 HRC |
| 800°F / 427°C | cerca de 50 HRC |
| 900°F / 482°C | cerca de 47 HRC |
Para a maioria das ferramentas de aço O1, a faixa de revenimento comum é de aproximadamente 150–260 °C (300–500 °F). Essa faixa mantém o aço O1 em uma condição de alta dureza, ideal para ferramentas de trabalho a frio. Temperaturas de revenimento mais elevadas melhoram a tenacidade, mas reduzem a dureza e a resistência ao desgaste. Para informações detalhadas, consulte [referência]. Como realizar tratamento térmico em aço ferramenta O1.
Dureza do aço O1 após recozimento e comportamento de usinagem
O aço O1 é normalmente fornecido na condição recozida, com dureza tipicamente não superior a cerca de 217 HBW. Essa condição é utilizada para usinagem, furação, fresagem, torneamento e retificação, antes da têmpera.
Comparado ao D2, o O1 é mais fácil de usinar por ter uma fração volumétrica menor de carboneto de liga. Essa é uma das razões pelas quais o O1 é amplamente utilizado em ferramentas de uso geral, calibradores, dispositivos de fixação, punções e matrizes menores.
A usinagem principal deve ser concluída antes do endurecimento. Após o endurecimento do aço O1, a usinagem convencional torna-se difícil e o acabamento geralmente se limita a retificação, polimento, eletroerosão ou outras operações pós-endurecimento.
Riscos de falha relacionados à dureza do aço O1
A falha do tipo O1 está frequentemente relacionada à dureza excessiva, ao controle inadequado do tratamento térmico, à concentração de tensões ou a danos superficiais após o endurecimento.
| Risco de falha | Causa comum | Resultado prático |
|---|---|---|
| lascas nas bordas | Dureza excessiva, carga de impacto, suporte inadequado. | A lâmina de corte quebra antes do desgaste normal. |
| Rachaduras por têmpera | Cantos vivos, espessura de seção irregular, têmpera retardada. | A ferramenta apresenta rachaduras antes ou logo após a manutenção. |
| Fratura frágil | Alta dureza combinada com choque ou tensão de flexão | Falha repentina da ferramenta |
| Mudança dimensional | Estrutura instável ou controle inadequado do tratamento térmico | As dimensões da ferramenta se alteram após o endurecimento ou durante o uso. |
| Rachaduras de moagem | Superaquecimento durante a retificação em O1 endurecido | Microfissuras se propagam sob carga de trabalho. |
| Pontos fracos | Endurecimento irregular ou calor de revenimento excessivo | Desgaste ou deformação local |
Para reduzir esses riscos, as ferramentas O1 devem ter transições suaves, raios adequados, tratamento térmico controlado, revenimento imediato após a têmpera e retificação cuidadosa após o endurecimento.
Comparação de dureza O1 vs A2 vs D2
Os aços O1, A2 e D2 podem operar em faixas de dureza Rockwell C semelhantes, mas seu desempenho é diferente. A dureza por si só não explica a vida útil da ferramenta. As diferenças entre eles residem na temperabilidade, no volume de carbonetos, na resistência ao desgaste, na tenacidade e na usinabilidade.
| Grau de aço | Dureza de trabalho comum | Tipo de endurecimento | Resistência ao desgaste | Robustez | Usinabilidade |
|---|---|---|---|---|---|
| O1 | 58–60 HRC | Endurecimento por óleo | Bom | Bom para uso geral em trabalhos a frio. | Bom |
| A2 | 57–60 HRC | Endurecimento ao ar | Superior a O1 | Melhor equilíbrio que o D2 | Moderado |
| D2 | 58–60 HRC | Endurecimento ao ar | Muito alto | Inferior | Pobre |
O aço O1 é geralmente escolhido quando a usinabilidade, o tratamento térmico simples e o desempenho geral em trabalhos a frio são importantes. É adequado para ferramentas de pequeno e médio porte, onde a têmpera em óleo pode fornecer dureza suficiente.
A liga A2 é mais adequada quando se necessita de estabilidade dimensional, maior temperabilidade e melhor resistência a lascamento. A liga D2 é mais indicada quando a principal exigência é a resistência ao desgaste abrasivo, porém é mais difícil de usinar e menos tolerante a impactos.
A seleção não deve ser baseada apenas na dureza Rockwell C (HRC). Os aços O1, A2 e D2 podem ser usados com dureza em torno de 58–60 HRC, mas seu desempenho será diferente sob condições de desgaste, impacto, deslizamento e fissuração.
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Perguntas frequentes
O aço O1 recozido é geralmente fornecido a um preço não superior a cerca de 217 HBW. Esta é a condição macia utilizada para usinagem antes do endurecimento.
Após têmpera adequada em óleo, o aço O1 pode atingir cerca de 64–65 HRC no estado em que foi temperado. No entanto, deve ser revenido antes de ser utilizado com ferramentas.
A dureza típica do aço ferramenta O1 é de cerca de 58–60 HRC após têmpera e revenimento. A faixa prática mais ampla é de cerca de 56–62 HRC.
Nem sempre. Um HRC de 60-62 Pode ser adequado para ferramentas que exigem melhor retenção de fio e resistência ao desgaste. Para ferramentas expostas a impactos, suporte inadequado ou risco de fissuras, uma dureza ligeiramente menor pode ser mais segura.
A liga O1 perde dureza durante o revenido porque a martensita dura formada durante a têmpera se transforma em martensita revenida. À medida que a temperatura de revenido aumenta, a dureza diminui e a tenacidade melhora.
O aço O1 possui boa resistência ao desgaste para ferramentas de trabalho a frio em geral, mas o aço D2 apresenta resistência ao desgaste abrasivo muito superior devido ao seu alto teor de carbono e carboneto de cromo.
