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.

Barra de aço ferramenta O1

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Dados rápidos sobre a dureza do aço O1

CondiçãoDureza típicaSignificado prático
Condição de recozimento≤ 217 HBWCondição de fornecimento para usinagem antes do endurecimento
Após têmpera em óleo.cerca de 64–65 HRCDureza máxima antes do revenimento, não adequado para uso direto.
Dureza de trabalho comum após revenimento58–60 HRCGama padrão para muitas ferramentas de trabalho a frio O1
Gama prática reforçada56–62 HRCSelecionados de acordo com o desgaste, impacto, tamanho da seção e projeto da ferramenta.
Gama de ferramentas de maior dureza60–62 HRCUtilizado em situações onde a retenção de fio e a resistência ao desgaste são mais importantes.
Faixa de ferramentas de menor dureza56–58 HRCUtilizado onde a resistência e a durabilidade são mais importantes.

Dureza do aço O1 por aplicação

AplicativoDureza recomendadaRazão de Engenharia
Matrizes e punções de corte58–60 HRCBoa retenção de fio com menor risco de lascamento
Punções de corte58–60 HRCDesempenho de corte estável em uso geral em trabalhos a frio.
Contra-punções e ejetores60–62 HRCMaior dureza para pressão superficial e desgaste.
Matrizes de dobra58–60 HRCEquilíbrio entre dureza, pressão de conformação e tenacidade.
Desenho morre58–62 HRCSelecionado de acordo com o desgaste por deslizamento e o suporte da ferramenta.
Punções de extrusão a frio para frente60–62 HRCMaior dureza para resistência à compressão e ao desgaste.
Hastes de punção e mandris56–58 HRCUma dureza menor melhora a resistência sob carga.
Lâminas de corte para conformação a frio60–64 HRCUma maior dureza melhora a retenção do fio de corte quando o impacto é controlado.
Matrizes de relevo58–61 HRCEquilibra a definição da superfície, a resistência ao desgaste e a resistência a fissuras.
Matrizes de cunhagem58–60 HRCEquilíbrio prático entre dureza e resistência à fratura
Pãezinhos frios pequenos60–62 HRCAdequado para aplicações em que a seção possa ser endurecida eficazmente em óleo.
Calibradores e instrumentos de medição de precisão58–62 HRCAlta dureza com bom controle dimensional
Componentes deslizantes, buchas, cames50–58 HRCDepende dos requisitos de carga, desgaste e resistência.
Placas de pressão que requerem resistência de aproximadamente 1700 MPa58–61 HRCAlta resistência e resistência superficial
Placas de pressão que requerem resistência de aproximadamente 1400 MPa50–54 HRCMenor dureza para melhor absorção de carga
Placas de pressão que requerem resistência de aproximadamente 1100 MPa40–44 HRCUtilizado 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 têmperaDureza aproximada
Como extinto64–65 HRC
300°F / 150°Ccerca de 63 HRC
350°F / 177°C62–63 HRC
400°F / 204°Ccerca de 62 HRC
500°F / 260°Ccerca de 60 HRC
600°F / 316°Ccerca de 57 HRC
700°F / 371°Ccerca de 53 HRC
800°F / 427°Ccerca de 50 HRC
900°F / 482°Ccerca de 47 HRC
Esses valores são referências típicas. A dureza real pode variar com a temperatura de austenitização, o tempo de permanência na temperatura, a velocidade de têmpera em óleo, o tamanho da seção transversal, o tempo de revenido e a posição do teste.

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 falhaCausa comumResultado prático
lascas nas bordasDureza excessiva, carga de impacto, suporte inadequado.A lâmina de corte quebra antes do desgaste normal.
Rachaduras por têmperaCantos vivos, espessura de seção irregular, têmpera retardada.A ferramenta apresenta rachaduras antes ou logo após a manutenção.
Fratura frágilAlta dureza combinada com choque ou tensão de flexãoFalha repentina da ferramenta
Mudança dimensionalEstrutura instável ou controle inadequado do tratamento térmicoAs dimensões da ferramenta se alteram após o endurecimento ou durante o uso.
Rachaduras de moagemSuperaquecimento durante a retificação em O1 endurecidoMicrofissuras se propagam sob carga de trabalho.
Pontos fracosEndurecimento irregular ou calor de revenimento excessivoDesgaste 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 açoDureza de trabalho comumTipo de endurecimentoResistência ao desgasteRobustezUsinabilidade
O158–60 HRCEndurecimento por óleoBomBom para uso geral em trabalhos a frio.Bom
A257–60 HRCEndurecimento ao arSuperior a O1Melhor equilíbrio que o D2Moderado
D258–60 HRCEndurecimento ao arMuito altoInferiorPobre

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

Qual é a dureza típica do aço O1 recozido?

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.

Qual a dureza máxima que o aço O1 pode atingir após o resfriamento rápido?

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.

Qual é a dureza de trabalho comum do aço ferramenta O1?

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.

62 HRC é uma dureza excessiva para o aço O1?

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.

Por que o aço O1 perde dureza durante o revenimento?

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.

O1 é mais resistente ao desgaste do que D2?

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.