Guia de Tratamento Térmico do Aço Ferramenta W1
O ciclo de tratamento térmico para o aço ferramenta W1 de têmpera em água, apresentado conforme a fonte o publica, com as etapas de pré-aquecimento e austenitização, a têmpera em salmoura e a dureza que cada temperatura de revenimento deixa. Um resumo de referência da prática publicada e não uma especificação da Aobo Steel.
O ciclo de têmpera em água do W1
O W1 é o mais simples dos aços ferramenta listados na fonte e o mais antigo dos graus ainda vendidos. O ciclo abaixo é o que a fonte estabelece para ele. Cada temperatura e tempo na tabela estão impressos ali, incluindo a taxa de permanência e o meio de têmpera, para que uma oficina possa executar uma peça diretamente a partir desta página.
Pré-aquecimento, austenitização, têmpera e revenimento para o W1
| Etapa | Temperatura | Tempo ou taxa |
|---|---|---|
| Pré-aquecimento | 1200 °F (650 °C) | 10 a 15 minutos, ou até que a peça esteja uniformemente aquecida |
| Austenitizar e manter | 1425 °F (775 °C) | 5 minutos por polegada de menor seção transversal assim que a peça atinge a temperatura, o que dá 15 minutos no cubo de 3 in (75 mm) da fonte |
| Meio de têmpera | Até 125 a 150 °F (52 a 65 °C) | Água com 10% de sal, agitada durante toda a têmpera, peças planas inseridas de lado |
| Primeiro revenimento | 350 °F (175 °C) | 2 horas por polegada de seção transversal, iniciado assim que a peça estiver morna ao toque |
| Segundo revenimento, quando utilizado | 325 °F (160 °C) | 2 horas por polegada de seção transversal, para peças com detalhes finos ou serviço severo |
Fonte, Heat Treating W1 Tool Steel, páginas impressas 93 a 97.
The W1 chapter gives the temperatura de austenitização as 1425 °F (775 °C). The heat treating reference information for the same grade on printed page 199 gives 1475 °F (800 °C). Both figures are printed in the source and both are shown here as published.
Por que a têmpera é em água com sal
O W1 é temperado em água, e a fonte adiciona 10% de sal a essa água. O sal reveste a peça enquanto ela esfria, o que reduz a carepa e uniformiza a dureza na superfície. A água pura ferve contra o aço quente, forma uma camada de vapor que afasta a água da face e deixa os pontos moles onde a austenita nunca atingiu a martensita. A peça é resfriada a 125 a 150 °F (52 a 65 °C) e revenida imediatamente.
Duas práticas acompanham a têmpera. A água deve ser agitada durante todo o processo, e uma seção plana deve entrar no tanque de lado em vez de plana, para que ambas as faces esfriem no mesmo momento. Alguns milissegundos de diferença entre as duas faces são suficientes para distorcer a peça. Os graus de têmpera em água são os mais expostos a trincas e ao crescimento na têmpera, e é aí que isso acontece.
Revenimento do W1
A fonte dá um revenimento a 350 °F (175 °C) por 2 horas por polegada de seção transversal, e um segundo revenimento 25 °F (14 °C) mais baixo para peças com detalhes finos ou destinadas a serviço severo. O W1 normalmente não precisa do segundo revenimento. A dureza se paga com tenacidade ao longo de toda a tabela, então o revenimento é escolhido pelo que a ferramenta precisa fazer e não apenas pela última coluna.
Dureza deixada por cada temperatura de revenimento
| Revenimento, °F | °C | Dureza, HRC |
|---|---|---|
| Após a têmpera | Sem revenimento | 67 |
| 300 | 150 | 65 |
| 400 | 205 | 62 |
| 500 | 260 | 59 |
| 600 | 315 | 55 |
Fonte, informações de referência de tratamento térmico para o W1, página impressa 199, lidas em conjunto com a tabela do grupo de têmpera em água na página impressa 142.
As duas tabelas na fonte diferem em duas linhas. A tabela de referência na página 199 imprime 300 °F (150 °C) a 65 HRC e 400 °F (205 °C) a 62 HRC. A tabela de seleção na página 142 imprime os mesmos dois revenimentos a 64 HRC e 61 HRC, e marca 300 °F (150 °C) como o revenimento ótimo para o grau.
Composição química dos graus de têmpera em água
Ambos os graus de têmpera em água estão impressos em um único bloco na fonte. O W1 contém 1,05% de carbono, 0,25% de manganês e 0,20% de silício, e o W2 contém 0,95% de carbono com 0,20% de vanádio. As linhas de cromo, molibdênio, tungstênio, cobalto e enxofre estão vazias para ambos. São aços ferramenta de carbono simples, razão pela qual usinam facilmente no estado recozido e pela qual são os menos tolerantes à têmpera. A fonte observa que o W1 tem a mesma composição química básica do AISI 1095 e que a diferença entre os dois está nas regras de fabricação, sobretudo no controle do tamanho de grão na barra recozida.
A condição em que o aço chega decide quanto deste ciclo importa. O W1 é fornecido recozido, usinado com sobremetal, e a têmpera leva a peça de volta à dureza da tabela de revenimento e não além.
Para que o grau é usado
Os graus de têmpera em água endurecem em uma camada superficial rasa em vez de através da seção. A fonte indica a camada em 63 a 65 HRC com cerca de 0,050 in (1,27 mm) de profundidade, com um núcleo mais macio e tenaz sob ela. Essa combinação proporciona o fio mais afiado de qualquer aço no mercado, razão pela qual as melhores facas de cozinha são feitas com ele, e também faz um bom cunho de cunhagem. Revenido a 48 a 50 HRC, o mesmo aço dá um revenimento de mola.
Dois limites acompanham a tabela. A descarbonetação e a carepa são mais proeminentes nos graus de têmpera em água, então a superfície da peça acabada é uma sobremetal de usinagem e não a dureza que a tabela de revenimento promete, e essa questão varia com a atmosfera do forno da oficina que faz o trabalho. A têmpera também é severa o suficiente para que a fonte o descreva como violento. A peça é endireitada enquanto ainda está quente, acima de 400 °F (205 °C).
Dados de referência relacionados
A janela de revenimento para os outros graus está na Tabela de revenimento de aço para ferramentas, e os mesmos graus lidos no ensaio de impacto estão no Tabela de tenacidade ao impacto do aço ferramenta. Os dois grupos que temperam mais lentamente são descritos nas aço ferramenta de têmpera em óleo e aço ferramenta de têmpera ao ar páginas, e as taxas de permanência por seção em toda a faixa estão reunidas no Tabela de Tempo de Permanência para Aço Ferramenta. A condição em que o aço é comprado está na condição recozida do aço-ferramenta página, a composição química dos graus que estocamos está na Tabela de composição de aço para ferramentas, e os cronogramas que cobrem toda a faixa estão no tabela de têmpera e revenimento de aço para ferramentas.
Dados de referência compilados de Heat Treatment, Selection, and Application of Tool Steels (William E. Bryson, segunda edição, Hanser). O ciclo vem do capítulo W1 nas páginas impressas 93 a 97, a tabela de revenimento e a composição química vêm das informações de referência de tratamento térmico para W1 na página impressa 199, e as notas de seleção para o grupo de têmpera em água vêm das páginas impressas 142 e 143.