Tratamento térmico do aço ferramenta A9

A composição química, o ciclo de têmpera e a linha de revenimento que a ficha de origem apresenta para o aço ferramenta para trabalho a frio temperado ao ar A9. Um resumo de referência da prática publicada e não uma especificação da Aobo Steel.

A9 no grupo de trabalho a frio temperado ao ar

O A9 pertence ao grupo de trabalho a frio temperado ao ar, e a ficha apresenta a liga como 0,50% de carbono, 5,00% de cromo, 1,40% de molibdênio, 1,00% de vanádio, 1,50% de níquel, 1,00% de silício e 0,40% de manganês. O cromo a 5,00% é o valor em que se baseia o comportamento de têmpera ao ar, porque mantém a temperabilidade alta o suficiente para a peça endurecer enquanto esfria ao ar parado. O níquel a 1,50% é a adição que distingue o grau dentro do grupo, e é um elemento tenacificante que não forma carbonetos próprios. O molibdênio e o vanádio são os formadores de carbonetos a partir dos quais se constrói a resistência ao desgaste.

A ficha é informação de referência de oficina e não uma especificação. Apresenta uma etapa de pré-aquecimento, uma temperatura de têmpera e um meio de resfriamento, depois um bloco de revenimento que começa na dureza como temperado e vai até 1000 °F (540 °C). Cada valor na ficha é um valor único e nenhuma faixa de tolerância aparece em nenhum deles. Vale a pena tratar um primeiro lote de peças de um novo vazamento de aço como um teste antes que o ciclo entre em produção.

Composição química do A9

Elementos listados na ficha de referência, percentual

Elemento	Percentual
Carbono	0.50
Manganese	0.40
Silicon	1.00
Cromo	5.00
Molibdênio	1.40
Níquel	1.50
Vanádio	1.00

Fonte, informação de referência de tratamento térmico para A9, página impressa 183.

A ficha apresenta um valor para cada elemento em vez de uma faixa de especificação. Tungstênio, cobalto e enxofre estão listados na ficha sem valor correspondente, portanto essas linhas são omitidas da tabela em vez de serem impressas em branco.

O cromo a 5,00% sustenta a temperabilidade da qual o ciclo abaixo depende, e é também o elemento que coloca o grau no grupo de têmpera ao ar em vez do de têmpera em óleo. O vanádio a 1,00% e o molibdênio a 1,40% são os formadores de carbonetos, e o vanádio adicionalmente mantém o tamanho de grão durante a manutenção de austenitização. O níquel a 1,50% é apresentado como um valor único e é a adição tenacificante na análise. O carbono a 0,50% é moderado para um aço ferramenta, que é de onde vem o equilíbrio entre tenacidade e resistência ao desgaste. O manganês a 0,40% e o silício a 1,00% também são apresentados como valores únicos. Tungstênio, cobalto e enxofre estão listados na ficha sem valor correspondente, portanto essas linhas são omitidas da tabela. Os dados de composição na tabela são apenas para referência geral, os valores reais variam por norma, usina e número de vazamento, portanto confirme os valores com o certificado de ensaio do material do vazamento ou consulte a Aobo Steel.

Têmpera do A9

Pré-aquecimento, temperatura de têmpera e resfriamento

Etapa	A9
Pré-aquecimento	1200 °F (650 °C)
Temperar	1825 °F (995 °C)
Meio de têmpera	Resfriamento ao ar

Fonte, informação de referência de tratamento térmico para A9, página impressa 183.

A ficha apresenta uma etapa de pré-aquecimento, uma temperatura de têmpera e um meio de resfriamento para o grau, sem nenhuma condição de tamanho de seção em nenhum deles, portanto os valores valem para a carga conforme escrito.

O pré-aquecimento de 1200 °F (650 °C) eleva a carga antes que ela atinja a temperatura de austenitização, e a ficha não apresenta nenhuma condição para essa etapa, portanto vale para toda carga. A têmpera ocorre a 1825 °F (995 °C) seguida de resfriamento ao ar. Graus de têmpera ao ar atingem dureza total apenas até uma seção transversal limite, e a ficha não apresenta tamanho de seção para o resfriamento, portanto vale a pena verificar um bloco pesado com seu tratador térmico antes de fixar o ciclo. O resfriamento ao ar é também a rota mais suave, que é a razão pela qual um grau desse tipo é escolhido onde a distorção precisa ser contida. Uma temperatura de têmpera é apresentada, portanto uma oficina que opera uma janela de austenitização diferente está trabalhando fora do que a ficha fornece.

Resposta ao revenimento do A9

Dureza deixada por cada temperatura de revenimento

Revenimento, °F	°C	A9, HRC
Após a têmpera	–	64
300	150	61
400	205	60
500	260	60
600	315	58
800	425	56
900	480	54
1000	540	50

Fonte, informação de referência de tratamento térmico para A9, página impressa 183.

A ficha apresenta a dureza como temperado dentro do bloco de revenimento sem temperatura correspondente, portanto essa linha leva um traço na coluna de temperatura. A ficha não apresenta linha de 700 °F, portanto a linha passa de 600 °F para 800 °F com um valor Rockwell C em cada linha.

O bloco de revenimento começa na dureza como temperado a 64 HRC, e a linha cai a partir daí sem nenhum pico de endurecimento secundário em nenhum ponto. As primeiras quatro etapas mantêm a linha entre 58 e 61 HRC, o que cobre de 300 °F (150 °C) a 600 °F (315 °C). Acima disso a dureza cai para 56 HRC a 800 °F (425 °C), 54 HRC a 900 °F (480 °C) e 50 HRC a 1000 °F (540 °C). A extremidade fria da linha carrega a dureza de trabalho, e as três últimas linhas trocam dureza por alívio de tensões e estabilidade dimensional. A ficha apresenta um valor em cada linha e não diz nada sobre o número de ciclos de revenimento, portanto trate a linha como a resposta do grau e defina os ciclos com seu tratador térmico antes que as peças entrem em serviço.

Dados de referência relacionados

O A9 é um dos graus de têmpera ao ar, e a têmpera ao ar como método é apresentada na página de aço ferramenta de têmpera ao ar. Os outros membros do mesmo grupo estão na página de tratamento térmico do aço ferramenta A8, a página de tratamento térmico do aço ferramenta A6 e o página de tratamento térmico do aço ferramenta A10, e o grupo é apresentado na página de aços ferramenta para trabalho a frio e no Página do aço ferramenta A2. A composição química de cada grau está na Tabela de composição de aços para ferramentas, as classificações de desgaste e tenacidade na tabela de propriedades do aço ferramenta, as janelas de têmpera e revenimento em todos os grupos na tabela de têmpera e revenimento de aço para ferramentas, e o próprio processo na guia de tratamento térmico de aço ferramenta.

Dados de referência compilados de Heat Treatment, Selection, and Application of Tool Steels (William E. Bryson, segunda edição, Carl Hanser Verlag, 2009). A composição química, o ciclo de têmpera e a resposta ao revenimento do A9 vêm da informação de referência de tratamento térmico na página impressa 183.