Tabela de Tamanho de Grão ASTM para Aço Ferramenta

O que o número de tamanho de grão ASTM mede

O número de tamanho de grão ASTM é uma contagem e não uma medição. Uma micrografia é obtida com aumento de 100, os grãos que caem dentro de uma polegada quadrada dela são contados, e a contagem é convertida em um número de tamanho de grão. Uma contagem de n grãos por polegada quadrada a 100x dá um número G através de n igual a dois elevado à potência G menos um, que rearranjado resulta em G igual a um mais o logaritmo de n dividido pelo logaritmo de dois. Dobrar a contagem de grãos eleva o número em exatamente um passo, então cada passo na escala reduz pela metade o número de grãos naquela polegada quadrada. Percorrendo a tabela no sentido inverso, um passo reduz o diâmetro médio de grão por um fator de cerca de 1,41, que é a raiz quadrada de dois que a duplicação da contagem fixa.

Os contornos entre os grãos só aparecem após a amostra ser polida e atacada, razão pela qual uma leitura de tamanho de grão é citada ao lado do ataque e do aumento com que foi obtida. A contagem não é afetada pela liga, então a mesma escala é usada para uma barra de aço carbono comum, uma tira inoxidável e um bloco de aço ferramenta.

Número de tamanho de grão e diâmetro médio de grão

Número ASTM em relação ao diâmetro médio e faixa

Fonte, números de tamanho de grão ASTM, Tabela 8.1 na página impressa 67 da fonte, que é a página 71 do PDF da cópia consultada. Os valores foram lidos da imagem renderizada da página.

O diâmetro médio é dado em mícrons, onde um mícron é 0,001 mm. A coluna de tamanho relativo é o próprio agrupamento da escala em faixas feito pela fonte, cada faixa com três números de largura, exceto a primeira, que cobre menos um e zero.

Em qual faixa um tamanho se enquadra

A coluna da direita da tabela é a própria forma da fonte de agrupar a escala e não uma medição separada. Muito grosso cobre menos um e zero e aparece apenas em lingotes grandes ou em aço mantido próximo ao seu ponto de fusão por muito tempo. Grosso cobre um a três, médio cobre quatro a seis e fino cobre sete a nove, e essas são as faixas em que uma austenitização e têmpera normais resultam. Muito fino cobre dez a doze e ultrafino cobre treze a quinze, e ambos exigem algo feito ao aço que contenha os grãos. Uma leitura de oito em um certificado de usina e uma leitura de oito em um bloco de matriz são o mesmo oito.

Como a austenitização define o tamanho de grão

O tamanho de grão é definido enquanto o aço está austenítico, então a etapa de austenitização o decide. Quando o aço é aquecido na faixa austenítica, os novos grãos de austenita estão em seu menor tamanho imediatamente após a perlita ter sido consumida e antes que o crescimento de grão tenha tido tempo de ocorrer. O crescimento de grão é impulsionado pela tensão superficial nos contornos de grão e funciona pelo encolhimento de grãos pequenos enquanto os maiores tomam seu lugar, então o tamanho médio só se move em uma direção depois que o aço está quente. Há duas maneiras de chegar ao menor tamanho inicial. Uma taxa de aquecimento mais rápida faz a austenita nuclear em mais lugares, e uma estrutura inicial mais fina dá austenita mais fina porque os novos grãos nucleiam nos contornos antigos. Uma temperatura de austenitização mais baixa dentro da faixa e um patamar mais curto deixam menos tempo e menos força motriz para o crescimento.

Ciclar o aço através da transformação é a outra alavanca. Cada passagem aquece na faixa austenítica, mantém brevemente e tempera, e cada passagem parte de uma estrutura mais fina que a anterior, então o número de tamanho de grão sobe a cada ciclo. Repetir o ciclo várias vezes é a maneira padrão de atingir os números muito fino e ultrafino sem mudar o grau.

Por que o número importa no trabalho com aço ferramenta

Uma austenita mais fina torna a martensita mais fina também, porque o tamanho de ripa e placa na martensita segue a austenita prévia. A tenacidade é a propriedade que acompanha isso, que é a razão prática pela qual uma leitura de tamanho de grão importa em um aço ferramenta que será usado em aplicação de choque. Dois lotes do mesmo grau, temperados para a mesma dureza, podem ficar dois ou três números distantes nesta escala e se comportar de forma diferente em serviço. O número também é a coisa mais fácil de verificar em relação ao que foi pedido, então ele pertence à ordem de compra ao lado da dureza e da condição de entrega, e pertence ao certificado que acompanha o aço. Uma leitura obtida em um pequeno corpo de prova se aplica àquele corpo de prova, e o tratamento térmico dado ao corpo de prova tem que corresponder ao dado à peça antes que os dois possam ser comparados.

Dados de referência relacionados

As temperaturas que definem o número estão em tabela de temperaturas de recozimento e normalização de aço ferramenta e o guia de temperatura para forjamento de aço ferramenta, e a sequência completa de têmpera e revenimento por grau está em guia de tratamento térmico de aço ferramenta. Os graus que mantemos e enviamos incluem Aço ferramenta D2 e Aço ferramenta H13, e suas etapas de tratamento térmico estão descritas em Guia de tratamento térmico D2. Como a microestrutura que resulta desse tratamento se comporta é abordado em Tabela de tenacidade ao impacto do aço ferramenta.

Dados de referência compilados de Metallurgy of Steel for Bladesmiths and Others Who Heat Treat and Forge Steel (John D. Verhoeven). A Tabela 8.1 está impressa na página 67 do livro, que é a página 71 do PDF da cópia consultada. A tabela é uma referência publicada e não uma especificação nossa.