Macroataque e Segregação de Carbonetos em Barras de Aço Ferramenta

Para que serve um macroataque

A seleção do corpo de prova segue a posição do lingote de onde a barra veio. Discos de 12 a 25 mm são cortados dos locais do tarugo ou do desbaste que correspondem ao topo e à base do lingote, e às vezes do meio. O material é frequentemente duro, porque um tarugo nem sempre recebe um recozimento completo antes de ser expedido, então seccionar um disco de aço ferramenta dá mais trabalho do que seccionar um de aço carbono. Um disco transversal é a escolha usual para uma verificação geral de qualidade e um disco longitudinal é o indicado quando a questão é fibra de deformação ou segregação.

O macroreagente usado para trabalho de qualidade em aço ferramenta é partes iguais de ácido clorídrico e água a 70 a 80 °C, mantido por 15 a 45 min. Revela segregação, trincas, porosidade, inclusões como sulfetos de manganês, linhas de fluxo, descarbonetação ou carbonetação superficial e variação de dureza. O macroataque a temperatura ambiente com ácido nítrico aquoso a 10% também é comum e é usado sobre uma superfície retificada lisa por até alguns minutos, quando o alvo é uma condição superficial como descarbonetação, profundidade carbonetada ou nitretada, uma camada endurecida ou dano de retificação. Pequenas seções polidas atacadas em nital a 2 a 5% revelam as mesmas condições superficiais onde um ataque ácido a quente não é prático.

Profundidade de camada em aço ferramenta de têmpera em água

O uso mais claro do ataque ácido a quente em um aço ferramenta é ler a temperabilidade em um disco. As três barras abaixo vêm do mesmo grau em três níveis de temperabilidade, temperadas da mesma forma, e o anel preto é a camada endurecida. Na barra de 25 mm o anel alcança o centro. Na barra de 50 mm não alcança, e na barra de 75 mm o núcleo não endurecido é a maior parte da seção, que é o número que uma ferramentaria precisa saber antes de encomendar o bloco.

Segregação de carbonetos em barras de aço de alta velocidade

O aço de alta velocidade é onde o macroataque justifica seu lugar. A distribuição de carbonetos em um plano longitudinal é visível no próprio disco atacado, sem microscópio, e o padrão diz ao comprador se a barra veio de um lingote devidamente trabalhado ou do centro segregado de um lingote grande. O par de discos abaixo são os mesmos dois graus em diâmetro crescente, atacados em nital a 10%.

Os mesmos dois graus sob o microscópio mostram o que o padrão do disco significa no centro da seção. Bandas e fileiras de carbonetos se acumulam no último metal a solidificar, que é o centro de uma barra redonda, e o tamanho desse núcleo segregado cresce com o diâmetro. Ferramental feito do centro de uma barra grande de M2 carrega uma rede de carbonetos que uma barra menor do mesmo grau não tem, e essa rede é onde uma aresta de corte lasca ou uma matriz trinca primeiro.

As respostas práticas para um centro segregado são o refusão por eletroescória e a metalurgia do pó. A refusão refina o carboneto e reduz a segregação para abaixo do nível que o macroataque pode classificar, razão pela qual a segunda edição da mesma especificação se aplica a barras refundidas, e a aço ferramenta refundido por eletroescória página apresenta o que muda no certificado. Um grau de metalurgia do pó elimina a estrutura do lingote por completo.

Impressões de enxofre e ensaios de fratura

Duas verificações adicionais são feitas nos mesmos discos. O ensaio de impressão de enxofre mapeia a distribuição de sulfetos de manganês, que o ataque ácido só pode sugerir, e é a verificação a pedir quando um aço ferramenta é usinado em uma linha de produção e as fileiras de sulfeto importam para o controle de cavaco. A segunda verificação é fraturar um disco de ataque transversal endurecido e ler a fratura, porque fileiras de inclusões de óxido e grafita ficam na face de fratura orientada longitudinalmente. A face fraturada é frequentemente aquecida primeiro a uma cor de revenimento azul, pois os óxidos sem cor então se destacam contra a fratura escura.

As normas pelas quais a leitura é avaliada

Um disco macroatacado é classificado contra uma carta de referência impressa em vez de descrito em palavras, então as quatro normas abaixo são as citadas para trabalho em aço ferramenta. Um fornecedor que reporta um resultado de macroataque sem nomear a norma não reportou nada que um comprador possa comparar com a próxima corrida.

Fonte, ASM Handbook, Vol 9, Metallographic Techniques for Tool Steels (G.F. Vander Voort), referências citadas na seção de macroexame. Os títulos são reproduzidos conforme impressos.

Onde verificar o restante da barra

As estruturas que um disco não mostra são as das páginas que seguem esta. As microestrutura do aço ferramenta página apresenta as micrografias das condições recozida, laminada e temperada para os mesmos graus, a tipos de carbonetos e dureza página indica de qual carboneto é feita a segregação, e a verificação de qualidade página é onde esses ensaios se situam em um pedido.

Compilado do ASM Handbook, Volume 9, Metallography and Microstructures, artigo Metallographic Techniques for Tool Steels de George F. Vander Voort, ASM International, 2004 (seção de macroexame, Fig. 1 a Fig. 4 e as normas ali citadas). Cada legenda foi lida da camada de texto pesquisável do arquivo e conferida com a prancha impressa, e cada prancha foi recortada do arquivo a 1,5 vez sua largura em pixels impressa. As pranchas e a tabela de normas são um resumo de referência da prática publicada e não uma especificação da Aobo Steel, portanto confirme o grau, o diâmetro da barra e a severidade de aceitação com o certificado do fabricante antes de um pedido ser feito com base em um resultado de macroataque.