Estrutura Temperada de Aços Ferramenta Resistentes ao Choque e de Média Liga

Um aço ferramenta devidamente temperado parece muito semelhante de um grau para o outro, e os graus que quebram essa regra são os que têm baixo teor de carbono e quase nenhum carboneto residual. Nesses aços, quase todo o carbono entra em solução, a martensita sai mais grosseira e o microscópio óptico tem mais a mostrar. Esta página reúne as micrografias temperadas e revenidas dos graus resistentes ao choque e dos graus de média liga temperados a óleo e ao ar, S7 juntamente com S1, S2 e S5, L6, O1 e O2, e os H11 e H13 da extremidade de trabalho a quente da família.

Por que esses graus mostram mais estrutura

As micrografias de aço ferramenta tratado termicamente parecem semelhantes quando os graus são tratados corretamente, e a principal diferença entre eles é a quantidade e o tipo de carboneto não dissolvido residual, que determina quão grosseira é a martensita em placas. Na maioria dos aços ferramenta, a martensita é tão fina que pouco detalhe aparece no microscópio óptico. Não é o caso dos graus resistentes ao choque, como S1, S5 e S7, que possuem menor teor de carbono, dissolvem quase todo ele e, portanto, produzem uma martensita mais grosseira com mais detalhe visível a 500x e 1000x.

Revenido a baixa temperatura, com dureza total

As seis placas abaixo são a extremidade de trabalho a frio do grupo, todas temperadas e depois revenidas na faixa de 150 a 175 °C, que alivia a tensão de têmpera sem afetar a dureza. As durezas variam de 58 a 61,5 HRC e as temperaturas de revenimento são todas baixas, o que é a combinação normal para uma matriz ou ferramenta de corte que precisa manter um fio afiado à temperatura ambiente. O que separa as placas é a quantidade de carboneto remanescente. S1 e S5 mostram apenas martensita, porque o grau possui tão pouco carboneto residual que nenhum dele sobrevive na imagem nessas ampliações.

AISI S1 shock resisting tool steel hardened at 955 C and tempered at 150 C, martensite only, 2% nital, 500x — Fig. 52. S1 aquecido a 955 °C, temperado a óleo e revenido a 150 °C, 58 a 59 HRC. Apenas martensita é visível, porque quase todo o carbono entrou em solução. Nital 2%, 500x.

AISI S2 shock resisting tool steel hardened at 845 C and tempered at 150 C, 59.5 HRC, 2% nital, 1000x — Fig. 49. S2 aquecido a 845 °C, temperado a água e revenido a 150 °C, 59,5 HRC. Martensita com uma pequena quantidade de carboneto não dissolvido muito fino. Nital 2%, 1000x.

AISI S5 shock resisting tool steel hardened at 870 C and tempered at 175 C, martensite only, 1000x — Fig. 53. S5 aquecido a 870 °C, temperado a óleo e revenido a 175 °C, 60 HRC. Apenas martensita é visível. Nital 2%, 1000x.

AISI L6 tool steel hardened at 840 C and tempered at 150 C, 61 HRC, 2% nital, 1000x — Fig. 50. L6 aquecido a 840 °C, temperado a óleo e revenido a 150 °C, 61 HRC. Martensita com carboneto não dissolvido. Nital 2%, 1000x.

AISI O2 oil hardening tool steel hardened at 850 C and tempered at 175 C, 61 HRC, 2% nital, 1000x — Fig. 51. O2 aquecido a 850 °C, temperado a óleo e revenido a 175 °C, 61 HRC. Martensita com uma pequena quantidade de carboneto não dissolvido. Nital 2%, 1000x.

AISI A6 air hardening tool steel hardened at 840 C and tempered at 150 C, 61.5 HRC, 2% nital, 1000x — Fig. 57. A6 aquecido a 840 °C, temperado ao ar e revenido a 150 °C, 61,5 HRC. Martensita com uma pequena quantidade de carboneto não dissolvido. Nital 2%, 1000x.

Revenido a alta temperatura, para uma matriz que opera aquecida

Os graus de trabalho a quente são temperados e depois revenidos a uma temperatura trinta vezes maior, porque a matriz precisa manter sua dureza enquanto trabalha a quente. O H11 é temperado ao ar a partir de 1010 °C e duplo revenido a 510 °C até 52 HRC, e o H21, o grau de trabalho a quente ao tungstênio, é temperado a óleo a partir de 1200 °C e revenido a 595 °C até 53,5 HRC. Ambos possuem uma pequena quantidade de carboneto muito fino em uma matriz martensítica, e ambos são analisados quanto às mesmas duas coisas quando uma matriz falha precocemente: o tamanho de grão austenítico prévio e se o ciclo de revenimento foi seguido duas vezes.

AISI H11 hot work tool steel hardened at 1010 C and double tempered at 510 C, 52 HRC, Vilella's reagent, 1000x — Fig. 58. H11 aquecido a 1010 °C, temperado ao ar e duplo revenido a 510 °C, 52 HRC. Martensita com uma pequena quantidade de carboneto muito fino. Reagente de Vilella’s, 1000x.

AISI H21 tungsten hot work tool steel hardened at 1200 C and tempered at 595 C, 53.5 HRC, 1000x — Fig. 60. H21 aquecido a 1200 °C, temperado a óleo e revenido a 595 °C, 53,5 HRC. Martensita com carboneto não dissolvido. Nital 2% e reagente de Vilella’s, 1000x.

O duplo revenimento não é opcional nesta extremidade da família. O segundo revenimento é o que condiciona a estrutura deixada após o primeiro, e as matrizes de trabalho a quente que falham por trinca em vez de desgaste são geralmente as que foram revenidas uma vez. Os cronogramas de revenimento para os graus de trabalho a quente ao cromo estão apresentados na guia de tratamento térmico de aço ferramenta, e os mesmos graus sob uma camada nitretada estão na microestrutura do aço ferramenta página.

O que a placa pode e não pode mostrar

Uma micrografia de aço ferramenta temperado determina o tamanho de grão, a quantidade de carboneto não dissolvido e se a estrutura é totalmente martensítica, e não determina qual carboneto está presente ou quanto austenita retida resta. A austenita retida permanece invisível até que haja uma quantidade substancial, geralmente mais de 10%, e o tipo de carboneto requer um ataque de coloração ou um método de resolução mais alta para ser identificado. Ambas essas verificações estão descritas na ataque de coloração página, e a dureza que cada grau mantém após cada temperatura de revenimento está na tabela de têmpera.

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 microestruturas tratadas termicamente, Fig. 49 a Fig. 53, Fig. 57, Fig. 58 e Fig. 60). Cada legenda foi lida da camada de texto pesquisável do arquivo e verificada contra a placa impressa, e cada placa foi recortada do arquivo a 1,5 vezes sua largura em pixels impressa. As placas são um resumo de referência da prática publicada, e não uma especificação da Aobo Steel, portanto confirme o grau, a temperatura de austenitização e o ciclo de revenimento contra o certificado de ensaio do material antes de redigir uma folha de processo.