Atraso entre têmpera e revenimento para aços-ferramenta resistentes ao choque

Reveni imediatamente após a têmpera.

A regra publicada para o aço-ferramenta resistente ao choque é revenir imediatamente após a têmpera, ou é provável que ocorra trincamento. O aviso é mais forte para ferramentas temperadas em água ou em salmoura. Uma ferramenta recém-temperada combina uma estrutura martensítica dura e frágil com a tensão residual deixada pela têmpera, e o revenimento é o que alivia essa tensão e leva a estrutura à tenacidade pela qual o grau é escolhido. Quanto mais tempo a ferramenta permanece à temperatura ambiente antes do início do revenimento, mais tempo carrega ambos.

Como a janela é curta, o atraso é um problema de programação e não metalúrgico. Uma oficina que tempera um lote e depois aguarda um forno de revenimento precisa saber quanto tempo o grau e o meio de têmpera tolerarão.

Tempo admissível entre têmpera e revenimento

A tabela abaixo é a tolerância publicada para os cinco graus resistentes ao choque, em duas temperaturas de austenitização cada. Aplica-se a ferramentas que acabaram de ser temperadas e que ainda não foram revenidas.

Tempo admissível entre têmpera e revenimento, para a prevenção de trincamento. Os valores foram determinados por um estudo extenso conduzido em uma planta, e o tempo admissível pode variar significativamente com o tamanho e a forma da peça. Fonte, Tabela 3 de Heat Treating of Shock-Resisting Tool Steels, em ASM Handbook, Volume 4, Heat Treating.

O que os números mostram

Dois fatores alteram a tolerância, e o meio de têmpera a altera mais. Quando a têmpera é em salmoura, o tempo admissível é de 5 a 10 minutos. Quando a têmpera é em óleo, o tempo admissível é de 15 a 30 minutos, três vezes mais no mesmo grau e na mesma seção. A severidade da têmpera determina a quantidade de tensão residual na peça, e essa tensão é o que o revenimento precisa aliviar antes que o trincamento se torne provável.

A temperatura de austenitização altera a tolerância dentro de cada meio. Cada grau é listado duas vezes, uma na temperatura de austenitização mais baixa e outra em uma temperatura 55 a 80 °C (100 a 150 °F) mais alta, e o valor mais alto reduz pela metade o tempo admissível em cada par, de 30 para 15 minutos nas linhas temperadas em óleo e de 10 para 5 minutos nas linhas temperadas em salmoura.

Os valores vêm de um estudo extenso em uma planta e não de uma norma, e a fonte observa que o tempo admissível pode variar significativamente com o tamanho e a forma da peça. Leia a tabela como a ordem de magnitude que o grau e o meio tolerarão, não como um valor que se transfere sem alteração para toda ferramenta.

Revenimento duplo para os graus S

Registros de ferramentas da mesma planta indicam que o revenimento duplo é benéfico para ferramentas feitas dos aços S. A primeira operação de revenimento é feita a uma temperatura 30 a 55 °C (50 a 100 °F) mais baixa que a segunda e última operação de revenimento. O primeiro revenimento, mais baixo, inicia o alívio de tensões suavemente enquanto a estrutura ainda está em seu estado mais frágil, e o segundo revenimento, mais alto, define a dureza de trabalho.

Os graus S também mantêm melhor sua dureza frente ao revenimento do que os aços-ferramenta ao carbono. O endurecimento secundário não ocorre nesses aços, exceto em grau mínimo em algumas composições do tipo tungstênio, de modo que a temperatura de revenimento escolhida para a dureza de trabalho não é posteriormente recuperada por uma reação de endurecimento.

Notas sobre tratamento superficial para os graus S

Tratamentos superficiais como cementação e carbonitretação são frequentemente aplicados ao aço S1, que é o grau com silício usado para cinzéis e punções. Os tipos S4 e S5 não recebem uma camada cementada efetiva, portanto um tratamento de cementação nesses dois graus não produz a dureza superficial que a especificação exige.

O que isso significa para um pedido

O atraso entre têmpera e revenimento é aplicado pelo tratador térmico, não pelo fornecedor do aço, e não aparece em uma especificação de compra. O que é útil para um comprador levar para essa conversa é o grau, a seção e o meio de têmpera que o trabalho terá. Os graus na tabela são a família resistente ao choque usada para cinzéis, punções, facas de cisalhamento e ferramentas de impacto, e são fornecidos no estado recozido para o tratador térmico endurecer.

Na mesma família, Aço para ferramentas S1 é o grau com silício que recebe uma camada cementada, e Aço ferramenta S7 é o grau resistente a impactos com têmpera ao ar usado onde se deseja uma têmpera com menor distorção. A faixa de revenimento para esse grau está na página de tratamento térmico do S5.

Duas páginas complementares cobrem o panorama mais amplo. trincas de têmpera em aço ferramenta apresenta as causas e as regras de prevenção, e meios de têmpera para aço ferramenta compara as taxas de resfriamento dos meios citados na tabela.

Fonte: ASM Handbook, Volume 4, Heat Treating, ASM International, 1991.