Austenitização do D2 em banho de sal e fornos de atmosfera

Duas rotas de forno para a mesma temperatura

O D2 é um aço ferramenta para trabalho a frio de alto carbono e alto cromo, e a austenitização é a etapa que coloca seus carbonetos em solução. O banho de sal e o forno de atmosfera endotérmica são ambos usados para os grupos A e D, e ambos mantêm a superfície livre de carepa e descarbonetação. Essa é a razão pela qual um forno aberto comum não é usado para esses graus, e é por isso que a escolha entre as duas rotas é uma decisão da oficina e não uma decisão do grau.

Os procedimentos abaixo foram registrados para um inserto de matriz de dobra e um inserto de matriz de corte, ambos feitos de aço D2 e ambos temperados a partir de 1010 °C (1850 °F).

Procedimentos de austenitização para insertos de D2

A tabela apresenta o ciclo completo para cada peça em cada rota de forno, desde o pré-aquecimento até a etapa de resfriamento.

Procedimentos de austenitização para dois insertos de matriz de D2, por rota de forno. Após a austenitização, os insertos de matriz de dobra foram duplamente revenidos e depois nitretados, e os insertos de matriz de corte foram duplamente revenidos. Os insertos mediam 200 por 305 por 38 mm (8 por 12 por 1,5 pol.). Fonte, Tabela 7 de Heat Treating of Tool Steels, em ASM Handbook, Volume 4, Heat Treating.

O que as duas rotas mudam

A temperatura de austenitização é idêntica nos quatro ciclos. O tempo na temperatura não é. No inserto de matriz de dobra, o banho de sal mantém a peça a 1010 °C (1850 °F) por 35 min, enquanto o forno de atmosfera endotérmica leva 2 h. No inserto de matriz de corte, a diferença é maior, 1 h contra 4 h.

O banho de sal transfere calor mais rapidamente, então a peça atinge a temperatura mais cedo. Esse mesmo aquecimento mais rápido é a razão pela qual o inserto de matriz de corte leva um segundo pré-aquecimento na rota em banho de sal, a 845 °C (1550 °F) após o pré-aquecimento em forno de ar a 650 °C (1200 °F). A rota em forno endotérmico alcança o mesmo resultado com um único pré-aquecimento, carregando a peça diretamente no forno a 705 °C (1300 °F).

O banho de sal também deixa sal na peça, e o ciclo publicado lista uma etapa de remoção de sal após a têmpera. A rota em atmosfera não tem etapa equivalente. Em contrapartida, a nota publicada é que a austenitização custará mais em um forno de atmosfera do que em um banho de sal em algumas oficinas e menos em outras, então a escolha geralmente é feita com base no tamanho da peça, nos limites de distorção e no equipamento já disponível no chão de fábrica.

Equipamento no qual os procedimentos foram registrados

Detalhes do forno e de manuseio registrados com os ciclos acima. Fonte, Tabela 7 de Heat Treating of Tool Steels, em ASM Handbook, Volume 4, Heat Treating.

Após a austenitização

Os procedimentos publicados continuam após a têmpera. Os insertos de matriz de dobra foram duplamente revenidos, 2 h a 510 °C (950 °F) e resfriamento ao ar, depois o mesmo ciclo novamente, e então nitretados por 48 h a 510 °C (950 °F). Os insertos de matriz de corte foram duplamente revenidos a uma temperatura muito mais baixa, 4 h a 190 °C (375 °F) e resfriamento ao ar, depois o mesmo ciclo novamente. As duas peças foram processadas para diferentes níveis de dureza de trabalho, e as temperaturas de revenimento acompanham essa diferença e não a rota de forno.

O tempo de permanência no forno é importante nesses graus. A nota publicada é que os aços A e D devem ser mantidos em sua temperatura de austenitização por tempo suficiente para dissolver os carbonetos necessários para a dureza máxima, e que a têmpera a partir de uma temperatura de austenitização excessivamente alta aumenta a austenita retida. A austenita retida pode ser reduzida depois por revenimento repetido ou por resfriamento subzero, mas a recomendação é evitar produzi-la.

O que isso significa para um pedido

A rota de forno é escolhida pelo tratador térmico e não aparece em um pedido de compra do aço. O D2 é fornecido no estado recozido para o tratador térmico temperar, e as duas peças na tabela são separadas por tamanho e por regime de trabalho, e não por grau.

Para o próprio aço, a página do aço ferramenta D2 apresenta a condição de fornecimento e as equivalências, e a página do aço ferramenta DC53 é o grau que mantemos para oficinas que desejam maior tenacidade em um nível de desgaste semelhante.

Duas páginas acompanham esta. A guia de tratamento térmico do D2 apresenta o ciclo completo e a faixa de dureza, e a página de banho de sal e forno cobre o lado dos equipamentos.

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