Tabela de dureza do aço ferramenta A2 e guia de tratamento térmico HRC
Aço para ferramentas A2 normalmente tem uma dureza de 57-62 HRC após Têmpera e revenimento, which is the standard working hardness range for punches, dies, gauges, forming tools, and other cold-work tooling applications. In the annealed condition, A2 is typically supplied at about 200-250 HB for machining before heat treatment. After quenching, A2 can reach about 63.5-65 HRC, and sub-zero or cryogenic treatment may slightly increase as-quenched hardness to about 65-66 HRC.
A dureza final selecionada para o aço A2 depende do equilíbrio entre resistência ao desgaste e tenacidade. Uma dureza maior melhora a retenção do fio e a resistência à abrasão, enquanto uma dureza menor reduz o risco de lascamento e fissuras sob impacto ou carga lateral.
Qual é a dureza do aço ferramenta A2?
A dureza do aço ferramenta A2 depende de como o aço é tratado para uso final: recozido, temperado, tratado criogenicamente ou revenido.
| Condição do aço ferramenta A2 | Dureza típica | Significado |
|---|---|---|
| Condição de recozimento | 200-250 HB | Macio o suficiente para usinagem |
| Condição de recozimento adequada | Geralmente até cerca de 235 HB | condição de usinabilidade controlada |
| condição após têmpera | 63,5-65 HRC | Muito duro, mas quebradiço demais para uso normal. |
| Resfriado rapidamente com tratamento subzero ou criogênico | 65-66 HRC | Maior dureza devido à transformação da austenita retida. |
| Condições de trabalho temperadas | 57-62 HRC | Faixa de dureza prática normal |
| Prioridade de resistência ao desgaste | 60-62 HRC | Utilizado em punções, matrizes, calibradores e ferramentas de desgaste. |
| Prioridade de resistência | 56-58 HRC | Utilizado em situações onde lascas, impactos ou rachaduras são uma preocupação. |
Para compradores e fabricantes de ferramentas, a dureza mais útil do aço A2 é a dureza final de trabalho após o revenimento.
Dureza do aço ferramenta A2 por condição
1. Condição de recozimento
O aço para ferramentas A2 é geralmente fornecido recozido antes da usinagem e do tratamento térmico final. A dureza recozida típica é de cerca de 200-250 HB. Muitas especificações controlam o A2 recozido em torno de 201-229 HB, com limites superiores às vezes em torno de 235 HB ou 248 HBW, dependendo da norma e da condição de fornecimento.
2. Condição após têmpera
Após a austenitização e a têmpera, o A2 atinge alta dureza. A dureza após a têmpera depende principalmente da temperatura de austenitização.
| temperatura de austenitização | Dureza típica após têmpera |
|---|---|
| 1700°F / 925°C | Aproximadamente 63,5 HRC |
| 1750°F / 955°C | Aproximadamente 64,5 HRC |
| 1775-1800°F / 970-980°C | Aproximadamente 64-65 HRC |
| Tratamento subzero ou criogênico após o resfriamento brusco | Aproximadamente 65-66 HRC |
A têmpera convencional pode deixar cerca de 16-18% austenita retida no A2. O tratamento sub-zero ou criogênico pode transformar parte dessa austenita retida em martensita, aumentando ligeiramente a dureza.
No entanto, o aço A2 temperado é altamente tensionado e quebradiço. Ele deve ser revenido antes do uso.
3. Condições de trabalho temperadas
Após o revenimento, o aço A2 é comumente utilizado com uma dureza de aproximadamente 57-62 HRC. Essa é a principal faixa de dureza para ferramentas industriais.
Para matrizes de corte, punções, medidores, ferramentas de conformação, e resistentes ao desgaste ferramental para trabalho a frio, 58-62 HRC é comum. Se a ferramenta estiver exposta a impacto, carga lateral ou lascamento de arestas, a dureza é frequentemente reduzida para 56-58 HRC para melhorar a tenacidade.
Tabela de têmpera do aço ferramenta A2: HRC por temperatura
O aço A2 deve ser revenido logo após a têmpera, normalmente quando a peça esfria a cerca de 50-66 °C (120-150 °F). O revenido reduz as tensões residuais, melhora a tenacidade e define a dureza final. O revenido duplo é comumente utilizado quando a estabilidade dimensional é importante.
| Temperatura de condicionamento ou têmpera | Dureza típica |
|---|---|
| Após têmpera | 63,5-65 HRC |
| Resfriado rapidamente com tratamento subzero ou criogênico | Até cerca de 65-66 HRC |
| 345-350°F / 175°C | Aproximadamente 59,7-63 HRC |
| 400°F / 204°C | Aproximadamente 59,5-60 HRC |
| 400°F / 204°C após tratamento criogênico | Aproximadamente 61-62 HRC |
| 600°F / 315°C | Aproximadamente 55,5 HRC |
| 900°F / 480°C | Cerca de 51 HRC |
| 950-1000°F / 510-540°C | Aproximadamente 54-57 HRC |
| 1100°F / 595°C | Aproximadamente 46-47 HRC |
O A2 normalmente perde dureza à medida que a temperatura de revenimento aumenta. Uma exceção é a faixa de endurecimento secundário em torno de 950-1000F / 510-540C, onde carbonetos de liga finos podem elevar novamente a dureza para cerca de 54-57 HRC.
Para a maioria das ferramentas de trabalho a frio que exigem alta resistência ao desgaste, temperaturas de revenido mais baixas mantêm o A2 em 58-62 HRC. Para ferramentas que exigem maior tenacidade ou estabilidade, você pode selecionar temperaturas de revenido mais altas, mas a dureza final geralmente será menor.
Como o tratamento térmico controla a dureza do aço ferramenta A2
A dureza do A2 depende principalmente da temperatura de austenitização, da taxa de têmpera, da austenita retida, do tamanho da seção e da temperatura de revenido.
| Fator | Efeito na dureza A2 |
|---|---|
| temperatura de austenitização | Controla o potencial de endurecimento |
| Taxa de resfriamento | Controla a formação de martensita |
| Tamanho da seção | Afeta a dureza do núcleo |
| austenita retida | O excesso de austenita retida reduz a dureza e a estabilidade. |
| Tratamento subzero ou criogênico | Pode aumentar ligeiramente a dureza |
| Temperatura de revenimento | Determina o HRC de trabalho final |
| Duplo revenimento | Melhora a estabilidade após a transformação da austenita retida. |
Se a temperatura de austenitização for muito baixa, a liga A2 pode não atingir a dureza máxima. Se a temperatura for muito alta, o excesso de austenita retida pode reduzir a dureza e a estabilidade dimensional.
O A2 é um aço ferramenta de têmpera ao ar. Por conter cromo e molibdênio suficientes para endurecer em profundidade, ele pode atingir alta dureza com menor risco de distorção do que os graus temperados a óleo, como o O1.
A dimensão da seção ainda importa. O aço A2 geralmente endurece eficazmente em seções transversais sólidas de até cerca de 114 mm (4,5 polegadas). Acima de cerca de 127 mm (5 polegadas), o núcleo pode resfriar muito lentamente e não atingir a mesma dureza da superfície.
Para obter informações detalhadas sobre temperaturas de austenitização, ciclos de revenido, métodos de têmpera e considerações sobre estabilidade dimensional, consulte nosso documento completo. Guia de Tratamento Térmico de Aço para Ferramentas A2.
Dureza recomendada do aço ferramenta A2 para diferentes aplicações
A dureza correta do A2 depende de a ferramenta precisar de mais resistência ao desgaste ou de mais tenacidade.
| Aplicação | Dureza recomendada | Razão |
|---|---|---|
| Matrizes e punções para estampagem, grandes tiragens | 58-62 HRC | Melhor resistência ao desgaste e retenção de fio. |
| Matrizes e punções para estampagem, pequenas tiragens | 58-60 HRC | Resistência ao desgaste e tenacidade equilibradas |
| Punções para perfuração e corte | 58-60 HRC | Reduz o risco de quebra sob carga lateral. |
| Matrizes de dobra | 58-60 HRC | Resistência ao desgaste e tenacidade equilibradas |
| matrizes de estampagem | 58-62 HRC | Resiste a riscos e desgaste por deslizamento. |
| Formação e junção de rolos | 58-62 HRC | Mantém a resistência ao desgaste e a precisão. |
| Matrizes de estampagem a frio | 56-60 HRC | Maior resistência a impactos repetidos |
| Mandris de fiação | 50-58 HRC | Melhor ductilidade sob alta pressão. |
| Matrizes de cunhagem | 58-60 HRC | Resiste à tensão compressiva |
| Matrizes e punções de relevo | 58-61 HRC | Mantém os detalhes e a resistência ao desgaste da superfície. |
| Matrizes e punções para extrusão a frio | 56-62 HRC | Depende da carga e do projeto da ferramenta. |
| Bases de matrizes, bigornas e hastes de punção | 56-58 HRC | Melhor absorção de impacto |
| Lâminas de cisalhamento a frio | 58-63 HRC | Lâmina de corte durável |
| Penas e pinos de nocaute | 59-63 HRC | Resiste ao desgaste e à deformação da ponta. |
| Cilindros de laminador a frio | 58-62 HRC | resistência uniforme ao desgaste |
| Calibradores, esquadros, réguas e gabaritos. | 58-62 HRC | Resistência ao desgaste e estabilidade dimensional |
Se uma ferramenta de A2 lascar repetidamente em serviço de impacto severo, reduzir a dureza pode ajudar, mas apenas até certo ponto. Em aplicações de choque pesado, um grau mais tenaz como S7 Pode ser uma escolha melhor do que amolecer demais o A2.
Dureza do aço ferramenta A2 em comparação com D2 e O1
A2, D2, and O1 can achieve similar HRC values, but they don’t perform the same at the same hardness.
| Grau | Tipo de têmpera | Dureza de trabalho típica | Principal vantagem | Limitação principal |
|---|---|---|---|---|
| O1 | aço temperável em óleo | 58-60 HRC | Boa resistência e tratamento térmico simples. | Menor desgaste e maior risco de distorção |
| A2 | têmpera ao ar | 58-62 HRC | Equilíbrio entre resistência ao desgaste, tenacidade e estabilidade dimensional. | Não tão resistente ao desgaste quanto o D2. |
| D2 | têmpera ao ar | 58-62 HRC | Alta resistência ao desgaste | Menor resistência e maior risco de lascamento |
O D2 tem maior teor de carbono e cromo, então forma carbonetos mais duros. Isso dá ao D2 melhor resistência ao desgaste, mas menor tenacidade. O O1 tem menos carbonetos de liga, então tem menor resistência ao desgaste, mas pode oferecer boa tenacidade em aplicações adequadas.
A2 sits between them. It is tougher than D2 and more dimensionally stable than O1. This is why A2 is often selected when D2 is too brittle, and O1 isn’t stable or wear-resistant enough.
Se você está comparando resistência ao desgaste, tenacidade e estabilidade dimensional em aplicações reais de ferramentas, leia nossos guias detalhados sobre Aço ferramenta A2 vs D2 e Aço ferramenta A2 vs O1.
Problemas comuns quando o aço ferramenta A2 não atinge a dureza necessária
Quando o A2 não atinge a dureza esperada, o problema geralmente está relacionado ao controle do tratamento térmico, ao tamanho da seção ou à condição da superfície.
| Problema | Causa provável | Resultado |
|---|---|---|
| Baixa dureza após têmpera | Temperatura de austenitização muito baixa | Resposta de endurecimento insuficiente |
| Baixa dureza após austenitização em alta temperatura | Austenita retida em excesso | Austenita retida mole reduz a dureza medida |
| Superfície macia, mas núcleo duro | Descarbonetação | A perda de carbono na superfície impede a dureza total da superfície. |
| Núcleo macio em seção grande | A taxa de resfriamento está muito lenta. | O núcleo pode não se transformar completamente em martensita. |
| Dureza final muito baixa | Temperatura de têmpera muito alta | A martensita é excessivamente amolecida. |
| Pontos moles localizados após o lixamento | Queimadura por moagem ou têmpera excessiva | A dureza da superfície torna-se irregular. |
Um erro comum é assumir que uma temperatura de austenitização mais alta sempre significa maior dureza. Na liga A2, o superaquecimento pode aumentar a austenita retida e reduzir a dureza final.
descarbonetação superficial é outra causa comum. Se o A2 for aquecido sem proteção adequada, a superfície pode perder carbono. O núcleo pode atingir a dureza correta, mas a superfície permanece mole.
Seções de grande dimensão também podem causar problemas de dureza. O alumínio A2 possui boa capacidade de endurecimento em profundidade, mas seções muito grandes ainda podem resfriar muito lentamente no centro. Acima de aproximadamente 127 mm (5 polegadas), a dureza do núcleo pode ser menor que a dureza da superfície sob resfriamento em ar parado.
O revenimento inadequado também pode reduzir a dureza. Se a temperatura de revenimento for muito alta para a dureza desejada, o HRC final será menor. Se retificação após tratamento térmico gerar calor excessivo, pode criar zonas moles locais ou dureza superficial irregular.
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Os valores de dureza são números típicos publicados para A2 / 1.2363 / SKD12. Os resultados reais dependem do forno, geometria da carga e têmpera, então confirme a faixa desejada com sua própria prática de tratamento térmico.