Aço A36 vs. Aço para ferramentas
O A36 é um aço estrutural de baixo carbono para edifícios, pontes e fabricação em geral. Os aços-ferramenta são aços de alto carbono e alta liga para corte, conformação e moldagem.
Os dois não são intercambiáveis: o A36 não atinge a dureza necessária para ferramentas, não possui resistência significativa ao desgaste e nunca deve ser especificado em substituição a um aço ferramenta. Esta página aborda a diferença de composição e dureza, e qual aço usar quando o A36 não for adequado.
O que é o aço A36?
O A36, especificado pela norma ASTM A36, é o aço estrutural mais comum na América do Norte. Trata-se de um aço de baixo carbono, projetado para construções soldadas, incluindo estruturas de edifícios, pontes, placas de base e elementos estruturais em geral.
Sua principal característica é o baixo teor de carbono, tipicamente em torno de 0,20 a 0,25%, sem conteúdo significativo de liga. Isso confere ao A36 excelente soldabilidade, boa ductilidade, baixo custo e ampla disponibilidade. No entanto, o baixo teor de carbono impõe um limite máximo ao desempenho.
O A36 não pode ser endurecido muito além de 160-180 HB, tem pouca resistência ao desgaste e perde resistência rapidamente acima de cerca de 200°C. Ele nunca foi projetado para ferramentaria.
Composição química: Aço ferramenta A36 vs D2
| Elemento | A36 | Aço ferramenta D2 |
|---|---|---|
| Carbon (C) | 0,25-0,29% máx. | 1.40-1.60% |
| Silício (Si) | 0,40% máx. | 0.10-0.60% |
| Manganês (Mn) | 0.80-1.20% | 0.20-0.60% |
| Cromo (Cr) | Nenhum | 11.0-13.0% |
| Molibdênio (Mo) | Nenhum | 0.70-1.20% |
| Vanádio (V) | Nenhum | 0.50-1.10% |
| Fósforo (P) | 0,040% máx. | 0,030% máx. |
| Enxofre (S) | 0,050% máx. | 0,030% máx. |
O A36 não contém cromo, molibdênio ou vanádio, os elementos que a formar carbonetos duros e conferem ao aço para ferramentas sua resistência ao desgaste e temperabilidade. Seu teor de carbono também é muito baixo para formar a martensita dura da qual depende o desempenho do aço para ferramentas.
O D2, em comparação, contém cerca de seis vezes mais carbono e é fortemente ligado com cromo. É por isso que ele pode atuar como aço para ferramentas de trabalho a frio para corte, cisalhamento e resistente ao desgaste enquanto o A36 não pode.
Por que o A36 não pode ser usado para matrizes e ferramentas de corte?
Não consegue atingir a dureza necessária para ser usada em ferramentas.
O teor de carbono do A36 é muito baixo para ser endurecido por têmpera. Em sua dureza máxima, fica em torno de 160-180 HB, abaixo do limite inferior da faixa HRC usada para ferramentas.
Sem carbonetos, sem resistência ao desgaste
Os aços para ferramentas contêm carbonetos de cromo e vanádio que resistem à abrasão. O aço A36 não contém nenhum desses elementos, portanto, desgasta-se rapidamente sob contato deslizante ou abrasivo.
Sem dureza a quente
Graus para trabalho a quente, como o H13, mantêm a dureza em temperaturas elevadas por meio de endurecimento secundário. O A36 não possui tal liga e amolece rapidamente sob calor.
Grão estrutural, não grão da ferramenta
O aço A36 é laminado para facilitar a soldabilidade e conferir ductilidade. Os aços para ferramentas são processados para obter grãos finos e uniformes que proporcionam retenção de fio, dureza e tenacidade.
As ferramentas de corte e conformação geralmente necessitam de uma dureza de 58-64 HRC. Nenhum tratamento térmico consegue suprir essa necessidade para o A36, pois o carbono necessário para a formação de martensita dura simplesmente não está presente.
A lacuna de dureza
Todas as classes de aço ferramenta superam o A36 por uma ampla margem, mesmo antes do tratamento térmico.
| Material | Dureza típica após uso |
|---|---|
| A36 | 120-180 HB, cerca de 70-89 HRB |
| 4140, temperado e revenido | 28-45 HRC |
| H13, temperado e revenido | 44-52 HRC |
| A2 | 57-62 HRC |
| D2 | 58-60 HRC |
| Aço rápido M2 | 62-65 HRC |
O A36 em sua condição prática mais dura é mais macio do que muitos aços para ferramentas em sua condição recozida, macia. O D2 recozido, com cerca de 230 HB, já é mais duro do que o A36 jamais alcançará.
Quando o A36 é a escolha certa
O A36 é o material correto e econômico para trabalhos estruturais: estruturas e elementos estruturais de edifícios, fabricações soldadas, placas de base, suportes de montagem e porta-matriz ou sapatas de matriz que suportam carga, mas não exigem corte ou conformação. Nessas aplicações, sua soldabilidade e baixo custo são vantagens reais.
É o material errado para qualquer aresta de corte ou lâmina de cisalhamento, matriz, punção ou ferramenta de conformação, placa de desgaste, ferramenta de trabalho a quente ou qualquer peça que necessite de dureza de 40 HRC ou mais.
Se você está considerando o A36 para ferramentas: o que usar em vez disso?
| Aplicação pretendida | Evitar | Use em vez de |
|---|---|---|
| Matriz de corte, protótipo | A36 | O1 ou A2 |
| Matriz de corte, produção | A36 | D2 |
| Dobrar ou moldar matriz | A36 | A2 ou O1 |
| Lâmina de corte a frio | A36 | D2 |
| matriz de fundição | A36 | H13 |
| Matriz de forjamento a quente | A36 | H13 |
Se o custo é o motivo pelo qual o A36 está em consideração, a matemática geralmente se inverte quando ferramentaria está envolvida. Usar o material errado em uma matriz ou lâmina resulta em peças refugo, paradas não planejadas, e substituições frequentes, que custam muito mais do que especificar o aço para ferramentas correto desde o início.
Nota de fornecimento da Aobo Steel
A Aobo Steel fornece aços para ferramentas e moldes: graus de trabalho a frio D2, D3, A2, O1, O2 e S7; graus de trabalho a quente H13 e H11; aços para moldes P20 e P20+Ni; e aços para ferramentas inoxidáveis 440C e 420.
Se a sua aplicação envolver matrizes, moldes ou ferramentas de corte e conformação, podemos fornecer a classe correta em condição recozida com certificados de fábrica.
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Os valores do A36 seguem a ASTM A36; as faixas de dureza do aço para ferramentas são valores típicos publicados. Confirme a faixa exata no certificado do fabricante para o lote entregue.