Introdução
Aço para ferramentas D2 É um aço para ferramentas de trabalho a frio com alto teor de carbono e cromo, amplamente reconhecido por sua excelente resistência ao desgaste e estabilidade dimensional. É um padrão pelo qual outros aços para ferramentas são frequentemente medidos quanto à resistência à abrasão. O aço D2 é aplicado principalmente em ferramentas para trabalho a frio de longa duração, como corte, conformação a frio, trefilação, laminação e matrizes de laminação de roscas, bem como em diversos punções, rolos e facas de corte/corte, alavancando sua excelente resistência ao desgaste e estabilidade dimensional. Por que a composição química é crucial para o aço D2? A composição do aço D2 influencia diretamente as propriedades físicas e mecânicas.
A composição do aço D21
| Carbono (C) | Cromo (Cr) | Molibdênio (Mo) | Vanádio (V) | Manganês (Mn) | Silício (Si) | Fósforo (P) | Enxofre (S) |
| 1,40 – 1,60 | 11h00 – 13h00 | 0,70 – 1,20 | 0,50 – 1,10 | 0,10 – 0,60 | 0,10 – 0,60 | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 |
Elementos de Liga e Suas Funções em aço D2
- Carbono (C)É o principal elemento de endurecimento do aço, permitindo que o aço D2 forme martensita durante o tratamento térmico. O aumento do teor de carbono aumenta a dureza e a resistência ao desgaste, mas pode comprometer a tenacidade e a ductilidade. No aço D2, o carbono e outras ligas formam carbonetos cimentados de alta dureza e alta resistência ao desgaste. No entanto, o alto teor de carbono também resulta em baixa soldabilidade do aço D2.
- Cromo (Cr)O alto teor de carbono e cromo do aço D2 produz uma grande quantidade de carbonetos enriquecidos com cromo com alta resistência ao desgaste, como Cr7C3 ou Cr23C6, que apresentam dureza superior à da cementita comum. Também melhora a temperabilidade, a resistência à corrosão, a resistência à oxidação, a polibilidade e as propriedades em altas temperaturas.
- Molibdênio (Mo)É um formador de carboneto forte, formando carbonetos duros e estáveis como Mo₂C e carbonetos duplos como Fe₄Mo₂C e Fe₂₁MoC₆. Melhora a temperabilidade, a resistência ao desgaste e a resistência do aço em temperaturas elevadas (dureza ao vermelho). O molibdênio também auxilia no aumento da usinabilidade e das propriedades mecânicas em aços ao cromo e no endurecimento superficial em aços de níquel-molibdênio.
- Vanádio (V)É um formador de carboneto extremamente forte, formando carbonetos (VC) e carbonitretos (carbonitreto de vanádio) muito estáveis e duros. Esses carbonetos contribuem para o aumento da resistência ao desgaste e da resistência mecânica, ao mesmo tempo que refinam a estrutura do grão e aumentam a tenacidade em altas temperaturas.
- Manganês (Mn)Contribui para a profundidade da dureza e também é um fortalecedor de soluções sólidas. Atua como desoxidante e aumenta a temperabilidade.
- Silício (Si). Está presente em quantidades menores em comparação ao manganês e contribui para a resistência e dureza gerais.
- Fósforo (P) e Enxofre (S). Eles são prejudiciais ao desempenho do aço D2 e seu teor deve ser controlado para menos de 0,030%. O enxofre, em particular, pode causar segregação severa e "fraqueza vermelha".
Impacto da composição nas propriedades do aço D2
- Alta dureza e resistência ao desgasteO alto teor de carbono, cromo, molibdênio e vanádio contribui para a formação de numerosos carbonetos de liga, grandes e ricos em cromo, na microestrutura do aço. Esses carbonetos são os principais responsáveis pela excelente resistência do D2 ao desgaste abrasivo e adesivo, permitindo que ele mantenha uma lâmina afiada por longos períodos.
- Resistência moderada à corrosão. O teor de cromo 12% confere ao D2 um certo grau de resistência à corrosão, mas esta não é sua propriedade mais importante, pois sua resistência à corrosão é muito inferior à do aço inoxidável verdadeiro.
- Usinabilidade e soldabilidade deficientes. O alto teor de carbono e cromo confere ao aço D2 excelente dureza e resistência ao desgaste, mas também o torna difícil de usinar e soldar.
- Estabilidade dimensionalO aço D2 pode ser temperado ao ar, minimizando o risco de deformação. Isso está relacionado ao molibdênio (Mo) em sua composição.
Graus equivalentes de aço D2
- EUA: AISI D2, ASTM A681, UNS T30402
- Alemanha: DIN 1.2379, X153CrMoV12, X155CrVMo12-1
- Japão: JIS SKD11
- REINO UNIDO: BD2
- França: Z160CDV12
- Rússia: Ch12D1
- Espanha: F5211
- China: GB Cr12Mo1V1(Algumas fontes indicam Cr12MoV)
- UE: EN X153CrMoV12
Conclusão
O aço D2 é um aço bastante maduro, presente no mercado há décadas. O aço D2 vendido por nossa empresa pode ser refinado para molibdênio (Mo) e vanádio (V) para atender aos padrões de mercado de diferentes países. Caso tenha interesse no aço D2, entre em contato conosco.
- Roberts, G., Krauss, G., & Kennedy, R. (1998). Aços para ferramentas: 5ª edição (p. 203). ASM Internacional. ↩︎
Perguntas frequentes
O aço para ferramentas D2 não é considerado um verdadeiro aço inoxidável, embora contenha uma alta porcentagem de cromo (cerca de 11.50% a 12.05%), que é próximo do mínimo para a designação de aço inoxidável.
O aço para ferramentas D2 atinge sua dureza excepcional devido ao seu alto teor de carbono e cromo, combinado com processos específicos de tratamento térmico. Durante o tratamento térmico, sua microestrutura se transforma em martensita dura, formando um grande volume de carbonetos de liga extremamente duros. Esses carbonetos, principalmente do tipo M7C3, ricos em cromo, atuam como partículas altamente resistentes ao desgaste incorporadas à matriz martensítica dura, contribuindo significativamente para a dureza geral do aço, que normalmente varia de 54 a 65 HRC.
O aço ferramenta D2 é difícil de usinar principalmente devido à sua alta dureza e à presença de um grande volume de carbonetos duros e não dissolvidos em sua microestrutura. Esses carbonetos atuam como obstáculos rígidos durante a usinagem, causando desgaste abrasivo significativo nas ferramentas de corte. Seu alto teor de carbono e cromo, que contribuem para sua resistência ao desgaste, também reduz sua usinabilidade.
Os carbonetos são essenciais para o desempenho do aço para ferramentas D2, principalmente por sua altíssima resistência ao desgaste e à abrasão. O aço D2 contém "grandes quantidades de carbonetos", principalmente do tipo M7C3, rico em cromo, formados durante a solidificação e o tratamento térmico devido ao seu alto teor de carbono e cromo. Essas partículas de carboneto, duras e estáveis, atuam como "dentes de serra" microscópicos dentro da matriz do aço, impedindo a remoção de material em condições abrasivas. Embora aumentem significativamente a resistência ao desgaste, um alto volume de carbonetos também pode reduzir a tenacidade do aço.
O aço para ferramentas D2 é geralmente mais caro do que os aços carbono simples ou de baixa liga devido ao seu maior teor de liga. No entanto, dentro da classe de aços para ferramentas de alto desempenho para trabalho a frio, o D2 é frequentemente considerado como aquele que oferece um bom equilíbrio entre propriedades e custo. Sua relação custo-benefício é reforçada por sua excelente resistência ao desgaste, resultando em maior vida útil da ferramenta, apesar do preço inicial mais alto do material.
Precisa de aço para ferramentas D2 de alto desempenho?
Aproveite os mais de 20 anos de experiência em forjamento da Aobo Steel. Fornecemos aço para ferramentas D2 de alta qualidade, garantindo durabilidade, resistência ao desgaste e precisão excepcionais para todas as suas aplicações exigentes. Seja nosso parceiro e tenha uma qualidade confiável.
Pronto para elevar o nível do seu projeto? Basta preencher o formulário abaixo para entrar em contato com nossos especialistas em aço D2 e receber um orçamento personalizado!
