Compreendendo as propriedades do aço D2: um guia para suas aplicações de trabalho a frio

Vamos dar uma olhada Aço para ferramentas D2Propriedades do aço e por que é uma opção confiável para muitos trabalhos. Abaixo do artigo, disponibilizamos um PDF com as propriedades do aço D2 para download.

1. O que é o aço para ferramentas D2? Composição e classificação

Essencialmente, o aço D2 é um aço para ferramentas com alto teor de carbono e cromo, projetado para trabalho a frio. Na Aobo Steel, nossas especificações padrão mostram esta composição química (em porcentagem de massa):

• Carbono (C): 1.52-1.55%
• Cromo (Cr): 11.50-12.05%
• Molibdênio (Mo): 0.76-0.80%
• Vanádio (V): 0.90-0.92%
• Manganês (Mn): 0.34%
• Silício (Si): 0.31%
• Ferro (Fe): Restante

Os altos níveis de carbono e o alto teor de cromo (cerca de 12%) são a base das propriedades do aço D2, criando carbonetos duros e resistentes ao desgaste. O molibdênio e o vanádio melhoram sua temperabilidade e contribuem para o endurecimento secundário quando revenidos. É um tipo de têmpera ao ar, o que é um grande benefício para manter as dimensões estáveis.

2. Propriedades do Aço D2: O Que Importa

As propriedades mecânicas são o que conta na escolha de um aço para ferramentas. Veja o desempenho do D2:

2.1 Dureza

Alto dureza é uma marca registrada do D2.

• Como temperado: Normalmente 60-65 HRC, variando com o específico tratamento térmico.
• Temperado: A dureza muda com têmpera temperatura. Por exemplo, cerca de 61 HRC após revenimento a 205 °C (400 °F), e diminui com o aumento da temperatura. Uma dureza de trabalho típica é de 60-62 HRC.
• Recozido: Geralmente em torno de 220-255 HB.
• Tratamento de superfície: Aceita bem nitretação se você precisar de superfícies extremamente duras (750-1200 HV).

2.2 Força

O D2 tem números de força sólidos:

• Resistência à tracção: Estudos mostram que o Ultimate Resistência à tracção (UTS) em torno de 758 MPa e limite de escoamento entre 350-411 MPa.
• Resistência à compressão: Muito alta, principalmente após revenimento em baixa temperatura, diretamente relacionada à sua dureza.

2.3 Resistência ao desgaste

A resistência ao desgaste é o ponto forte do D2.

• Alta resistência à abrasão: Esta é a sua principal característica, graças à grande quantidade de carbonetos ricos em cromo. Ele tem uma durabilidade muito melhor do que ligas como A2.
• Padrão da indústria: Geralmente é o padrão de comparação quando se fala em resistência à abrasão em aços para ferramentas.

2.4 Tenacidade e Ductilidade

O D2 equilibra bem a resistência, mas esse não é seu principal ponto forte.

• Robustez: Tem uma tenacidade decente, melhor que os aços da série D com mais carbono (como o D3), mas não tão tenaz quanto os aços específicos resistentes a choques.
• Ductilidade: Apresenta alongamento limitado em ensaios de tração, frequentemente rompendo com pouco estreitamento visível. O modo como foi processado pode afetar essas propriedades direcionalmente.

2.5 Estabilidade Dimensional

Uma vantagem significativa do D2 é que ele mantém bem sua forma durante o tratamento térmico.

• Endurecimento ao ar: Provoca menos distorção do que aços que necessitam de têmpera em óleo ou água.
• Mudança de tamanho previsível: Espere pequenas alterações de tamanho (cerca de 0,0005 pol/pol ou mm/mm) se a têmpera for realizada corretamente. O alívio de tensões após a usinagem é uma boa prática.

3. Otimização das propriedades do aço D2 por meio de tratamento térmico

O tratamento térmico adequado é essencial para obter as melhores propriedades do aço D2. Na Aobo Steel, enfatizamos a importância dos procedimentos corretos:

1. Alívio do estresse (recomendado): Aqueça lentamente até 650-675 °C (1200-1250 °F), mantenha a temperatura e resfrie lentamente. Isso é especialmente útil após usinagem pesada.
2. Pré-aquecimento: Crucial para D2. Aqueça-o uniformemente a cerca de 650 °C (1200 °F) primeiro para evitar choque térmico.
3. Austenitização (endurecimento): Aqueça até a temperatura desejada, geralmente 1010 °C (1850 °F). Mantenha a temperatura por tempo suficiente (por exemplo, 1 hora para cada polegada de espessura) para que os carbonetos se dissolvam e a austenita se forme.
4. Têmpera: Resfrie-o ao ar a partir da temperatura de endurecimento. Isso reduz a deformação e permite que ele se transforme em martensita dura ao esfriar abaixo de ~205 °C (400 °F). Deixe esfriar até cerca de 65 °C (150 °F) antes de revenir.
5. Têmpera: Muito importante. Tempere logo após a têmpera. D2 precisa têmpera duplaVocê pode revenir primeiro em torno de 515 °C (960 °F) e depois em torno de 480 °C (900 °F), mantendo a temperatura em cada etapa (por exemplo, 2 horas por polegada). Essa etapa reduz o estresse, melhora a tenacidade e desenvolve dureza secundária. O uso de múltiplas temperaturas ajuda a estabilizar a microestrutura.
6. Tratamentos Subzero (Opcional): O D2 pode reter alguma austenita. Para aplicações que exigem extrema precisão dimensional, o ultracongelamento (tratamento criogênico) seguido de outra têmpera pode ajudar a transformar essa austenita, aumentando potencialmente a resistência ao desgaste e a estabilidade.

4. Considerações sobre processamento e usinabilidade

Embora o D2 tenha um bom desempenho, lembre-se destes pontos:

• Usinabilidade: É conhecido por ser difícil de usinar em comparação aos aços mais simples (classificação 45 vs. 100 para o aço 1% C).
• Moagem: Requer manuseio cuidadoso devido aos carbonetos duros.
• Soldagem: Geralmente é difícil soldar com métodos padrão devido ao alto teor de carbono; técnicas especiais podem ser necessárias.

5. Aplicações comuns que aproveitam as propriedades do aço D2

Com base nessas propriedades, o D2 é um material ideal para trabalhos pesados a frio que exigem alta resistência ao desgaste:

• Morre: Matrizes de corte, conformação, estampagem, trefilação, laminação de roscas, extrusão e corte. Especialmente indicadas para longas tiragens.
• Socos: Punções perfurantes, punções de conformação a frio.
• Lâminas e facas: Lâminas de tesoura, lâminas de corte, facas industriais (para papel, madeira).
• Rolos: Rolos de conformação, rolos de costura, rolos de acionamento.
• Peças de desgaste: Medidores, mandris, centros de torno e, às vezes, guias ou cames onde é necessária alta resistência ao desgaste.

6. Conclusão: Por que escolher o aço para ferramentas D2?

O aço para ferramentas D2 oferece uma combinação sólida de excelente resistência ao desgaste, alta dureza, boa resistência à compressão e estabilidade dimensional confiável durante o tratamento térmico. A têmpera ao ar facilita o processamento e reduz a deformação. Embora sua tenacidade e usinabilidade não sejam de alto nível, seu excelente desempenho em trabalho a frio de alto desgaste o torna uma escolha valiosa e popular.