Guia de Tratamento Térmico de Aço para Ferramentas D2

No Aço Aobo, com nossa vasta experiência em forjamento de aço para ferramentas, entendemos que o adequado tratamento térmico é crucial para alcançar o desempenho ideal de Aço para ferramentas D2Este guia descreve as principais etapas para o processamento de aço D2 em suas aplicações industriais. Seguir esses procedimentos cuidadosamente ajudará você a atingir a dureza, a resistência ao desgaste e a tenacidade desejadas. No final do artigo, você pode baixar o guia de aquecimento de aço D2 em PDF.

Preparação e pré-aquecimento

Antes de iniciar o tratamento térmico, é importante uma preparação adequada.

Minimizando a descarbonetação

Para evitar a perda de carbono da superfície do aço durante o aquecimento (descarbonetação), recomendamos envolver a peça D2 em uma folha de aço inoxidável. Para tratamento térmico geral de até 1093 °C (2000 °F), a folha Tipo 321 (0,05 mm / 0,002 pol. de espessura) é adequada. Se utilizar temperaturas de austenitização mais altas, considere a folha Tipo 309.

Pré-aquecimento de aço D2

O pré-aquecimento é uma etapa crítica, especialmente para aços com alto teor de cromo, como o D2, que não transferem calor rapidamente. Isso ajuda a prevenir choque térmico e possíveis rachaduras.

• Pré-aquecimento recomendado: Aqueça o aço a aproximadamente 649 °C (1.200 °F).
• Tempo de espera: Mantenha essa temperatura por 10-15 minutos.

O aquecimento uniforme é crucial para evitar o acúmulo de estresse.

Austenitização D2

Austenitização transforma a estrutura do aço e dissolve carbonetos, o que é vital para atingir as propriedades finais.

• Temperatura: Aqueça o aço D2 pré-aquecido até a faixa de austenitização, normalmente 1010 °C (1850 °F).
• Tempo de imersão: Mantenha o aço nessa temperatura para garantir que o núcleo atinja a temperatura desejada e passe pela transformação necessária. Uma diretriz comum é de 1 hora para cada 25 mm (1 polegada) da seção mais espessa.
• Atmosfera: É essencial aquecer o D2 em uma atmosfera controlada, como um forno a vácuo ou banho de sal neutro, ou usar o método de envoltório de aço inoxidável para evitar a descarbonetação da superfície.

O controle preciso da temperatura durante esta fase é crucial.

Resfriamento

O D2 é um aço endurecível ao ar. Isso significa que não é necessário um resfriamento líquido, o que simplifica o processo e ajuda a minimizar a distorção.

• Método: Resfrie o aço ao ar livre após retirá-lo do forno.
• Meta: A taxa de resfriamento deve ser rápida o suficiente para formar a estrutura martensítica dura, mas controlada o suficiente para evitar rachaduras de têmpera.
• Resultado: A estrutura após a têmpera será predominantemente martensita, mas também conterá alguma austenita retida, que pode chegar a 20%. A austenita retida pode ser um problema para a estabilidade dimensional posteriormente.

Têmpera D2

Após a têmpera, o aço D2 fica muito duro, mas também quebradiço, com tensão interna. Têmpera alivia esse estresse e aumenta a resistência.

• Processo: Reaqueça o aço endurecido a uma temperatura específica abaixo do seu ponto crítico, mantenha-o nessa temperatura e depois resfrie-o, normalmente no ar.
• Têmpera dupla: Para D2, recomendamos fortemente o revenimento duplo. Isso proporciona melhor alívio de tensões, melhora a tenacidade e ajuda a transformar parte da austenita retida para maior estabilidade.
  • Ciclo típico:
    1. Primeira têmpera: Aquecer a aproximadamente 515 °C (960 °F). Manter por 2 horas para cada 25 mm (1 polegada) de espessura. Resfriar a cerca de 65 °C (150 °F).
    2. Segundo revenimento: Reaqueça a uma temperatura ligeiramente mais baixa, aproximadamente 480 °C (900 °F). Mantenha pelo mesmo período (2 horas para cada 25 mm / 1 polegada).
• Dureza vs. Tenacidade: A temperatura de têmpera determina o equilíbrio final.
  • Temperaturas mais baixas (por exemplo, 200 °C / 390 °F) resultam em maior dureza (aproximadamente 60 HRC).
  • Temperaturas de revenimento mais altas aumentam a tenacidade, mas reduzem ligeiramente a dureza. Escolha a temperatura de acordo com as necessidades específicas da sua aplicação.

Alívio de tensões (pós-endurecimento)

Se a parte D2 sofrer retificação significativa, EDM, ou soldagem após têmpera e revenimento, uma operação adicional de alívio de tensão é altamente recomendada.

• Temperatura: Aquecer a peça lenta e uniformemente até uma temperatura aproximadamente 14°C a 28°C (25°F a 50°F) abaixo a temperatura final de têmpera.
• Tempo de espera: Deixe de molho por um período de tempo adequado (por exemplo, 1–2 horas por polegada de espessura).
• Resfriamento: Deixe esfriar lentamente, de preferência no forno.

Gerenciando Problemas Potenciais

Mesmo com um processamento cuidadoso, alguns problemas podem surgir.

Distorção

O aço D2 é conhecido por apresentar estabilidade dimensional relativamente boa durante o tratamento térmico em comparação com outros aços para ferramentas, com uma variação esperada de cerca de 0,0005 pol./pol. No entanto, fatores como geometria complexa da peça ou aquecimento e resfriamento irregulares ainda podem causar empenamento ou torção. Garanta aquecimento e resfriamento a ar uniformes para minimizar isso. Pode haver um endireitamento limitado durante o resfriamento entre aproximadamente 565 °C (1.050 °F) e 205 °C (400 °F).

Rachaduras de têmpera

Podem ocorrer rachaduras durante a têmpera se o resfriamento for muito rápido ou irregular, ou se o aço apresentar falhas internas. O pré-aquecimento adequado e o resfriamento controlado a ar são as melhores maneiras de prevenir isso.

Conclusão

Tratamento térmico bem-sucedido Aço para ferramentas D2Requer atenção especial à preparação, temperatura, tempo e taxas de resfriamento em cada etapa: pré-aquecimento, austenitização, têmpera ao ar e revenimento duplo. Seguir os procedimentos estabelecidos e considerar as demandas específicas da sua aplicação garantirá o equilíbrio ideal entre as propriedades pelas quais o D2 é conhecido. Se tiver dúvidas sobre o tratamento térmico do D2 fornecido pela Aobo Steel, entre em contato conosco.

Clique no botão abaixo para baixar o PDF do tratamento térmico do aço D2.