Aço para ferramentas D2 vs D3

Ao escolher o aço para ferramentas certo para o seu projeto, você pode se deparar com Aço para ferramentas D2 e Aço ferramenta D3. Ambos os aços para ferramentas são aços com alto teor de carbono e alto teor de cromo, amplamente utilizados na indústria de ferramentas e matrizes para trabalho a frio, como ferramentas de corte, matrizes e punções. São classificados como série D na AISI sistema de classificação e foram inicialmente desenvolvidos como potenciais substitutos para o aço rápido (HSS), mas não foram amplamente utilizados em altas temperaturas devido à sua falta de dureza a quente e fragilidade quando usinados. No entanto, os aços para ferramentas D2 e D3 apresentam excelente resistência ao desgaste em aplicações de trabalho a frio devido à grande fração volumétrica de carbonetos cimentados formada a partir do alto teor de carbono e cromo. Neste artigo, examinaremos mais detalhadamente as diferenças entre esses dois materiais para ajudá-lo a escolher o aço para ferramentas que melhor se adapta às necessidades do seu projeto.

Comparação da composição química

O teor de carbono e cromo nos aços D2 e D3 é crítico para seu desempenho. Conforme mostrado na tabela abaixo, o D2 possui um teor de carbono de 1,40-1,60% e um teor de cromo de 11,00-13,00%, enquanto o D3 possui um teor de carbono mais alto, de 2,00-2,35%, e um teor de cromo semelhante, de 11,00-13,50%. Esse alto teor de cromo aumenta sua boa resistência à corrosão, enquanto o teor de carbono aumenta sua dureza e resistência ao desgaste devido à formação de carbonetos. Vale ressaltar que nenhum deles é aço inoxidável.

AISI	Nº UNS	C (%)	Mn (%)	Si (%)	Cr (%)	Ni (%)	Mo (%)	V (%)
D2	T30402	1.40-1.60	0,60 máx.	0,60 máx.	11.00-13.00	0,30 máximo	0.70-1.20	1,10 máx.
D3	T30403	2.00-2.35	0,60 máx.	0,60 máx.	11.00-13.50	0,30 máximo	...	...

Comparação dos principais fatores

A tabela compara D2 e D3 em dureza a quente, tenacidade e resistência ao desgaste. Cada valor é pontuado de 0 a 10. A tabela mostra que D2 e D3 apresentam excelente resistência ao desgaste e dureza a quente moderada, mas são piores em termos de tenacidade.

Comparação de fatores de fabricação

Compare D2 e D3 com base em disponibilidade, custo e usinabilidade. O eixo vertical mostra suas pontuações neste item, de um máximo de 10.

Aço ferramenta D2 vs. D3 Comparação de outros parâmetros

As propriedades dos aços D2 e D3 são significativamente influenciadas pelo tratamento térmico, particularmente pelos processos de têmpera e revenimento, que otimizam sua dureza e durabilidade. A tabela abaixo compara vários parâmetros relacionados ao tratamento térmico e às propriedades resultantes.

Fator	D2	D3
Dureza usual de trabalho, HRC	58-64	58-64
Profundidade de endurecimento	D	D
O mais fino tamanho de grão com dureza total, padrão Shepherd	7 1/2	7 1/2
Dureza da superfície como temperada, HRC	61-64	64-66
Dureza do núcleo (redondo de 25 mm ou 1 pol. de diâmetro), HRC	61-64	64-66
Meio de resfriamento	A	O
Temperatura de endurecimento, °C (°F)	980-1025 (1800-1875)	925-980 (1700-1800)
Alteração dimensional no endurecimento	L	L
Segurança no endurecimento	H	M
Suscetibilidade à descarbonetação	H	H
Dureza aproximada como laminado ou forjado, HB	550	400
Recozido Dureza, HB	217-255	217-255
Temperatura de recozimento, °C (°F)	870-900 (1600-1650)	870-900 (1600-1650)
Faixa de revenimento, °C (°F)	205-540 (400-1000)	205-540 (400-1000)
Temperatura de forjamento, °C (°F)	1010-1095 (1850-2000)	1010-1095 (1850-2000)

Resistência à compressão dos aços para ferramentas D2 e D3 após endurecimento até a dureza máxima e revenimento nas temperaturas observadas

A resistência à compressão de Aços para ferramentas D2 e D3 varia com tratamento térmico, especificamente a temperatura de têmpera, conforme mostrado na tabela abaixo. Para mais informações sobre este tópico, consulte o Tratamento térmico de aço ferramenta D2 e o Tratamento térmico de aço ferramenta D3.

Aço	Temperatura de revenimento (°C)	Temperatura de revenimento (°F)	Dureza (HRC)	Resistência à compressão máxima (MPa)	Resistência à compressão máxima (ksi)
D2	175	350	61.5	3841	557
D2	230	450	59.5	3641	528
D3	175	350	63.5	3634	527
D3	230	450	61.5	3290	477

Comparação de aplicações

Os aços tipo D com alto teor de carbono e alto teor de cromo são divididos em dois grupos de acordo com o teor de carbono. O aço D3 oferece a maior resistência ao desgaste, mas com baixa tenacidade, pertencendo aos aços de alto carbono (incluindo D4 e D7). O D2 pertence aos aços de baixo carbono (incluindo D5), que têm resistência ao desgaste relativamente alta e tenacidade ligeiramente maior do que os aços tipo D com teor de carbono de 2% ou mais. O aço de alto carbono pode ser escolhido em vez do D2 se um ciclo de produção mais longo for esperado. No entanto, o aço de alto carbono é mais difícil de processar. O aço D2 é às vezes usado para acabamento a quente de forjados, mas os aços de alto carbono e alto teor de cromo são usados principalmente para ferramentas de trabalho a frio na indústria de ferramentas e matrizes, como ferramentas de corte para chapas metálicas, onde excelente resistência ao desgaste é essencial.