Aço para ferramentas D2 vs D3

Ao escolher o aço para ferramentas certo para o seu projeto, você pode se deparar com D2 e D3 Aços para ferramentas. 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 no sistema de classificação AISI e foram originalmente desenvolvidos como potenciais substitutos para o aço rápido de alta velocidade (HSS), mas não eram 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 formados a partir do alto teor de carbono e cromo. Neste artigo, examinaremos mais de perto 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 maior, de 2,00-2,35%, e um teor de cromo similar, 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.

Tipo 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, tenacidade e resistência ao desgaste a quente. Cada valor é pontuado de 0 a 10. A tabela mostra que D2 e D3 apresentam excelente resistência ao desgaste e dureza moderada a quente, 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.

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

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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 teor de carbono (incluindo D4 e D7). O D2 pertence aos aços de baixo teor de carbono (incluindo D5), que tem resistência ao desgaste relativamente alta e tenacidade ligeiramente maior do que os aços tipo D com um teor de carbono de 2% ou mais. O aço de alto teor de carbono pode ser escolhido em vez do D2 se um ciclo de produção mais longo for esperado. No entanto, o aço de alto teor de carbono é mais difícil de processar. O aço D2 é às vezes usado para acabamento a quente de forjados, mas os aços de alto teor de 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.