Aço para ferramentas H11 O objetivo do tratamento térmico é transformar a microestrutura macia e recozida, composta principalmente de ferrita e carbonetos de liga, em uma estrutura martensítica temperada e revenida com carbonetos benéficos que proporcionam as propriedades de corte ou usinagem desejadas. Este processo de múltiplas etapas normalmente envolve pré-aquecimento, têmpera, têmpera e revenimento.
Então, o que é o aço para ferramentas H11? O H11 é um aço para ferramentas de trabalho a quente com cromo 5%, amplamente utilizado em aplicações de alta temperatura, como moldes de fundição sob pressão, laminação a quente, extrusão a quente, forjamento a quente e até mesmo em componentes estruturais na tecnologia aeroespacial, como eixos de rotores de helicópteros.
Abaixo, apresentamos as etapas para o tratamento térmico do aço H11.
1. Pré-aquecimento e Alívio do estresse
O pré-aquecimento tem três funções: reduz o choque térmico (que pode causar distorção ou rachaduras), aumenta a produtividade do equipamento reduzindo o tempo do forno de alta temperatura e minimiza a carburação/descarburação se a atmosfera do forno de alta temperatura não for neutra.
A temperatura de pré-aquecimento para o H11 é de 650 °C (1200 °F), e é mantida nessa temperatura por 10 a 15 minutos. Para peças com grandes variações transversais ou para ferramentas grandes ou complexas, é mais seguro aquecer lentamente o forno até a temperatura de pré-aquecimento ou colocar a peça sobre o forno para remover o frio antes de colocá-la dentro. Para tratamento térmico com atmosfera ou a vácuo, normalmente é utilizado um único pré-aquecimento entre 790 e 845 °C (1450 e 1550 °F).1.
Embora o pré-aquecimento possa aliviar algumas tensões, o alívio de tensões convencional é mais eficaz. O revenimento em alta temperatura do aço H11 pode aliviar significativamente as tensões. O alívio de tensões visa reduzir as tensões internas que podem causar distorção ou trincas durante o tratamento térmico ou serviço subsequente. Um revenimento para alívio de tensões é altamente recomendado após operações substanciais de usinagem, retificação, soldagem ou usinagem por eletroerosão (EDM). A temperatura de alívio de tensões é geralmente 14–28 °C (25–50 °F) mais baixa do que a temperatura de revenimento anterior. A temperatura de revenimento será mencionada abaixo.
2. Austenitização (endurecimento)
Esta é a segunda etapa crítica, onde o aço é aquecido a uma alta temperatura para dissolver vários carbonetos de liga complexos e transformar a estrutura ferrita-perlita em austenita. A faixa de temperatura de austenitização para o aço H11 é de 995 a 1025 °C (1825 a 1875 °F). Os tempos de imersão variam de 20 minutos, mais 5 minutos adicionais para cada 25 mm (1 polegada) de espessura de seção. Para o H13, as temperaturas de austenitização são geralmente mais altas, variando de 1050 a 1180 °C (1920 a 2155 °F). Saiba mais. Aço H11 vs H13.
3. Resfriamento
Resfriamento É o processo de resfriamento rápido de um material da temperatura de austenitização para transformar a austenita em uma estrutura martensítica dura. O aço H11 é um aço endurecível ao ar, que minimiza a tensão residual e as alterações dimensionais quando resfriado ao ar. O aço H11 é resfriado ao ar a 52–65 °C (125–150 °F) antes de passar por um tratamento de revenimento adicional.
De modo geral, todos os aços para ferramentas trabalhados a quente não podem ser temperados em água, pois a têmpera em água acarreta um alto risco de rachaduras.
4. Têmpera
Têmpera é realizado após a têmpera. O objetivo é aumentar a tenacidade do aço e aliviar as altas tensões internas que tornam a estrutura martensítica temperada muito suscetível à fissuração. O H11 é um aço de têmpera secundária. O desempenho do H11 atinge seu estado ideal após dois processos de revenimento. A temperatura de revenimento do aço H11 é de 510 °C (950 °F), e o tempo de espera para ambos os processos de revenimento é de duas horas. Após a têmpera, o aço H11 deve ser revenido imediatamente ao atingir a temperatura recomendada para evitar fissuras.
5. Recozimento
Recozimento O processo de recozimento é realizado para amolecer o aço, tornando-o adequado para usinagem, e para produzir uniformidade microestrutural para tratamentos de têmpera subsequentes. Peças forjadas H11 devem ser resfriadas lentamente à temperatura ambiente após o forjamento e, em seguida, recozidas completamente. 870–900 °C (1600–1650 °F), imersas por aproximadamente 1 hora por polegada (2,4 min/mm) de espessura e, em seguida, resfriadas lentamente a uma taxa de 14 °C (25 °F) por hora até 482 °C (900 °F) antes do resfriamento ao ar até a temperatura ambiente. Este processo resulta em uma dureza máxima recozida de aproximadamente 220 HB.
As etapas acima são as etapas comuns de tratamento térmico para aço H11, baseadas em nossa própria experiência e literatura especializada. Esperamos que estas informações sejam úteis aos usuários de aço H11. Se precisar de materiais de aço H11, entre em contato conosco.
- ASM Internacional. (1989). Manual ASM, Volume 16: Usinagem (p. 120). ASM Internacional. ↩︎
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