Aço ferramenta M42 | 1.3247 | SKH59

3. Aço para ferramentas M42 Tratamento térmico

Uma ferramenta M42 perfeitamente tratada passa por várias fases distintas: preparação e pré-aquecimento, austenitização (têmpera), têmpera e revenimento. Cada etapa é indispensável para o desenvolvimento da microestrutura e das propriedades mecânicas desejadas.

3.1 Preparação e pré-aquecimento

Uma preparação meticulosa é crucial antes de submeter o aço para ferramentas M42 a altas temperaturas de têmpera. Isso geralmente inclui processos iniciais como recozimento, que amolece o aço, refina sua microestrutura e o prepara para um endurecimento eficaz. As ferramentas também podem ser esferoidizado para melhorar a usinabilidade.

O tratamento térmico do aço para ferramentas M42 normalmente incorpora uma fase de pré-aquecimento em etapas, essencial para minimizar o choque térmico e possíveis rachaduras, especialmente em ferramentas com seções transversais variadas.

• Uma temperatura de pré-aquecimento comum para M42 é 815°C (1500°F).
• O objetivo é levar o aço uniformemente à temperatura, reduzindo o estresse antes do estágio crítico de austenitização.

3.2 Austenitização (endurecimento)

A austenitização é a etapa fundamental da transformação. Aqui, o aço ferramenta M42 recozido (principalmente ferrite e carbonetos de liga) é aquecido a uma temperatura específica elevada. Isso converte a estrutura em austenita e dissolve carbonetos de liga complexos, essenciais para a dureza final e características de desgaste.

Os principais parâmetros para austenitização do aço para ferramentas M42 incluem:

• Temperatura: Normalmente entre 1180°C a 1190°C (2155°F a 2175°F). Um estudo identificou 1180°C (1453 K) como uma temperatura de austenitização ideal.
• Tempo de espera: Relativamente curto para aços rápidos, geralmente 2 a 6 minutos assim que o aço atingir a temperatura desejada. Por exemplo, uma imersão de 4 minutos a 1190 °C (2175 °F) é uma recomendação comum. Manter o M42 a 1180 °C por 15 a 30 minutos demonstrou microestrutura e dureza consistentes.
• Cuidado: Exceder a temperatura ou o tempo de espera recomendados pode ser prejudicial. Isso pode levar à dissolução excessiva do carboneto e ao crescimento indesejado de grãos, impactando negativamente as propriedades do aço, incluindo uma potencial redução da dureza devido a fenômenos como o amadurecimento de Ostwald, se mantido por muito tempo (por exemplo, 45 minutos a 1180 °C).

3.3 Têmpera

Após a austenitização, o aço para ferramentas M42 é rapidamente resfriado (temperado) para transformar a austenita em martensita. Martensita é uma estrutura cristalina dura que proporciona propriedades de resistência ao corte e ao desgaste.

• Meio de têmpera: Isso pode ser obtido usando ar, óleo ou banho de sal. O aço para ferramentas M42 possui alta temperabilidade, alcançando boa dureza em toda a sua seção transversal.
• Taxa de resfriamento: Uma alta taxa de resfriamento é importante. Ela influencia as temperaturas inicial (Ms) e final (Mf) da martensita e pode afetar a quantidade de austenita retida.
• Dureza após têmpera: o aço para ferramentas M42 normalmente atinge uma dureza após têmpera de cerca de 65-68 HRC.
  A martensita não revenida, embora muito dura, também é altamente tensionada, quebradiça e instável. Portanto, a revenida é essencial.

3.4 Têmpera

O revenimento, uma etapa crítica após a têmpera, envolve o reaquecimento do aço para ferramentas M42 a uma temperatura intermediária abaixo do seu ponto crítico de transformação. Isso melhora significativamente a usabilidade e o desempenho por meio de vários mecanismos:

• Alívio do estresse: Alivia tensões internas causadas pela têmpera, reduzindo a suscetibilidade a rachaduras.
• Melhoria da Resistência: Aumenta significativamente a tenacidade, tornando o aço menos quebradiço.
• Transformação de Austenita Retida: Transforma a austenita retida (que pode reduzir a dureza e a estabilidade dimensional) em martensita nova, revenida em ciclos subsequentes.
• Endurecimento secundário: Exposições M42 endurecimento secundário. Carbonetos de liga finos e complexos precipitam durante o revenimento, aumentando ainda mais a dureza. O M42 é conhecido por sua excelente dureza a quente, atingindo até 69 HRC após o revenimento (tipicamente em torno de 538°C / 1000°F). Resultados ótimos geralmente envolvem revenimento no lado alto do pico de dureza secundária.

Vários ciclos de têmpera:

O aço para ferramentas M42 requer vários ciclos de revenimento (geralmente de dois a quatro) para garantir a transformação completa da austenita retida e para revenir nova martensita.

• Temperatura: As temperaturas de revenimento comuns para M42 estão entre 510°C (950°F) e 538°C (1000°F).
• Tempo de imersão: Cada ciclo de têmpera normalmente envolve imersão por 2 a 4 horas na temperatura escolhida.

Têmpera de alívio de tensões (pós-usinagem):

Após retificação, soldagem ou usinagem por descarga elétrica (EDM) significativa no M42 tratado termicamente, um revenimento final para alívio de tensões é fortemente recomendado a uma temperatura 14-28 °C (25-50 °F) mais baixa do que a última temperatura de revenimento.

3.5 Resumo dos parâmetros de tratamento térmico do aço para ferramentas M42

Para fornecer uma visão geral rápida, os parâmetros típicos para tratamento térmico de aço ferramenta M42 são resumidos abaixo: