Visão geral técnica do aço O1

Visão geral técnica do aço O1: O aço O1 é um aço para ferramentas de uso geral e endurecido em óleo. É um aço de liga de manganês conhecido por sua boa capacidade de retenção de bordas e de atingir alta dureza após a têmpera em óleo. Em comparação com os aços de endurecimento em água, o O1 oferece melhor estabilidade e igual tenacidade quando totalmente endurecido, com resistência ao desgaste ligeiramente melhor. É uma escolha popular devido à sua relativa facilidade de tratamento térmico em temperaturas de austenitização mais baixas e boa temperabilidade em seções moderadas. No entanto, é suscetível a descarbonetação e rachaduras causadas por choque térmico durante a têmpera.

1. Composição química

Elemento	Carbono (C)	Manganês (Mn)	Cromo (Cr)	Tungstênio (W)	Vanádio (V)	Silício (Si)	Fósforo (P)	Enxofre (S)
Conteúdo (%)	0.85 – 1.00	1.00 – 1.40	0.40 – 0.60	0.40 – 0.60	0,30 máximo	0.10 – 0.40	0,030 máximo	0,030 máximo

2. Propriedades do aço para ferramentas O1

O aço para ferramentas O1 é um aço temperado a óleo conhecido por sua boa resistência à abrasão e facilidade de endurecimento. Sua dureza é significativamente afetada pela temperatura de revenimento após a têmpera. Embora ofereça boa tenacidade, especialmente em comparação com outros aços da série O de alta dureza, suas propriedades de tração diminuem à medida que a temperatura de têmpera aumenta. Apresenta expansão previsível após a têmpera.

2.1 Dureza do aço O1:

O aço O1 atinge uma dureza de 64-65 HRC como temperado após a têmpera em óleo a partir de 802°C (1475°F). A têmpera reduz essa dureza, conforme mostrado abaixo:

Temperatura de revenimento (°F)	Temperatura de revenimento (°C)	Dureza (HRC)
Como temperado (a partir de 1475°F)	Como temperado (a partir de 802°C)	64-65
350	177	62-63
400	204	62
500	260	60
600	316	57
700	371	53
800	427	50
900	482	47
1000	538	44
1100	593	39

2.2 Propriedades de tração:

As propriedades de tração variam com a temperatura de têmpera:

Temp. de revenimento (°C)	Temperatura de têmpera (°F)	Resistência à tração (MPa)	Resistência à tração (ksi)	Resistência ao escoamento (MPa)	Resistência ao escoamento (ksi)	Alongamento (%)	Redução de área (%)
425	800	~1379	~200	~827	~120	17	46
480	900	~1241	~180	~758	~110	20	53
540	1000	~1103	~160	~689	~100	23	58
595	1100	~965	~140	~620	~90	25	61
650	1200	~827	~120	~552	~80	27	65
705	1300	~689	~100	~483	~70	29	68

2.3 Outras propriedades:

Robustez: Dureza ligeiramente superior à dos aços O2 e O7 em altos níveis de dureza.

Resistência ao desgaste: Oferece boa resistência à abrasão.

Estabilidade dimensional: Expansão esperada de aproximadamente 0,0015 pol./pol. (0,0015 mm/mm) após a têmpera em óleo.

3. Aço para ferramentas O1 Aplicações

3.1 Ferramentas de corte: O aço O1, devido ao seu alto teor de carbono, pode ser temperado com óleo até atingir uma alta dureza (aproximadamente 62-63 HRC) e, portanto, é adequado para várias ferramentas de corte. Isso se traduz em alta dureza, o que significa que elas mantêm bem a borda e continuarão cortando por mais tempo. Dependendo de sua fábrica, as aplicações podem envolver:

• Machos e matrizes: Usados para formar as roscas internas e externas.
• Alargadores: Para ampliar e dar acabamento a furos existentes em tamanhos exatos.
• Brocas: Para fazer furos em diferentes materiais (embora provavelmente para aplicações de velocidade mais lenta do que em aços de alta velocidade).
• Lâminas de corte: Usadas para cortar chapas metálicas e outros materiais.
• Punções: Para fazer furos ou formas em materiais com força.
• Facas para máquinas: Para várias operações de corte ou de corte longitudinal

3.2 Peças resistentes ao desgaste: Graças à dureza do aço O1, ele tem boa resistência à abrasão e pode ser aplicado a componentes estruturais que estão sujeitos a atrito e desgaste. Em sua fábrica, isso pode incluir:

• Medidores: Para medir com precisão as peças fabricadas, é importante manter e garantir a correção dimensional durante o desgaste.
• Rolos de formação: Nos processos de laminação ou estampagem, as superfícies dos rolos devem ter alta resistência ao desgaste.
• FORMAS E CORREDIÇAS DA MÁQUINA: Essas são as peças que devem ser usadas com atrito deslizante e devem manter sua forma e precisão enquanto estiverem funcionando.
• Ferramentas para materiais abrasivos: Dependendo dos materiais específicos com os quais você trabalha, o O1 pode ser adequado para determinadas aplicações de ferramentas que envolvem materiais moderadamente abrasivos.

4. Tratamento térmico do aço O1

A seguir, o processo geral de tratamento térmico do aço O1:

4.1 Carregamento do forno

• Geralmente, é recomendável começar com uma fornalha fria.
• Coloque a peça de aço O1 no centro. O aço O1 pode ser aquecido rapidamente. Se o forno for pré-aquecido, a peça poderá ser colocada primeiro na parte superior do forno, reduzindo o risco de choque térmico e rachaduras.

4.2 Pré-aquecimento

• A temperatura de pré-aquecimento do aço para ferramentas O1 é de 1200°F.
• Nessa temperatura, mantenha por apenas 10 a 15 minutos ou até que a peça tenha se aquecido uniformemente. O aço O1 não deve ser deixado de molho nessa temperatura por mais tempo. A imersão prolongada alterará a estrutura molecular do material.

4.3 Austenitização

• Ajuste o forno para a temperatura de austenitização ou endurecimento. Para o aço O1, essa temperatura é de 1500°F.
• Quando o forno atingir essa temperatura, certifique-se de que a peça tenha a mesma cor do interior do forno. Somente então o procedimento de imersão poderá ser iniciado.
• O tempo de imersão do aço O1 em sua temperatura de austenitização é de 5 minutos para cada polegada da menor seção transversal, 25 mm, depois que o par atinge a temperatura de austenitização. Você deve mergulhar o par completamente nessa temperatura para permitir a formação adequada de austenita suficiente.

4.4 Resfriamento

• Resfriamento da seção a partir da temperatura de austenitização em óleo de resfriamento apropriado.
• Faça o resfriamento até que a peça esteja entre 125 e 150 graus F (52 e 65 graus C).
• A menos que a dureza desejada seja menor, é fundamental que seja imediatamente temperada após atingir a temperatura de austenitização adequada e o tempo de imersão correto.
• Observe que o aço O1 corre o risco de rachar devido ao choque térmico da têmpera em óleo. O pré-aquecimento adequado pode reduzir esse risco.

4.5 Revenimento

• O TEMPERAMENTO DEVE OCORRER IMEDIATAMENTE APÓS AS PEÇAS ALCANÇAREM 52 A 65° C (125 a 150° F) depois de serem temperadas. Se você atrasar a têmpera, o aço endurecido poderá rachar.
• A temperatura de revenimento mais popular para o aço ferramenta O1 é 350° F (175° C). No entanto, a temperatura exata de revenimento dependerá da dureza final necessária para sua aplicação.
• Mantenha o aço na temperatura de têmpera selecionada por 2 h por polegada (25 mm) de seção transversal.
• NUNCA SUBAQUEÇA OU SUPERAQUEÇA AS PEÇAS.
• Em geral, o aço O1 só precisa de uma única têmpera. Uma segunda têmpera em uma temperatura mais baixa (exemplo: 325° F ou 160° C) pode ser feita para ajudar a garantir que tudo seja transformado e para ajudar a proporcionar a resistência necessária sem uma redução significativa na dureza. 2 horas por polegada de seção transversal se uma segunda têmpera for empregada.
• Em seguida, deixe o ar do aço esfriar até a temperatura ambiente após a têmpera.

Esta é uma descrição simples e passo a passo de como tratar termicamente peças de aço O1, o que lhes confere a dureza, a resistência ao desgaste e a tenacidade desejadas para o uso pretendido em sua fábrica.

5. Compare O1 e Aço D2

• O aço O1 é um aço para ferramentas de baixa liga e endurecimento por óleo com propriedades decentes. Ele atinge boa dureza (62-63 HRC) e resistência à abrasão com tenacidade suficiente. Apresenta pequena alteração dimensional na têmpera em óleo e tem boa estabilidade. O O1 é um aço versátil com usinabilidade média, o que o torna bom para ciclos de produção mais curtos.
• AISI O D2 é um aço para ferramentas com alto teor de carbono, alto teor de cromo e endurecimento ao ar, conhecido por sua boa resistência ao desgaste abrasivo. Geralmente, opera em torno de 56-58 HRC, permitindo distorção mínima no endurecimento ao ar e resultando em estabilidade dimensional razoável. O D2 tem menor tenacidade do que o O1 e é mais difícil de usinar. É comumente usado em matrizes de longa duração e em aplicações em que é necessária alta resistência ao desgaste.
• Em geral, use o O1 se precisar de resistência e boa usinabilidade para ferramentas de uso geral e/ou pequenas tiragens; use o D2 se precisar de resistência superior ao desgaste e estabilidade dimensional para produção de alto volume.

6. O aço O1 é bom para facas?

O aço O1 pode ser usado para a fabricação de facas e provavelmente ofereceria um bom equilíbrio entre dureza, retenção de bordas e resistência para uso geral. Entretanto, sua falta de resistência à corrosão é uma desvantagem significativa em comparação com o aço inoxidável, que é comumente usado em cutelaria. Para aplicações em que a resistência à corrosão é fundamental (como facas de cozinha ou facas para uso externo expostas à umidade), as opções de aço inoxidável seriam mais adequadas. Saiba mais sobre o aço O1 aplicado em facas.

7. O O1 é melhor que o 1095?

O fato de o O1 ser "melhor" do que o 1095 depende da aplicação específica em sua fábrica:

• Se a sua aplicação exigir distorção mínima durante o endurecimento, envolver formas complexas ou necessitar de endurecimento em seções moderadas com um bom equilíbrio de dureza, tenacidade e resistência ao desgaste, o O1 provavelmente seria a melhor opção devido às suas propriedades de endurecimento por óleo e boa temperabilidade. O menor risco de rachaduras durante o tratamento térmico também é uma vantagem significativa.

• Se a sua aplicação se beneficiar de uma superfície muito dura e de um núcleo potencialmente mais resistente, e se você tiver controle preciso sobre o processo de têmpera em água para minimizar rachaduras e distorções, o 1095 pode ser adequado. No entanto, a capacidade limitada de endurecimento pode ser uma restrição para peças maiores que exijam dureza consistente em toda a extensão.