aço para ferramentas p20 | 1.2311
AOBO STEEL - Fornecedor global confiável de aço para ferramentas
1. Aplicação
- Moldes e matrizes de plástico. (Para saber mais sobre as vantagens do P20 em aplicações de moldes, leia Vantagens da utilização do aço P20 em moldes)
- Matrizes de fundição sob pressão (para ligas de baixo ponto de fusão)
- Extrusão a Quente (especificamente para Alumínio e Magnésio)
2. Composição química
| Elemento | Carbono (C) | Manganês (Mn) | Silício (Si) | Cromo (Cr) | Molibdênio (Mo) | Fósforo (P) | Enxofre (S) |
| Conteúdo (%) | 0.28 – 0.40 | 0.60 – 1.00 | 0.20 – 0.80 | 1.40 – 2.00 | 0.30 – 0.55 | ≤ 0.030 | ≤ 0.030 |
3. Aço P20 Propriedades
- Dureza pré-endurecida: 32 HRC.
- Dureza do fio de enchimento P20: 40 HRC.
- Limite de escoamento: 950 MPa após pré-endurecimento.
- Módulo de elasticidade: 210 GPa (30 × 10^6 psi) à temperatura ambiente. Essa pressão cai para cerca de 185 GPa (27 × 10^6 psi) a 260 °C (500 °F) e para cerca de 150 GPa (22 × 10^6 psi) a 540 °C (1000 °F).
- Coeficiente de Poisson: 0.287.
- Usinabilidade: Boa usinabilidade. É facilmente usinado em sua condição pré-endurecida. A usinabilidade pode ser ainda melhorada adicionando enxofre ao grau P20. Usinagem antes do P20 final tratamento térmico de aço para ferramentas resulta em melhor usinabilidade.
- Polibilidade: Excelente polibilidade. Durezas mais altas (por exemplo, 40 HRC) podem melhorar a qualidade do polimento.
- Estabilidade dimensional: Boa estabilidade dimensional. Apresenta menos alterações dimensionais durante o endurecimento em comparação com os aços endurecíveis em água.
- Robustez: Tenacidade média a alta. O material P20 cementado proporciona boa tenacidade. Se for necessária uma tenacidade maior que P20 (por exemplo, para matrizes grandes sujeitas a choques severos), sugerimos aços para moldes P4 e P6.
- Resistência ao desgaste:Tem baixa a média vestir Resistência em seu estado geral. A resistência ao desgaste é melhorada pela cementação.
- Soldabilidade: Soldabilidade média.
- Outros processamentos: O material P20 também é adequado para fotogravura (texturização) e usinagem por descarga elétrica (EDM).
[Referência: ASM International. (2000). Manual ASM, Volume 8: Testes e Avaliação Mecânica. ASM Internacional.]
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4. Tratamento térmico
O aço P20 é normalmente fornecido em uma estado pré-endurecido, com dureza de 28-40 HRC. Pode ser usinado diretamente em cavidades de molde complexas e colocado em uso sem alta temperatura adicional tratamento térmico. O estado pré-endurecido ajuda a evitar deformações e alterações dimensionais que podem ocorrer durante o tratamento térmico subsequente.
Embora o material P20 seja sempre usado diretamente em um estado pré-endurecido, suas propriedades de superfície podem ser melhoradas por meio de tratamento térmico adicional (particularmente cementação) para atender a requisitos específicos de aplicação, como moldagem de plástico.
4.1 Carburação
Para aplicações de moldagem de plástico, o material P20 é frequentemente cementado e endurecido após a usinagem da impressão do molde. A dureza superficial dos moldes P20 cementados após a têmpera pode atingir até 65 HRC, com a dureza do núcleo tipicamente em torno de 45 HRC. As profundidades das caixas podem ser controladas, geralmente variando de 0,030 polegadas para moldes menores a 0,065 polegadas para moldes grandes. Gostaríamos de lembrar que o a resistência do material P20 cementado ao amolecimento durante o revenimento é relativamente baixa, semelhante ao do aço carbono simples.
A temperatura de cementação deve NÃO exceder 870°C (1600°F)Exceder essa temperatura afetará negativamente seu desempenho de polimento. Por exemplo, a cementação a 845 °C (1550 °F) resultou em uma dureza superficial de 65,6 HRC e uma profundidade de camada de 0,36 mm, enquanto a 900 °C (1650 °F), a dureza superficial foi ligeiramente menor, de 62,5 HRC, com uma profundidade de camada de 0,41 mm.
O aço P20 cementado tem uma boa combinação de resistência ao desgaste, tenacidade e polibilidade.
4.2 Pré-aquecimento
Recomendamos fortemente o pré-aquecimento do aço para ferramentas P20 a uma temperatura de 1200°F (650°C).
O objetivo do pré-aquecimento é pré-condicionar as moléculas dentro da peça para a transformação e aliviar as tensões causadas pela usinagem. Também ajuda a equalizar o calor dentro da peça, permitindo que as tensões se dissipem antes que o metal fique muito mole em temperaturas mais altas.
4.3 Endurecimento (Austenitização)
A temperatura de endurecimento é 1525°F (830°C). O tempo de imersão é 45–60 minutos por polegada de espessuraPara peças com espessura inferior a 1 polegada, recomendamos um tempo mínimo de imersão de 45 a 60 minutos. [Para obter informações sobre austenita, consulte a explicação de austenita na Wikipédia.]
4.4 Resfriamento
O aço P20 é temperado em óleo. A têmpera em óleo a uma temperatura relativamente baixa resulta em menos alterações dimensionais em comparação com os aços endurecíveis em água. Após a têmpera, as peças devem ser resfriadas a um mínimo de 150°F (66°C) se endurecido ao ar, ou 150-200°F (66-93°C) se temperado em líquido e então revenido imediatamente.
4.5 Têmpera
O aço para ferramentas P20 geralmente requer revenimento duplo. A temperatura de revenimento padrão é 400°F (205°C).
Para um aço P20 que foi temperado em óleo de 845°C (1550°F) e temperado para 2 horas a 205°C (400°F), a dureza resultante é 36-38 HRC, com resistência à tração de 1310 MPa, limite de escoamento de 1172 MPa, alongamento de 13% e redução de área de 51%. Se a microestrutura temperada for bainítica, a dureza após o revenimento pode ser 4 HRC menor do que os diagramas de revenimento padrão.
4.6 Forjamento
P20 deve ser pré-aquecido lentamente para 815°C (1500°F). A temperatura de forjamento é 1065 a 1230°C (1950 a 2250°F). Para seções maiores ou quando reduções pesadas e rápidas são planejadas, é aconselhável usar o limite superior desta faixa de temperatura. Para seções menores ou reduções mais leves, o limite inferior da faixa é mais adequado. NÃO forja P20 abaixo 815 °C (1500 °F).
Após o forjamento, o aço é resfriado lentamente, resfriando-o dentro do forno ou enterrando-o em meios isolantes de calor, como cal, mica ou terra diatomácea.
[Referência: Roberts, G., Krauss, G., & Kennedy, R. (1998). Aços para ferramentas: 5ª edição. ASM Internacional.]
5. Fornecimento de formas e dimensões
O aço para ferramentas P20 que fornecemos está disponível em diversos formatos, incluindo barras redondas, chapas, placas, barras planas, barras quadradas e blocos. As dimensões da barra plana variam de: largura 20 a 600 mm × espessura 20 a 400 mm × comprimento 1.000 a 5.500 mm. As dimensões da barra redonda variam de um diâmetro de 20 a 400 mm × comprimento de 1.000 a 5.500 mm. As dimensões do bloco são obtidas cortando a barra plana.
Teste UT: setembro de 1921-84 D/d, E/e.
Tratamento de superfície: acabamentos de superfície originais pretos, descascados, usinados/torneados, polidos, retificados ou fresados.
Status do estoque: Não mantemos estoque. Organizamos a produção com base nos pedidos dos clientes.
Prazo de entrega: materiais para forno elétrico a arco (EAF) levam de 30 a 45 dias.
Perguntas frequentes
1. O que é aço para ferramentas P20?
O aço para ferramentas P20 é um aço versátil e de baixa liga, conhecido por sua boa tenacidade em níveis moderados de resistência, excelente estabilidade dimensional durante o tratamento térmico e boa polibilidade. Normalmente, é vendido pré-endurecido.
2. Quais são as principais propriedades do aço P20?
As principais propriedades do aço P20 incluem excelente estabilidade dimensional durante o tratamento térmico, boa polibilidade e boa tenacidade em níveis moderados de resistência. Possui densidade de 0,284 lb/in³ (7861 kg/m³) e classificação de usinabilidade de 60-65% de um aço carbono 1%.
3. Qual é a dureza do aço P20?
O aço P20 é normalmente fornecido com uma dureza Brinell (HBW) de aproximadamente 300, o que equivale aproximadamente a 30 Rockwell C (HRC). Ele pode ser temperado para atingir uma dureza Rockwell C entre 28 e 37. Para mais informações sobre esta questão, leia Dureza do aço P20.
4. O aço para ferramentas P20 é pré-endurecido?
Sim, o aço P20 é normalmente fornecido pré-endurecido, com dureza de aproximadamente 300 HBW. Isso permite o uso direto na fabricação de moldes sem necessidade de têmpera ou tratamento térmico adicional, reduzindo o tempo de operação e melhorando a eficiência.
5. Quais são as aplicações comuns do aço para moldes P20?
O aço para moldes P20 é amplamente utilizado em cavidades e ferramentas de moldes de injeção de plástico, bem como em matrizes de fundição sob pressão para zinco. Também é ideal para moldes plásticos de grande porte. Outras aplicações incluem porta-matriz, suportes, suportes, ferramentas de hidroconformação e diversos componentes na indústria automotiva, engenharia mecânica e fabricação de ferramentas (por exemplo, punções, fresas, ferramentas de torneamento).
6. Qual é a expectativa de vida útil típica do molde para aço P20?
Para aço P20 pré-endurecido (1.2311), a vida útil da matriz pode chegar a 500.000 "tempos de modo" (disparos). Alguns fornecedores garantem 100.000 disparos, e sabe-se que os moldes P20 podem ser usados para milhares de peças.
7. O aço P20 é adequado para polimento?
Sim, o aço P20 é conhecido por sua boa polibilidade. Ele é capaz de atingir um bom acabamento polido e oferece um excelente acabamento polido, o que é crucial para aplicações em moldes.
8. O aço P20 pode ser nitretado ou cementado?
Sim, os aços para ferramentas P20 podem ser nitretados ou cementados. A cementação ou nitretação é uma opção para atingir a dureza superficial máxima em aplicações como matrizes plásticas para moldagem por compressão.
9. O aço P20 é usado para aplicações de alta temperatura?
Os aços para ferramentas P20 são normalmente utilizados em aplicações de baixa temperatura, incluindo moldes de injeção. No entanto, na área de moldes de fundição sob pressão, a excelente condutividade térmica e o coeficiente de expansão térmica do P20 permitem que ele resista ao impacto de alta pressão e alta temperatura na fabricação de moldes, garantindo precisão e qualidade.
10. Como o aço P20 se compara ao aço 4140 para aplicações de moldes?
O aço P20 oferece excelente estabilidade dimensional durante o tratamento térmico e boa polibilidade, tornando-o ideal para aplicações em moldes. Em contraste, o aço 4140 é conhecido por sua resistência e resistência ao impacto. Embora o aço 4140 seja geralmente usado para peças de alta tensão, como eixos e engrenagens, às vezes pode substituir chapas de aço P20 em certas aplicações da indústria de moldes.
11. Como o aço P20 se compara ao aço S50C para moldagem por injeção?
O aço P20 é geralmente considerado melhor que o S50C para moldes. Para moldes de prototipagem que precisam de apenas milhares de peças, o S50C é aceitável, mas para mais de 10.000 peças, o P20 é preferível. O P20 oferece melhor usinabilidade e desempenho de retificação espelhada, sendo mais frequentemente recomendado para moldes plásticos em comparação com o S50C, que apresenta baixa plasticidade de deformação a frio e baixo desempenho de soldagem.
12. O aço P20 é mais caro que o aço 4140?
Sim, o aço P20 é geralmente mais caro que o aço 4140. Isso se deve às suas aplicações especializadas e à sua composição química.
13. O aço 4140 pode ser usado em aplicações de moldes?
Sim, o aço 4140 pode ser usado em algumas aplicações de moldes, particularmente aquelas que exigem alta resistência e resistência ao desgaste. No entanto, o aço P20 é mais comumente selecionado para moldes devido à sua estabilidade dimensional superior sob tratamento térmico.
14. Quais são os diferentes tipos ou equivalentes de aço P20?
Além do padrão AISI P20, ele é conhecido por equivalentes internacionais como DIN 1.2311 e GB/T 3Cr2Mo. Existem também variantes como o P20+Ni (1.2738), que possui níquel adicionado para dureza consistente em seções maiores e é fácil de polir, e o P20+S (1.2312), que possui maior teor de enxofre para melhor usinabilidade, mas é menos adequado para polimento.
15. Quais padrões se aplicam ao aço P20?
Nos EUA, o aço P20 geralmente adere ao Norma ASTM A681. Na Europa, é reconhecido pela Norma DIN EN ISO 4957 (por exemplo, 1.2311 e 1.2312), e na China, a nota equivalente é 3Cr2Mo sob o padrão GB/T 1299.
16. Qual é a usinabilidade do aço P20?
O aço P20 tem uma classificação de usinabilidade de 60-65% quando comparado a um aço carbono 1%. É conhecido por sua excelente desempenho de corte e boa usinabilidade geral.
17. O aço P20 tem boa soldabilidade?
Sim, afirma-se que o aço para ferramentas P20 se beneficia de boa soldabilidade.
18. O que é semelhante ao material P20?
Ao procurar materiais semelhantes ao P20, você encontrará principalmente uma variedade de aços modificados com P20, como DIN 1.2738, 1.2311, 1.2312 e várias versões de marca, que se baseiam em suas propriedades, bem como outros aços para ferramentas e aços inoxidáveis, como H13(Aço H13 vs P20), P21, A2, D2, e 420, que atendem a propósitos semelhantes na fabricação de moldes, mas oferecem diferentes equilíbrios de propriedades, como resistência ao desgaste, tenacidade ou resistência à corrosão.
19. O P20 é soldável?
Sim, o aço P20 é soldável, principalmente para reparos e fabricação, embora precauções e técnicas específicas sejam recomendadas para garantir bons resultados. Para mais informações sobre esta questão, leia O aço P20 é soldável?
20. P20 é semelhante a 4140?
Não, eles não são semelhantes em seu design fundamental, processamento típico e aplicações pretendidas. Para mais informações sobre esta questão, leia Aço P20 vs 4140.
21. O P20 é um aço de alto carbono?
Aço P20 é não aço de alto carbono. Seu conteúdo de carbono geralmente cai dentro da faixa de aços de médio carbono.
22. Como aliviar o estresse do P20?
O alívio de tensões para aço P20 é normalmente recomendado em temperaturas entre 705 e 730 °C (1300 e 1350 °F)
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