Aço para ferramentas S1: alta tenacidade para aplicações de impacto

O aço para ferramentas S1 é um material resistente a choques. Sua principal característica é a tenacidade excepcional, o que o torna altamente resistente a cargas de impacto. Entender suas propriedades ajuda a determinar se ele atende corretamente às suas necessidades de fabricação.

1. Composição Química e Microestrutura

A composição química típica (peso %) do aço S1 está dentro destas faixas:

• Carbono (C):40% – 0.55%
• Silício (Si):15% – 1.20%
• Manganês (Mn):10% – 0.40%
• Cromo (Cr):00% – 1.80%
• Tungstênio (W):50% – 3.00%
• Molibdênio (Mo):até 0,50%
• Vanádio (V):15% – 0.30%

O teor médio de carbono é fundamental. Quando endurecido adequadamente, ajuda a criar uma microestrutura (matriz de martensita de baixo carbono com carbonetos finamente dispersos) que proporciona a alta tenacidade característica do S1, excelente resistência à fratura, boa resistência mecânica e adequada resistência ao desgaste, especialmente sob condições de impacto.

2. Tratamento Térmico e Dureza

S1 é um aço para ferramentas endurecível em óleo. O processo de tratamento térmico é fundamental para atingir as propriedades desejadas.

2.1 Austenitização e têmpera

O aço é aquecido a uma temperatura de austenitização específica (p. ex., 925 °C) e, em seguida, temperado em óleo para atingir a têmpera. Elementos de liga como cromo e tungstênio proporcionam boa temperabilidade, superior aos graus de têmpera em água, permitindo uma têmpera eficaz mesmo em seções médias.

2.2 Têmpera

O revenimento após a têmpera é crucial. Esta etapa ajusta a dureza final e aumenta significativamente a tenacidade, alcançando o equilíbrio necessário para o desempenho.

2.3 Dureza

A faixa de dureza típica para S1 após tratamento térmico adequado é 40-60 HRC (Dureza Rockwell C). A dureza exata depende dos parâmetros específicos de austenitização e revenimento utilizados.

2.4 Alívio do estresse

Recomendamos o revenimento para alívio de tensões em componentes submetidos a usinagem ou soldagem significativas para minimizar tensões residuais e evitar possíveis distorções ou rachaduras.

3. Propriedades e desempenho principais

O destaque do S1 é sua excelente resistência a choques. Os principais aspectos de desempenho incluem:

• Robustez: Muito alto, classificado entre os mais altos em aços para ferramentas.
• Resistência ao desgaste: Geralmente de baixo a médio desgaste, em comparação com os aços para ferramentas das séries O ou D.
• Resistência à compressão: S1 (junto com S5) oferece uma boa combinação de resistência à compressão e resistência ao choque, o que pode ser vantajoso em operações de conformação a frio em comparação com S7.

4. Aplicativos

Devido à sua alta tenacidade e resistência ao impacto, o aço para ferramentas S1 é comumente usado para:

• Formões de lascamento, formões manuais
• Cortadores de tubos circulares
• Pinos de deriva, pinos de knock-out
• Garras
• Mandris
• Punções
• Conjuntos de rebites
• Lâminas de chave de fenda
• Lâminas de tesoura
• Selos
• Ferramentas de rastreamento

Ele também é adequado para moldes de pequeno a médio porte, onde a tenacidade é o principal requisito, e para algumas aplicações de puncionamento ou cisalhamento a quente que exigem resistência moderada ao calor.

O aço S1 pode ser cementado para melhorar a resistência ao desgaste em aplicações específicas. Esse processo adiciona carbono à camada superficial, criando uma camada externa mais dura, mantendo o núcleo tenaz.

5. Considerações e Alternativas

É importante observar que o aço para ferramentas S1 é menos comum no mercado atualmente do que outras classes resistentes a choques, como o S7. Explorar materiais alternativos pode ser necessário, dependendo da disponibilidade e dos requisitos específicos da sua aplicação. No entanto, compreender o perfil técnico do S1 fornece uma referência sólida para avaliação.