Aço para ferramentas S7 | 1.2355

AOBO STEEL – Fornecedor global confiável de aço para ferramentas

S7 tool steel is a type of Shock-Resisting Tool Steel, classified within the “S” series by the American Iron and Steel Institute (AISI). These steels are specifically designed for applications where repetitive impact stresses are encountered.

1. Aplicações do aço para ferramentas S7

  • Punções
  • Matrizes de corte
  • Matrizes de conformação a frio
  • Matrizes de cunhagem
  • Mandris
  • Componentes Estruturais
  • Matrizes de corte

2. Composição do Aço S71

CarbonoManganêsSilícioCromoMolibdênioVanádio
0.45 – 0.550.20 – 0.900.20 – 1.003.00 – 3.501.30 – 1.800.20 – 0.35

3. Propriedades

3.1 Propriedades Físicas

Densidade7.80−7.83 g/cm3
Gravidade Específica7.83
Módulo de elasticidade205−207 GPa
Condutividade térmica28.5 W/(m⋅K) (at 95∘C)
Expansão Térmica (Linear)
20−100∘C12.5 μm/(m⋅K)
20−250∘C13.3 μm/(m⋅K)
20−500∘C14.27 μm/(m⋅K)
Capacidade térmica específica∼0.46 J/(g⋅K)
Resistividade elétrica∼0.75 μΩ⋅m
Temperatura Crítica (Ac1)793∘C
Temperatura Crítica (Ac3)838∘C
Temperatura de Transformação785−800∘C

3.2 Propriedades Mecânicas

Resistência à tracção∼1517−2151 MPa
Resistência ao escoamento∼1310−1999 MPa
Dureza (recozido)Max 223−250 HBW
Dureza (tratado termicamente)Up to 60−61 HRC
Dureza (Faixa de Revenimento)45−57 HRC (depending on temp)
Alongamento na ruptura∼7−15%
Razão de Poisson0,27−0,30
Módulo de elasticidade207 GPa

3.3 Outras Propriedades

  • Resistência ao choque: Muito alto, uma característica primária e definidora do S7.
  • Vestir Resistência: Bom, embora geralmente inferior aos aços trabalhados a frio de alto teor de carbono e alto teor de cromo, como O6 ou Aço para ferramentas D2.
  • Estabilidade dimensional: Boa estabilidade em toda a direção correta tratamento térmico processo. Crescimento dimensional de +0,001 polegada por polegada (0,001 mm por mm) quando o S7 é resfriado ao ar a partir da temperatura de têmpera correta.
  • Benefício do endurecimento ao ar: A capacidade de endurecimento ao ar do S7 proporciona uma margem significativa de segurança durante o processo de têmpera, reduzindo o risco de distorção e rachaduras em comparação aos aços de têmpera líquida.
  • Desempenho em temperaturas elevadas: O S7 apresenta boa resistência ao amolecimento em temperaturas moderadamente elevadas, tornando-o adequado para aplicações de trabalho a quente em temperatura média.
  • Endurecimento de superfície: Through surface treatment processes such as carbonitriding or nitriding, the surface hardness of S7 tool steel can be further improved to around 64 HRC. However, such surface treatments can affect the S7 steel’s inherent shock resistance and should be considered carefully based on application requirements.
Aço ferramenta S7
Aço ferramenta S7

Você está procurando por aço para ferramentas S7? Preencha o formulário a seguir para entrar em contato conosco hoje mesmo!

4. Tratamento térmico

4.1 Pré-aquecimento

A temperatura de pré-aquecimento para o aço S7 é 1200°F (650°C), com um tempo de imersão de 10 a 15 minutos.

Don’t soak for too long, as prolonged soaking will destroy the molecular structure and have an adverse effect on subsequent heat treatment.

4.2 Austenitização (endurecimento)

Após o pré-aquecimento, ajuste a temperatura do forno para austenitização temperatura, que é 1725°F (940°C). Inicie a imersão quando a temperatura da peça de trabalho atingir totalmente a temperatura de austenitização.

The soak time depends on the part’s cross-section. For parts thicker than 1″ (25mm), the soak time should be 1 hour per inch (25mm) of the smallest cross-section. For smaller parts, a rule of thumb applies:

  • 1/8″ (3.175mm) thick: 30 minutes
  • 1/4″ (6.350mm) thick: 40 minutes
  • 1/2″ (12.70mm) thick: 45-50 minutes
  • 3/4″ (19.05mm) thick: 50-55 minutes

4.3 Resfriamento

O S7 é um aço para ferramentas temperado ao ar. O resfriamento ao ar é o método de têmpera mais lento, mas oferece a melhor segurança, reduzindo o choque térmico e a tensão interna em metais endurecidos.

However, air-hardening steels have limitations on their ability to attain full hardness beyond certain cross-section sizes. For S7, if the cross-section size exceeds 2 1/2″ (63mm), full hardness may not be achieved when air-cooled. Larger sections may require oil quenching to achieve the desired hardness, although this can compromise the stability of the heat treatment.

4.4 Têmpera

O revenimento aumenta a tenacidade do aço e alivia seu alto estado de tensão, evitando assim rachaduras. O aço para ferramentas S7 deve ser revenido imediatamente quando a temperatura da peça cair para 125 a 150°F (52 a 65°C).

A primeira têmpera é normalmente realizada em 450°F (230°C). Se for necessária uma segunda têmpera, a temperatura deve ser ajustada para 425°F (220°C), que é 25°C menor que a temperatura do primeiro revenimento. A dureza após um único revenimento é de 58 HRC. Cada ciclo de revenimento deve durar 2 horas por polegada (25 mm) de seção transversal.

4.5 Considerações pós-tratamento

Se componentes S7 endurecidos forem submetidos a operações de acabamento subsequentes, como retificação, soldagem ou usinagem por eletroerosão (EDM), recomenda-se fortemente um revenimento com alívio de tensões. Este revenimento deve ser realizado a uma temperatura de 14 a 28 °C (25 a 50 °F) abaixo da temperatura do último ciclo de revenimento efetivo utilizado, para mitigar os riscos de trincas ou instabilidade dimensional induzida por esses processos.

4.6 Forjamento de aço para ferramentas S7

Pré-aqueça lentamente o S7 a 815 °C (1500 °F). A temperatura de forjamento é de 1040 a 1150 °C (1900 a 2100 °F). Para seções maiores ou ao realizar reduções pesadas e rápidas, a faixa mais alta dessa faixa de temperatura é preferível, enquanto seções menores e reduções mais leves podem usar a faixa mais baixa. Nunca forje o S7 abaixo de 870 °C (1600 °F).

O S7 é um aço endurecível ao ar e deve ser resfriado lentamente a partir da temperatura de forjamento para evitar rachaduras e garantir que o aço permaneça em um estado semi-mole. Os métodos de resfriamento incluem o resfriamento em forno ou a imersão do material em um meio isolante, como cal, mica ou terra diatomácea.

O S7 deve ser recozido após o forjamento. A temperatura de recozimento envolve aquecimento a 843 °C (1550 °F) e manutenção por 1,5 hora por polegada (3,5 minutos por mm) de espessura. Quando recozido corretamente, o S7 tem uma classificação de usinabilidade de 70%, em comparação com um aço carbono 1% com classificação de 100%.

5. Graus equivalentes de aço para ferramentas S7

  • UNS (Sistema Unificado de Numeração): T41907
  • DIN (padrão alemão): 1.2355 ou 50CrMoV13-15
  • JIS (Padrões Industriais Japoneses): SKS93
  • Equivalente chinês: 5Cr3Mn1SiMo1V

6. Compare o aço S7 com o aço 4140

O aço para ferramentas S7 se destaca em aplicações que exigem alta tenacidade e resistência a choques, particularmente em ferramentas para trabalho a frio ou médio-quente, e se beneficia do endurecimento ao ar para estabilidade dimensional. O aço 4140, um aço-liga versátil, é uma ótima escolha para componentes estruturais e peças de máquinas que exigem boa resistência, temperabilidade e tenacidade. Frequentemente, ele se beneficia de tratamentos térmicos, como têmpera em óleo ou nitretação, para aprimoramentos de propriedades específicas.

7. Fornecimento de formas e dimensões

O aço para ferramentas S7 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.

Para tamanhos menores, como barras redondas com diâmetro inferior a 70 mm, utilizamos o processo de laminação a quente. Para tamanhos superiores a 70 mm, oferecemos produtos forjados.

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 de aço S7. 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. Materiais para ESR levam aproximadamente 60 dias.

  1. Sinha, A. K. (2003). Manual de Metalurgia Física (p. 62). McGraw-Hill. ↩︎

Perguntas frequentes

What is S7 tool steel?

O aço para ferramentas S7 é um aço para ferramentas resistente a choques, classificado como aço do grupo S pela norma ASTM A681. É principalmente um aço endurecível ao ar, mas também pode ser endurecido em óleo. O S7 é conhecido por suas propriedades excepcionais de impacto e pela maior temperabilidade entre os aços para ferramentas resistentes a choques. Combina alta resistência ao impacto, boa estabilidade dimensional e usinabilidade com excelente resistência a choques.

Quais são as características definidoras e principais propriedades do aço para ferramentas S7? 

High shock resistance and toughness: It exhibits excellent resistance to high impact and shock loads.
Good softening resistance at high temperatures: This allows for hot work capabilities, typically up to 1000°F (538°C).
High hardenability: It has the highest hardenability among shock-resisting grades.
Good dimensional stability: It maintains its shape and size even under high stress and pressure, which is crucial for precision applications.
Ease of machining and heat-treatment: It is considered safe and stable in heat treatment due to its air-hardening properties.

What are the typical applications for S7 tool steel? 

Cold work tooling: Blanking dies, forming dies, cutting tools, and shear blades.
Hot work tooling: Forging dies, extrusion dies, hot header dies, and die-casting dies.
Shock applications: Bull riveters, concrete breakers (moll points), riveting dies, chisels, punches, and swaging dies.
Molding: Plastic mold dies, machined cavities for plastic molding dies, and master hobs.
Outros usos incluem cavilhas, brocas, placas de perfuração, cubos e matrizes de gravação. Também é empregado em componentes críticos na indústria aeroespacial.

Are there international equivalents for AISI S7 tool steel?

German: W-nr 1.2357, or 1.2355 / 50CrMoV13-15 (DIN EN ISO 4957).

What is the typical hardness range for S7 tool steel?

A dureza do aço para ferramentas S7 pode variar dependendo do tratamento térmico e da temperatura de revenimento. Normalmente, sua dureza varia entre 54 e 62 HRC. Para temperaturas de revenimento específicas, a dureza Rockwell C pode ser:
Como ar temperado: 59-61 HRC
Temperado a 149°C (300°F): 57-59 HRC
Temperado a 204°C (400°F): 55-57 HRC
Temperado a 449°C (840°F): 53 HRC
Temperado a 649°C (1200°F): 41 HRC, 37-40 HRC Quando recozido, o aço para ferramentas S7 normalmente tem uma dureza de Brinell 197 máx. ou 187-220 BHN, com um máximo de 223 HBW.

What is the impact strength of S7 tool steel?

S7 tool steel is characterized by its very high impact toughness and exceptional impact properties, making it a “shock-resisting” grade. Measured Charpy impact (V-notch; air cooled from 941°C) values include:
16,9 J quando temperado a 200°C.
13,6 J quando temperado a 425°C.
16,3 J quando temperado a 649°C. 

Is S7 tool steel corrosion resistant?

S7 tool steel is susceptible to corrosion and can easily rust and corrode. It should be kept away from moisture and humidity, and rust inhibitors or corrosion-resistant materials like plastic or wax paper are recommended for storage. 

What is the density and modulus of elasticity of S7 tool steel?

A densidade do aço para ferramentas S7 é de 7,83 g/cm³ (ou 0,283 lb/in³). O módulo de elasticidade é de 207 GPa (ou 30 x 10^6 psi).

Why is slow heating important when working with S7 tool steel?

O aquecimento lento, a uma taxa não superior a 222 °C (400 °F) por hora, é crucial para o aço para ferramentas S7, especialmente para ferramentas complexas ou grandes, a fim de garantir uma distribuição uniforme da temperatura por todo o material e evitar rachaduras. O aquecimento rápido pode causar tensões significativas no metal devido à expansão desigual, levando a rachaduras, principalmente se o núcleo do metal não estiver à mesma temperatura que o exterior.

Can S7 tool steel be welded?

S7 tool steel demonstrates moderate weldability. However, we don’t recommend welding because the process can leave a weak heat-affected zone, introduce defects, and make the weld more ductile (less hard) than the tool steel. If welding is necessary, it should be carried out by an experienced die repair welder. Preheating and post-welding treatments (like re-tempering) can avoid cracking and maintain material integrity. Specialized welding consumables are also very expensive.

Is S7 tool steel easy to machine?

O aço para ferramentas S7 é considerado usinável, mas é comparativamente mais difícil de usinar do que aços de liga inferior. Sua usinabilidade é classificada em 95 (comparado a 100 para um aço carbono para ferramentas 1.00%) quando recozido a Brinell 197 máx.

How does S7 tool steel compare to other materials for critical components like firing pins or bolts?

Para aplicações como pinos de disparo AR9, embora muitos sejam feitos de aço para ferramentas S7, alguns especialistas sugerem que aços para ferramentas tratados termicamente, como o S7, devem ser evitados devido à fragilização.
Vs. Aço inoxidável 17-4: O aço inoxidável 17-4 é considerado melhor para pinos de disparo devido à sua alta ductilidade, especialmente quando tratado termicamente na condição H900, o que proporciona resistência ao impacto Charpy comparável ou superior ao titânio grau 5.
Vs. Titânio: O titânio (por exemplo, Ti-6Al-4V Grau 5) tem uma alta relação resistência-peso, mas não é tão duro quanto o S7 e pode não fornecer a mesma energia que um pino mais pesado devido à sua baixa massa. Também pode ser propenso a desgaste por atrito ou corrosão em aplicações de came.
Vs. Aço 9310 (para parafusos): O aço para ferramentas S7, se temperado corretamente, pode apresentar resistência à tração, ao choque térmico e à flexão superiores ao aço 9310. No entanto, sua resistência ao cisalhamento é praticamente a mesma. O aço 9310 é frequentemente usado em engrenagens de transmissão na F1 e na indústria aeroespacial, sugerindo um conjunto diferente de propriedades ideais para essas aplicações.
A principal causa da quebra do percussor em AR9s geralmente é um ferrolho mal dimensionado ou mal feito que permite que o pino afunde, causando tensão lateral, em vez do tipo de aço em si.

What are the general limitations of S7 tool steel? 

Sujeito à descarbonetação: como outros aços de alto carbono, o aço para ferramentas S7 pode perder carbono de sua superfície durante o processamento térmico, exigindo precauções.
Inadequado para nitretação: Devido às suas baixas temperaturas de revenimento, o aço para ferramentas S7 normalmente não é adequado para nitretação ou tratamentos de superfície similares.
Mais difícil de usinar: seu alto teor de liga o torna comparativamente mais difícil de usinar do que aços de liga inferior.
Menos resistente ao desgaste (comparativamente): embora tenha boa resistência ao desgaste, é considerado menos resistente ao desgaste geral em comparação a alguns outros aços para ferramentas.

Desbloqueie o desempenho máximo com o aço para ferramentas S7

A Aobo Steel é a sua principal fonte de aço para ferramentas S7 de alta qualidade. Com mais de 20 anos de experiência em forjamento, oferecemos durabilidade e precisão incomparáveis para suas aplicações mais críticas. Nossos especialistas estão prontos para fornecer consultoria personalizada e orçamentos competitivos.

Pronto para aprimorar seu projeto? Preencha o formulário abaixo para falar com nossos especialistas e receber um orçamento personalizado!


Nossos produtos
pt_BRPT