O aço para ferramentas S7 é um tipo de aço para ferramentas resistente a choques, classificado na série "S" pelo Instituto Americano do Ferro e do Aço (AISI). Esses aços são projetados especificamente para aplicações que sofrem tensões de impacto repetitivas.

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

Carbono	Manganês	Silício	Cromo	Molibdênio	Vanádio
0,45 – 0,55%	0,20 – 0,90%	0,20 – 1,00%	3,00 – 3,50%	1,30 – 1,80%	0,20 – 0,35%

3. Propriedades

3.1 Propriedades Físicas

Densidade	7,80−7,83 g/cm3
Gravidade Específica	7.83
Módulo de elasticidade	205−207 GPa
Condutividade térmica	28,5 W/(m⋅K) (a 95∘C)
Expansão Térmica (Linear)
20−100∘C	12,5 μm/(m⋅K)
20−250∘C	13,3 μm/(m⋅K)
20−500∘C	14,27 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 Transformação	785−800∘C

3.2 Propriedades Mecânicas

Resistência à tracção	∼1517−2151 MPa
Resistência ao escoamento	∼1310−1999 MPa
Dureza (recozido)	Máx. 223−250 HBW
Dureza (tratado termicamente)	Até 60−61 HRC
Dureza (Faixa de Revenimento)	45−57 HRC (dependendo da temperatura)
Alongamento na ruptura	∼7−15%
Razão de Poisson	0,27−0,30
Módulo de elasticidade	207 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: Por meio de processos de tratamento de superfície, como carbonitretação ou nitretação, a dureza superficial do aço para ferramentas S7 pode ser ainda mais aprimorada para cerca de 64 HRC. No entanto, esses tratamentos de superfície podem afetar a resistência inerente ao choque do aço S7 e devem ser considerados cuidadosamente com base nos requisitos da aplicação.

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.

Não deixe de molho por muito tempo, pois isso destruirá a estrutura molecular e terá um efeito adverso no tratamento térmico subsequente.

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.

O tempo de imersão depende da seção transversal da peça. Para peças com espessura superior a 25 mm (1"), o tempo de imersão deve ser de 1 hora por polegada (25 mm) da menor seção transversal. Para peças menores, aplica-se uma regra prática:

• 1/8″ (3,175 mm) de espessura: 30 minutos
• 1/4″ (6,350 mm) de espessura: 40 minutos
• 1/2″ (12,70 mm) de espessura: 45-50 minutos
• 3/4″ (19,05 mm) de espessura: 50-55 minutos

4.3 Têmpera

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.

No entanto, os aços endurecíveis ao ar apresentam limitações em sua capacidade de atingir a dureza total além de determinados tamanhos de seção transversal. Para o S7, se a seção transversal exceder 2 1/2" (63 mm), a dureza total pode não ser alcançada quando resfriados a ar. Seções maiores podem exigir têmpera em óleo para atingir a dureza desejada, embora isso possa comprometer a estabilidade do tratamento térmico.

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.

Temperaturas de têmpera do aço para ferramentas S7 e dureza resultante

Temperatura de têmpera	Rockwell C
Como extinto	62
300°F / 150°C	59
400°F / 205°C	58
600°F / 315°C	55
800°F / 425°C	52
1000°F / 540°C	50
1200°F / 650°C	41

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 Aço ferramenta para forjamento S7

Pré-aqueça lentamente o aço S7 a 815 °C (1500 °F). A temperatura de forjamento varia de 1040 °C a 1150 °C (1900 °F a 2100 °F). Para seções maiores ou ao realizar reduções pesadas e rápidas, a extremidade superior dessa faixa de temperatura é preferível. Em contrapartida, seções menores e reduções mais leves podem utilizar a extremidade inferior. Nunca forje o aço 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 aço S7 deve ser recozido após a forjagem. A temperatura de recozimento consiste em aquecer o aço a 843 °C (1550 °F) e mantê-lo nessa temperatura por 1,5 horas por polegada (3,5 minutos por mm) de espessura. Quando recozido corretamente, o aço S7 apresenta uma classificação de usinabilidade de 70%, em comparação com um aço carbono de 1%, que possui uma 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, AK (2003). Manual de Metalurgia Física (pág. 62). McGraw-Hill. ↩︎

Perguntas frequentes