Tabela de resistência ao impacto do aço ferramenta

Energia de impacto Charpy com entalhe em V para os principais aços-ferramenta, lida na temperatura de revenimento que a fonte indica como ótima para cada grau, com a dureza que a peça apresenta nessa temperatura. Os valores são dados em foot-pounds e joules. Este é um resumo de referência de dados de ensaio publicados e não uma especificação da Aobo Steel.

Como o valor Charpy é lido

O ensaio Charpy com entalhe em V rompe uma barra entalhada com um único golpe de um pêndulo ponderado e registra a energia absorvida pela barra. Um número mais alto significa que o grau suporta um golpe mais forte antes de romper. Um valor próximo ao final destas tabelas descreve um aço que lasca ou racha quando um punção, uma matriz ou o fio de uma lâmina recebe uma carga de choque.

Cada valor aqui foi lido na temperatura de revenimento que a fonte indica como ótima para aquele grau, portanto o valor corresponde à dureza impressa na mesma linha. O revenimento abaixo dessa temperatura eleva a dureza e reduz a energia de impacto. O revenimento acima dela recupera tenacidade e abre mão da resistência ao desgaste. O mesmo grau pode ser deslocado para cima ou para baixo nestas tabelas apenas pelo revenimento, razão pela qual a temperatura de revenimento está em cada linha.

A dispersão entre os graus orienta a decisão de seleção. D3 e D7 absorvem 6 ft lb (8 J) neste ensaio, enquanto S7 absorve 240 ft lb (325 J), uma diferença de quarenta vezes entre dois aços vendidos como aço-ferramenta. Os graus resistentes ao choque e para trabalho a quente situam-se entre eles. Os aços rápidos ficam na base porque seu teor de carbono e carbonetos deixa menos margem para o aço escoar antes de trincar.

A energia de impacto é uma propriedade entre várias e não é um ranking de graus. Uma ferramenta que falha por lascamento ou rachadura é o caso para subir nestas tabelas, em direção aos graus resistentes ao choque. Uma ferramenta que falha por desgaste abrasivo é o caso para ir no sentido oposto, para os graus de alto carbono e alto teor de carbonetos, e a decisão de revenimento segue essa escolha. As páginas vinculadas ao final desta página apresentam o lado do desgaste da mesma decisão.

Os valores de impacto publicados para o mesmo grau não são intercambiáveis, porque o corpo de prova controla o número. Uma barra com entalhe em C absorve mais energia que uma barra com entalhe em V, e uma barra sem entalhe ainda mais. Para o A2 a 400 °F, as fichas técnicas dos fabricantes de aço indicam 31 a 40 ft lb em entalhe em C e cerca de 80 ft lb em barra sem entalhe, contra os 17 ft lb da tabela abaixo. Todos os valores desta página vêm da única série de ensaios com entalhe em V indicada sob as tabelas, portanto compare-os apenas com outros valores de entalhe em V lidos na mesma dureza e revenimento.

Aços-ferramenta para trabalho a frio e de uso geral

Os graus de têmpera em água, têmpera em óleo e têmpera ao ar usados para punções, matrizes, ferramentas de conformação e trabalhos gerais de oficina. São lidos na temperatura de revenimento baixa em que cada grau apresenta sua dureza de trabalho.

Energia de impacto na temperatura de revenimento ótima

Grau	Tipo	Revenimento ótimo, °F	°C	Dureza nesse revenimento, HRC	Impacto Charpy, ft lb	J
W1	Têmpera em água	300	150	64	80	108
W2	Têmpera em água	300	150	64	77	104
O1	Têmpera em óleo	300	150	63	33	45
O6	Têmpera em óleo, grafítico	300	150	63	33	45
L6	Têmpera em óleo, níquel	300	150	60/61	72	98
A2	Têmpera ao ar, 5% de cromo	400	205	60	17	23
A6	Têmpera ao ar, 1% de cromo	400	205	59	28	38
D2	Têmpera ao ar, 12% de cromo	960	515	58/60	8	11
D3	Alto carbono, alto cromo	400	205	62	6	8
D7	Alto carbono, 4% de vanádio	400	205	62	6	8
4140 / 4150	Média liga, graus de referência	300	150	53/54	65	88

Fonte, capítulo de seleção de aço ferramenta, páginas impressas 142 a 149. W1 e W2 compartilham uma tabela na fonte, assim como 4140 e 4150, que são mostrados ali como ponto de referência em relação aos graus de têmpera em água cementados.

4140 e 4150 não são aços-ferramenta. A fonte os apresenta no mesmo gráfico para comparar aços-ferramenta cementados e temperados em água com um aço de média liga.

Onde aparecem dois valores de dureza, em D2, L6 e nas linhas 4140 e 4150, a fonte indica uma faixa em vez de um valor único.

Aços-ferramenta resistentes ao choque

S7, S1 e S5 são os graus para cinzéis, punções, ferramentas pneumáticas e qualquer outro trabalho em que um golpe faz parte de cada ciclo. S7 é o grau de têmpera ao ar aqui, e detém o valor mais alto desta página.

Energia de impacto na temperatura de revenimento ótima

Grau	Tipo	Revenimento ótimo, °F	°C	Dureza nesse revenimento, HRC	Impacto Charpy, ft lb	J
S7	Resistente ao choque, têmpera ao ar	450	230	58	240	325
S1	Resistente ao choque, têmpera em óleo	400	205	56	185	250
S5	Resistente ao choque, têmpera em óleo	400	205	60	170	230

Fonte, capítulo de seleção de aço ferramenta, páginas impressas 150 a 153.

O valor de 240 ft lb (325 J) para S7 é o nível máximo que o equipamento de ensaio pôde registrar. A fonte afirma que cálculos situam o valor mais próximo de 280 ft lb (380 J).

Aços-ferramenta de trabalho a quente

Os graus de trabalho a quente ao cromo e ao tungstênio são lidos em um revenimento ótimo mais alto, entre 1000 e 1100°F (540 e 595°C), porque trabalham a quente e suas propriedades se estabilizam ali.

Energia de impacto na temperatura de revenimento ótima

Grau	Tipo	Revenimento ótimo, °F	°C	Dureza nesse revenimento, HRC	Impacto Charpy, ft lb	J
H13	Trabalho a quente ao cromo	1000	540	54	68	92
H11	Trabalho a quente ao cromo	1000	540	57	85	115
H12	Trabalho a quente cromo-tungstênio	1000	540	54	96	130
A8	Têmpera ao ar, tungstênio	1000	540	57	42	57
H19	Trabalho a quente cromo-tungstênio-cobalto	1100	595	52	43	58
H21	Trabalho a quente ao tungstênio	1000	540	53	34	46

Fonte, capítulo de seleção de aço ferramenta, páginas impressas 154 a 157. A fonte lista A8 com o grupo de trabalho a quente, e ele também é fornecido como aço para moldes.

Aços rápidos

Os graus de aço rápido ao molibdênio e ao tungstênio contêm o maior teor de carbono e de carbonetos de qualquer aço-ferramenta desta lista, e absorvem a menor energia neste ensaio. O T15 fornece 3 a 4 ft lb (4 a 5 J). Seu lugar em uma ferramenta de corte baseia-se na dureza a quente e na resistência ao desgaste, e não na energia de impacto.

Energia de impacto na temperatura de revenimento ótima

Grau	Tipo	Revenimento ótimo, °F	°C	Dureza nesse revenimento, HRC	Impacto Charpy, ft lb	J
M1	Aço rápido ao molibdênio	1000	540	65	12	16
M2	Aço rápido ao molibdênio	1000	540	66	10	13.5
M3, classe 1	Aço rápido ao molibdênio	1000	540	67	7	9
M4	Aço rápido ao molibdênio, vanádio	1000	540	66	7	9
M7	Aço rápido ao molibdênio	1000	540	67	11	15
M42	Aço rápido ao cobalto	950	510	68	10	13.5
T1	Aço rápido ao tungstênio	1000	540	64	9	12
T5	Aço rápido ao tungstênio	1000	540	64	5	7
T15	Aço rápido ao tungstênio, alto vanádio	1000	540	67	3–4	4–5

Fonte, capítulo de seleção de aço ferramenta, páginas impressas 158 a 162.

O que os valores não cobrem

Os valores vêm de uma série de ensaios relatada na fonte, medida à temperatura ambiente. Eles comparam graus entre si sob essas condições e não preveem uma vida em serviço. A geometria do entalhe, o tamanho do corpo de prova, a orientação do corpo de prova em relação à barra e a temperatura do ensaio alteram um resultado Charpy, portanto este número não consta em certificado de usina e não deve ser escrito em uma especificação de compra sem antes acordar as condições de ensaio.

A dureza em cada linha é a dureza que o grau apresenta no revenimento ótimo, retirada da mesma tabela da fonte. Quando se deseja uma faixa de trabalho em vez de um único valor, a tabela de revenimento vinculada abaixo fornece a janela na qual cada grau é normalmente colocado em serviço.

Dados de referência relacionados

Tool steel is supplied in the annealed condition. The wear and toughness ratings for the same grades are on the tabela de propriedades do aço ferramenta, e os graus escolhidos quando o modo de falha é lascamento ou trincamento estão nas aços-ferramenta para resistência ao lascamento e Aços-ferramenta resistentes ao desgaste abrasivo páginas. O desgaste por impacto e o dano subsuperficial que ele deixa são medidos na desgaste por impacto e lascamento página. A janela de revenimento para cada grau está na Tabela de revenimento de aço para ferramentas, o cronograma completo no tabela de têmpera e revenimento de aço para ferramentas, e a dureza a quente na tabela de dureza a quente do aço ferramenta. O grau mais frequentemente especificado para serviço de impacto em nosso estoque está na Aço ferramenta S7 página, e a extremidade da faixa para chapas metálicas na aço-ferramenta para lâminas de cisalhamento e facas de corte longitudinal página. A relação entre tamanho de grão e tenacidade para um grau é apresentada na Tabela de Tamanho de Grão ASTM para Aço Ferramenta.

Dados de referência compilados a partir do capítulo de seleção de aços-ferramenta de Heat Treatment, Selection, and Application of Tool Steels (William E. Bryson, 2ª edição, Hanser), páginas 139 a 163. As energias de impacto da série de ensaios Charpy com entalhe em V da fonte, lidas na temperatura de revenimento ótima, estão indicadas para cada grau.