Propriedades gerais dos aços para ferramentas

Tabela de referência das principais classes de aço ferramenta AISI, abrangendo resistência ao desgaste, tenacidade, dureza a quente, dureza de trabalho usual, profundidade de têmpera, tamanho de grão e dureza após têmpera. As classificações são comparações relativas em uma escala de 1 (baixo) a 9 (alto) e representam um ponto de partida prático na seleção de uma classe para uma determinada aplicação em ferramentas.

Classificação de 1 a 9 Relativo: 1 = baixo, 9 = alto Profundidade de endurecimento: S = shallow, M = medium, D = deep · section sizes in the hardenability chart Tamanho do grão: Padrão Shepherd, em dureza máxima Dureza do núcleo: redondo com 25 mm (1 pol.) de diâmetro

Grau	Vestir^(b)	Robustez^(c)	Dureza quente	Dureza de trabalho, HRC	Profundidade^(d)	Tamanho do grão^(Pastor)	HRC de superfície	Recursos Humanos Essenciais
Aços rápidos com molibdênio
M1	7	3	8	63–65	D	9½	64–66	64–66
M2	7	3	8	63–65	D	9½	64–66	64–66
M3, classe 1	8	3	8	63–66	D	9½	64–66	64–66
M3, classe 2	8	3	8	63–66	D	9½	64–66	64–66
M4	9	3	8	63–66	D	9½	65–67	65–67
M7	8	3	8	63–66	D	9½	64–66	64–66
M10	7	3	8	63–65	D	9½	64–66	64–66
M30	7	2	8	63–65	D	9½	64–66	64–66
M33	8	1	9	63–65	D	9½	64–66	64–66
M34	8	1	9	63–65	D	9½	64–66	64–66
M35	7	2	8	63–65	D	9½	64–66	64–66
M36	7	1	9	63–65	D	9½	64–66	64–66
M41	8	1	9	66–70	D	9½	63–65	63–65
M42	8	1	9	66–70	D	9½	63–65	63–65
M43	8	1	9	66–70	D	9½	63–65	63–65
M44	8	1	9	66–70	D	9½	63–65	63–65
M46	8	1	9	66–69	D	9½	63–65	63–65
M47	8	1	9	66–70	D	9½	63–65	63–65
Aços rápidos intermediários
M50	6	3	6	61–63	D	8½	63–65	63–65
M52	6	3	6	62–64	D	8½	63–65	63–65
Aços rápidos de tungstênio
T1	7	3	8	63–65	D	9½	64–66	64–66
T2	8	3	8	63–66	D	9½	65–67	65–67
T4	7	2	8	63–65	D	9½	63–66	63–66
T5	7	1	9	63–65	D	9½	64–66	64–66
T6	8	1	9	63–65	D	9½	64–66	64–66
T8	8	2	8	63–65	D	9½	64–66	64–66
T15	9	1	9	64–68	D	9½	65–68	65–68
Aços cromados para trabalho a quente
H10	3	9	6	39–56	D	8	52–59	52–59
H11	3	9	6	38–55	D	8	53–55	53–55
H12	3	9	6	38–55	D	8	53–55	53–55
H13	3	9	6	40–53	D	8	51–54	51–54
H14	4	6	7	40–54	D	8	53–57	53–56
H19	5	6	7	40–55	D	8½	48–57	48–57
Aços para trabalho a quente com tungstênio
H21	4	6	8	40–55	D	9	45–63	45–63
H22	5	5	8	36–54	D	9	48–56	48–56
H23	5	5	8	38–48	D	7	34–40	34–40
H24	5	5	8	40–55	D	9	52–56	52–56
H25	4	6	8	35–45	D	9	33–46	33–46
H26	6	4	8	50–58	D	9	51–59	51–59
Aços para trabalho a quente com molibdênio
H42	6	4	7	45–62	D	8½	54–62	54–62
Aços de endurecimento ao ar, de média liga e para trabalho a frio
A2	6	4	5	57–62	D	8½	63–65	63–65
A3	7	3	5	58–63	D	8½	63–65	63–65
A4	5	4	4	54–62	D	8½	61–63	61–63
A5	5	4	4	54–60	D	8½	60–62	60–62
A6	4	5	4	54–60	D	8½	60–62	60–62
A7	9	1	6	58–66	D	8½	64–66	64–66
A8	4	8	6	48–57	D	8	60–62	60–62
A9	4	8	6	40–56	D	8	55–57	55–57
A10	3	3	3	55–62	D	8	60–63	60–63
Aços para trabalho a frio com alto teor de carbono e cromo
D2	8	2	6	58–64	D	7½	61–64	61–64
D3	8	1	6	58–64	D	7½	64–66	64–66
D4	8	1	6	58–64	D	7½	64–66	64–66
D5	8	2	7	58–63	D	7½	61–64	61–64
D7	9	1	6	58–66	D	7½	64–68	64–68
Aços para trabalho a frio com têmpera em óleo
O1	4	3	3	57–62	M	9	61–64	59–61
O2	4	3	3	57–62	M	9	61–64	59–61
O6	3	3	2	58–63	M	9	65–67	50–55
O7	5	3	3	58–64	M	9	61–64	59–61
Aços resistentes a choques
S1	4	8	5	50–58	M	8	55–58	55–58
S2	2	8	2	50–60	M	8	61–63	56–60
S5	2	8	3	50–60	M	9	61–63	58–62
S6	2	8	3	50–56	M	8	56–58	56–58
S7	3	8	5	47–57	D	8	59–61	59–61
Aços especiais de baixa liga
L2	1	7	2	45–62	M	8½	56–62	54–58
L6	3	6	2	45–62	M	8	58–63	58–62
Aços para moldes com baixo teor de carbono
Para cavidades com cubo e/ou cementadas
P2 (e)	1(e)	9	2(e)	58–64 (e)	S	…	62–65 (um)	15–21
P3 (e)	1(e)	9	2(e)	58–64 (e)	S	…	62–64 (um)	15–21
P4 (e)	1(e)	9	4(e)	58–64 (e)	M	…	62–65 (um)	33–35
P5 (e)	1(e)	9	2(e)	50–64 (e)	S	…	62–65 (um)	20–25
P6 (e)	1(e)	9	3(e)	58–61 (e)	M	…	60–62 (um)	35–37
Para cavidades usinadas
P20 (e)	1(e)	8	2(e)	30–50	M	7½	52–54	45–50
P21	1	8	4	36–39 (e)	D	…	22–26	22–26
Aços para ferramentas de têmpera em água
W1	2–4	3–7	1	58–65	S	9	65–67	38–43
W2	2–4	3–7	1	58–65	S	9	65–67	38–43
W5	3–4	3–7	1	58–65	S	9	65–67	38–43

Notas e referências

^(um) A classificação varia de 1 (baixo) a 9 (alto).
^(b) A resistência ao desgaste aumenta com o aumento do teor de carbono.
^(c) A tenacidade diminui com o aumento do teor de carbono e da profundidade de endurecimento.
^(d) S, raso; M, médio; e D, profundo.
^(e) Após a cementação.

Gráfico da tenacidade em função da dureza a quente e da resistência ao desgaste para aços ferramenta (Manual ASM, Fig. 6) — Gráfico da tenacidade em função de (a) dureza a quente e (b) resistência ao desgaste para aços ferramenta. Os tipos sublinhados indicam aços ferramenta com têmpera superficial. A área entre as linhas tracejadas em (b) representa os valores médios.

Módulo de elasticidade dos aços para ferramentas

Para todos os efeitos práticos, o módulo de elasticidade de todos os aços para ferramentas, em todas as condições, é de aproximadamente 210 GPa (30 × 10⁶ psi) à temperatura ambiente. Diminui uniformemente para cerca de 185 GPa (27 × 10⁶ psi) a 260 °C (500 °F) e cerca de 150 GPa (22 × 10⁶ psi) a 540 °C (1000 °F).

Resistência ao desgaste

Wear resistance increases with carbon content. At a given hardness, however, it may vary widely depending on the wear mechanism and heat treatment used. Steels with similar hardness can behave very differently under identical wear conditions. The grades that resist wear best are also the hardest to machine, and the machinability rating chart puts a number on that trade-off.

Resistência e testes

At maximum hardness, most tool steels are brittle, so tensile testing rarely gives reliable strength values. Compression, bending and torsion tests are more useful; torsion impact testing gives reproducible data on the effect of composition and heat treatment, particularly for drills and tools loaded in torsion. Where toughness and wear resistance pull in opposite directions, selection by application is the faster route to a grade.

Escopo do Fornecimento e Nota de Referência Técnica

Aobo Steel supplies tool steel in round bar and plate form, in annealed condition. Hardening, quenching and tempering are performed by the customer’s heat-treatment facility. The tool steel heat treatment guide covers austenitizing temperatures, soak times and tempering windows for these grades.

As classificações de propriedades e os dados de dureza nesta referência são comparações relativas compiladas a partir do Manual ASM, Volume 1, Tabela 13. O desempenho real depende do tratamento térmico, da dimensão da seção transversal, da geometria da ferramenta e das condições de serviço. Sempre verifique as propriedades finais e os procedimentos de tratamento térmico com a sua empresa de tratamento térmico.

Páginas de referência relacionadas

Tool steel composition chart · Tabela de dureza a quente do aço ferramenta · Temperaturas de têmpera e revenido · Machinability ratings · Selection by application · Grade comparison and equivalents · Calculadora de conversão de dureza · Tool steel heat treatment guide · Tool steel thermal conductivity chart

Fonte: Manual da ASM, Volume 1 — Propriedades e Seleção: Ferros, Aços e Ligas de Alto Desempenho, Tabela 13 “Propriedades gerais dos aços-ferramenta” (dados para as classes marcadas com “e” após cementação). Dados de referência para comparação — verifique o tratamento térmico final com o fornecedor da classe.