O Tratamento térmico aço ferramenta AISI D2

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Aço Ferramenta AISI D2

O aço AISI D2 é altamente utilizado para a fabricação de ferramentas de corte a frio e conformação, pois este combina suas propriedades mecânicas e resistência ao desgaste. O controle destas propriedades finais do material estudado depende de fatores particulares do aço relacionados à sua microestrutura primordial, tamanho, forma e distribuição de carbonetos e seus ciclos tratamento térmico (alivio de tensões, tempera, revenimento, tratamento sub-zero, nitretação).

O aço estudado é muito utilizado no segmento de ferramentas para corte e conformação de metais por apresentar uma excelente combinação entre resistência mecânica e resistência ao desgaste, para aplicações como, por exemplo, matrizes para estampagem, ferramentas para dobramento, repuxo, extrusão, pentes laminadores para roscas, centro para tornos.

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Tratamento Térmico para os Aços Ferramentas AISI D2

O que diferencia os aços um dos outros, em termos de tratamento térmico são, fundamentalmente as temperaturas que serão aplicada e os tempos que o aço irá permanecer no aquecimento.

Quando é feito o aquecimento do aço é esperado dissolver os carbonetos de forma que a matriz adquira um conteúdo de liga que dá o efeito de endurecimento – após resfriamento rápido. Se o aço for resfriado de forma rápida, os seus átomos não terão tempo suficiente para reposicionar e formar a fase ferritica, formando precipitados endurecidos, fases de austenita retida (>0,8%C, apresentam tensões internas que podem facilitar a existência de trincas), e discordâncias ao longo da estrutura (fases de martensita). A martensita portanto, pode ser definida como uma solução forçada do carbono na fase alfa.

A austenita retida começa a difundir e formar a fase martensitica, endurecendo ainda mais o material, durante o revenimento. Em alguns casos, o endurecimento é maléfico ao material, causando a fragilização do mesmo. Finalmente, deseja-se muitas vezes que seja feita uma série de revenimentos, garantindo que não ocorra essa fragilização.

Em Tratamento Térmico de Aços Ferramentas, de Sartori, Carlos, a Figura 1 identifica como ocorre o processo de formação da estrutura de um aço ferramenta, e como essas tensões são liberadas através do revenimento.[pic 2]

Figura 2 – Processo de revenimento para um aço ferramenta

Para o aço AISI D2, usou-se como referência o aço da empresa Böhler-Uddeholm, modelo Böhler-Uddeholm D2, que para o seguinte aço, traz como características de tratamento térmico:

[pic 3]

Figura 1- Caracteristicas aço B. U D2. Disponível em : http://www.bohler-uddeholm.com.br/media/D2.pdf. Acesso: 05 de novembro 2017.

Em sala discutiu-se também a necessidade de que a peça tivesse a dureza de 54HRC, logo se necessita fazer um estudo das características de tratamentos térmicos necessários.

- Alivio de tensões:

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Aqui, pode-se identificar que o processo de revenimento geralmente é posto em mais de uma etapa, para possibilitar que a formação de martensita pela transformação da austenita retida não fragilize o material.

Importante também citar que, conforme o aumento da temperatura, o tempo deve ser reduzido, e vice-versa. Isso porque se a difusão do material for exagerada, pode haver perdas de propriedades, o que é uma catástrofe caso o produto buscado seja um aço ferramenta.

Por conta desses fatores, é interessante utilizar um processo de normalização antes do tratamento térmico desses aços, para garantir um bom resultado, sem que haja essa tensão incontrolada dentre a estrutura.

- Peça dada em sala

Em sala de aula foi apresentada no quadro as especificações dimensionais da peça desejada de estudo,

[pic 4]

Figura 2- Especificações dimensionais da peça. Fonte: Acervo dos alunos.

Conclusão

Se defini portanto, que o tratamento térmico desses materiais deve ser analisado com cuidado, e executado de forma específica para o tipo de ferramenta que se deseja obter como produto final. Fatores como a temperatura do tratamento, o tempo e a quantidade de ciclos são fundamentais nesses resultados, e com certeza diferem dos tratamentos para aços de baixa liga.

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Referências

CALLISTER JUNIOR, William D.. Ciência e Engenharia de Materiais. Rio de Janeiro: Gen, 2002

SHACKELFORD, James F.. Ciência dos Materiais. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2008.

VAN VLACK, Lawrence H.. Princípios de Ciência dos Materiais. São Paulo: Blucher, 2000.

SARTORI, C.H. APOSTILA “CURSO DE TRATAMENTOS TÉRMICOS NDE AÇOS FERRAMENTA”. ABM®, 2004.

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