Visualizações: 0 Autor: Editor do site Horário de publicação: 14/11/2025 Origem: Site
O aço para ferramentas para trabalho a quente refere-se a um grupo de aços-liga projetados especificamente para operar em temperaturas elevadas - normalmente entre 200°C e 700°C - sob condições de alto estresse mecânico, ciclos térmicos repetidos e exposição prolongada a metais fundidos ou peças quentes. Ao contrário dos aços para ferramentas para trabalho a frio, que se concentram principalmente na resistência ao desgaste e na dureza à temperatura ambiente, os aços para trabalho a quente devem manter a estabilidade mecânica e resistir ao amolecimento, à oxidação e à fadiga térmica quando submetidos a calor extremo.
As indústrias que dependem fortemente de aços para trabalho a quente incluem fundição sob pressão, forjamento a quente, extrusão de alumínio, produção de tubos de aço, fundição automotiva, fabricação de matrizes sob pressão e formação de componentes de máquinas pesadas.
Os aços para ferramentas para trabalho a quente se diferenciam por:
Alta dureza a quente (capacidade de reter a dureza à temperatura)
Excepcional resistência à fadiga térmica
Boa resistência ao impacto em temperaturas elevadas
Alta dureza vermelha
Forte estabilidade dimensional sob choque térmico cíclico
Boa resistência à verificação de calor
Alta resistência ao revenido
Essas características definem coletivamente a vida útil de matrizes, moldes e sistemas de ferramentas que operam sob altas temperaturas.
Os aços para ferramentas para trabalho a quente se enquadram na série AISI H (H10–H19).
Mais comum:
H10–H13 → Aços para trabalho a quente à base de cromo
H14–H19 → Aços para trabalho a quente de tungstênio / molibdênio
AISI H13 é o mais utilizado em todo o mundo.
As designações europeias concentram-se na composição química e na resposta ao tratamento térmico.
As classes típicas incluem:
| a DIN | equivalente | Aplicação |
|---|---|---|
| 1.2343 | H11 | Matrizes de forjamento de alta tenacidade |
| 1.2344 | H13 | Uso geral, alta resistência à fadiga térmica |
| 1.2365 | H10 | Lâminas de cisalhamento a quente |
| 1.2581 | H21 | Aço de tungstênio de alta temperatura |
DIN 1.2344 (8407) Variantes ESR são usadas em fundição automotiva.
SKD61 → Equivalente a H13/1.2344
SKD62 → Usado em ferramentas de alta carga
O SKD61 do Japão é reconhecido pela pureza de alta qualidade quando processado ESR.
O sistema de aço ferramenta chinês inclui:
4Cr5MoSiV1 → equivalente a H13
3Cr2W8V → Aço para trabalho a quente de tungstênio
5CrNiMo → Aços para forjamento de alto impacto
ASTM A681 é frequentemente usada para padronizar propriedades químicas e mecânicas.
H13 é uma liga de aço de cromo-molibdênio-vanádio projetada para resistência equilibrada à verificação de calor, desgaste a quente, resistência ao impacto e estabilidade dimensional.
Pontos fortes:
Excelente resistência à fadiga térmica
Boa temperabilidade (dureza uniforme em seções grandes)
Adequado para fundição sob pressão, extrusão, forjamento a quente
As variantes ESR proporcionam maior pureza e melhor vida útil da matriz
Aplicações típicas do H13:
Inserções, núcleos e cavidades de fundição sob pressão
Matrizes de extrusão de alumínio
Matrizes e punções para forjar
Mandris e mangas
Lâminas de cisalhamento a quente de alta tensão
Projetado para aplicações onde a resistência ao impacto supera a resistência ao desgaste em altas temperaturas.
Vantagens:
Alta tenacidade e resistência a rachaduras
Menor teor de vanádio, facilitando a usinagem e o polimento
Usos comuns:
O impacto morre
Ferramentas que exigem alta resistência ao choque
Punções quentes e ferramentas de prensagem
Um aço para trabalho a quente à base de tungstênio projetado para temperaturas extremamente altas.
Recursos exclusivos:
Mantém dureza acima de 600°C
Resistência a quente superior
Usado em extrusão a quente de aço e superligas
Aço de matriz de trabalho a quente de tungstênio chinês com excepcional desempenho de desgaste em alta temperatura.
Usado em:
Forjamento a quente de alta velocidade
Matrizes de extrusão de aço
Anéis e blocos de forjamento para cargas pesadas
Aço de alto impacto amplamente utilizado em martelos de forjamento.
Conhecido pela tenacidade e resistência a rachaduras.
H13 de qualidade premium com níveis de impurezas extremamente baixos:
Limpeza superior
Maior vida útil
Melhor desempenho de polimento
Ideal para moldes de fundição sob pressão complexos
| Grau | C | Cr | Mo | V | W | Si | Ni |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H13/1.2344/SKD61 | 0,32–0,45 | 4,75–5,50 | 1,10–1,75 | 0,80–1,20 | - | 0,80–1,20 | - |
| H11/1.2343 | 0,32–0,45 | 4,75–5,50 | 1,10–1,75 | ≤0,40 | - | 0,80–1,20 | - |
| H21/1.2581 | 0,25–0,40 | 3h00–3h75 | - | - | 9h00–10h00 | 0,50–1,00 | - |
| 3Cr2W8V | 0,30–0,60 | 2,70–3,50 | - | 0,20–0,50 | 8h00–10h00 | 0,80–1,20 | - |
| 5CrNiMo | 0,40–0,60 | 4h50–5h50 | - | - | - | 0,30–0,80 | 1h00-1h50 |
| Grau | Dureza (HRC) | Dureza a Quente | Condutividade Térmica (W/m·K) | Tenacidade | Resistência ao Desgaste |
|---|---|---|---|---|---|
| H13 | 46–52 | Excelente | 28–30 | Alto | Médio-Alto |
| H11 | 45–50 | Bom | 25–28 | Muito alto | Médio |
| H21 | 45–55 | Muito alto | 23–27 | Médio | Alto |
| 3Cr2W8V | 45–50 | Excelente | 22–25 | Médio | Muito alto |
| 5CrNiMo | 40–48 | Bom | 30–32 | Muito alto | Médio |
| Aplicação | H13 | H11 | H21 | 3Cr2W8V | 5CrNiMo |
|---|---|---|---|---|---|
| Fundição sob pressão (Al/Zn/Mg) | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★☆☆☆ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ |
| Matrizes de extrusão de alumínio | ★★★★★ | ★★★☆☆ | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★☆☆☆ |
| Matrizes de forjamento a quente | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★★ | ★★★★★ |
| Mandris e Mangas | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★★☆ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ |
| Lâminas de cisalhamento a quente | ★★★★☆ | ★★★☆☆ | ★★★★★ | ★★★★☆ | ★★★☆☆ |
Os aços para trabalho a quente devem manter a dureza mesmo quando expostos a:
Alumínio fundido (660°C)
Ciclos de fundição sob pressão (superfície de 500–600°C)
Temperaturas do tarugo de extrusão (400–500°C)
O H13 retém 40 HRC a 600°C , superando drasticamente o desempenho dos aços carbono.
A trinca por fadiga térmica ('verificação de calor') é o modo de falha número 1 em ferramentas de fundição sob pressão e forjamento a quente.
Principais fatores de influência:
Distribuição de liga
Projeto do canal de resfriamento
Acabamento de superfície
Temperatura de têmpera
Pureza ESR
O desgaste quente inclui:
Desgaste abrasivo
Desgaste adesivo
Erosão de metal fundido
Desgaste causado pela oxidação
Carbonetos de vanádio (VC) aumentam significativamente a resistência ao desgaste em H13.
A alta tenacidade evita falhas quebradiças catastróficas.
Os materiais ESR apresentam maior tenacidade devido à microestrutura mais limpa.
Maior condutividade térmica → menores gradientes térmicos → maior vida útil da matriz.
H13 ~ 28 W/mK, mas algumas classes modificadas atingem 30–33 W/mK.
Incluindo produção, forjamento, usinagem e controle de qualidade.
EAF
LF (refino de panela)
VD/VOD
VHS
VAR (para ferramentas de nível aeroespacial)
O forjamento elimina a porosidade, refina os grãos e aumenta a resistência.
Formas forjadas típicas:
Grandes anéis forjados
Cilindros ocos (furos profundos ou ocos forjados)
Blocos de matriz retangulares
Barras de mandril
Os aços para trabalho a quente são difíceis de usinar porque:
Alta dureza
Formação de carboneto
Alto teor de liga
Requer ferramentas de metal duro e controle de resfriamento.
| de nivelamento | recomendação de ferramenta | velocidade de corte de | Notas sobre |
|---|---|---|---|
| H13 | Pastilhas de metal duro | 70–120m/min | Requer refrigerante |
| H11 | Pastilhas de metal duro | 80–130m/min | Mais fácil de usinar |
| H21 | Cerâmica / carboneto | 40–80m/min | Alta dureza |
| 3Cr2W8V | Carboneto | 50–90m/min | Carbonetos abrasivos reduzem a vida útil da ferramenta |
| 5CrNiMo | HSS / Metal Duro | 90–150m/min | Boa usinabilidade |
O CQ normalmente inclui:
Teste ultrassônico (UT)
Amostragem de dureza
Exame de microestrutura
Classificação de inclusão
Inspeção dimensional
O tratamento térmico é o processo mais crítico que determina a microestrutura final, dureza, resistência à fadiga térmica e vida útil dos aços para ferramentas para trabalho a quente. O tratamento térmico adequado permite que o aço resista a altas temperaturas, cargas térmicas cíclicas e tensões mecânicas encontradas em aplicações de forjamento, extrusão e fundição sob pressão.
Este capítulo fornece uma descrição completa de nível de engenharia de todas as etapas envolvidas no processo de tratamento térmico.
O tratamento térmico de aço para ferramentas de trabalho a quente normalmente inclui as seguintes etapas sequenciais:
Pré-aquecimento (múltiplos estágios)
Austenitização (temperatura de endurecimento)
Têmpera
Têmpera (geralmente 2–3 ciclos)
Alívio de tensão (opcional, mas recomendado para matrizes grandes)
Tratamentos de Superfície (Nitretação / Revestimento PVD, opcional)
Cada etapa tem um impacto direto em:
Dureza
Resistência
Resistência à fadiga térmica
Resistência ao desgaste a quente
Resistência à verificação de calor e rachaduras
O tratamento térmico inadequado é a causa número 1 de falha prematura da matriz.
O pré-aquecimento evita choque térmico e reduz distorções ou rachaduras durante a austenitização.
Aços para trabalho a quente requerem dois a três estágios de aquecimento :
| Estágio | Temperatura (°C) | Finalidade |
|---|---|---|
| Pré-aqueça 1 | 450–550°C | Remova tensões residuais, evite rachaduras |
| Pré-aqueça 2 | 750–850°C | Distribuição uniforme de calor |
| Pré-aquecimento 3 (opcional para ferramentas grandes) | 850–900°C | Prepare-se para uma rápida transição para a austenitização |
Aqueça a ferramenta lentamente para evitar gradientes de temperatura interna.
Mantenha em cada estágio de pré-aquecimento até que a temperatura central esteja equalizada.
Matrizes grandes (espessura de seção >500 mm) devem usar pré-aquecimento de 3 estágios.
A austenitização transforma o aço em uma estrutura endurecida capaz de atingir resistência a altas temperaturas.
H13 / SKD61 / 1.2344: 1000–1050°C
H11 / 1,2343: 1000–1030°C
3Cr2W8V: 1020–1060°C
H21: 1080–1200°C
Manter até completa equalização da temperatura:
1 minuto por mm de espessura (mínimo)
Evite a imersão excessiva – leva ao engrossamento dos grãos.
Fornalha a vácuo ou atmosfera inerte preferida
Evitar oxidação/descarbonetação
| Grau | Pré-aquecimento 1 | Pré-aquecimento 2 | Austenitização | Método de têmpera |
|---|---|---|---|---|
| H13 | 550–600°C | 850–900°C | 1010–1050°C | Ar / Gás / Petróleo |
| H11 | 550–600°C | 850–900°C | 1000–1030°C | Ar/Gás |
| H21 | 600–650°C | 900–950°C | 1150–1200°C | Ar |
| 3Cr2W8V | 600–650°C | 900–950°C | 1050–1100°C | Óleo / Ar |
| 5CrNiMo | 550–600°C | 850–900°C | 880–930°C | Óleo |
A têmpera transforma a austenita em martensita.
Ar forçado (mais recomendado para H13, H11)
Têmpera com gás nitrogênio (forno a vácuo)
Têmpera em óleo (apenas para determinados tipos, usada com cautela)
Evite a têmpera diretamente de >1050°C
Mantenha o resfriamento uniforme
Matrizes grandes requerem resfriamento gradual para reduzir o estresse térmico
O resfriamento deve evitar a região de “nariz suave” da curva TTT/CCT.
O revenido alivia o estresse e estabiliza a martensita para atingir a dureza e tenacidade desejadas.
Sempre 2–3 ciclos
Matrizes grandes: 3 ciclos obrigatórios
520–620°C dependendo da dureza e aplicação desejadas
H13: Dureza alvo 44–52 HRC após revenido
Têmpera imediatamente após a têmpera (abaixo de 80°C).
Reaqueça até a temperatura desejada de têmpera.
Mantenha por no mínimo 2 horas ou 1 hora para cada espessura de 25 mm.
Aumenta a resistência
Reduz a fragilidade
Estabiliza a austenita retida.
| para | recomendadas | finais de dureza | Notas |
|---|---|---|---|
| H13 | 2–3 ciclos a 540–620°C | 46–52 HRC | Vários ciclos de têmpera necessários para estabilidade |
| H11 | 2 ciclos a 550–620°C | 45–50 HRC | Alta tenacidade mantida |
| H21 | 2 ciclos a 650–700°C | 45–54 HRC | Adequado para calor extremo |
| 3Cr2W8V | 2 ciclos a 550–600°C | 45–50 HRC | Alta resistência ao desgaste |
| 5CrNiMo | 2 ciclos a 500–550°C | 40–48 HRC | Forjamento de impacto otimizado |
Realizado após usinagem de desbaste ou soldagem.
600–650°C , mantenha por 1–2 horas
Deixe esfriar lentamente no forno
Útil para:
Grandes blocos de dados
Inserções de cavidade complexa
Superfícies usinadas por EDM
| Tipo de aço | Temperatura inicial de forja (°C) | Temperatura final de forja (°C) | método de resfriamento | Notas sobre |
|---|---|---|---|---|
| H13/1.2344/SKD61 | 1050–1150 | 850–900 | Resfriamento lento do forno | Evite superaquecimento acima de 1180°C |
| H11/1.2343 | 1050–1120 | 800–850 | Resfriamento de cinza ou areia | Boa tenacidade para matrizes de impacto |
| 3Cr2W8V | 1000–1100 | 800–850 | Ar fresco | Excelente resistência ao desgaste |
| 5CrNiMo | 1000–1100 | 820-850 | Forno legal | Usado para matrizes de martelo |
| H21 | 1100–1200 | 900–950 | Ar fresco | Alta resistência a quente, difícil de forjar |
O superaquecimento causa grãos grossos e rachaduras.
Evite o resfriamento rápido — causa tensões internas.
Execute o recozimento após o forjamento.
Após o revenido final, os tratamentos de superfície melhoram a fadiga térmica e a resistência à erosão:
Nitretação a gás
Nitretação de íons (plasma)
Revestimentos PVD (TiN, CrN, AlCrN)
Revestimento TD (carboneto de vanádio)
Verificação de calor reduzida
Melhor resistência à soldagem (fundição sob pressão)
Maior resistência ao desgaste.
Endurecimento excessivo
Formação de fissuras
Austenita retida
Descarbonetação
Pontos fracos
Grosseiro de grãos
Estágios corretos de pré-aquecimento
Controle preciso de temperatura
Evite molhar demais
Utilize atmosfera controlada
Método de extinção adequado
Têmpera imediata
A usinagem de aços para ferramentas para trabalho a quente, como H13, H11, H21, SKD61, 1.2344, 3Cr2W8V, requer controle cuidadoso das velocidades de corte, avanços, materiais da ferramenta e condições de resfriamento. Esses aços normalmente contêm elementos de liga Cr-Mo-V, apresentam alta resistência a quente e podem atingir níveis de dureza de 40-52 HRC após tratamento térmico, tornando a usinagem mais exigente do que os aços carbono padrão.
Parâmetros de usinagem bem controlados garantem:
Desgaste reduzido da ferramenta
Integridade de superfície estável
Risco mínimo de microfissuras
Menor tensão residual
Maior vida útil da matriz
| do parâmetro de | sobre a faixa recomendada | Notas |
|---|---|---|
| Velocidade de corte (Vc) | 60–90m/min | Para material recozido (≤220 HB) |
| Alimentação por dente (fz) | 0,06–0,15 mm/dente | Ferramentas maiores → avanço maior |
| Profundidade de corte (ap) | 2–5mm | Garanta a rigidez da máquina |
| Material da ferramenta | Carboneto (revestimento TiAlN) | Requer revestimento resistente ao calor |
| Refrigerante | Ar + MQL recomendado | Evite choque térmico |
| do parâmetro | de faixa recomendada | Notas |
|---|---|---|
| Velocidade de corte (Vc) | 80–120m/min | Um pouco mais alto para um acabamento mais fino |
| Alimentação por dente (fz) | 0,04–0,10 mm/dente | |
| Profundidade de corte (ap) | 0,8–1,5mm | Carga de chip balanceada |
| Material da ferramenta | Carboneto (TiSiN, AlTiN) | Reduz o desgaste da cratera |
| Refrigerante | Seco / MQL | O refrigerante de inundação pode causar rachaduras |
| Parâmetro | Faixa Recomendada | Notas |
|---|---|---|
| Velocidade de corte (Vc) | 140–200m/min | Para aços endurecidos para trabalho a quente |
| Alimentação por dente (fz) | 0,02–0,06 mm/dente | Carga de chip pequena para reduzir trepidação |
| Profundidade de corte (ap) | 0,2–0,6 mm | |
| Material da ferramenta | Metal duro de alto desempenho, nanorrevestimento | AlTiN-Nano melhor para aço temperado |
| Refrigerante | Somente corte a seco | Evitar choque térmico |
| Operação | Velocidade de corte | Taxa de avanço | Profundidade de corte | Classe da pastilha |
|---|---|---|---|---|
| Torneamento Bruto | 120–180m/min | 0,20–0,40 mm/rotação | 2–4mm | Metal duro com revestimento CVD |
| Semi-acabamento | 150–220m/min | 0,15–0,30 mm/rotação | 1–2mm | Carboneto de TiAlN |
| Terminar o torneamento | 200–280m/min | 0,10–0,20 mm/rotação | 0,2–1,0mm | Metal duro com revestimento PVD |
| Operação | Velocidade de corte | Taxa de avanço | Profundidade de corte | Classe da pastilha |
|---|---|---|---|---|
| Torneamento Difícil | 110–180m/min | 0,05–0,18 mm/rotação | 0,1–0,5mm | CBN ou PCBN |
| Acabamento | 150–200m/min | 0,03–0,12 mm/rotação | 0,05–0,25mm | CBN (geometria do limpador) |
Nota: O torneamento duro pode substituir o desbaste leve para determinados componentes da matriz.
| Tipo de Broca | Velocidade de Corte | sobre Taxa de Avanço | Notas |
|---|---|---|---|
| Broca HSS | 12–18m/min | 0,10–0,20 mm/rotação | Somente para aço recozido macio |
| Broca de metal duro | 45–70m/min | 0,05–0,12 mm/rotação | Para H13 pré-endurecido |
| Perfuração Profunda | 40–55m/min | Reduzir a alimentação em 30% | Use refrigerante de alta pressão |
A retificação de aço endurecido para trabalho a quente (48–52 HRC) requer um controle cuidadoso para evitar queimaduras de retificação, microfissuras e pontos fracos.
| Tipo de disco Peça | Condição da peça | Velocidade do disco | de alimentação | Refrigerante |
|---|---|---|---|---|
| Al2O3 | Recozido | 30–35m/s | Normal | Emulsão |
| CBN | Endurecido | 55–70m/s | Luz | Refrigerante de inundação necessário |
Principais recomendações de moagem:
Evite calor excessivo → evita o endurecimento da superfície
Vista a roda regularmente
Evite ficar em uma posição
Use rodas de grau macio para aço endurecido
A EDM pode causar:
Camada de reformulação
Microfissuras
Resistência à fadiga reduzida
Dureza alterada
| do modo EDM | de descarga | de duração do pulso | Notas |
|---|---|---|---|
| Desbaste | Fluxo alto | Pulso longo | Remove material rapidamente |
| Semi-acabamento | Fluxo médio | Pulso médio | Reduzir a zona afetada pelo calor |
| Concluir EDM | Fluxo baixo | Pulso curto | Minimizar camada de reformulação |
O pós-EDM deve ser seguido por:
Polimento
Desbaste / lapidação leve
Revenido a 550–580°C (alívio de tensão)
Use axial alto e radial baixo para estabilidade corte
Evite ranhuras quando possível
Usar percursos trocoidais (dinâmicos)
Aplicar carga de cavaco constante
Escolha um balanço de ferramenta mais curto
Use suportes retráteis para acabamento
| Problema | Causa | Solução |
|---|---|---|
| Lascamento de ferramenta | Engate radial excessivo | Use estratégia de alto eixo |
| Formação de rebarbas | Baixa velocidade de corte | Aumente Vc, use uma ferramenta mais afiada |
| Queimadura superficial | Líquido refrigerante incorreto | Mude para seco ou MQL |
| Rachaduras após EDM | Camada de reformulação | Temperamento após EDM |
| Conversa | Balanço da ferramenta muito longo | Reduza a extensão, aumente a rigidez |
A usinagem de aços para ferramentas para trabalho a quente requer parâmetros de corte otimizados, configurações rígidas, ferramentas resistentes ao calor e condições térmicas controladas. A usinagem correta impacta diretamente o desempenho da matriz, reduzindo modos de falha, como verificação de calor, trincas, erosão e deformação.
Causa: Altos gradientes térmicos
Solução:
Aço com maior condutividade térmica
Resfriamento otimizado da matriz
Causa: Alta tensão residual
Solução:
Pré-aquecimento adequado
Vários ciclos de têmpera
Causa: Alta temperatura da superfície
Solução:
Resfriamento aprimorado
Temperatura de têmpera mais alta
Causa: Fluxo de metal fundido
Solução:
Nitretação
Revestimentos PVD
Um fornecedor automotivo de nível 1 apresentou falha prematura em pastilhas de fundição sob pressão H13 após aproximadamente 20.000 ciclos (vida útil esperada: 80.000–120.000 ciclos).
Verificação de calor na superfície da cavidade
Erosão significativa na área de entrada de metal
Rachaduras se desenvolveram ao redor dos canais de resfriamento
Redução da dureza de 48 HRC para 38 HRC
1. Temperamento incorreto
As pastilhas foram revenidas apenas uma vez a 550°C.
O padrão da indústria para H13 exige:
2–3 ciclos de têmpera
Cada ciclo: 2–3 horas
A têmpera única deixou a austenita retida, diminuindo a resistência à fadiga.
2. Resfriamento inadequado da matriz
Os canais de resfriamento foram posicionados muito próximos da cavidade, criando:
Altos gradientes térmicos
Choque térmico
Verificação de calor acelerada
3. Projeto de fluxo de metal fundido deficiente
O impacto do jato de alumínio em um canto agudo causou erosão localizada.
4. Nitretação insuficiente
A superfície carecia de camada nitretada protetora → oxidação e erosão aceleradas.
Tratamento térmico revisado
Austenitizar a 1030°C
Têmpera 3× a 580°C
Dureza final: 48–50 HRC
Otimização do Sistema de Refrigeração
Aumento da distância do canal em 4 mm
Mudou de resfriamento turbulento para laminar
Engenharia de superfície
Nitretação plasmática para 12–15 µm
Revestimento PVD aplicado (CrN)
Redesenho de fluxo de metal
Introduzidos raios de canto suaves
Velocidade de impacto reduzida em 22%
| Métrica | antes | depois |
|---|---|---|
| Morra vida | 20.000 tiros | 118.000 tiros |
| Verificação de calor | Forte | Mínimo |
| Erosão | Pesado | Reduzido 70% |
Os aços para ferramentas para trabalho a quente são essenciais para moldes de fundição sob pressão de alumínio, zinco e magnésio. Sua resistência à fadiga térmica reduz a resistência ao calor e a boa resistência a quente minimiza a deformação durante ciclos repetidos de injeção. H13 e 8407 ESR dominam esta indústria devido à sua longa vida útil da matriz, usinabilidade e dureza estável à temperatura.
Alumínio
Zinco
Magnésio
Componentes:
Núcleos, inserções, buchas de canal, controles deslizantes
Os componentes comuns de fundição sob pressão feitos de aços do tipo H13 incluem:
Núcleos e cavidades
Pinos ejetores
Buchas de entrada
Inserções de portão
Blocos deslizantes
As matrizes de extrusão de alumínio exigem resistência ao desgaste a quente e tenacidade para suportar pressões de até 80–120 MPa. Classes de alta resistência, como H13 ESR e 3Cr2W8V, são usadas para:
Matrizes de perfil
Mandris
Morrer anéis
Blocos espaçadores
Forros de contêineres
A condutividade térmica do aço afeta significativamente a precisão dimensional e a vida útil da matriz.
As matrizes de forjamento sofrem forças de alto impacto e rápida transferência de calor a partir de tarugos quentes. H11, H13 e 5CrNiMo são comumente usados.
As aplicações incluem:
Forjamento em matriz fechada
Martelo e matrizes de prensa
Socos
Bigornas
Ferramentas de corte
Os aços para trabalho a quente são essenciais para:
Plugues perfurantes
Barras de mandril
Rolando dados
Classes como H13 e 3Cr2W8V oferecem alta resistência ao desgaste em ambientes de perfuração e laminação a 900–1200°C.
Usado em lâminas de cisalhamento a quente, ferramentas de corte a quente e ferramentas para moldagem de cobre, latão e aço sob alta temperatura.
Selecionar o aço para ferramentas para trabalho a quente correto é uma das decisões mais críticas no projeto e fabricação de matrizes. A classe correta melhora significativamente a vida útil da matriz, reduz a verificação de calor, minimiza falhas catastróficas e reduz os custos operacionais totais. A seleção incorreta geralmente leva a rachaduras prematuras, amolecimento, deformação e aumento dos custos de manutenção.
Esta seção fornece um guia abrangente de nível de engenheiro para selecionar aço para ferramentas de trabalho a quente para matrizes de forjamento, matrizes de fundição sob pressão, ferramentas de extrusão, cisalhamento a quente, mandris, punções e outras aplicações de conformação em alta temperatura.
Diferentes aplicações de trabalho a quente impõem diferentes tensões térmicas e mecânicas. A primeira etapa de seleção é definir o ambiente operacional com os seguintes parâmetros:
Temperatura de trabalho (temperatura contínua e de pico)
Frequência do ciclo/gravidade do ciclo térmico
Pressão de contato/carga mecânica
Carga de impacto
Geometria da ferramenta （cantos agudos vs. seções grossas）
Resistência ao desgaste necessária
Exposição a metal fundido (para fundição sob pressão)
Requisito de transferência de calor
Vida útil esperada da ferramenta/comprimento de percurso
| Tipo de aplicação | Condição de tensão típica | Requisito de aço |
|---|---|---|
| Fundição sob pressão de alumínio | Choque térmico extremo | Alta resistência à fadiga térmica |
| Fundição sob pressão de zinco | Temperatura moderada e erosão | Boa resistência ao desgaste |
| Fundição de latão/cobre | Maior erosão | Alta resistência à temperatura |
| Forjamento a Quente | Alto impacto + alta temperatura | Alta tenacidade + resistência a quente |
| Extrusão a Quente | Fricção e desgaste severos | Alta resistência ao desgaste |
| Corte a quente | Impacto extremo | Resistência muito alta |
| Mangas e Mandris | Compressão contínua | Resistência à fluência |
Cada classe de aço para trabalho a quente possui um equilíbrio exclusivo das seguintes propriedades principais:
Dureza – resistência a lascas ou rachaduras
Resistência a quente – capacidade de manter a dureza em altas temperaturas
Resistência à fadiga térmica – resistência à verificação de calor
Resistência ao desgaste – proteção contra erosão/abrasão
Condutividade Térmica – capacidade de dissipar calor
Temperabilidade – capacidade de endurecer uniformemente em grandes seções
Resistência ao choque – capacidade de resistir ao impacto
| do aplicativo | Propriedades mais importantes |
|---|---|
| Fundição sob pressão (Al, Mg) | Resistência à fadiga térmica, condutividade térmica |
| Forjamento a Quente | Dureza, força quente |
| Fundição de latão/cobre | Resistência à erosão, alta dureza a quente |
| Matrizes de Extrusão | Resistência ao desgaste, resistência à compressão |
| Lâminas de cisalhamento a quente | Resistência ao choque, tenacidade |
| Mandris e Mangas | Resistência à fluência, resistência a quente |
Melhor equilíbrio geral entre tenacidade, fadiga térmica e resistência
Ideal para fundição de alumínio, matrizes de forjamento, matrizes de extrusão
Faixa de dureza: 44–52 HRC
Quando escolher:
Se não tiver certeza, os aços do tipo H13 são a escolha mais segura e versátil.
Maior tenacidade que H13
Dureza a quente ligeiramente inferior
Melhor para aplicações de forjamento com alto impacto
Quando escolher:
Para martelos de forjamento, ferramentas de alto impacto ou matrizes grandes com tendência a rachar.
Dureza a quente muito elevada e resistência ao amolecimento
Menor tenacidade que H13/H11
Quando escolher:
Para corte a quente, lâminas de corte a quente e aplicações em temperaturas extremamente altas.
Alta resistência ao desgaste
Muito boa resistência a altas temperaturas
Um pouco menos tenacidade que H13
Quando escolher:
Para matrizes de extrusão, matrizes de fundição de latão e aplicações onde o atrito é severo.
Boa resistência
Menor teor de liga
Menor resistência à fadiga térmica
Quando escolher:
Para ferramentas de trabalho a quente de baixo custo, forjamento em baixa temperatura ou matrizes simples.
Diferentes operações requerem diferentes faixas de dureza.
| de aplicação | Faixa de dureza |
|---|---|
| Fundição sob pressão de alumínio | 44–48 HRC |
| Matrizes de forjamento a quente | 42–52 HRC |
| Matrizes de Extrusão | 46–52 HRC |
| Lâminas de cisalhamento a quente | 50–54 HRC |
| Mandris | 46–52 HRC |
| Mangas | 38–44 HRC |
Dureza muito alta → risco de rachaduras
Dureza muito baixa → amolecimento, deformação, falha de carga.
Blocos de matriz grandes requerem aços com:
alta temperabilidade
dureza uniforme da superfície ao núcleo
| de grau de | temperabilidade | Recomendação de seção máxima de |
|---|---|---|
| H13 | Excelente | Até 400–500 mm |
| H11 | Muito bom | Até 350mm |
| H21 | Moderado | Para seções mais finas |
| 3Cr2W8V | Bom | Matrizes de tamanho médio |
Se suas matrizes excederem 400 mm de espessura , sempre selecione classes de alta temperabilidade (H13/1.2344 ou variantes ESR/VAR refundidas).
Os aços para ferramentas premium melhoram a confiabilidade:
ESR (Eletroescória Refundida)
VAR (arco a vácuo fundido novamente)
Carbonetos mais finos
Inclusões inferiores
Resistência melhorada
Risco reduzido de rachaduras
Maior vida útil
Recomendação:
Para fundição sob pressão de alta cavidade ou extrusão de alta velocidade → escolha sempre a qualidade ESR/VAR.
Diferentes tipos de aço requerem janelas de tratamento térmico específicas:
Temperatura de austenitização
Tipo de extinção
Temperatura de têmpera
Têmpera dupla/tripla
Alívio do estresse
O tratamento térmico incorreto leva a:
verificação de calor
fragilidade
pontos fracos
falha prematura
Verifique as tabelas de tratamento térmico do fabricante antes da seleção final.
Escolha: H13 / SKD61 / 1.2344 (ESR)
Por que: Melhor equilíbrio entre fadiga térmica e tenacidade
Escolha: H11 / 1.2343
Por quê: Alta tenacidade à fratura
Escolha: 3Cr2W8V ou H13 (ESR)
Por quê: Alta resistência ao desgaste
Escolha: H21
Por quê: Dureza vermelha superior
| de erro de erro | Consequência |
|---|---|
| Escolhendo dureza muito alta | Morrer rachando |
| Usando aço não refundido para cargas extremas | Inclusões internas → falha prematura |
| Selecionando H13 para forjamento de alto impacto | Lascas, quebra de borda |
| Usando H21 onde a tenacidade é necessária | Fratura catastrófica |
| Temperamento incorreto | Resistência a quente reduzida |
| Com vista para a condutividade térmica | Maior verificação de calor |
Antes de finalizar, verifique:
Perfil de temperatura de aplicação
Nível de resistência necessário
Necessidades de resistência ao desgaste
Taxa de resfriamento e níveis de choque térmico
Complexidade da geometria da ferramenta
Tamanho do bloco da matriz (endurecimento)
Tratamento de superfície necessário (nitretação, PVD)
Requisito de orçamento versus ESR/VAR
Vida útil esperada da ferramenta
Uma seleção correta do aço pode melhorar a vida útil da matriz em 2–5×.
| classificação de comparação de materiais | de recomendação de ferramenta de | velocidade de corte | Notas de |
|---|---|---|---|
| H13 | Pastilhas de metal duro | 70–120m/min | Requer refrigerante |
| H11 | Pastilhas de metal duro | 80–130m/min | Mais fácil de usinar |
| H21 | Cerâmica / carboneto | 40–80m/min | Alta dureza |
| 3Cr2W8V | Carboneto | 50–90m/min | Carbonetos abrasivos reduzem a vida útil da ferramenta |
| 5CrNiMo | HSS / Metal Duro | 90–150m/min | Boa usinabilidade |
Os aços para ferramentas para trabalho a quente desempenham um papel indispensável nas indústrias de conformação em alta temperatura. Compreender a seleção do tipo de aço, o tratamento térmico e os mecanismos de falha é fundamental para maximizar o desempenho da ferramenta e prolongar a vida útil da matriz. Com tecnologia ESR avançada, design de liga aprimorado e gerenciamento térmico otimizado, os aços modernos para trabalho a quente continuam a evoluir para atender às demandas da fabricação automotiva, aeroespacial e industrial pesada.
| de Termo | de Definição | / Contexto de Aplicação |
|---|---|---|
| Aço para ferramentas de trabalho a quente | Uma categoria de aço para ferramentas projetada para manter a dureza, a tenacidade e a resistência quando exposta a altas temperaturas (400–700°C). | Usado em fundição sob pressão, forjamento, extrusão e lâminas de cisalhamento a quente. |
| Fadiga Térmica | Rachaduras causadas por ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento. | Modo de falha grave em matrizes de fundição sob pressão. |
| Verificação de calor | Fissuras superficiais finas causadas por fadiga térmica. | Comum em fundição de alumínio. |
| Dureza Quente | Capacidade de reter a dureza em temperaturas elevadas. | Crítico para matrizes expostas a metal fundido. |
| Dureza Vermelha | Dureza do aço sob condições de calor. | Especialmente alto em aços de tungstênio como o H21. |
| Temperabilidade | Capacidade de atingir dureza uniforme em toda a seção transversal após têmpera. | Importante para grandes blocos de matrizes. |
| Austenitização | Aquecimento do aço para formar austenita antes da têmpera. | A temperatura varia de acordo com o grau (H13 ~ 1020–1050°C). |
| Têmpera | Resfriamento rápido para endurecer o aço. | Têmpera a óleo, ar ou polímero usada dependendo do aço. |
| Temperamento | Reaquecimento do aço temperado para melhorar a tenacidade e reduzir a fragilidade. | Os aços para trabalho a quente geralmente requerem 2–3 ciclos de revenimento. |
| Endurecimento Secundário | Aumento da dureza durante o revenido devido à precipitação de carboneto. | H13 se beneficia do endurecimento secundário a ~550°C. |
| ESR (Refusão de Eletroescória) | Um processo de refusão que reduz inclusões e melhora a limpeza e a tenacidade. | Recomendado para matrizes de alto desempenho. |
| VAR (refusão por arco a vácuo) | Técnica de refusão de alta pureza que aumenta a resistência à fadiga e a tenacidade. | Usado para aços premium para trabalho a quente. |
| Choque Térmico | Mudança repentina de temperatura causando tensão e rachaduras. | A fundição sob pressão sofre choque térmico severo. |
| Resistência à fluência | Capacidade de resistir à deformação sob altas temperaturas ao longo do tempo. | Importante para mandris, machos e matrizes de extrusão. |
| Resistência ao desgaste | Capacidade de resistir à abrasão, erosão e fricção. | Crucial para matrizes de extrusão e forjamento. |
| Carbonetos | Partículas duras formadas por carbono e elementos de liga. | Melhore a resistência ao desgaste, mas reduza a tenacidade se for grosseiro. |
| Martensita | Microestrutura dura formada após têmpera. | Estrutura base para desempenho em aço ferramenta. |
| Austenita Retida | Austenita remanescente após têmpera; reduz a estabilidade dimensional. | Requer têmpera ou tratamento criogênico. |
| Resistência | Resistência a fissuras e lascas sob impacto. | As classes H11 e ESR oferecem alta tenacidade. |
| Carga de Impacto | Força repentina aplicada às ferramentas durante o forjamento ou cisalhamento. | Impulsiona a escolha do material para matrizes de alto impacto. |
| Erosão | Perda de material devido ao fluxo ou fricção do metal fundido. | Severo em fundição e extrusão de cobre/latão. |
| Morrer Soldagem | Alumínio fundido aderindo à superfície da matriz durante a fundição. | Controlado por temperatura e tratamento de superfície. |
| Condutividade Térmica | Capacidade do aço de transferir calor. | Maior condutividade reduz a verificação de calor. |
| Nitretação | Processo de endurecimento superficial introduzindo nitrogênio para formar camadas duras. | Melhora a resistência ao desgaste e à erosão. |
| Revestimento PVD | Revestimentos duros finos (por exemplo, TiN, CrN) aplicados para aumentar a dureza da superfície e reduzir o atrito. | Usado em núcleos e pinos de fundição sob pressão. |
| Recozimento | Tratamento suavizante para usinagem e alívio de tensões. | Aços para trabalho a quente normalmente recozidos a ≤ 220 HB. |
| Alívio do estresse | Aquecimento controlado para reduzir tensões internas após usinagem ou EDM. | Evita rachaduras antes do serviço. |
| Camada de reformulação EDM | Camada superficial endurecida formada após usinagem por descarga elétrica. | Deve ser removido ou temperado para evitar rachaduras. |
| Resistência ao Calor | Capacidade de suportar altas temperaturas sem perder resistência. | Crítico para matrizes expostas a metal fundido. |
| Faixa de temperatura de forjamento | Janela de temperatura recomendada para forjamento de aço ferramenta. | Por exemplo, H13: 950–1100°C. |
| Forjamento Isotérmico | Forjamento sob condições constantes de temperatura da matriz. | Reduz o choque térmico na matriz. |
| Lascando | Pequenas fraturas ou pedaços quebrando as bordas da ferramenta. | Comum em aços insuficientemente tenazes. |
| Deformação Plástica | Distorção permanente devido a calor elevado ou dureza insuficiente. | O amolecimento da matriz resulta em deflexão ou colapso. |
| Força Quente | Força retida em temperatura elevada. | Chave para matrizes de extrusão e forjamento. |
| Vida de fadiga | Tempo até a falha causada por ciclos de tensão repetidos. | Melhorado pelo grau de aço adequado e tratamento térmico. |
| Integridade de Superfície | Condição da superfície da matriz após usinagem ou EDM. | Influencia a resistência à fadiga térmica. |
| Vida útil da ferramenta | Duração que uma ferramenta ou matriz funciona antes da falha. | Principal fator de custo em ferramentas para trabalho a quente. |
| Inclusões | Partículas não metálicas no aço. | Reduza a tenacidade; minimizado por ESR/VAR. |
| Elementos de Liga | Elementos adicionados para melhorar o desempenho (Cr, Mo, V, W, Ni). | Definir categoria e comportamento do aço. |
| Carburação | Absorção de carbono no aço; prejudicial para o trabalho a quente morre. | Leva à fragilidade na superfície. |
| Escala de oxidação | Oxidação da superfície devido à alta temperatura. | Mais severo em aços com baixo teor de Cr. |
Sim. O aço para ferramentas é projetado especificamente para ser tratado termicamente . O tratamento térmico é o que confere aos aços para ferramentas sua alta dureza, resistência e resistência ao desgaste.
As etapas típicas de tratamento térmico para aços ferramenta são:
Pré-aquecimento – para reduzir o choque térmico e equalizar a temperatura.
Austenitização (temperatura de endurecimento) – aquecimento a uma temperatura crítica onde a austenita se forma.
Têmpera – resfriamento controlado (ar, óleo, gás ou sal) para formar martensita.
Revenimento – reaquecimento abaixo da temperatura crítica para melhorar a tenacidade, estabilizar a martensita e reduzir a fragilidade.
Para aços para ferramentas para trabalho a quente (como H13, H11, H21), o tratamento térmico é fundamental para alcançar um equilíbrio entre:
Dureza quente
Resistência
Resistência à fadiga térmica
Sem tratamento térmico adequado, mesmo o melhor tipo de trabalho a quente falhará prematuramente em serviço.
A rigor, o 4140 não é classificado como aço para ferramentas . É uma liga de aço cromo-molibdênio , frequentemente usada para:
Eixos
Engrenagens
Parafusos
Peças de engenharia geral
Tem:
Boa resistência
Boa temperabilidade
Resistência moderada ao desgaste
No entanto, falta-lhe a alta resistência ao desgaste e a resistência a quente necessárias para a maioria das aplicações de aço para ferramentas, especialmente para matrizes para trabalho a quente..
Você pode ver o 4140 usado ocasionalmente em ferramentas a quente de baixa tensão ou como material de suporte/suporte, mas se você precisar de um aço para matrizes para trabalho a quente real , classes como H13, H11, 3Cr2W8V, 5CrNiMo são muito mais apropriadas.
O aço ferramenta D2 na condição recozida normalmente tem:
Dureza em torno de 190–230 HB (≈ 20–25 HRC)
Neste estado suave, é:
Mais fácil de usinar
Adequado para desbaste e modelagem
Após o endurecimento e revenido , o D2 é geralmente usado em:
58–62 HRC para aplicações de trabalho a frio
Nota: D2 é um aço para ferramentas para trabalho a frio , não um aço para trabalho a quente. Ele tem um desempenho ruim em altas temperaturas em comparação com aços para trabalho a quente do tipo H13.
4140 e D2 são materiais muito diferentes:
Aço de liga 4140:
Tipo: Liga de aço Cr-Mo de uso geral
Dureza (temperada e revenida): ~28–45 HRC
Força: Alta tenacidade
Resistência ao desgaste: Moderada
Resistência à temperatura: Não adequado para temperaturas de ferramenta muito altas
Usos típicos: Eixos, engrenagens, peças estruturais
Aço ferramenta D2:
Tipo: aço para ferramentas de trabalho a frio com alto teor de carbono e alto cromo
Dureza (em uso): 58–62 HRC
Resistência ao desgaste: Muito alta
Resistência: inferior a 4140
Resistência à temperatura: Bom para ferramentas à temperatura ambiente, mas não para trabalho a quente
Usos: Punções, matrizes, facas, corte a frio, ferramentas de corte
Para seleção de aço para matrizes para trabalho a quente , nem 4140 nem D2 são ideais; Os aços do tipo H13 são normalmente preferidos.
Sim, o aço para ferramentas D2 pode enferrujar.
D2 contém alto cromo (~12%) , o que confere alguma resistência à corrosão.
No entanto, não é um verdadeiro aço inoxidável , porque carece de Cr suficiente em solução sólida e possui um grande volume de carbonetos de cromo.
Se for deixado desprotegido num ambiente húmido ou corrosivo, o D2 oxidará. Em ambientes de trabalho a quente, raramente é utilizado porque:
Ele é otimizado para resistência ao desgaste a frio, não à fadiga térmica.
Sim. Como outros aços para ferramentas, o A2 deve ser endurecido e revenido para atingir as propriedades projetadas.
No estado recozido, A2 é usinável, mas relativamente macio.
Após o endurecimento e revenimento, o A2 geralmente atinge 57–62 HRC , com boa estabilidade dimensional.
A2 é um aço para ferramentas para trabalho a frio que endurece ao ar , não um aço para trabalho a quente. Para aplicações de alta temperatura, as classes de trabalho a quente (H13, H11) são mais adequadas.
A temperatura de endurecimento (temperatura de austenitização) depende do tipo de aço ferramenta:
Tipo O (endurecimento em óleo) : ~780–820°C
Tipo A (endurecimento ao ar) : ~950–980°C (A2)
Tipo D (trabalho a frio com alto Cr) : ~1000–1040°C (D2)
Aços para ferramentas para trabalho a quente (por exemplo, H13) : ~1000–1050°C
Para aço ferramenta para trabalho a quente , temperaturas típicas de austenitização:
H13 / 1.2344 / SKD61 : 1000–1050°C
H11 / 1,2343 : 1000–1030°C
H21 : 1080–1200°C
Siga sempre a ficha técnica do fabricante do aço e utilize:
Pré-aquecimento em várias etapas
Tempo de espera correto
Têmpera imediata após têmpera
Na metalurgia clássica, os quatro tipos básicos de tratamento térmico são:
Recozimento – Amolecimento do aço, aliviando tensões internas, melhorando a usinabilidade.
Normalização – Produzindo uma microestrutura uniforme e refinando o tamanho do grão.
Endurecimento (têmpera) – Aquecimento até a temperatura de austenitização e resfriamento rápido para formar martensita.
Têmpera – Reaquecimento do aço endurecido para reduzir a fragilidade e melhorar a tenacidade.
Para aço ferramenta para trabalho a quente , a normalização é menos comum; a maioria dos processos se concentra em:
Recozimento (ou recozimento suave)
Austenitização (endurecimento)
Têmpera
Vários ciclos de têmpera
Alívio do estresse
Sim, a têmpera em óleo pode endurecer o aço – mas apenas se:
O aço tem carbono suficiente (geralmente >0,3–0,4%)
A temperatura de endurecimento correta é usada
O projeto do aço considera a têmpera em óleo (por exemplo, aços-ferramenta da série O, alguns aços-liga)
No entanto:
Muitos aços para ferramentas para trabalho a quente (por exemplo, H13, H11) são geralmente endurecidos ao ar ou temperados a gás, e não temperados a óleo, para reduzir a tensão térmica e o risco de trincas.
O uso de têmpera em óleo em classes de endurecimento ao ar pode causar rachaduras.
Não, mas o aço rápido (HSS) é um subconjunto dos aços para ferramentas.
Aço ferramenta : ampla categoria incluindo trabalho a frio, trabalho a quente, aços para moldes de plástico e aços rápidos.
Aço rápido : Grupo especial de aços para ferramentas (como M2, M42) projetados para ferramentas de corte que operam em altas velocidades e temperaturas elevadas.
Principais recursos do HSS:
Dureza muito alta (até 64–68 HRC)
Alta dureza vermelha
Usado para ferramentas de corte, brocas, machos, fresas de topo
Aços para matrizes para trabalho a quente (como H13) são aços para ferramentas, mas não são aços rápidos.
Nenhum aço para ferramentas é 100% imune à ferrugem, mas alguns são muito mais resistentes à corrosão :
Aços inoxidáveis para ferramentas : exemplos incluem
AISI440C
AISI 420 (modificado)
Alguns aços para ferramentas inoxidáveis para moldes de plástico
D2 : Muitas vezes chamado de “semi-inoxidável” devido ao seu alto teor de cromo, mas ainda pode enferrujar.
Aços para ferramentas para trabalho a quente, como H13, contêm cromo (≈5%), mas:
Eles não são inoxidáveis
Eles resistem à incrustação em altas temperaturas, mas ainda requerem proteção (óleos, revestimentos, condições de armazenamento) para evitar ferrugem em atmosferas úmidas.
A2 é projetado como um aço para ferramentas endurecível ao ar .
Normalmente é endurecido por têmpera a ar ou gás em torno de 950–980°C.
A têmpera em óleo aumenta o risco de rachaduras devido à taxa de resfriamento excessiva.
Portanto:
A têmpera em óleo A2 geralmente não é recomendada.
O endurecimento ao ar proporciona melhor estabilidade dimensional e menor tensão.
Em condições típicas de trabalho:
O aço ferramenta A2 , após endurecimento e revenido, pode atingir 57–62 HRC.
Aço 4140 , temperado e revenido, geralmente atinge 28–45 HRC.
Então:
Em termos de dureza máxima , , A2 é significativamente mais duro que 4140.
No entanto, o 4140 é mais resistente e mais tolerante, enquanto o A2 é mais resistente ao desgaste.
Ambos não são adequados como aços para matrizes para trabalho a quente quando comparados às classes do tipo H13 para aplicações em altas temperaturas.
Em geral:
Aços rápidos (HSS) como M2, M42 podem atingir 64–68 HRC.
Ferramentas de metal duro (não de aço, mas frequentemente usadas em ferramentas) são ainda mais duras.
Alguns aços para ferramentas para trabalho a frio (como classes especiais resistentes ao desgaste) também podem atingir dureza muito alta.
Em típicas de aço para ferramentas para trabalho a quente : aplicações
A dureza é geralmente limitada a 44–54 HRC , porque uma dureza mais elevada reduz a tenacidade e aumenta o risco de fissuras sob choque térmico.
Portanto, o “aço mais duro” nem sempre é o “melhor” para trabalho a quente – é necessário um equilíbrio entre dureza, tenacidade e resistência térmica.
Uma classificação comum por composição divide os aços em quatro tipos principais:
Aço carbono
Liga de aço
Aço inoxidável
Aço ferramenta
Os aços para matrizes para trabalho a quente se enquadram na categoria 'aço ferramenta' e, mais especificamente, na categoria de aço ferramenta para trabalho a quente..
