Tratamentos termicos

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
Curso de Graduação em Engenharia de Materiais

Metais Ferrosos e Não Ferrosos – EMC 5715
Volume III

Aços para ferramentas e matrizes
Aços para ferramentas e matrizes, de maneira geral, são aços utilizados para
trabalho (corte e remoção de material) e conformação de metais, plásticos e
madeira, cerâmicos, rochas, etc. Do ponto de vistacomposicional, aços para
ferramentas e matrizes são aços ao carbono ou aços ligados os quais podem ser
endurecidos por tratamentos térmicos ou termoquímicos e/ou outro tipo de
recobrimento superficial que resulte em endurecimento.
Como as propriedades requeridas são especiais, aços para ferramentas e matrizes
são, usualmente fundidos em fornos elétricos e passam por rigoroso controle
metalúrgico dequalidade (baixo nível de defeitos internos e superficiais são
requeridos). Embora sejam um fração relativamente pequena do total do aço
produzido, estes aços assumem uma posição estratégica já que são usados para
produzir outros produtos e materiais de engenharia. Algumas aplicações gerais
destes materiais incluem, brocas, laminas de corte, punções, matrizes de extrusão e
ferramentas de corte.Para algumas aplicações, especialmente onde velocidades de
corte extremamente elevadas são requeridas, outros materiais tais como metal duro
e cerâmicas são utilizados como será brevemente considerado nas seções
subsequentes.

Aços para ferramentas e matrizes
A seleção de materiais para ferramentas deve obedecer os seguintes requisitos
fundamentais:
•Dureza à temperatura ambiente;
•Durezaa quente;
•Resistência ao desgaste;
•Tamanho de grão;
•Resistência mecânica e tenacidade;
•Temperabilidade;
•Resistência à oxidação;
•Resistência ao choque térmico;
•Estabilidade química e dimensional em alguns casos;
•Usinabilidade.

Aços para ferramentas e matrizes
Fatores que possibilitam o atendimento dos requisitos fundamentais dos aços para
ferramentas e matrizes:
•Composiçãoquímica;
•Tratamento térmico.

Aços para ferramentas e matrizes
Composição química:
•C – elemento essencial formando carbonetos conferindo dureza à temperatura
ambiente e a elevadas temperaturas e resistência ao desgaste (0,40-2,35%C) ;
•Si, Mn – desoxidantes e dessulfurante (Mn), melhorando a temperabilidade (Mn),
0,5-0,6%;
•Cr – adicionado principalmente para melhorar atemperabilidade. Aumenta a
resistência mecânica, dureza e resistência ao desgaste (5-14%);
•V – quando presente atua como desoxidante, controla o tamanho de grão e
aumenta a temperabilidade. Forma carbonetos muito duros e estáveis a elevadas
temperaturas, dureza a quente (0,25-4,50%);
•W – um dos mais importantes elementos de liga nestes aços. Forma carbonetos,
aumentando as durezas à temperatura ambientee a quente, 600ºC (1,5-20%);
•Co – contribui com o aumento da dureza a quente (5-12%);
•Mo – substituto parcial do W.

Aços para ferramentas e matrizes
Tratamento térmico:
Todos os aços para ferramentas e matrizes são utilizados no estado temperado e
revenido.
Meios de resfriamento:
•Água;
•Ar;
•Óleo;
•Salmoura.

Aços para ferramentas e matrizes
Classificação dos aços paraferramentas e matrizes:
1. Temperáveis em água (W);
2. Resistentes ao choque (S);
3. Para trabalhos a frio ou indeformáveis;
• De baixa liga temperáveis em óleo (O);
• De média liga temperáveis ao ar (A);
• De alta liga temperáveis em óleo ou ao ar (D).
4. Aços para trabalhos a quente (H);
• Ao Cr (H1 – H19);
• Ao W (H20 – H39);
• Ao Mo (H40 – H59).
5. Aços rápidos
• Ao W (T), W + Co;
• AoMo (M), Mo + Co.

Aços para ferramentas e matrizes
1. Aços para ferramentas temperáveis em água (W):
C: 0,60 – 1,40%
Mn, Si: 0,25%
Fonte: CHIAVERINI, V. , 2005

Alguns aços desta classe podem conter ainda pequenos teores de Cr
(0,25-0,50%) e V (0,25-0,50%). T = 200-260°C (amolecimento).

Aços para ferramentas e matrizes
Aplicações típicas:

os aços ao carbono atualmente são...
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