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Aço para ferramentas D3 | Aço para trabalho a frio: propriedades, graus equivalentes, aplicações, formas
- João
O aço D3 é a melhor escolha no grupo de aço para ferramentas de trabalho a frio, reconhecido por sua excelente dureza, durabilidade e capacidade de manter uma borda afiada. Com carbono 2,0-2,4% e cromo 12,0-13,0%, é ideal para ferramentas como matrizes e punções, lidando facilmente com alto estresse e atrito. O D3 é temperado em óleo para endurecimento, mas não pode passar por endurecimento secundário. Sua microestrutura contém grandes quantidades de carbonetos ricos em cromo, que contribuem para sua excelente resistência ao desgaste e durabilidade em aplicações exigentes.
Este artigo aborda as principais propriedades, tratamento térmico, graus equivalentes, especificações, formatos e aplicações do aço D3, ajudando você a fazer uma escolha informada para suas necessidades de ferramentas mais exigentes.
Propriedades do aço para ferramentas de trabalho a frio D3
O aço D3 oferece excelente dureza, resistência ao desgaste e estabilidade, tornando-o ideal para aplicações de ferramentas exigentes. Aqui está uma breve visão geral de suas principais características para lhe dar uma ideia melhor de como ele se sai em aplicações práticas.
Composição química do aço D3
Aqui está a tabela de composição química do aço D3:
| Elemento | Conteúdo (%) |
| Carbono, C | 2.0 – 2.4 |
| Cromo, Cr | 12.0 – 13.0 |
| Manganês, Mn | 0.30 – 0.60 |
| Silício, Si | 0.30 – 0.50 |
| Vanádio, V | 0.10 – 0.30 |
| Fósforo, P | ≤ 0.03 |
| Enxofre, S | ≤ 0.03 |
Propriedades mecânicas do aço D3
Aqui está a tabela das propriedades mecânicas do aço D3:
| Propriedade | Unidades métricas | Unidades imperiais |
| Razão de Poisson | 0.28 | 0.28 |
| Módulo elástico | 210 GPa | 30,5 × 10⁶ psi |
| Resistência à tração | 1.550 – 1.750 MPa | 225 – 254 ksi |
| Resistência ao rendimento | 1.400 – 1.600 MPa | 203 – 232 ksi |
| Resistência ao impacto | 8 – 12 J/cm² | 0,15 – 0,22 ft-lb/pol² |
| Alongamento | 6 – 10% | 6 – 10% |
A alta resistência à tração do aço D3 (1.550 – 1.750 MPa) o torna perfeito para ferramentas que suportam forte estresse e impacto sem deformar.
Propriedades físicas do aço D3
| Propriedade | Unidades métricas | Unidades imperiais |
| Densidade | 7,7 g/cm³ | 0,278 lb/in³ |
| Ponto de fusão | 1.200 – 1.250 °C | 2.192 – 2.282 °F |
| Capacidade térmica específica | 460 J/kg-K | 0,110 Btu/lb·°F |
| Condutividade térmica | 25 W/m·K | 14,5 BTU·pol/h·ft²·°F |
| Coeficiente de expansão térmica | 11,5 µm/m·K | 6,39 × 10⁻⁶ pol/pol·°F |
Com um ponto de fusão entre 1.200 – 1.250 °C, o aço D3 suporta altas temperaturas, tornando-o perfeito para aplicações de ferramentas exigentes. Se a estabilidade térmica for sua prioridade, o aço D2 ou A2 pode oferecer melhor resistência ao calor para exposição prolongada a temperaturas elevadas.
Qual é a dureza do aço D3?
O aço D3 geralmente atinge uma dureza de 58-62 HRC após o processamento térmico correto, proporcionando excelente capacidade de manter um fio afiado.
O que é D3 Super Strength?
A super resistência do aço D3 vem de seu alto teor de carbono e cromo, proporcionando alta resistência ao desgaste, tenacidade e estabilidade dimensional em aplicações de ferramentas exigentes.
Tratamento térmico de aço para trabalho a frio D3
Para o aço D3, o tratamento térmico é a chave para atingir o equilíbrio certo de dureza, tenacidade e resistência ao desgaste. Seguir as etapas corretas de recozimento, têmpera e têmpera ajuda a evitar rachaduras e distorções, ao mesmo tempo em que garante que o aço tenha um bom desempenho em aplicações de alto estresse e alto atrito.
Recozimento
O recozimento do aço D3 ajuda a aliviar tensões internas, tornando-o mais fácil de usinar e processar. Para isso, aqueça o aço a 871 °C (1.600 °F) em um forno de atmosfera controlada e mantenha-o nessa temperatura por 1 a 2 horas. Uma vez terminado, resfrie-o gradualmente a uma taxa não mais rápida do que -6 °C (20 °F) por hora até que o forno fique preto, então deixe o material esfriar no ar.
Pontas:
- Use um forno de atmosfera controlada para evitar a oxidação, que pode degradar as propriedades do material.
- O resfriamento lento é crucial—não apresse o processo para evitar distorção. Evite resfriar muito rápido, pois isso pode causar tensões internas ou rachaduras.
- Inspeção pós-recozimento: Após o resfriamento, inspecione visualmente o material para quaisquer sinais de rachaduras ou defeitos, especialmente se houve resfriamento rápido. Quaisquer problemas aqui podem exigir refazer o processo ou ajustar as taxas de resfriamento.
Têmpera
Depois que o aço D3 esfria até a temperatura ambiente após o endurecimento, o revenimento é o próximo passo. Esse processo reduz a fragilidade e ajusta a dureza para o melhor equilíbrio entre resistência e tenacidade. Aqueça o aço no forno de revenimento e aumente a temperatura lentamente até a faixa desejada (geralmente 200-300 °C ou 390-570 °F). Para melhores resultados, revena por cerca de 1 hora por polegada de espessura.
Pontas:
- Vários ciclos de têmpera pode ser necessário para atingir o equilíbrio ideal de dureza e tenacidade, especialmente para peças grossas ou grandes.
- O aquecimento lento ajuda a evitar o estresse térmico e garante que o aço seja processado uniformemente.
- Permitir resfriamento de ar após o revenimento para evitar rachaduras ou dureza irregular. O resfriamento em óleo ou água pode introduzir estresse térmico.
- Verifique a dureza após a têmpera: Use um testador de dureza para garantir que o aço atingiu a dureza desejada após o revenimento.
Endurecimento
Temperar o aço D3 é o que lhe dá sua grande tenacidade e resistência ao desgaste. Para fazer isso corretamente, aqueça o aço a 954°C (1.750°F) e deixe-o de molho por 20-25 minutos, adicionando 5 minutos para cada polegada de espessura. Após a imersão, resfrie o aço em óleo para atingir a dureza necessária. O aço D3 é muito sensível ao superaquecimento, então é importante evitar isso para obter os melhores resultados.
Pontas:
- Garanta um aquecimento uniforme em toda a seção de aço para evitar empenamento ou endurecimento irregular. Aquecer uma peça muito rápido ou irregularmente pode criar tensões internas.
- Evite o superaquecimento—temperaturas acima de 1.050 °C (1.922 °F) podem causar crescimento de grãos, o que reduz a dureza.
- Monitorar a temperatura do óleo cuidado: óleo muito frio pode causar rachaduras, enquanto óleo muito quente pode deixar a superfície mais macia.
- Verificações pós-têmpera: Após a têmpera, verifique se há distorção. Se notar alguma, certifique-se de que o aço foi aquecido uniformemente e que o óleo de têmpera estava na temperatura correta.
Seguindo essas etapas detalhadas e considerando essas dicas adicionais, você aproveitará ao máximo o aço D3, garantindo que ele tenha um bom desempenho em aplicações exigentes de trabalho a frio.
Graus equivalentes de aço D3
A tabela a seguir lista os graus equivalentes aproximados do aço D3 de acordo com vários padrões internacionais. Esses são equivalentes aproximados, e podem existir pequenas diferenças nas propriedades do material.
| Padrão | AISI/SAE | DIN (Alemanha) | JIS (Japão) | BS (Reino Unido) | AFNOR (França) | ISO |
| Grau | D3 | 1.208 | SKD1 | X153CrMoV12 | Z120CD12 | 1.208 |
Especificações aplicáveis e formas que fornecemos
Fornecemos aço D3 em conformidade com ASTM A681 e outros padrões reconhecidos, garantindo qualidade consistente para aplicações de ferramentas de trabalho a frio. O aço D3, conhecido por seu alto teor de carbono e cromo, é ideal para a fabricação de ferramentas de precisão que exigem dureza excepcional, resistência ao desgaste e estabilidade dimensional.
Especificações:
- AISI/SAE: D3
- Norma ASTM: ASTM A681
Formas que fornecemos:
Oferecemos uma variedade de formas e dimensões para atender aos requisitos exclusivos de nossos clientes, como:
- Chapas de Aço D3 – Perfeito para aplicações de corte e vinco, estampagem e conformação.
- Placas de Aço D3 – Adequado para fabricação de ferramentas e matrizes maiores, garantindo resistência e durabilidade.
- Barras de Aço D3 – Disponível em vários diâmetros e comprimentos para usinagem em peças personalizadas.
- Blanks de aço D3 – Produtos semiacabados ideais para usinagem posterior em ferramentas.
- Forjados de aço D3 – Formas forjadas personalizadas projetadas para ferramentas complexas ou grandes que exigem resistência adicional.
- Barras de aço D3 acabadas a frio – Barras usinadas com precisão para tolerâncias rigorosas e excelente precisão dimensional.
Cada um desses formatos é processado para atender aos padrões rigorosos exigidos para aplicações de ferramentas de trabalho a frio, garantindo o mais alto desempenho em setores exigentes como automotivo, aeroespacial e máquinas pesadas.
Qual é a diferença entre aço D2 e D3?
Aço D2 tem maior resistência ao desgaste e é mais adequado para aplicações de alto desgaste, enquanto o D3 oferece melhor tenacidade e é mais resistente a rachaduras.
Aplicações do aço para ferramentas de trabalho a frio D3
O aço para ferramentas de trabalho a frio D3 é altamente valorizado por sua excelente resistência ao desgaste, dureza e estabilidade dimensional, o que o torna a escolha preferida para uma ampla gama de aplicações exigentes.
1. Ferramentas de fundição e estampagem
Matrizes em branco, matrizes de estampagem, matrizes de estampagem, matrizes de perfuração, matrizes de conformação
2. Ferramentas de conformação a frio
Punções, matrizes para encabeçamento a frio, corte, perfuração, matrizes de extrusão, rolos de conformação
3. Ferramentas de corte e cisalhamento
Lâminas de cisalhamento, facas de corte, matrizes de corte, matrizes de corte, facas para corte
4. Moldes e matrizes de plástico
Moldes de injeção, moldes de compressão, matrizes de moldagem de plástico, bicos e pontas de parafusos
5. Ferramentas para a indústria aeroespacial e automotiva
Ferramentas automotivas, matrizes aeroespaciais, matrizes de estampagem, ferramentas de punção
6. Outras aplicações especializadas
Facas e lâminas para marcenaria, insertos de desgaste para mineração, matrizes de compactação de pó, pinos de compactação, lâminas de peletizador
Fabricante de aço para ferramentas de trabalho a frio D3
O aço para ferramentas de trabalho a frio D3 é um material com alto teor de carbono e cromo, conhecido por sua dureza excepcional, resistência ao desgaste e durabilidade, usado principalmente em matrizes, punções e outras aplicações de ferramentas de trabalho a frio.
No SteelPRO Group, fornecemos Aço para Ferramentas de Trabalho a Frio D3 com processos exclusivos de tratamento térmico e tratamentos de superfície de alta qualidade, adaptados às suas necessidades. Nosso aço para ferramentas D3 está disponível não apenas em condições recozidas, mas também em estados temperados e revenidos. Se você precisar de condições específicas, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco para soluções personalizadas que atenderão às suas demandas de ferramentas mais difíceis.
