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Endurecimento em óleo | Aço para ferramentas O1: Propriedades, processo e usos
- João
O que é aço para ferramentas O1?
O aço para ferramentas O1 é um aço de alto carbono, endurecido em óleo, que atende aos padrões internacionais, como AISI Tipo O1 e UNS T31501. É classificado como um aço para ferramentas de trabalho a frio, projetado para suportar alto estresse e impacto, mantendo a estabilidade dimensional. O O1 é comumente disponível em estoque moído, hastes de perfuração e barras, e é amplamente usado para fabricar ferramentas de corte, matrizes e gabaritos devido à sua excelente resistência ao desgaste e tenacidade.
A que é equivalente o aço para ferramentas O1?
Equivalentes comuns para O1 incluem:
- UNS T31501- Sistema de Numeração Unificado
- AISI Tipo O1 – Instituto Americano de Ferro e Aço
- DIN 1.2510 – Padrão Alemão
- 100MnCrW4 – Norma Europeia
- SKS3 – Padrão Japonês
Principais características do aço para ferramentas O1
O aço para ferramentas O1, conhecido por seus níveis elevados de carbono, oferece dureza e resistência à abrasão superiores. Ele mantém estabilidade dimensional e boa tenacidade sob alto estresse e impacto. Além disso, o O1 é relativamente simples de usinar e moldar, o que o torna uma opção preferida para criar ferramentas e moldes personalizados.
As tabelas a seguir fornecem informações detalhadas de dados para aço ferramenta O1:
Composição química do aço para ferramentas O1
| Elemento | Composição (%) |
| Carbono (C) | 0.90 – 1.00 |
| Manganês (Mn) | 0.30 – 0.50 |
| Cromo (Cr) | 0.40 – 0.60 |
| Molibdênio (Mo) | 0.15 – 0.30 |
| Silício (Si) | 0.10 – 0.35 |
| Fósforo (P) | ≤ 0.030 |
| Enxofre (S) | ≤ 0.030 |
Propriedades físicas do aço para ferramentas O1
| Propriedade | Valor métrico | Valor imperial |
| Densidade | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| Ponto de fusão | 1425 – 1540 °C | 2597 – 2804 °F |
| Coeficiente de expansão térmica | 11,6 × 10⁻⁶ /°C | 6,44 × 10⁻⁶ /°F |
| Calor Específico | 0,460 J/g·°C | 0,110 Btu/lb·°F |
| Condutividade elétrica | 4,5 × 10⁶ S/m | 7,8 × 10⁵ S/pol. |
| Condutividade térmica | 25,9 W/m·K | 14,96 Btu·pés/h·°F |
| Razão de Poisson | 0.3 | 0.3 |
| Módulo de elasticidade | 210 GPa | 30,5 × 10⁶ psi |
Propriedades mecânicas do aço para ferramentas O1
| Propriedade | Valor métrico | Valor imperial |
| Resistência ao rendimento | 1.100 – 1.300 MPa | 159.500 – 188.550 psi |
| Resistência à tração | 1.500 – 1.700 MPa | 217.500 – 246.500 psi |
| Alongamento | 6 – 12 % | 6 – 12 % |
| Dureza | 58 – 64 HRC | 58 – 64 HRC |
| Resistência ao impacto | 5 – 10 J | 3,69 – 7,38 pés·lb |
| Resistência à flexão | 2.100 – 2.400 MPa | 304.500 – 348.000 psi |
| Resistência à fadiga | 500 – 800 MPa | 72.500 – 116.000 psi |
| Módulo de elasticidade | 210 GPa | 30,5 × 10⁶ psi |
| Tenacidade à fratura (K_IC) | 55 – 60 MPa·√m | 50 – 55 ksi·√pol. |
Como tratar termicamente o aço para ferramentas O1?
Recozimento
O recozimento é uma ótima maneira de amaciar o aço O1 e aliviar quaisquer tensões internas. Ele torna o aço mais fácil de usinar e o prepara para as próximas etapas do tratamento térmico.
- Aquecimento: Aqueça gradualmente o aço até 1450°F (790°C) e mantê-lo nessa temperatura.
- Resfriamento: Depois de encharcado, resfrie o aço por cerca de 25°F por hora (14°C por hora) até 900°F (480°C) e depois deixe esfriar ao ar até a temperatura ambiente.
- Dureza resultante:Após o recozimento, O1 deve ter um Dureza Brinell de 221.
Alívio de tensões (para material não endurecido)
O alívio de tensões é usado para reduzir tensões internas no O1 antes do endurecimento, o que ajuda a evitar deformações ou rachaduras.
- Aquecimento: Aqueça lentamente o aço até 1250°F (677°C).
- Encharcando: Deixe de molho por cerca de duas horas por polegada (25,4 mm) de espessura.
- Resfriamento: Deixe o aço esfriar lentamente (o ideal é resfriar no forno) até a temperatura ambiente.
Normalização
A normalização é usada para refinar a estrutura do grão e aliviar tensões antes do endurecimento, particularmente para lâminas e seções mais grossas. Se você quiser evitar descarbonetação ou incrustação da superfície, usar revestimentos anti-incrustação de alta temperatura como ATP-641 ou Turco ajudará.
- Ciclo 1: Aquecer para 1650°F (898°C) e mantenha por 10-15 minutos.
- Ciclo 2:Reduza a temperatura para 1500°F (815°C) e mantenha novamente por 10-15 minutos.
- Ciclo 3:Por fim, abaixe a temperatura para 1350°F (732°C) e mantenha por mais 10-15 minutos.
- Resfriamento: Uma vez que o material esfria para preto e se torna magnético, ele pode ser ciclado novamente. Sempre manuseie o aço quente com cuidado.
Austenitização
A austenitização é a etapa principal para o endurecimento do aço O1, onde ele é aquecido a altas temperaturas para converter a microestrutura e prepará-lo para a têmpera.
- Aquecimento: Aqueça o aço até 1475°F para 1500°F (802°C a 815°C). Certifique-se de que o aço seja aquecido uniformemente.
- Encharcando: Mantenha o aço na temperatura de austenitização por cerca de 30 minutos por polegada (25,4 mm) de espessura.
- Tempo de imersão: Se usar uma forja, reduza o tempo de imersão ao mínimo, pois a forja pode não manter um controle preciso da temperatura.
Resfriamento
Após a austenitização, o aço precisa ser temperado para resfriar rapidamente e fixar a dureza. A têmpera em óleo é o método mais comum para aço O1.
- Meio de têmpera: Usar Parques 50 ou outro óleo de têmpera adequado. Óleos de têmpera mais lenta podem resultar em dureza mais baixa.
- Resfriamento: Tempere o aço em óleo até esfriar 150-200°F (66-93°C).
Tenha cuidado ao manusear, pois o resfriamento pode causar distorção ou rachaduras, principalmente se houver variações perceptíveis na espessura da seção ou cantos internos afiados.
Têmpera
O revenimento é a última fase do tratamento térmico, durante a qual o aço é reaquecido a uma temperatura mais baixa para diminuir a fragilidade e ajustar sua dureza.
- Aquecimento: Após a têmpera, tempere O1 aquecendo-o a uma faixa entre 300°F e 500°F (150°C a 260°C), dependendo da dureza desejada.
- Encharcando: Mergulhe o aço na temperatura selecionada por 2 horas por polegada de espessura.
- Resfriamento:Após o revenimento, resfrie o aço ao ar até a temperatura ambiente.
Dureza após têmpera:A dureza final será em torno de Rockwell C 58-64, dependendo da temperatura de têmpera.
Aplicações do aço para ferramentas O1
O1 é particularmente valorizado em indústrias onde alta resistência ao desgaste, baixa distorção durante o endurecimento e custo-efetividade são fatores críticos, como as indústrias automotiva, aeroespacial e de manufatura. É amplamente utilizado na fabricação de:
- Matrizes de corte: Para puncionar e moldar materiais.
- Buchas: Usado em máquinas e componentes automotivos.
- Matrizes de conformação: Essencial para moldar metais em peças.
- Ferramentas Mestre: Para operações de fabricação precisas.
- Formando rolos: Para a produção de materiais laminados.
- Medidores: Para medir e testar componentes.
- Matrizes de acabamento: Para cortar o excesso de material de uma peça formada.
O aço O1 é bom para facas?
Sim, o aço O1 é ótimo para facas! Ele oferece excelente retenção de fio, tenacidade e é fácil de afiar. Embora exija cuidado extra para evitar ferrugem, ele continua sendo uma opção preferida para facas de longa duração e alto desempenho.
Produtos Formas de Aço para Ferramentas O1
Barras e hastes
O aço para ferramentas O1 está amplamente disponível em barras redondas, barras quadradas e barras retangulares. Elas são frequentemente usadas para usinagem, fabricação de ferramentas de corte, matrizes e gabaritos.
- Diâmetro: 1/8 polegada (3,175 mm) a 12 polegadas (304,8 mm)
- Comprimento: Os comprimentos padrão geralmente variam de 3 pés (0,91 m) a 20 pés (6,1 m), dependendo do fornecedor.
Estoque plano de solo
Estoque plano retificado com precisão está disponível para aplicações que exigem dimensões altamente precisas e um acabamento de superfície fino. Esta forma é comumente usada na fabricação de ferramentas e usinagem de precisão.
- Espessura: 1/16 polegada (1,6 mm) a 3/4 polegada (19,05 mm)
- Largura: 1 polegada (25,4 mm) a 12 polegadas (304,8 mm)
- Comprimento: Varia, geralmente variando de 2 pés (0,61 m) a 6 pés (1,83 m).
Hastes de perfuração
As hastes de perfuração O1 são usadas para produzir ferramentas de corte e componentes de precisão. Elas geralmente estão disponíveis em formas retificadas ou polidas para usinabilidade aprimorada.
- Diâmetro: 1/8 polegada (3,175 mm) a 3 polegadas (76,2 mm)
- Comprimento: Geralmente 36 polegadas (0,91 m) a 72 polegadas (1,83 m).
Estoque plano
Esta forma é frequentemente usada para fabricar matrizes, blanks e punções.
- Espessura: 1/8 polegada (3,175 mm) a 3 polegadas (76,2 mm)
- Largura: 1 polegada (25,4 mm) a 12 polegadas (304,8 mm)
- Comprimento: varia dependendo do fornecedor, normalmente disponível em 3 pés (0,91 m) a 12 pés (3,66 m).
Grupo SteelPro fornece serviços de tamanho personalizado para atender a requisitos específicos, oferecendo soluções precisas e personalizadas para indústrias que necessitam de dimensões especializadas para suas operações.
Aço para ferramentas O1 de alta qualidade
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