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Aço para ferramentas resistente a choques S1: propriedades, processo, usos
- João
O aço para ferramentas S1 se destaca como uma escolha confiável para indústrias que precisam de materiais que possam lidar com impacto e desgaste extremos. Neste guia, exploraremos o que torna o S1 único, suas técnicas de processamento e como ele é usado em aplicações exigentes, oferecendo insights para ajudar você a tomar decisões informadas.
O que é aço para ferramentas S1?
O aço para ferramentas S1 é uma liga de médio carbono, cromo-tungstênio, resistente a choques, equivalente a UNS T41901 ou 60WCrV7. Este aço de endurecimento profundo e endurecimento em óleo é projetado para tenacidade superior, oferecendo melhor desempenho em aplicações de impacto e carga de choque em comparação com D2.
O aço para ferramentas SteelPro Group S1 está disponível como barras redondas, barras planas e placas com usinagem de precisão e dimensões personalizáveis. Nossos produtos oferecem desempenho superior em campos exigentes como forjamento, conformação e ferramentas de corte.
Composição química do aço para ferramentas S1
O aço ferramenta S1 é ligado com carbono, cromo, tungstênio e vanádio para atingir um equilíbrio de dureza, tenacidade e resistência ao desgaste. Seu baixo teor de enxofre e fósforo garante excelente usinabilidade e fragilidade reduzida, enquanto o silício moderado melhora a estabilidade térmica.
A tabela abaixo detalha sua composição química.
| Elemento | Composição (%) |
| Carbono (C) | 0.40 – 0.55 |
| Cromo (Cr) | 1.4 |
| Ferro (Fe) | 94 |
| Manganês (Mn) | 0.25 |
| Molibdênio (Mo) | ≤ 0.50 |
| Fósforo (P) | ≤ 0.030 |
| Silício (Si) | 0.68 |
| Enxofre (S) | ≤ 0.030 |
| Tungstênio (W) | 2.25 |
| Vanádio (V) | 0.23 |
Propriedades mecânicas do aço para ferramentas S1
O aço para ferramentas S1 oferece uma combinação equilibrada de alta resistência à tração, dureza moderada e boa usinabilidade, tornando-o adequado para aplicações resistentes a impactos e desgaste. Sua excelente tenacidade e alongamento na ruptura aumentam a durabilidade sob carga dinâmica.
A tabela abaixo fornece dados detalhados de propriedades mecânicas.
| Propriedade | Métrico |
| Dureza Rockwell C | 54 |
| Dureza Knoop | 605 |
| Dureza Vickers | 584 |
| Resistência à tração | 2080 MPa |
| Resistência à tração (escoamento) | 1800 MPa |
| Alongamento na ruptura | 10 % |
| Módulo de massa | 160 GPA |
| Módulo de cisalhamento | 80,0 média escolar |
| Impacto Charpy | 10,8 – 29,8 J |
| Índice de Poisson | 0.27-0.30 |
| Usinabilidade | 70.0 – 75.0% |
Propriedades físicas do aço para ferramentas S1
O aço ferramenta S1 exibe densidade moderada, excelente condutividade térmica e expansão térmica estável, garantindo confiabilidade sob variações de temperatura. Suas propriedades físicas o tornam ideal para aplicações que exigem transferência de calor eficiente e estabilidade estrutural.
A tabela abaixo fornece um resumo detalhado de suas características físicas.
| Propriedade | Valor métrico | Valor imperial |
| Densidade (@20°C/68°F) | 7,89 g/cm³ | 0,285 lb/in³ |
| Coeficiente de expansão térmica | 12,4 µm/m·°C (20–100°C) | 6,89 µin/in·°F (68–212°F) |
| Condutividade térmica | 42,0 W/m·°C | 24,3 BTU·pol/pé²·h·°F |
| Capacidade térmica específica | 460 J/kg-°C | 0,110 BTU/lb-°F |
| Resistividade elétrica | 0,55 µΩ-m | 21,7 µΩ·pol. |
Tratamento térmico de aço para ferramentas S1
Forjamento
O aço ferramenta S1 deve ser pré-aquecido gradualmente a 650–700°C (1200–1300°F) para evitar choque térmico. Uma vez pré-aquecido, aqueça uniformemente a 980–1065°C (1800–1950°F) para forjamento. Após o forjamento, resfrie o aço lentamente, de preferência em um forno ou usando materiais isolantes, para evitar acúmulo de tensão e rachaduras.
Recozimento
Aqueça o aço a uma taxa controlada de 55°C (100°F) por hora até a temperatura de recozimento de 760–800°C (1400–1475°F). Deixe de molho por uma hora por 25,4 mm (1 polegada) de espessura para garantir o equilíbrio térmico completo. Resfrie o aço em um forno a uma taxa controlada de 22°C (40°F) por hora até 550°C (1020°F), depois resfrie ao ar.
Após o recozimento, a dureza não deve exceder 250 HB. Para evitar a descarbonetação durante o recozimento, use uma atmosfera protetora ou embale o aço em materiais inertes como grafite ou areia.
Endurecimento
Pré-aquecimento
Isso é necessário para o aço ferramenta S1 para minimizar o estresse térmico. Pré-aqueça em dois estágios: primeiro a 650–705°C (1200–1300°F) e depois a 815–845°C (1500–1550°F).
UMustenitizando
Aqueça o aço a 927–982 °C (1700–1800 °F) e mantenha por 30 minutos por 25,4 mm (1 polegada) de espessura para garantir uma transformação uniforme.
Resfriamento
Água a 927°C (1700°F) pode ser usada para seções mais simples, embora possa causar rachaduras devido ao resfriamento rápido. Alternativamente, têmpera a óleo ou ar é preferível para geometrias mais complexas para reduzir o estresse térmico.
S1 é propenso à descarbonetação durante o endurecimento devido ao seu alto teor de carbono. Para mitigar isso, use uma atmosfera controlada ou forno a vácuo, ou cubra a superfície com um composto protetor.
Têmpera
O revenimento S1 depende da aplicação pretendida. Para ferramentas de trabalho a quente, revenir a 538–649°C (1000–1200°F). Para ferramentas de trabalho a frio, recomenda-se uma faixa mais baixa de 177–316°C (350–600°F). Mantenha o aço na temperatura de revenimento por uma hora por 25,4 mm (1 polegada) de espessura.
Formas de produtos de aço para ferramentas S1
O aço para ferramentas S1 está disponível em várias formas para atender a aplicações industriais, de ferramentas de precisão a componentes grandes. Podemos fornecer tamanhos padrão e opções personalizáveis para atender às necessidades específicas do projeto. A tabela abaixo destaca formas comuns de produtos e faixas de tamanhos típicas.
| Formulário do produto | Faixa de tamanho típica | Aplicativo |
| Barras/Arames Redondos | Diâmetro: 5,5 mm a 500 mm | Usado para torneamento, fresamento; ideal para punções, formões e outras ferramentas. |
| Barras planas/retangulares | Espessura: 3 mm a 800 mm | Adequado para forjamento, usinagem; usado para matrizes, ferramentas de corte, etc. |
| Chapas laminadas a quente | Espessura: 60 mm a 400 mm | Ideal para corte, soldagem; comumente usado em grandes moldes e componentes estruturais. |
| Largura: 50 mm a 1100 mm | ||
| Comprimento: 1000 mm a 12000 mm |
Aplicações de aço para ferramentas S1
O aço para ferramentas S1 é projetado para tenacidade excepcional e alta resistência ao impacto. As diversas aplicações do aço para ferramentas S1 demonstram sua confiabilidade em ferramentas e componentes expostos a alto impacto e desgaste.
Cinzéis e punções: Comumente usado para ferramentas de impacto que exigem durabilidade sob cargas repetidas.
Matrizes de forjamento: Adequado para aplicações de forjamento de alto impacto.
Lâminas de tesoura: Utilizado em operações de corte e aparagem de metais.
Brocas para ferramentas pneumáticas: Ideal para martelos pneumáticos e outras ferramentas pneumáticas.
Matrizes de conformação a frio: Aplicado na modelagem e conformação de componentes metálicos.
Mandris e rolos: Utilizado em processos de usinagem e conformação industrial.
Ferramentas de encabeçamento a frio: Usado para produzir fixadores como parafusos e porcas.
Bigornas e martelos: Aplicado em aplicações que necessitam de alta resistência a impactos.
Soluções personalizadas para aplicações de aço para ferramentas S1
No SteelPro Group, fornecemos mais do que apenas aço para ferramentas S1 — oferecemos soluções personalizadas projetadas para atender às suas necessidades exatas. Nossos formatos de produtos incluem barras redondas, barras planas e placas, garantindo flexibilidade para uma ampla gama de aplicações. Também oferecemos Aço H13 adequado para ferramentas de trabalho a quente.
Nós vamos além das ofertas padrão com serviços de usinagem de precisão, como corte, retificação e tratamento térmico, entregando componentes prontos para uso imediato. Dimensões personalizadas e tolerâncias rigorosas são nossas especialidades, ajudando você a reduzir o desperdício de material e economizar tempo valioso de usinagem.
