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Aço resistente a choques para ferramentas S5: propriedades, processo, usos
- João
O aço para ferramentas S5 combina alta tenacidade com excelente resistência ao impacto, tornando-o perfeito para ambientes de alto estresse. Este artigo explora suas propriedades, tratamento térmico e principais aplicações industriais. Quer você esteja procurando melhorar o desempenho do produto ou entender os melhores casos de uso, este guia fornece os insights de que você precisa.
O que é aço para ferramentas S5?
O aço para ferramentas S5 é um aço de médio carbono, endurecido em óleo, da série “S”, conhecido por sua alta tenacidade ao impacto. Ele combina as propriedades do aço silício-manganês com as vantagens do aço endurecido em óleo, oferecendo distorção reduzida durante o tratamento térmico. O S5 pode ser endurecido até 62 Rockwell C e é usado principalmente em aplicações de alta resistência, como ferramentas de impacto, matrizes de forjamento e ferramentas de corte. Comparado ao S7, o S5 oferece tenacidade e resistência superiores, tornando-o uma escolha melhor para ambientes exigentes.
O SteelPro Group fornece aço para ferramentas S5 em barras redondas, barras planas, chapas e formatos personalizados, adaptados para várias aplicações. Nossos produtos atendem aos padrões internacionais, incluindo ASTM A681, FED QQ-T-570, SAE J437 e SAE J438, garantindo precisão e confiabilidade.
A que é equivalente o aço para ferramentas S5?
O aço para ferramentas S5 é equivalente aos seguintes graus em vários padrões:
- UNS: T41905
- DIN: 1.2357
- JIS: SKS3
- BS: 230M07
Composição química do aço para ferramentas S5
A composição do aço para ferramentas S5 equilibra força, tenacidade e resistência ao desgaste. Elementos-chave como carbono, cromo e vanádio aumentam a dureza e a durabilidade. A tabela abaixo lista sua composição química.
| Elemento | Composição (%) |
| Carbono (C) | 0.50 – 0.65 |
| Cromo (Cr) | ≤ 0.35 |
| Ferro (Fe) | 95 |
| Manganês (Mn) | 0.8 |
| Molibdênio (Mo) | 0.77 |
| Fósforo (P) | ≤ 0.030 |
| Silício (Si) | 2 |
| Enxofre (S) | ≤ 0.030 |
| Vanádio (V) | ≤ 0.35 |
Propriedades físicas do aço para ferramentas S5
A tabela abaixo resume as propriedades físicas do aço para ferramentas S5.
| Propriedade | Métrico | Imperial |
| Densidade | 7,85 g/cm³ | 0,284 lb/in³ |
| CTE, Linear | 11,0 µm/m-°C | 6,11 µin/in-°F |
Propriedades mecânicas do aço para ferramentas S5
As propriedades mecânicas do aço para ferramentas S5 refletem sua resistência, dureza e tenacidade. Essas propriedades variam com as condições de tratamento térmico. A tabela abaixo resume as principais propriedades mecânicas do aço para ferramentas S5.
| Propriedade | Métrico | Imperial |
| Dureza, Knoop | 548 | 548 |
| Dureza, Rockwell C | 55 – 60 HRC | 55 – 60 HRC |
| Dureza, Vickers | 560 | 560 |
| Resistência à tração (máxima) | 965 – 1200 MPa | 140000 – 174000 psi |
| Resistência à tração (escoamento) | 690 MPa | 100000 psi |
| Alongamento na ruptura | 9-15% | 15% |
| Módulo de massa | 160 GPA | 23207 ksi |
| Módulo de cisalhamento | 80 GPA | 11603 ksi |
As propriedades mecânicas do aço ferramenta S5 são influenciadas pelo tratamento térmico, principalmente devido a mudanças na microestrutura.
- Temperaturas de têmpera mais altas e taxas de resfriamento mais rápidas produzem martensita, aumentando a dureza e a resistência à tração, mas reduzindo a tenacidade.
- O revenimento em temperaturas específicas reduz a dureza, melhorando a ductilidade e a tenacidade.
- O alongamento na ruptura e a tenacidade ao impacto geralmente diminuem com maior dureza.
Tratamento térmico de aço para ferramentas S5
O processo de tratamento térmico é crítico para maximizar o desempenho do aço para ferramentas S5, garantindo dureza, tenacidade e resistência ao desgaste ideais. No SteelPRO Group, fornecemos aço para ferramentas S5 em um estado pré-usinado ou pronto para uso, permitindo que nossos clientes recebam material sob medida para seus requisitos específicos com pós-processamento mínimo.
Recozimento
Aquecimento: Aqueça uniformemente o aço a 1550°F (843°C).
Tempo de imersão: Segure o aço por 1 hora para cada 25,4 mm (1 polegada) de espessura para garantir uma distribuição uniforme da temperatura.
Processo de resfriamento: Resfrie o aço lentamente a 20°F (11°C) por hora até atingir 1000°F (538°C). Em seguida, deixe o aço esfriar ao ar até a temperatura ambiente.
Dureza Pós-Recozimento:Após o recozimento, a dureza deve estar entre 180-220 HB, dependendo do resfriamento exato e da composição.
Endurecimento
Pré-aquecimento: Aqueça lentamente o aço a 1600°F (871°C). Para peças complexas ou grandes, primeiro pré-aqueça a 1200°F (649°C) para reduzir o estresse térmico e os riscos de rachaduras.
Austenitização:Após o pré-aquecimento, aumente a temperatura para 1800°F (982°C) para austenitização.
Tempo de imersão: Os primeiros 25,4 mm (1 polegada) do material devem ser mantidos por 30 minutos, com mais 15 minutos por 25,4 mm de espessura para aquecimento uniforme.
Resfriamento: Resfrie o aço em óleo ou ar a menos de 150°F (66°C) para obter a transformação martensítica, garantindo que o aço endureça adequadamente.
Têmpera
Aquecimento: Aqueça uniformemente o aço a 1100°F (593°C) para revenimento.
Tempo de imersão: Segure o aço por 1 hora para cada 25,4 mm (1 polegada) de espessura.
Resfriamento:Após o revenimento, deixe o aço esfriar ao ar.
Molho prolongado (para seções grandes): Para seções transversais maiores que 6 polegadas (152,4 mm), deixe de molho na temperatura de têmpera por 4 a 6 horas para minimizar tensões internas e aumentar a estabilidade das ferramentas de eletroerosão após o tratamento.
Tratamento criogênico e de baixa temperatura
Tratamentos criogênicos e de baixa temperatura melhoram o desempenho do aço para ferramentas S5 ao melhorar a resistência ao desgaste, tenacidade e estabilidade dimensional. Ambos os tratamentos ocorrem após o endurecimento e antes do revenimento.
Tratamento Criogênico
Temperatura: -80°C a -196°C (-112°F a -320°F)
Tempo: 24 a 48 horas
Propósito: Converte a austenita retida em martensita, melhorando a dureza e a resistência ao desgaste.
Tratamento de baixa temperatura
Temperatura: -80°C a -120°C (-112°F a -184°F)
Tempo: 6 a 12 horas
Propósito: Proporciona alívio de tensões e melhora a estabilidade dimensional.
Formas de produtos de aço para ferramentas S5
O aço para ferramentas S5 está disponível em várias formas, incluindo barras redondas, barras planas, placas e formatos personalizados, com faixas de tamanho típicas adaptadas a diferentes aplicações. Garantimos um controle de tolerância rigoroso para todos os nossos produtos. Se o seu projeto exigir tamanhos além da faixa padrão, podemos acomodar dimensões personalizadas.
| Formulário do produto | Faixa de tamanho (métrico) | Faixa de tamanho (imperial) |
| Barras redondas | Diâmetro: 25mm – 500mm | Diâmetro: 1″ – 20″ |
| Comprimento: 1000mm – 6000mm | Comprimento: 3′ 3″ – 19′ 8″ | |
| Barras planas | Espessura: 5mm – 100mm | Espessura: 0,2″ – 4″ |
| Largura: 50 mm – 500 mm | Largura: 2″ – 20″ | |
| Comprimento: 1000mm – 6000mm | Comprimento: 3′ 3″ – 19′ 8″ | |
| Placas | Espessura: 5mm – 100mm | Espessura: 0,2″ – 4″ |
| Largura: 100 mm – 1500 mm | Largura: 4″ – 59″ | |
| Comprimento: 1000mm – 4000mm | Comprimento: 3′ 3″ – 13′ 1″ | |
| Formas personalizadas | Personalizado de acordo com as especificações | Personalizado de acordo com as especificações |
Aplicações de aço para ferramentas S5
A combinação de dureza, tenacidade e resistência ao desgaste do aço para ferramentas S5 o torna bem adequado para ferramentas e componentes que sofrem alto estresse, impacto e desgaste. Abaixo estão as aplicações específicas onde o aço para ferramentas S5 é comumente usado:
- Ferramentas de corte e vinco:Usado em ferramentas de corte e estampagem para metal e plástico.
- Matrizes de forjamento: Ideal para produzir matrizes que moldam metal quente em processos de forjamento.
- Ferramentas de moldagem por injeção de plástico: Usado em moldes e insertos para moldagem de plástico.
- Ferramentas para trabalho a frio: Punções, formões e matrizes para operações de conformação a frio.
- Lâminas para Metalurgia: Facas, tesouras e lâminas de serra para cortar metais.
- Ferramentas de corte de rosca: Machos e matrizes para corte de roscas em materiais resistentes.
- Equipamentos de mineração: Componentes como brocas de perfuração e trituradores de rochas.
- Insertos de molde para fundição sob pressão de alta pressão: Insertos para fundição de ligas de alumínio, zinco e magnésio.
Adaptamos nosso aço para ferramentas S5 para maior desempenho
No SteelPro Group, fornecemos aço para ferramentas S5 em barras redondas, barras planas, chapas e formatos personalizados, todos adaptados às suas especificações exatas. Também oferecemos Produtos de chapa de aço D2 com alto teor de carbono e alto teor de cromo. Nossos serviços incluem usinagem de precisão, tamanhos personalizados e tratamentos térmicos, como têmpera e revenimento, garantindo desempenho ideal para suas aplicações específicas.
Com nossa experiência e soluções flexíveis, ajudamos a reduzir o tempo de processamento e entregamos aço S5 de alta qualidade e pronto para uso em seus projetos.
