Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/tmm.00303012
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

NOVO AÇO FERRAMENTA DE ALTA RESISTÊNCIA A QUENTE

NEW TOOL STEEL WITH IMPROVED HOT RESISTANCE

Mesquita, Rafael Agnelli; Barbosa, Celso Antonio

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Resumo

Os aços ferramenta para trabalho a quente são principalmente empregados em processos de conformação a quente de metais, em especial em matrizes de forjamento, extrusão e fundição sob pressão. Em tais aplicações, a resistência a quente do aço ferramenta é essencial, retardando falhas por desgaste, deformação plástica e fadiga térmica. Durante o trabalho, as superfícies das matrizes de conformação a quente são submetidas a altas temperaturas, nas quais as reações de revenido voltam a ocorrer. Portanto, para promover melhoria da resistência a quente, estes fenômenos (as reações de revenido) devem ser retardado(a)s (ou reduzidas). O novo material descrito no presente trabalho, denominado VHSUPER®, foi desenvolvido focando a melhoria da resistência ao revenido - a partir da alteração de sua composição química. Corridas em escala piloto e corridas industriais foram produzidas e testes de campo foram realizados. O ensaio de resistência à perda de dureza mostrou que o novo aço possui resistência ao revenido significativamente superior aos aços tradicionais: AISI H11 e AISI H13. A principal causa é o aumento no teor de molibdênio, formador de carbonetos estáveis no endurecimento secundário. Apesar da melhoria da resistência ao revenido, a tenacidade não foi prejudicada, como confirmado pelos ensaios de impacto. Os testes de campo, em matrizes de forjamento a quente de aços, mostraram que o novo material gera expressiva melhoria de vida útil, indicando sua adequação aos processos de conformação a quente mais solicitados.

Palavras-chave

Aço-ferramenta, Trabalho a quente, Resistência, Revenido, Tenacidade

Abstract

Hot work tool steels are mainly employed in hot metal forming processes, especially as dies for forging, extrusion or die casting. In such applications, tool steel hot resistance is essential. During forging operations, hot work dies are exposed to high temperatures, in which tempering reactions can occur. Therefore, increased hot resistance can only be attained if such reactions are retarded. The new material described in the present paper, named VHSUPER®, was developed focusing the increase in tempering resistance, through a different design of chemical composition. Pilot scale and industrial heats were produced and field tests were performed. The tempering resistance test showed the superior behavior of the new steel in comparison to AISI H11 and AISI H13 grades. This mainly results from its higher Mo content, which forms stable carbides during secondary hardening. In spite of the higher tempering resistance, impact tests showed that toughness was not reduced. The field testes, in hot forging dies, resulted in substantial increase in die life for the new material, indicating its potential for highly stressed hot forming tools.

Keywords

Tool steels, Hot work, Tempering resistance, Toughness, Hot resistant steels

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