Estudo da tenacidade do aço ferramenta H13

Abstract

Resumo: Os aços ferramenta H13 encontram grande aplicação na fabricação de moldes para injeção de alumínio e matrizes para forjamento a quente. Nesses processos de fabricação, é fundamental que o aço ferramenta possua elevadas propriedades de resistência mecânicas em altas temperaturas, a fim de se evitar falhas por fadiga térmica, deformação plástica, propagação de trincas e desgaste que são influenciados pelos tratamentos térmicos. O presente trabalho tem como objetivo estudar a influência dos tratamentos térmicos sobre a tenacidade do aço ferramenta AISI H13, através de tratamento térmico em temperaturas de austenitização de 1020 0C, 1060 0C e 1100 0C seguidas de revenimento em temperaturas de 550 0C, 600 0C e 630 0C sendo efetuados de 1 a 3 revenimentos para cada par de temperaturas. Através do ensaio de impacto, realizado segundo NADCA, e do ensaio de dureza foram analisadas as propriedades mecânicas do aço e o modo de fratura analisado com um MEV. Verificouse que as maiores durezas estavam nos corpos de prova de maior temperatura de austenitização, conforme esperado, para as três temperaturas de revenimento. Quando as temperaturas de revenimento são aumentadas, a dureza diminui e continua a diminuir a medida que se aumenta o número de revenimentos de 1 a 3. Também os valores de energia absorvida obtidos, são influenciados pelas temperaturas de austenitização e de revenimento e pelo número de revenimentos. Em geral, nas maiores temperaturas de austenitização foram encontradas as menores energias absorvidas e nas maiores temperaturas de revenimento as maiores energias absorvidas. O número de revenimentos aumentados de 1 para 2 também aumenta a energia absorvida, porém, de 2 para 3 revenimentos o aumento já não foi tão significativo. Para o modo de fratura, verificou-se que a predominância de alvéolos é maior para a menor temperatura de austenitização enquanto que para as maiores, a predominância é de fratura por clivagem.

Abstract: The H13 tool steels have great application in the manufacture of aluminum injection molds and forging dies. In these processes of manufacturing, it is essential that the tool steel has high resistance of mechanical properties at high temperatures in order to avoid failures by thermal fatigue, plastic deformation, propagation of cracks and wear that are influenced by heat treatments. The present work has as its main goal to study the heat treatments influence on the H13 tool steel toughness, through heat treatments in austenitizing temperatures of 1020 0C, 1060 0C and 1100 0C followed by tempering in temperatures of 550 0C, 600 0C and 630 0C, being carrying out from 1 to 3 temperings for each pair of temperatures. Using the test of impact, carried out according to NADCA, and the hardness test, the mechanical properties of steel were analized and fracture type was examined with a SEM. It was found that the greatest hardness occurred in the speciments of higher austenitizing temperatures, as expected, for the three tempering temperatures. When the tempering temperatures are increased, the hardness decreases and continues to decrease as the number of tempering increases from 1 to 3. Also, the values of energy absorbed obtained are influenced by austenitizing temperatures, tempering temperatures and the number of tempering. In general, for the higher austenitizing temperatures the lowest energy were absorbed and the higher tempering temperatures the largest energy was absorbed. The number of tempering increased from 1 to 2 also increased the absorbed energy. However, from 2 to 3 tempering the increase has not been so significant. For the mode of fracture, it was found that the predominance of dimples is greater for the lower austenitizing temperature while for the higher temperature, the predominance is fracture by cleavage.