Discuta a aplicação de aços ferramentas, suas vantagens e desvantagens. Cite duas famílias de aços ferramentas, suas características e detalhes de utilização.
Passo 1
O enunciado pede uma discussão geral sobre aplicação de aços-ferramenta, apontando suas vantagens e desvantagens, e em seguida quer que a gente apresente duas famílias de aços-ferramenta, descrevendo características e detalhes de utilização. O conteúdo aqui envolve metalurgia dos aços, especialmente aços de alta dureza e resistência ao desgaste, usados em matrizes, brocas, fresas, punções etc.
Passo 2
Aplicação, vantagens e desvantagens dos aços-ferramenta
- Aplicação
- Ferramentas de corte (serras, brocas, fresas, facas industriais).
- Matrizes e punções para conformação a frio (estamparia, conformação plástica).
- Ferramentas para trabalho a quente (matrizes de forja, moldes de injeção de metais não-ferrosos).
- Vantagens
- Elevada dureza e resistência ao desgaste, garantindo durabilidade das ferramentas.
- Retenção de dureza em temperaturas moderadas (no caso dos aços rápidos).
- Boa resistência mecânica e tenacidade, evitando quebra sob choque.
- Desvantagens
- Geralmente têm menor ductilidade, podendo ser mais frágeis se mal temperados.
- Processo de têmpera e revenimento exige controle de calor e receitas de tratamento térmico mais complexas.
- Custo de ligações (W, Mo, Cr, V, Co etc.) e usinagem mais elevada do que aços comuns.
Passo 3
Família
: Aços Rápidos (High Speed Steels)
- Composição típica: carbonos entre
% e %, tungstênio (W), molibdênio (Mo), vanádio (V) e cromo (Cr). - Características
- Grande dureza mesmo em temperaturas de corte elevadas (até
C), por isso o nome “rápido”. - Excelente resistência ao desgaste por formação de carbetos finos.
- Boa tenacidade se temperado corretamente.
- Grande dureza mesmo em temperaturas de corte elevadas (até
- Detalhes de utilização
- Ferramentas de usinagem geral: brocas, fresas, machos de roscar, serras de fita.
- Regiões de corte de baixa a média produção, onde não compense usar carbetos ou cerâmicas.
- Exige têmpera em forno controlado ou óleo rápido e revenimento múltiplo para ajustar dureza e tenacidade.
Passo 4
Família
: Aços para Trabalho a Quente (Hot-Work Tool Steels)
- Exemplo clássico: ASTM H
. Carbono em torno de %, alta adição de Cr ( %– %), Mo ( %– %) e V ( %– %). - Características
- Boa resistência à fadiga térmica e choque térmico, suportando ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento.
- Retém dureza e resistência mecânica acima de
C. - Dureza moderada (
– HRC) comparada aos aços rápidos, mas com maior tenacidade.
- Detalhes de utilização
- Matrizes de forjamento quente, extrusão de metais, moldes de injeção de alumínio e zinco.
- Requer têmpera em forno e revenimento a temperaturas mais altas (
C– C) para aliviar tensões sem perder resistência a quente. - Atenção ao controle de refrigeração para evitar trincas por choque térmico.
Resposta
As duas famílias de aços-ferramenta apresentadas são:
(a) Aços Rápidos (High Speed Steels), ideais para ferramentas de corte em usinagem, com alta dureza a quente e excelente resistência ao desgaste.
(b) Aços para Trabalho a Quente (Hot-Work Tool Steels, ex. H ), indicados para matrizes e moldes que operam sob ciclos térmicos, oferecendo boa tenacidade e resistência ao choque térmico.
(a) Aços Rápidos (High Speed Steels), ideais para ferramentas de corte em usinagem, com alta dureza a quente e excelente resistência ao desgaste.
(b) Aços para Trabalho a Quente (Hot-Work Tool Steels, ex. H