Dê exemplos de aços para ferramentas usados em diferentes aplicações industriais e quais tratamentos térmicos eles passam para adquirir as propriedades necessárias.

Passo 1

O enunciado pede exemplos de diferentes aços para ferramentas empregados em indústrias (como usinagem, estampagem a frio e a quente, moldes de injeção etc.) e que tipo de tratamento térmico cada um recebe para atingir as propriedades de dureza, tenacidade e resistência ao desgaste. Vamos abordar quatro tipos comuns: aço rápido (high-speed steel), aço para trabalho a frio, aço para trabalho a quente e aço maraging.

Passo 2

Aço rápido (HSS – ex. AISI M2)
– Composição típica: \text{C}\approx1,2\%, \text{W}\approx6,4\%, \text{Mo}\approx5\%, \text{Cr}\approx4\%, \text{V}\approx2\%.
– Propriedades desejadas: alta dureza a quente (hot hardness) e resistência ao desgaste.
– Tratamento térmico:
  1. Austenitização em torno de \,1200\,^\circ\mathrm{C}.
  2. Têmpera em óleo ou naftalina para evitar distorções.
  3. Revenimento triplo a \,520\text{–}560\,^\circ\mathrm{C} para reduzir tensões e estabilizar dureza final \approx 62\text{–}64\text{ HRC}.

Passo 3

Aço para trabalho a frio (ex. AISI D2)
– Composição típica: \text{C}\approx1,5\%, \text{Cr}\approx12\%, \text{Mo}\approx1\%, \text{V}\approx1\%.
– Propriedades desejadas: elevada dureza e resistência ao desgaste em temperatura ambiente.
– Tratamento térmico:
  1. Austenitização a cerca de \,1000\,^\circ\mathrm{C}.
  2. Têmpera em óleo para evitar fissuras.
  3. Revenimento a \,520\text{–}550\,^\circ\mathrm{C} para atingir dureza de \approx 60\text{–}62\text{ HRC}.

Passo 4

Aço para trabalho a quente (ex. AISI H13)
– Composição típica: \text{C}\approx0,4\%, \text{Cr}\approx5,2\%, \text{Mo}\approx1,3\%, \text{V}\approx1\%.
– Propriedades desejadas: tenacidade e resistência ao choque térmico em temperaturas elevadas (até \,600\,^\circ\mathrm{C}).
– Tratamento térmico:
  1. Normalização ou pré-aquecimento em \,860\text{–}880\,^\circ\mathrm{C}.
  2. Austenitização a \,980\text{–}1020\,^\circ\mathrm{C}.
  3. Têmpera em ar ou óleo para minimizar empenamento.
  4. Revenimento duplo ou triplo em \,550\text{–}600\,^\circ\mathrm{C} para atingir \approx 50\text{–}52\text{ HRC} sem perder tenacidade.

Passo 5

Aço maraging (ex. 18Ni(350))
– Composição típica: \text{C}\le0,03\%, \text{Ni}\approx18\%, \text{Co}\approx5\%, \text{Mo}\approx12\%, \text{Ti}\approx0,2\%.
– Propriedades desejadas: altíssima tenacidade combinada com dureza moderada e facilidade de usinagem antes do envelhecimento.
– Tratamento térmico:
  1. Solubilização (recozimento de solução) a \,820\,^\circ\mathrm{C}.
  2. Resfriamento rápido em água ou ar forçado.
  3. Envelhecimento (aging) a \,480\,^\circ\mathrm{C} por \approx4 horas para precipitar carbonetos intermetálicos e atingir dureza de \approx 50\text{–}55\text{ HRC}.

Resposta

– AISI M2 (high-speed steel): austenitiza a \,1200\,^\circ\mathrm{C}, têmpera em óleo e revenimento triplo a \,520\text{–}560\,^\circ\mathrm{C}.
– AISI D2 (cold-work): austenitiza a \,1000\,^\circ\mathrm{C}, têmpera em óleo e revenimento a \,520\text{–}550\,^\circ\mathrm{C}.
– AISI H13 (hot-work): normaliza em \,860\text{–}880\,^\circ\mathrm{C}, austenitiza a \,980\text{–}1020\,^\circ\mathrm{C}, têmpera em ar e revenimento a \,550\text{–}600\,^\circ\mathrm{C}.
– 18Ni(350) (maraging): solubiliza a \,820\,^\circ\mathrm{C}, resfria e envelhece a \,480\,^\circ\mathrm{C} por \approx4 h.

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