O que são aços para ferramentas e matrizes e quais as suas principais características?
Passo 1
O enunciado pede para entendermos o que são os aços destinados a ferramentas e matrizes, bem como suas principais características. Este conteúdo envolve conhecimento básico de metalurgia do aço: classificação, composição química, tratamento térmico e propriedades mecânicas resultantes.
Passo 2
Aços para ferramentas são ligas de ferro e carbono, enriquecidas com elementos de alta liga (cromo, vanádio, tungstênio, molibdênio, às vezes cobalto), com teor de carbono elevado (normalmente entre
e
). Eles se destinam a manter elevada dureza e resistência ao desgaste, mesmo sob carga cortante ou de impacto. Dentro dessa categoria destacam-se:
Aços carbono-liga para ferramentas de corte mais simples.
Aços rápido-corte (high-speed steels – HSS), com elementos formadores de carbetos e elevada “red hardness” (capacidade de manter dureza a altas temperaturas).
Passo 3
Aços para matrizes são formulados especificamente para moldes e matrizes de conformação (fria ou quente) e de injeção/plástico. Também têm alto teor de carbono e ligas de elementos de formação de carbetos, mas com foco adicional em tenacidade, estabilidade dimensional sob repetidos ciclos térmicos e boa usinabilidade ou polibilidade. Classicamente dividem-se em:
Aços para matrizes frias: maior dureza e resistência ao desgaste, menor resistência ao choque térmico.
Aços para matrizes quentes: boa resistência à fadiga térmica e à deformação a quente, com temperabilidade moderada.
Aços para moldes de injeção: balanceamento entre resistência ao desgaste e resistência ao trincamento.
Passo 4
As principais características comuns a esses aços são:
. Alta dureza após têmpera e revenido (tipicamente
a
).
. Resistência ao desgaste por abrasão e adesão, devido à presença de carbetos finos e bem distribuídos na matriz.
. Retenção de dureza em temperaturas elevadas (especialmente nos HSS, graças ao tungstênio e molibdênio).
. Boa tenacidade (evita fissuras) e estabilidade dimensional (baixo encruamento ou deformação durante o serviço).
. Necessidade de tratamentos térmicos controlados (austêmpera, têmpera em óleo ou sal fundido, revenido múltiplo) para otimizar microestrutura martensítica e distribuição de carbetos.
Resposta
Aços para ferramentas e matrizes são ligas de ferro-carbono com alto teor de carbono (
–
) e elementos de liga formadores de carbetos (cromo, vanádio, tungstênio, molibdênio, etc.), projetadas para alcançar:
elevada dureza e resistência ao desgaste,
retenção de dureza em altas temperaturas (red hardness),
boa tenacidade e estabilidade dimensional sob cargas mecânicas e térmicas,
acabamento de superfície e usinabilidade adequados.
Eles exigem tratamentos térmicos precisos (têmpera e revenido) para formar microestrutura martensítica reforçada por carbetos finos, resultando na combinação ideal de dureza, torneabilidade e durabilidade em condições severas de uso.
Eles exigem tratamentos térmicos precisos (têmpera e revenido) para formar microestrutura martensítica reforçada por carbetos finos, resultando na combinação ideal de dureza, torneabilidade e durabilidade em condições severas de uso.