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Têmpera de aço inoxidável AISI 420

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AISI 420 – Tratamento Térmico e      InTec
                                           Propriedades                 012


   1. Introdução

   Este texto tem por objetivo discutir importantes aspectos da seleção de
temperaturas de têmpera e revenimento das diferentes marcas para o aço AISI
420 em função das propriedades mecânicas que se desejaria alcançar, ou
“potencializar”, tais como: “dureza”, “resistência à corrosão”, “tenacidade” e
“tensão residual”.
   Moldes, matrizes, ou ferramentas podem ser construídos em aço-
ferramenta inoxidável martensítico com a denominação genérica de “aço 420”.
Os fabricantes de aços oferecem o aço AISI 420 com algumas variações na
composição química para reforçar uma, ou mais, propriedades, tais como:
“resistência à corrosão”, “polibilidade”, “tenacidade” e “dureza”. Cada um dos
aços produzidos com variações na composição química indicada pela norma
AISI recebe um determinado nome do respectivo fabricante.           A Tabela 1
apresenta 12 diferentes composições químicas de marcas do aço AISI 420 de
alguns fabricantes de aços que foram desenvolvidas para atender a
determinadas condições de aplicação, desempenho, etc...

Tabela 1 – Composição química (%) e marcas de fabricantes do aço AISI 420
       Marcas                 C            Cr         Mo          Outros
         AISI 420        0,15 -.0,40  12,0 -14,0
   1 VC150                   0,35         13,0
   2 VP420IM                 0,40         13,5                    0,25 V
   3 420                  0,15 min    12,0 – 14,0
   4 420 F                0,15 min    12,0 – 14,0 0,60 max
   5 420 FSe            0,30 – 0,40   12,0 – 14,0             Se 0,15 min
   6 M310                    0,41         14,3       0,60         0,20 V
   7 M333                    0,28         13,5         -              N
   8 STAVAX ESR              0,38         13,6                    0,30 V
   9 STAVAX SUP              0,25         13,3        0,3     Ni 1,4; V 0,3 + N

   10 THY 2190               0,40        13,50                    0,25 V
   11 THY 2316               0,36         16,0        1,2
   12 ESKYLOS 2083        0,35-0,45   12,50-13,50             Si e V <1,00
Legenda:
   1 e 2 – VILLARES METALS
   3, 4 e 5 – GERDAU
   6 e 7 – BOEHLER
   8 e 9 – UDDEHOLM
   10 e 11 – SCHMOLZ-BICKENBACH
   12 – LUCCHINI




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AISI 420 – Tratamento Térmico e        InTec
                                        Propriedades                   012

   O usuário do aço AISI 420, muitas vezes, se refere a este aço, por
comodidade e, ou, simplicidade, apenas e genericamente como “420”.            O
distribuidor de aço que compra este de vários fabricantes teria por hábito
também adotar a fácil e genérica classificação de “420”, ou “Inox 420”, mas se
solicitado pelo usuário deveria informar o nome do fabricante e respectivo
“certificado de qualidade” com a descrição completa de composição química.
Essa seria a melhor maneira de se prevenir contra “não conformidades” nos
processos de usinagem e, ou, térmicos posteriores.
   O não compromisso (involuntário!) com a origem (fabricante do aço) e
composição química impacta no momento da seleção dos parâmetros do
processo térmico de têmpera e, principalmente, revenimentos. O principal e
desagradável efeito seria não alcançar a dureza desejada na etapa de
têmpera, ou a seleção da temperatura de revenimento não corresponder a
dureza esperada.
   As propriedades que se busca alcançar para o aço inoxidável AISI 420 são
atendidas com a realização de um correto tratamento térmico. A “dureza” do
aço é uma propriedade que pode ser avaliada de maneira rápida e eficiente
depois do tratamento térmico e se situar, dependendo da aplicação do aço,
numa ampla faixa de 40 até, aproximadamente, 58 HRC.              A busca de
propriedades como “polibilidade”, “resistência à corrosão”, “tenacidade” e
menor “tensão residual” não poderia levar em consideração apenas a dureza
do aço, pois, como se pretende mostrar aqui, não seria possível compatibilizar,
por exemplo, “máxima resistência à corrosão” e “menor dureza”, ou “menor
tensão residual” e “máxima tenacidade”. O concurso simultâneo dessas
propriedades não é possível e “escolhas” devem ser feitas na seleção da
propriedade de maior interesse, sem comprometer o melhor, ou o bom
desempenho da ferramenta construída em aço inoxidável martensítico [1].



   2. Propriedades

   O tratamento térmico deve ser executado obedecendo às recomendações
dos fabricantes dos aços e às condições especificas da tecnologia de
aquecimento e resfriamento utilizados neste processo.      A literatura técnica


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AISI 420 – Tratamento Térmico e          InTec
                                        Propriedades                     012

especializada e o fabricante de aço fornecem diagramas que retratam as
propriedades e as temperaturas recomendáveis para se obter a melhor
combinação    de   propriedades,   tais como     a “resistência a corrosão”,
“tenacidade”, “tensão residual” e a “dureza” e que serão discutidas a seguir.


   As Figuras 1 e 2, por exemplo, mostram os diagramas que relacionam
“dureza” versus “temperaturas” para o tratamento térmico de “revenimento” dos
aços Stavax ESR e M310 [2] [3].      É interessante observar o comportamento
desse aço à temperatura de revenimento que, à medida que a temperatura
sobe até 300 ºC, aproximadamente, a dureza decresce, porém sofre um
incremento desta para temperaturas maiores até a ordem de 480 ºC. A partir
dessa temperatura (480 ºC), a dureza experimenta queda abrupta para
mínimos incrementos desta.




Figura 1 – Curva de dureza para o revenimento do aço Stavax ESR [2]

   A zona de temperatura compreendida entre 300 e 500 ºC resulta em
diferentes propriedades mecânicas que podem afetar o desempenho da peça
construída em aço AISI 420. Portanto, é fundamental conhecer aspectos da
aplicação da peça e, principalmente, as etapas de finalização de construção
desta, em termos de operações como “corte a fio”, “eletroerosão”, “nitretação”
e revestimento duro tipo “PVD”, para reduzir o risco, ou mesmo não produzir,




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eventos não-conformes tais como “trincas”, “baixa qualidade de polimento”,
menor “resistência à corrosão”, “tensão residual” elevada, etc...

   A Figura 2 mostra o comportamento da dureza para o aço K110 temperado
de diferentes temperaturas de “austentiização” (temperatura de têmpera) [3].
Nesses casos, semelhante ao comportamento do aço mostrado na Figura 1,
uma maior temperatura de austenitização eleva a curva de dureza para as
temperaturas de revenimento.




Figura 2 – Curva de dureza para o revenimento do aço M310 [3]

   Importante salientar que a modificação da superfície por “nitretação” deve
ocorrer em temperatura inferior a 450 ºC nos casos em que a aplicação da
superfície pode se tornar interessante, ou até uma exigência.


   A Figura 3 mostra o comportamento da propriedade resistência à corrosão
para o aço Stavax ESR.        Observa-se nesse gráfico que a resistência à
corrosão sofre redução com o aumento da temperatura, porém a partir de 500
ºC inicia um processo de recuperação lenta dessa propriedade.




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Figura 3 – Resistência à corrosão versus temperatura de revenimento do aço
Stavax ESR [2]

   O aço inoxidável martensítico apresenta alteração dimensional conforme se
eleva a temperatura do revenimento. A partir de 300 ºC o aço experimenta
considerável alteração dimensional como mostrado na Figura 4 em ensaios
realizados para o aço Stavax ESR.
   Observa-se que essa variação dimensional é crescente conforme se eleva
a temperatura de revenimento, alcançando o valor máximo na faixa de
temperatura de 500 a 550 ºC, justamente a faixa utilizada para quando se
deseja obter dureza inferior a 50 HRC. Em decorrência disso, deve-se prever
adequado sobremetal para as peças, ou ferramentas, construídas em aço
inoxidável martensitico e na situação de projeto em que a dureza deve se
manter inferior a 50 HRC.




Figura 4 – Alteração dimensional em função da temperatura de revenimento [2]


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AISI 420 – Tratamento Térmico e      InTec
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   A Figura 5 mostra todas as propriedades do aço 420F obtidas em ensaios
destrutivos de corpos de prova para as propriedades “resistência à tração”,
“limite de escoamento”, “tenacidade” e “dureza” [4].
   A curva de tenacidade obtida mostra uma variação em função da
temperatura de revenimento, ou seja, alcança um valor máximo em
temperaturas na faixa de 250 a 300 ºC para, em seguida, sofrer declínio até a
temperatura próxima de 500 ºC e, a partir desta temperatura a curva sofre uma
inflexão na direção de crescentes valores conforme incrementa a temperatura.
Em contrapartida, a curva de dureza a partir de 500 ºC, como mostrado nesse
diagrama, experimenta redução para pequenos incrementos da temperatura.
Assim, também nesse caso, devem se utilizar temperaturas superiores a 500
ºC quando se deseja obter dureza inferior a 50 HRC.




Figura 5 – Principais propriedades do aço 420 F [4].


   A Figura 6 mostra o comportamento das propriedades “dureza” e
“tenacidade” para o aço M333 [3]. Esse aço mostra o mesmo comportamento
para as propriedades “tenacidade” e “dureza” do aço 420F em função da
temperatura de revenimento, porém com valores diferentes destas.




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Têmpera de aço inoxidável AISI 420

  • 1. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 1. Introdução Este texto tem por objetivo discutir importantes aspectos da seleção de temperaturas de têmpera e revenimento das diferentes marcas para o aço AISI 420 em função das propriedades mecânicas que se desejaria alcançar, ou “potencializar”, tais como: “dureza”, “resistência à corrosão”, “tenacidade” e “tensão residual”. Moldes, matrizes, ou ferramentas podem ser construídos em aço- ferramenta inoxidável martensítico com a denominação genérica de “aço 420”. Os fabricantes de aços oferecem o aço AISI 420 com algumas variações na composição química para reforçar uma, ou mais, propriedades, tais como: “resistência à corrosão”, “polibilidade”, “tenacidade” e “dureza”. Cada um dos aços produzidos com variações na composição química indicada pela norma AISI recebe um determinado nome do respectivo fabricante. A Tabela 1 apresenta 12 diferentes composições químicas de marcas do aço AISI 420 de alguns fabricantes de aços que foram desenvolvidas para atender a determinadas condições de aplicação, desempenho, etc... Tabela 1 – Composição química (%) e marcas de fabricantes do aço AISI 420 Marcas C Cr Mo Outros AISI 420 0,15 -.0,40 12,0 -14,0 1 VC150 0,35 13,0 2 VP420IM 0,40 13,5 0,25 V 3 420 0,15 min 12,0 – 14,0 4 420 F 0,15 min 12,0 – 14,0 0,60 max 5 420 FSe 0,30 – 0,40 12,0 – 14,0 Se 0,15 min 6 M310 0,41 14,3 0,60 0,20 V 7 M333 0,28 13,5 - N 8 STAVAX ESR 0,38 13,6 0,30 V 9 STAVAX SUP 0,25 13,3 0,3 Ni 1,4; V 0,3 + N 10 THY 2190 0,40 13,50 0,25 V 11 THY 2316 0,36 16,0 1,2 12 ESKYLOS 2083 0,35-0,45 12,50-13,50 Si e V <1,00 Legenda: 1 e 2 – VILLARES METALS 3, 4 e 5 – GERDAU 6 e 7 – BOEHLER 8 e 9 – UDDEHOLM 10 e 11 – SCHMOLZ-BICKENBACH 12 – LUCCHINI ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 2. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 O usuário do aço AISI 420, muitas vezes, se refere a este aço, por comodidade e, ou, simplicidade, apenas e genericamente como “420”. O distribuidor de aço que compra este de vários fabricantes teria por hábito também adotar a fácil e genérica classificação de “420”, ou “Inox 420”, mas se solicitado pelo usuário deveria informar o nome do fabricante e respectivo “certificado de qualidade” com a descrição completa de composição química. Essa seria a melhor maneira de se prevenir contra “não conformidades” nos processos de usinagem e, ou, térmicos posteriores. O não compromisso (involuntário!) com a origem (fabricante do aço) e composição química impacta no momento da seleção dos parâmetros do processo térmico de têmpera e, principalmente, revenimentos. O principal e desagradável efeito seria não alcançar a dureza desejada na etapa de têmpera, ou a seleção da temperatura de revenimento não corresponder a dureza esperada. As propriedades que se busca alcançar para o aço inoxidável AISI 420 são atendidas com a realização de um correto tratamento térmico. A “dureza” do aço é uma propriedade que pode ser avaliada de maneira rápida e eficiente depois do tratamento térmico e se situar, dependendo da aplicação do aço, numa ampla faixa de 40 até, aproximadamente, 58 HRC. A busca de propriedades como “polibilidade”, “resistência à corrosão”, “tenacidade” e menor “tensão residual” não poderia levar em consideração apenas a dureza do aço, pois, como se pretende mostrar aqui, não seria possível compatibilizar, por exemplo, “máxima resistência à corrosão” e “menor dureza”, ou “menor tensão residual” e “máxima tenacidade”. O concurso simultâneo dessas propriedades não é possível e “escolhas” devem ser feitas na seleção da propriedade de maior interesse, sem comprometer o melhor, ou o bom desempenho da ferramenta construída em aço inoxidável martensítico [1]. 2. Propriedades O tratamento térmico deve ser executado obedecendo às recomendações dos fabricantes dos aços e às condições especificas da tecnologia de aquecimento e resfriamento utilizados neste processo. A literatura técnica ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 3. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 especializada e o fabricante de aço fornecem diagramas que retratam as propriedades e as temperaturas recomendáveis para se obter a melhor combinação de propriedades, tais como a “resistência a corrosão”, “tenacidade”, “tensão residual” e a “dureza” e que serão discutidas a seguir. As Figuras 1 e 2, por exemplo, mostram os diagramas que relacionam “dureza” versus “temperaturas” para o tratamento térmico de “revenimento” dos aços Stavax ESR e M310 [2] [3]. É interessante observar o comportamento desse aço à temperatura de revenimento que, à medida que a temperatura sobe até 300 ºC, aproximadamente, a dureza decresce, porém sofre um incremento desta para temperaturas maiores até a ordem de 480 ºC. A partir dessa temperatura (480 ºC), a dureza experimenta queda abrupta para mínimos incrementos desta. Figura 1 – Curva de dureza para o revenimento do aço Stavax ESR [2] A zona de temperatura compreendida entre 300 e 500 ºC resulta em diferentes propriedades mecânicas que podem afetar o desempenho da peça construída em aço AISI 420. Portanto, é fundamental conhecer aspectos da aplicação da peça e, principalmente, as etapas de finalização de construção desta, em termos de operações como “corte a fio”, “eletroerosão”, “nitretação” e revestimento duro tipo “PVD”, para reduzir o risco, ou mesmo não produzir, ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 4. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 eventos não-conformes tais como “trincas”, “baixa qualidade de polimento”, menor “resistência à corrosão”, “tensão residual” elevada, etc... A Figura 2 mostra o comportamento da dureza para o aço K110 temperado de diferentes temperaturas de “austentiização” (temperatura de têmpera) [3]. Nesses casos, semelhante ao comportamento do aço mostrado na Figura 1, uma maior temperatura de austenitização eleva a curva de dureza para as temperaturas de revenimento. Figura 2 – Curva de dureza para o revenimento do aço M310 [3] Importante salientar que a modificação da superfície por “nitretação” deve ocorrer em temperatura inferior a 450 ºC nos casos em que a aplicação da superfície pode se tornar interessante, ou até uma exigência. A Figura 3 mostra o comportamento da propriedade resistência à corrosão para o aço Stavax ESR. Observa-se nesse gráfico que a resistência à corrosão sofre redução com o aumento da temperatura, porém a partir de 500 ºC inicia um processo de recuperação lenta dessa propriedade. ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 5. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 Figura 3 – Resistência à corrosão versus temperatura de revenimento do aço Stavax ESR [2] O aço inoxidável martensítico apresenta alteração dimensional conforme se eleva a temperatura do revenimento. A partir de 300 ºC o aço experimenta considerável alteração dimensional como mostrado na Figura 4 em ensaios realizados para o aço Stavax ESR. Observa-se que essa variação dimensional é crescente conforme se eleva a temperatura de revenimento, alcançando o valor máximo na faixa de temperatura de 500 a 550 ºC, justamente a faixa utilizada para quando se deseja obter dureza inferior a 50 HRC. Em decorrência disso, deve-se prever adequado sobremetal para as peças, ou ferramentas, construídas em aço inoxidável martensitico e na situação de projeto em que a dureza deve se manter inferior a 50 HRC. Figura 4 – Alteração dimensional em função da temperatura de revenimento [2] ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 6. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 A Figura 5 mostra todas as propriedades do aço 420F obtidas em ensaios destrutivos de corpos de prova para as propriedades “resistência à tração”, “limite de escoamento”, “tenacidade” e “dureza” [4]. A curva de tenacidade obtida mostra uma variação em função da temperatura de revenimento, ou seja, alcança um valor máximo em temperaturas na faixa de 250 a 300 ºC para, em seguida, sofrer declínio até a temperatura próxima de 500 ºC e, a partir desta temperatura a curva sofre uma inflexão na direção de crescentes valores conforme incrementa a temperatura. Em contrapartida, a curva de dureza a partir de 500 ºC, como mostrado nesse diagrama, experimenta redução para pequenos incrementos da temperatura. Assim, também nesse caso, devem se utilizar temperaturas superiores a 500 ºC quando se deseja obter dureza inferior a 50 HRC. Figura 5 – Principais propriedades do aço 420 F [4]. A Figura 6 mostra o comportamento das propriedades “dureza” e “tenacidade” para o aço M333 [3]. Esse aço mostra o mesmo comportamento para as propriedades “tenacidade” e “dureza” do aço 420F em função da temperatura de revenimento, porém com valores diferentes destas. ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 7. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 Figura 6 – Propriedades de “tenacidade” versus “dureza” do aço M333 [3] A Figura 7 apresenta a propriedade “tenacidade” em função da temperatura de revenimento utilizada para o aço M333. O fabricante desse aço sugere que para peças compactas, ou de pequenas dimensões, estas poderiam ser utilizadas com a dureza de 54 HRC (dureza obtida na faixa de temperatura de revenimento de 200 a 300 ºC), obtendo-se a condição de melhor “resistência a corrosão” e “tenacidade”. Para peças complexas, grandes, como é o caso de algumas matrizes para injeção de plástico com cavidades, canais de refrigeração, brusca mudança de forma e dimensões, a dureza recomendável, conforme sugere o fabricante desse aço, seria na ordem de 48 a 52 HRC (dureza obtida para temperaturas de revenimento superior a 500 ºC) e menor quadro de tensão residual. A tensão residual é o resultado das tensões desenvolvidas durante o tratamento térmico de têmpera e revenimento e que, neste caso, são “tensões de tração” na superfície do aço [5]. O melhor tratamento térmico busca reduzir ao máximo essas “tensões de tração” na superfície. Dessa forma, para um dado tipo de peça, ou matriz, as operações finais de construção – eletroerosão, corte a fio, aplicação de revestimento duro tipo “PVD” – condicionariam a seleção da melhor temperatura do tratamento térmico da etapa de revenimento. ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 8. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 Figura 7 – Comparação das propriedades “resistência à corrosão” e “tensão residual” para o aço M333 [3] 3. Tratamento Térmico O tratamento térmico seleciona os parâmetros de processo para atender à principal especificação dos aços e mede, a priori, o sucesso deste através do ensaio não destrutivo de “dureza”. Entretanto, como se depreende da observação das Figuras 5, 6 e 7 acima, nem sempre a propriedade dureza pode espelhar o melhor resultado para propriedades como “resistência a corrosão”, “tenacidade” e “tensão residual”. Nas situações de pequenos componentes em que se busca “polibilidade” e “resistência a corrosão” a temperatura de revenimento deve se situar entre 250 e 300 ºC. Porém mesmo para pequenos componentes onde existem etapas posteriores tais como “eletroerosão”, “corte a fio” e, ou, “revestimento duro”, deve-se utilizar temperaturas de revenimento acima de 500 ºC e, neste caso, não deve privilegiar a propriedade “dureza”. Para se obter a melhor combinação de “resistência à corrosão” e “tenacidade”, o revenimento deve ser executado na temperatura próxima de 250 ºC, conforme mostrado na Figura 5 e 7, entretanto a dureza resultante será de, no mínimo, 50 HRC, o que poderia causar dificuldades na operação de usinagem posterior dependendo do equipamento a ser utilizado e aumentar, vale novamente, e insistentemente, lembrar, o risco ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 9. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 de se produzir “trincas” caso o aço da peça, ou matriz, ainda seja submetido a operações finais de “eletroerosão” e, ou, “corte a fio”. Dessa forma, e resumidamente, as seguintes considerações poderiam ser utilizadas como critérios na determinação da melhor temperatura de revenimento, ou mesmo da melhor rota de tratamento térmico, tendo em vista alcançar o melhor desempenho da ferramenta em trabalho, ou “potencializar adequadas propriedades”: a) Seria possível a usinagem na dureza acima de 50 HRC? b) Estaria prevista alguma operação de “erosão / corte a fio” depois do tratamento térmico? c) A superfície do aço deve sofrer modificação por nitretação e, ou, aplicação de revestimentos duros tipo “PVD” depois da têmpera e revenimento? d) A propriedade “resistência á corrosão” não seria relevante? e) A condição de “tensão residual” menor não teria muita importância? Se a resposta é “sim” para todas as questões acima o revenimento deveria ser realizado, indubitavelmente, em temperatura acima de 500 ºC. A temperatura de revenimento somente poderia estar na faixa de 200 a 300 ºC se a resposta fosse “não” para os itens “b” e “c”. Assim, na seleção da melhor temperatura de revenimento é de suma importância o operador do equipamento de tratamento térmico conhecer as informações citadas acima. Harmonizar todas as propriedades como “dureza”, “resistência à corrosão”, máxima “tenacidade” e menor “tensão residual” não será possível e uma “escolha” deve ocorrer, em termos de qual propriedade se desejaria privilegiar para o aço. A Figura 8 mostra um fluxograma com a sugestão de possíveis rotas de tratamento térmico para os aços inoxidáveis martensíticos do tipo AISI 420. A rota de tratamento térmico que contemplaria dois (2) revenimentos (mandatório) à temperatura, igual, ou maior a 500 ºC pode tornar necessário acrescentar (recomendável) um tratamento térmico de alívio de tensão (~ 500 ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 10. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 ºC) se para concluir a construção do molde ainda ser necessário operações de “retífica”, “eletroerosão” e, ou “corte a fio”. Nesse caso é recomendável a realização desse tratamento de “alivio de tensão” em forno a vácuo para preservar a superfície acabada do aço da peça, matriz, ou ferramenta. A utilização da rota com o tratamento térmico “sub-zero” e, ou “criogenia”, apesar de mais interessante em função da “redução à zero” do microconstituinte “austenita” que não sofreu transformação martensítica na etapa de têmpera, para harmonizar as propriedades de “resistência à corrosão” e “tenacidade” com o revenimento na faixa de 250 a 300 ºC deve ser objeto de acurada análise, “caso a caso”, com muita atenção, em função de elevados riscos envolvidos (trincas) nesta operação. ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 11. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 Molde / Matriz Corte a Fio, Sim Eletroerosão Nitretação, PVD depois do TT? Não Sim Possível Sub-Zero? Sub-Zero Não 2 Revenimentos Revenimento Revenimento > = 500 ºC < 300 ºC < 300 ºC FIM Alívio de Tensão após Corte a Fio, ou Retifica, ou Eletroerosão Figura 8 – Fluxograma de rotas possíveis de tratamento térmico para o aço AISI 420. ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 12. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 4. Conclusão Esta breve exposição de motivos técnicos para a seleção das corretas temperaturas do tratamento térmico de têmpera e revenimento com o objetivo de se maximizar os melhores resultados de desempenho de moldes, matrizes, ou peças, construídas no aço inoxidável martensítico AISI 420 permite concluir:  A “dureza”, a priori, não seria a principal propriedade a ser considerada no projeto da ferramenta.  A máxima “resistência à corrosão” condicionaria a realização do revenimento na faixa de temperatura de 200 a 300 ºC, o que resultaria em dureza final acima de 50 HRC e maior “tensão residual”.  A faixa de temperatura de 200 a 300 ºC proporcionaria a melhor “tenacidade”, porém com maior “tensão residual”.  A melhor condição de menor “tensão residual” seria para o revenimento realizado nas temperaturas acima de 500 ºC.  Operações depois do tratamento térmico, tais como “corte a fio”, “eletroerosão”, “retífica”, revestimentos duros tipo “PVD”, limitação de processos de usinagem e “nitretação”, condicionaria a seleção da temperatura de revenimento de igual, ou maior, a 500 ºC. Nesse caso, a dureza final poderá, em função da marca de aço equivalente ao AISI 420, ser inferior a 50 HRC.  A melhor “tenacidade” para o aço M333 é alcançada com a temperatura de 300 ºC.  A condição de menor “tensão residual” do aço M333 é atingida para revenimento igual, ou superior, a 500 ºC. ******************************* ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121
  • 13. AISI 420 – Tratamento Térmico e InTec Propriedades 012 Bibliografia [1] Heat Treatment of Martensitic Stainless Steels: Critical Issues in Residual Stress and Corrosion. E.D.Doyle; F.Kolak, Y.C.; Wong and T. Randle. Faculty of Engineering and Industrial Scienses, Swinburne University of Technology, Hawthorn, Victoria 3122, Australia. [2] Catálogo de aços Uddeholm [3] Catálogo de aços Boehler [4] Catálogo de aços Gerdau [5] Fadiga dos Materiais. Fem-Unicamp, Pós-graduação, Prof.I. Ferreira, 2003 ISOFLAMA - < vendramim@isoflama.com.br > F.19-3936.5121