Tratamiento térmico y propiedades del acero para herramientas AISI O1.

6 de febrero de 2024 Luciano Bertene

Acero para herramientas AISI O1

El acero para herramientas AISI O1 es un acero para herramientas de trabajo en frío de baja aleación, que contiene manganeso, cromo y tungsteno, que debe endurecerse mediante enfriamiento con aceite. Es, con diferencia, el acero para herramientas más utilizado y lo producen casi todas las acerías. Tiene una alta estabilidad dimensional durante el tratamiento térmico con un endurecimiento relativamente superficial. Es muy seguro en el endurecimiento hasta alcanzar la dureza deseada.

Propiedades del acero para herramientas O1

La densidad del acero 01 es 7,85 g/cm3 (0,283 lb/in3); La dureza Rockwell C es 50 HRC; Resistencia máxima a la tracción 1690 MPa (245 ksi), límite elástico 1500 MPa (218 ksi), basado en aceite templado a 800 °C, revenido a 425 °C.

Composición química

La composición del acero O1 se enumera en la siguiente tabla.

Composición química, %
Estándar	AISI	W.	Sí, ≤	Minnesota	P, ≤	S, ≤	cr	W.	V, ≤
ASTM A681	O1	0,85-1,00	0,10-0,50	1h00-1h40	0.030	0.030	0,40-0,70	0,40-0,60	0.3

Propiedades físicas

Propiedades físicas del acero O1.	Métrico	Imperial
Densidad	7,85g/cm3	0,283 libras/pulg3
Capacidad calorífica específica	460 J/kg·K a 20 °C	0,11 BTU/libra°F a 68°F
Módulo elástico (Módulo de elasticidad)	193 GPa	28×10 ⁶ psi
	186 GPa a 190°C	27×10 ⁶ psi a 375°F
	172 GPa a 400°C	25×10 ⁶ psi a 750°F
Conductividad térmica	32,0 W/m·K a 20 °C	18,5 Btu/pie·h·°F a 68°F
	33,0 W/m·K a 190 °C	19,1 Btu/pie·h·°F a 375°F
	34,0 W/m·K a 400 °C	19,7 Btu/pie·h·°F a 750°F
Coeficiente de expansión térmica (CTE)	10,6 µm/m a 20-260 °C	5,9 μpulg./pulg.°F a 70-500°F
	12,8 µm/m a 20-425 °C	7,1 μpulg/pulg°F a 70-800°F
	14,0 µm/m a 40-540 °C	7,8 μpulg/pulg°F a 100-1000°F
	14,4 µm/m a 40-650 °C	8,0 μpulg./pulg.°F a 100-1200°F

Tratamiento térmico de acero para herramientas AISI O1

El tratamiento térmico del acero para herramientas O1 se enumera a continuación.

01 Requisitos de tratamiento térmico del acero para herramientas según ASTM A681

Temperatura de precalentamiento del acero para herramientas AISI 01: 1200 ±25°F (649 ±14°C)
Temperatura de austenitización: Baño de sal, 788 ±5,6°C (1450 ±10°F); Hornos de atmósfera controlada, 1475°F (802°C).
Tiempo de austenitización: 5-15 minutos. Si las muestras están austenitizadas en sal, las muestras deberán permanecer a la temperatura de austenitización por el tiempo mínimo indicado; Si se utiliza un horno de atmósfera controlada, la muestra debe mantenerse a la temperatura de austenitización durante 5 a 15 minutos. El tiempo a temperatura es el tiempo después de que la muestra alcanza la temperatura de austenitización.
Medio de enfriamiento: aceite
Temperatura de enfriamiento: 400°F (204°C), debe tener un enfriamiento único de 2 horas
Dureza Mínima: 59 HRC, cuando se utilicen los parámetros de tratamiento térmico estipulados anteriormente.

Temperaturas de normalización y recocido.

Temperatura de tratamiento de normalización del acero para herramientas O1: 870 °C (1600 °F), el tiempo de mantenimiento de la temperatura varía de 15 minutos para secciones pequeñas a 1 hora para tamaños más grandes. El enfriamiento se realiza con aire en calma.
Recocido: 760-790°C (1400-1450°F), el límite superior del rango debe usarse para secciones grandes y el límite inferior para secciones más pequeñas. El tiempo de mantenimiento a temperatura varía desde 1 hora para secciones livianas hasta 4 horas para secciones pesadas y cargas de horno grandes de acero de alta aleación.
Velocidad de enfriamiento: ≤ 22°C/h (40°F/h)
Dureza Brinell recocida: 183-212 HB.

Endurecimiento y revenido

Tasa de calentamiento: lentamente
Endurecimiento: Temperatura de precalentamiento 650 °C (1200 °F); Temperatura de endurecimiento 790-815°C (1450-1500°F)
Tiempo a temperatura: 10-30 minutos
Medio de enfriamiento: Aceite
Dureza Rockwell C endurecida, 63-65 HRC
Temperatura de enfriamiento: 175-260°C (350-500°F)
Dureza aproximada Rockwell C templado: 57-63 HRC

Características de procesamiento y servicio.

Endurecimiento y revenido

Resistencia a la descarburación: Alta
Respuesta de endurecimiento: Media
Cantidad de distorsión: muy baja
Resistencia al agrietamiento: Muy alta
Dureza aproximada Rockwell C: 57-63 HRC (después de templar en el rango de temperatura normalmente recomendado para este acero).

Fabricación y Servicio

Maquinabilidad: Alta
Resistencia: Media
Resistencia al ablandamiento: Baja
Resistencia al desgaste: Media

Rango habitual de potencial de carbono de la atmósfera endotérmica.

Temperatura del horno: 800°C (1475°F)

Rango normal de potencial de carbono: 0,75-0,85

Cambios dimensionales típicos

Cambios dimensionales típicos en el endurecimiento y revenido.

Herramienta de acero	Temperatura de endurecimiento, °C (°F)	Medio de enfriamiento	Cambio total en dimensiones lineales, % después del enfriamiento	Cambio total en dimensiones lineales, %, después del templado a temperatura, °C (°F)
AISI (UNS)	Temperatura de endurecimiento, °C (°F)	Medio de enfriamiento		150 (300)	205 (400)	260 (500)
O1 (T31501)	815 (1500)	Aceite	0,22	0,17	0,16	0,18
O1 (T31501)	790 (1450)	Aceite	0,18	0,09	0,12	0,13

Aplicaciones del acero para herramientas O1

cuchillos
Herramientas de corte
Matrices de dibujo
Herramientas de corte
Herramientas de acuñación
medidores
Mandriles, etc.

Material equivalente al acero AISI O1

El material equivalente del acero para herramientas AISI 01 se enumera en la siguiente tabla, incluidos los estándares ISO, DIN alemán, JIS japonés, GB chino y EN europeo, etc.

Material equivalente al acero AISI O1

EE.UU

Unión Europea

YO ASI

Alemania

Japón

Porcelana

Australia

India

Rusia

Corea

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