BRPI0620491A2 - hot tool steel, one-piece steelmaking process, one-piece steel and one-part uses - Google Patents

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BRPI0620491A2
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Andre Grellier
Pierre-Emmanuel Richy
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Aubert & Duval Sa
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Abstract

AçO PARA FERRAMENTAL A QUENTE, PROCESSO DE FABRICAçãO DE UMA PEçA DE AçO, PEçA DE AçO E USOS DE UMA PEçA. A presente invenção refere-se a aço para ferramental a quente, de composição em porcentagens ponderais: - 0,30% <243> C <243> 0,39%, 4,00% <243> Cr<243> 6,00%, traços <243> Si <243> 0,50%, traços <243> Mn <243> 0,80%, traços <243> W <243> 1,45% - traços <243> Co <243> 2,75%, 0,80% <243> Ni <243> 2,80%, 1,50% <243> Mo <243> 2,60% com 1 ,50% <243> Mo + 0,65W <243> 3,20%, 0,55% <243> V <243> 0,80%, com -0,65 <243> K <243> 0,65, em que K = K2 - K1 e K2 = 0,75 x (Ni - 0,60), K1 = 1,43 x (V - 0,40) + 0,63 x [(Mo + 0,65W) -1,20], traços <243> AI <243> 0,080%, traços <243> S <243> 0,0040%, traços <243> P <243> 0,0200%, traços <243>Ti <243> 0,05%, traços <243> Zr <243> 0,05%, traços <243> Nb <243> 0,08%, traços <243> N <243> 0,040%, 10 P + As + 5 Sb + 4 Sn <243> 0,21%, traços <243> O <243> 30ppm, sendo o resto ferro e impurezas inevitáveis. A presente invenção também se refere à peça produzida a partir desse aço, seu processo de fabricação e uso dessas peças.STEEL FOR HOT TOOL, PROCESS OF MANUFACTURING A PIECE OF STEEL, PIECE OF STEEL AND USES OF A PIECE. The present invention relates to steel for hot tooling, composed by weight percentages: - 0.30% <243> C <243> 0.39%, 4.00% <243> Cr <243> 6.00 %, strokes <243> Si <243> 0.50%, strokes <243> Mn <243> 0.80%, strokes <243> W <243> 1.45% - strokes <243> Co <243> 2 , 75%, 0.80% <243> Ni <243> 2.80%, 1.50% <243> Mo <243> 2.60% with 1.50% <243> Mo + 0.65W <243 > 3.20%, 0.55% <243> V <243> 0.80%, with -0.65 <243> K <243> 0.65, where K = K2 - K1 and K2 = 0, 75 x (Ni - 0.60), K1 = 1.43 x (V - 0.40) + 0.63 x [(Mo + 0.65W) -1.20], dashes <243> AI <243> 0.080%, <243> S <243> 0.0040%, <243> P <243> 0.0200%, <243> Ti <243> 0.05%, <243> Zr <243> 0.05%, strokes <243> Nb <243> 0.08%, strokes <243> N <243> 0.040%, 10 P + As + 5 Sb + 4 Sn <243> 0.21%, strokes <243 > The <243> 30ppm, the rest being iron and unavoidable impurities. The present invention also refers to the part produced from this steel, its manufacturing process and the use of these parts.

Description

"AÇO PARA FERRAMENTAL A QUENTE, PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA PEÇA DE AÇO, PEÇA DE AÇO E USOS DE UMA PEÇA""HOT TOOL STEEL, STEEL PIECE MANUFACTURING PROCESS, STEEL PIECE AND ONE PIECE USES"

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção trata do campo dos aços para ferramental de moldagem a quente, utilizáveis em fundição e moldagem, forjamento, fiação ou extrusão.The present invention relates to the field of hot mold tooling steels usable in casting and molding, forging, spinning or extrusion.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

Um campo de aplicação privilegiado, mas não exclusivo da presente invenção, é a fabricação de moldes de grandes dimensões para a fundição sob pressão de ligas leves à base de alumínio ou magnésio ou de ligas cuprosas.A preferred but not exclusive field of application of the present invention is the manufacture of large molds for the die casting of light aluminum or magnesium based alloys or cuprous alloys.

Durante o uso, os ferramentais de moldagem a quente são submetidos a solicitações cilíndricas que as danificam.During use, hot molding tools are subjected to cylindrical stresses that damage them.

Essas solicitações são de origem:These requests come from:

- mecânica devido aos esforços diretos aplicados pelas máquinas tais como as prensas;- mechanical due to the direct efforts applied by machines such as presses;

- térmica: as variações bruscas de temperatura devidas aos contatos alternados com a matéria quente a ser transformada, e aos resfriamentos por projeções de lubrificantes ou de revestimentos, que provocam gradientes de dilatações, que são fontes de tensões mecânicas locais.- thermal: sudden changes in temperature due to alternating contacts with the hot matter to be transformed, and cooling by projections of lubricants or coatings, which cause swelling gradients, which are sources of local mechanical stresses.

A danificação se produz, em certos casos, por rupturas bruscas que destroem instantaneamente os ferramentais quando a tenacidade de seu material não é suficiente. Ela se produz, em geral, por uma fissuração que se inicia durante as primeiras centenas de ciclos de uso e se desenvolve progressivamente até uma ruína efetiva depois de algumas dezenas ou centenas de milhares de ciclos. Esse processo é designado pelo termo genérico de "fadiga térmica". A resistência à danificação por fadiga térmica requer uma tenacidade suficiente à temperatura correspondente ao ponto mais frio do ciclo térmico. Essa qualidade é convencionalmente medida pela energia de flexão por impacto de corpos de prova normalizados, corpos de prova testados a temperaturas compreendidas entre a temperatura ambiente e 150°C. Ela requer também propriedades suficientes de dureza e de resistência ao amaciamento durante o funcionamento nas temperaturas mais elevadas do ciclo.Damage is sometimes caused by sudden breakages that instantly destroy tooling when the toughness of the material is not sufficient. It is usually produced by cracking that begins during the first hundreds of cycles of use and progressively develops to effective ruin after a few tens or hundreds of thousands of cycles. This process is called the generic term "thermal fatigue". Resistance to thermal fatigue damage requires sufficient toughness at the temperature corresponding to the coldest point of the thermal cycle. This quality is conventionally measured by the impact bending energy of standard specimens, specimens tested at ambient temperatures to 150 ° C. It also requires sufficient hardness and break-in properties during operation at higher cycle temperatures.

A fabricação de moldes ou de ferramentais de grande tamanho (por exemplo, de espessura superior a 200 mm) requer propriedades melhoradas do aço que as constitui. Durante a têmpera, como a velocidade de resfriamento é naturalmente moderada por fluxos térmicos limitados às superfícies e a preocupação do industrial de não deformar ou romper as peças, os aços de referência não geram estruturas de têmpera com dominante martensítica que seriam favoráveis a propriedades de uso ótimas. Os diagramas TRC (têmpera em resfriamento contínuo) descrevem para cada composição a natureza das fases formadas segundo as velocidades de resfriamento, mas são notoriamente insuficientes para dar conta da perda de tenacidade no estado temperado-revenido provocada pela redução da velocidade de têmpera.The manufacture of large size molds or tooling (for example, thickness greater than 200 mm) requires improved properties of the steel forming it. During quenching, as the cooling rate is naturally moderated by surface-limited thermal fluxes and the industrialist's concern not to deform or rupture parts, reference steels do not generate martensitically dominant quench structures that would be favorable for use properties. great. Continuous quenching (TRC) diagrams describe for each composition the nature of the phases formed at the cooling rates, but are notoriously insufficient to account for the temper-tempered tempera- ture loss caused by the quenching speed reduction.

Entre os aços conhecidos para esse uso, pode-se citar:Among the known steels for this use, we can mention:

- o aço AISI H11 que contém aproximadamente C = 0,40%, Si = 0,90%, Mn = 0,40%, Cr = 5%, Mo = 1,30%, V « 0,5%;- AISI H11 steel containing approximately C = 0.40%, Si = 0.90%, Mn = 0.40%, Cr = 5%, Mo = 1.30%, V = 0.5%;

- o aço AISI H13 idêntico ao anterior, a não ser pelo fato de conter V= 0,95%;- AISI H13 steel identical to the above except that it contains V = 0,95%;

- o aço W - 1.2367 que contém aproximadamente C = 0,40%, Si = 0,30%, Mn = 0,40%, Cr = 5%, Mo = 2,9%, V = 0,65%; - um aço que é comparável ao AISI H11, mas contém Si = 0,3% e aceita Ni = 0,2% (ver o documento EP-B1-0 663 018); sua composição nominal é C = 0,3-0,4%, Si < 0,8%, Mn < 0,8%, Cr = 4,5-5,8%, Mo = 0,75- 1 ,75%, V < 1 ,3%, W < 1 ,5%, Ni ≤ 0,5%, P < 0,008%, Sb ≤ 0,002%, Sn < 0,003%, As < 0,005%, com 10P + 5Sb + 4Sn + As < 0,10%.- steel W - 1.2367 which contains approximately C = 0.40%, Si = 0.30%, Mn = 0.40%, Cr = 5%, Mo = 2.9%, V = 0.65%; - a steel that is comparable to AISI H11 but contains Si = 0.3% and accepts Ni = 0.2% (see EP-B1-0 663 018); Its nominal composition is C = 0.3-0.4%, Si <0.8%, Mn <0.8%, Cr = 4.5-5.8%, Mo = 0.75-1.75% , V <1,3%, W <1,5%, Ni ≤ 0,5%, P <0,008%, Sb ≤ 0,002%, Sn <0,003%, As <0,005%, with 10P + 5Sb + 4Sn + As <0.10%.

A fim de melhorar as propriedades desses aços conhecidos no sentido de permitir um melhor compromisso entre dureza, tenacidade e estabilidade das propriedades em funcionamento, em particular da dureza, foram efetuados estudos. Pôde-se assim elevar a resistência a quente em relação ao aço H11 aumentando os teores de Mo e V como nos H13 e W- 1.2367 citados acima, mas disso resulta uma degradação da tenacidade. A tenacidade fica, ao contrário, aumentada quando se aumenta o teor de Si, ou se adiciona Ni que melhora também sua temperabilidade. Mas o Ni degrada a dureza e o limite elástico a quente.In order to improve the properties of these known steels in order to allow a better compromise between hardness, toughness and stability of working properties, in particular hardness, studies have been carried out. This could increase the hot strength against H11 steel by increasing the Mo and V contents as in H13 and W-1.2367 above, but this results in a degradation of toughness. On the other hand, toughness is increased when Si content is increased or Ni is added which also improves its temperability. But Ni degrades the hardness and the hot elastic limit.

Descrição da InvençãoDescription of the Invention

A finalidade da presente invenção é propor uma nova especificação de aço para ferramental de moldagem a quente que realiza um excelente compromisso entre as diversas propriedades que se acaba de citar.The purpose of the present invention is to propose a new specification of hot mold tooling steel that achieves an excellent compromise between the various properties just mentioned.

Para esse fim, a presente invenção tem por objeto um aço para ferramental a quente, de composição em porcentagens ponderais:To this end, the present invention relates to a hot tool steel of weight percent composition:

- 0,30% ≤ C ≤ 0,39%- 0.30% ≤ C ≤ 0.39%

- 4,00% ≤ Cr ≤ 6,00%- 4.00% ≤ Cr ≤ 6.00%

- traços ≤ Si ≤ 0,50%- dashes ≤ Si ≤ 0,50%

- traços ≤ Mn ≤ 0,80%- dashes ≤ Mn ≤ 0,80%

- traços ≤ W ≤ 1,45%- dashes ≤ W ≤ 1,45%

- traços ≤ Co ≤ 2,75%- dashes ≤ Co ≤ 2,75%

- 0,80% ≤ Ni ≤ 2,80% - 1,50% < Mo < 2,60% com 1,50% < Mo + 0,65W < 3,20%- 0.80% ≤ Ni ≤ 2.80% - 1.50% <Mo <2.60% with 1.50% <Mo + 0.65W <3.20%

- 0,55% < V < 0,80%- 0.55% <V <0.80%

- com -0,65 < K < 0,65 em que K = K2 - K1- with -0.65 <K <0.65 where K = K2 - K1

e K2 = 0,75 χ (Ni - 0,60)and K2 = 0.75 χ (Ni - 0.60)

K1 = 1,43 χ (V - 0,40) + 0,63 χ [(Mo + 0,65W) - 1,20]K1 = 1.43 χ (V - 0.40) + 0.63 χ [(Mo + 0.65W) - 1.20]

- traços < Al < 0,080%- traits <Al <0.080%

- traços < S < 0,0040%- dashes <S <0.0040%

- traços < P < 0,0200%- dashes <P <0.0200%

- traços < Ti < 0,05%- dashes <Ti <0.05%

- traços < Zr < 0,05%- dashes <Zr <0.05%

- traços < Nb < 0,08%- traits <Nb <0.08%

- traços < N < 0,040%- dashes <N <0.040%

- 10 P + As + 5 Sb + 4 Sn < 0,21 %- 10 P + As + 5 Sb + 4 Sn <0.21%

- traços ^ O < 30ppm,- traces ^ O <30ppm,

sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis. De preferência, 0,33% < C < 0,38%. De preferência, traços < Si £ 0,40%. De preferência, traços < Mn < 0,60%. De preferência, 4,6% < Cr < 6,0%.the rest being iron and unavoidable impurities. Preferably 0.33% <C <0.38%. Preferably dashes <Si £ 0.40%. Preferably, dashes <Mn <0.60%. Preferably 4.6% <Cr <6.0%.

De preferência, 1,60% <Mo < 2,00% e 1,60 % < Mo + 0,65 WPreferably 1.60% <Mo <2.00% and 1.60% <Mo + 0.65 W

De preferência, traços < Al < 0,030%. De preferência, traços < S s 0,0010%. De preferência, traços < P < 0,0080%. De preferência, traços < Ti < 0,01%. De preferência, traços £ Zr < 0,02%. De preferência, traços < Nb < 0,01%. De preferência, traços ≤ N ≤ 0,01 %. De preferência, 10 P + As + 5 Sb + 4 Sn ≤ 0,10%. De preferência, traços ≤ O ≤ 15ppm. De preferência, - 0,35 ≤ K ≤ 0,35. De preferência:Preferably, dashes <Al <0.030%. Preferably, dashes <S are 0.0010%. Preferably, dashes <P <0.0080%. Preferably, dashes <Ti <0.01%. Preferably, dash Zr <0.02%. Preferably, dashes <Nb <0.01%. Preferably, dashes ≤ N ≤ 0.01%. Preferably 10 P + As + 5 Sb + 4 Sn ≤ 0.10%. Preferably dashes ≤ O ≤ 15ppm. Preferably, - 0.35 ≤ K ≤ 0.35. Preferably:

- 0,335% ≤ C ≤ 0,375%- 0.335% ≤ C ≤ 0.375%

- 1,50% ≤ Ni ≤ 2,10%- 1.50% ≤ Ni ≤ 2.10%

-1,60% ≤ Mo + 0,65 W ≤ 2,20% com 1,60% ≤ Mo ≤ 2,00%-1.60% ≤ Mo + 0.65 W ≤ 2.20% with 1.60% ≤ Mo ≤ 2.00%

- 0,62% ≤ V ≤ 0,75%.- 0,62% ≤ V ≤ 0,75%.

De preferência:Preferably:

- 0,335% ≤ C ≤ 0,375%- 0.335% ≤ C ≤ 0.375%

- 2,00% ≤ Ni ≤ 2,40%- 2.00% ≤ Ni ≤ 2.40%

- 1,80% ≤ Mo + 0,65W ≤ 2,90% com 1,80% ≤ Mo ≤ 2,40% e W ≤ 0,90%- 1.80% ≤ Mo + 0.65W ≤ 2.90% with 1.80% ≤ Mo ≤ 2.40% and W ≤ 0.90%

- 0,66% ≤ V ≤ 0,76%.- 0,66% ≤ V ≤ 0,76%.

De preferência:Preferably:

- 0,335% ≤ C ≤ 0,375%- 0.335% ≤ C ≤ 0.375%

- 0,90% ≤ Ni ≤ 1,50%- 0,90% ≤ Ni ≤ 1,50%

-1,50% ≤ Mo + 0,6 W ≤ 1,90% com W ≤ 0,40%-1.50% ≤ Mo + 0.6 W ≤ 1.90% with W ≤ 0.40%

- 0,55% ≤ V ≤ 0,63%.- 0,55% ≤ V ≤ 0,63%.

De preferência: 0,335% ≤ C ≤ 0,375%, 4,60% ≤ Cr ≤ 6,00%, traços ≤ Si ≤ 0,40%, traços ≤ Mn ≤ ,60%, traços ≤ W ≤ 1 ,45%, traços ≤ Co ≤ 2,75%, 1,50% ≤ Ni ≤ 2,10%, 1,60% ≤ 6 002607 Mo + 0,65 W ≤ 2,20% com 1,60% ≤ Mo ≤ 2,00%, 0,62% ≤ V ≤ 0,75%, com -0,35 ≤ K ≤ 0,35, traços ≤ Al ≤ 0,030%, traços ≤ S ≤ 0,0010%, traços ≤ P ≤ 0,0080%, traços ≤ Ti ≤ 0,011%, traços ≤ Zr ≤ 0,02%, traços ≤ Nb ≤ 0,01%, traços ≤ N ≤ 0,01%, traços ≤ O ≤ 15ppm.Preferably: 0.335% ≤ C ≤ 0.375%, 4.60% ≤ Cr ≤ 6.00%, dashes ≤ Si ≤ 0.40%, dashes ≤ Mn ≤, 60%, dashes ≤ W ≤ 1, 45%, dashes ≤ Co ≤ 2.75%, 1.50% ≤ Ni ≤ 2.10%, 1.60% ≤ 6 002607 Mo + 0.65 W ≤ 2.20% with 1.60% ≤ Mo ≤ 2.00% 0.62% ≤ V ≤ 0.75%, with -0.35 ≤ K ≤ 0.35, dashes ≤ Al ≤ 0.030%, dashes ≤ S ≤ 0.0010%, dashes ≤ P ≤ 0.0080%, dashes ≤ Ti ≤ 0.011%, dashes ≤ Zr ≤ 0.02%, dashes ≤ Nb ≤ 0.01%, dashes ≤ N ≤ 0.01%, dashes ≤ O ≤ 15ppm.

A presente invenção tem também por objeto um processo de fabricação de uma peça de aço, caracterizado pelo fato de se preparar a referida peça de aço do tipo anterior e de submetê-la a uma austenização no intervalo de temperatura 1000-1050°C, seguida de uma têmpera.The present invention also relates to a process of fabricating a steel part, characterized in that said steel part of the above type is prepared and subjected to an austenization in the temperature range 1000-1050 ° C, followed by of a temper.

De preferência, a austenização ocorre no intervalo 1015- 1040°C.Preferably, austenization occurs in the range 1015-1040 ° C.

De preferência, depois da têmpera, a peça é submetida a pelo menos dois revenidos no intervalo de temperatura 550-650°C, conferindo à peça uma dureza de 42 a 52HRC.Preferably, after tempering, the part is subjected to at least two tempering in the temperature range 550-650 ° C, giving the part a hardness of 42 to 52HRC.

A presente invenção tem também por objeto uma peça de aço obtida pelo processo anterior, caracterizada pelo fato de se tratar de uma peça para ferramental de moldagem a quente.The present invention also relates to a steel part obtained by the above process, characterized in that it is a hot molding tooling part.

A referida peça pode ter uma espessura superior ou igual a 200 mm.Said part may have a thickness greater than or equal to 200 mm.

Pode se tratar de um molde ou de uma matriz para função sob pressão de ligas leves ou cuprosas.It may be a mold or die for pressure function of light or cuprous alloys.

A referida peça pode ser uma ferramenta de forja.Said part may be a forging tool.

A referida peça pode ser uma matriz de forja.Said piece may be a forge die.

A referida peça pode ser uma ferramenta de perfuração ou de laminação de tubos de aço.Said part may be a steel pipe drilling or rolling tool.

A referida peça pode ser um instrumento de moldagem do vidro.Said part may be a glass shaping instrument.

A referida peça pode ser uma ferramenta de moldagem de matérias plásticas.Said part may be a plastics molding tool.

A referida peça pode ser realizada em um aço em que 0,335% = C = 0,375%, 2,00% = Ni = 2,40%, 1 ,80% = Mo + 0.65W = 2,90% com 1 ,80% = Mo =3,40% e W = 0,90%, 0,66% = V = 0,76%, e quando se trata de uma fieira de extrusão ou de um molde de fundição, de liga de alumínio.Said part may be made of a steel in which 0.335% = C = 0.375%, 2.00% = Ni = 2.40%, 1.80% = Mo + 0.65W = 2.90% with 1.80% = Mo = 3.40% and W = 0.90%, 0.66% = V = 0.76%, and when it comes to an aluminum alloy extrusion die or die casting.

A presente invenção tem também por objeto o uso de uma peça para ferramental a quente, caracterizada pelo fato da referida peça ser de um aço em que 0,335% ≤ C ≤ 0,375%, 2,00% ≤ Ni ≤ 2,40%, 1 ,80%The present invention also relates to the use of a hot tooling part, characterized in that said part is of a steel in which 0.335% ≤ C ≤ 0.375%, 2.00% ≤ Ni ≤ 2.40%, 1 80%

≤ Mo + 0.65W ≤ 2,90% com 1 ,80% ≤ 6 Mo ≤ 3,40% e W ≤ 0,90%, 0,66%≤ Mo + 0.65W ≤ 2.90% with 1.80% ≤ 6 Mo ≤ 3.40% and W ≤ 0.90%, 0.66%

≤ V ≤ 0,76% e sua temperatura de superfície é inferior a 680°C.≤ V ≤ 0.76% and its surface temperature is below 680 ° C.

A presente invenção tem também por objeto um uso de uma peça para ferramental a quente, caracterizada pelo fato da referida peça ser de um aço em que 0,335% ≤ C ≤ 0,375%, 0,90% ≤ Ni ≤1,50%, 1,50% ≤ Mo + 0,6 W ≤ 1,90% com W ≤ 0,40%, 0,55% ≤ V ≤ 0,63% e sua temperatura de superfície em funcionamento é inferior a 770°C.The present invention also relates to the use of a hot tooling part, characterized in that said part is of a steel in which 0.335% ≤ C ≤ 0.375%, 0.90% ≤ Ni ≤1.50%, 1 , 50% ≤ Mo + 0.6 W ≤ 1.90% with W ≤ 0.40%, 0.55% ≤ V ≤ 0.63% and its operating surface temperature is below 770 ° C.

Como se pode ver, em relação aos aços conhecidos citados anteriormente, em particular o que foi descrito em EP-B1-0 663 018, a presente invenção repousa em particular em uma adaptação simultânea dos elementos endurecedores e estabilizadores que são Mo e V, e do Ni que neutraliza seus efeitos fragilizadores. O acoplamento do conjunto produz uma melhora da temperabilidade, portanto melhora a capacidade de reproduzir nas peças de grande tamanho as propriedades que só eram até agora acessíveis às ferramentas menores.As can be seen, with respect to the aforementioned known steels, in particular that described in EP-B1-0 663 018, the present invention relies in particular on a simultaneous adaptation of the hardening and stabilizing elements which are Mo and V, and that neutralizes its weakening effects. Coupling the assembly produces improved temperability, so improves the ability to reproduce on large parts the properties that were previously only accessible to smaller tools.

A otimização de acordo com a presente invenção da composição do aço foi possível, pois os inventores se preocuparam primeiramente em medir de modo efetivo os fluxos de calor instantâneos que atravessam a superfície do ferramental de moldagem a quente, durante seu uso. Eles deduziram a seguir pelo cálculo as tensões mecânicas transitórias induzidas pelos impactos térmicos que desenvolvem as fissuras. Isso permitiu compreender melhor o comportamento mecânico do material em uso. Eles puderam estabelecer, graças a medidas experimentais que reconstituem em amostras de teste as velocidades de têmpera industriais, e graças a simulações termodinâmicas, os vínculos existentes entre a composição do aço, os parâmetros do tratamento térmico prévio à sua utilização e a microestrutura assim obtida. Em particular, puderam colocar em evidência a importância da interdependência entre a composição e a temperatura de têmpera para a obtenção do compromisso desejado entre as diversas propriedades mecânicas importantes nos aços para ferramental a quente.The optimization of the steel composition according to the present invention was possible because the inventors first concerned themselves with effectively measuring the instantaneous heat fluxes that pass through the surface of the hot molding tool during its use. They then deduced from the calculation the transient mechanical stresses induced by the thermal impacts that develop the cracks. This allowed a better understanding of the mechanical behavior of the material in use. They were able to establish, thanks to experimental measures that reconstitute industrial quenching speeds in test samples, and thanks to thermodynamic simulations, the links between the steel composition, the heat treatment parameters prior to its use and the microstructure thus obtained. In particular, they could highlight the importance of the interdependence between composition and tempering temperature in order to obtain the desired compromise between the various important mechanical properties in hot tool steels.

A presente invenção será mais bem compreendida com a descrição a seguir, dada em relação aos desenhos anexos:The present invention will be better understood with the following description given in relation to the accompanying drawings:

- a figura 1 mostra a evolução da fração de carburetos não dissolvidos segundo a temperatura de autorização para as composições de- Figure 1 shows the evolution of the undissolved carbide fraction according to the authorization temperature for

referência (fig. (1a) a (1e)) para uma composição de acordo com a presente invenção (fig. (1b)),(fig. 1a) to (1e)) for a composition according to the present invention (fig. (1b)),

- a figura 2 que mostra as curvas TRC de um aço de referência (fig. (2a)) e de um aço de acordo com a presente invenção (fig. (2b)).Figure 2 showing the TRC curves of a reference steel (Fig. 2a) and a steel according to the present invention (Fig. 2b).

- a figura 3 que mostra a comparação, para as diferentes amostras de referência e as amostras de acordo com a presente invenção, entre as energias de ruptura após uma têmpera realizada em condições de laboratório e uma têmpera realizada em condições industriais.Fig. 3 showing the comparison, for the different reference samples and the samples according to the present invention, between the rupture energies after a tempering performed under laboratory conditions and a tempering performed under industrial conditions.

Os ensaios aos quais será feita referência na descrição a seguir foram efetuados em amostras cujas composições estão indicadas na tabela 1. Nessa tabela, os coeficientes K2, K1 e K correspondem às seguintes grandezas em que os teores são expressos em porcentagens ponderais:The tests to which reference will be made in the following description were performed on samples whose compositions are given in Table 1. In this table, the coefficients K2, K1 and K correspond to the following quantities in which the contents are expressed as weight percentages:

K2 = 0,75 χ (Ni - 0,60)K2 = 0.75 χ (Ni - 0.60)

K1 = 1,43 χ (V - 0,40) + 0,63 χ [(Mo + 0,65W) - 1,20]K1 = 1.43 χ (V - 0.40) + 0.63 χ [(Mo + 0.65W) - 1.20]

K = K2 - K1 <table>table see original document page 10</column></row><table> <table>table see original document page 11</column></row><table> A presente invenção repousa essencialmente no estudo das ações dos elementos Carbono, Cromo, Molibdênio, Vanádio e Níquel e da influência da temperatura de austenização antes da tempera sobre as propriedades mecânicas dos aços estudados.K = K2 - K1 <table> table see original document page 10 </column> </row> <table> <table> table See original document page 11 </column> </row> <table> The present invention essentially rests in the study of the actions of the elements Carbon, Chromium, Molybdenum, Vanadium and Nickel and the influence of the pre-tempering austenization temperature on the mechanical properties of the studied steels.

Influência da Temperatura de AustenizaçãoInfluence of Austenization Temperature

A temperatura de austenização rege a partilha dos elementos de liga entre os carburetos não dissolvidos e a matriz. A dissolução dos carburetos aumenta à medida que a temperatura se eleva.The austenization temperature governs the sharing of the alloying elements between the undissolved carbides and the matrix. Carbide dissolution increases as the temperature rises.

Os carburetos não dissolvidos devem permanecer em quantidade adequada no produto final para controlar o tamanho do grão. Um grão fino é necessário para garantir as propriedades de tenacidade e de resistência à fadiga.Undissolved carbides must remain in adequate quantity in the final product to control grain size. A fine grain is required to ensure toughness and fatigue resistance properties.

Os elementos de liga dissolvidos na matriz regem a temperabilidade, a resistência ao revenido e, de modo geral, todas as propriedades mecânicas.The alloying elements dissolved in the matrix govern the temperability, tempering resistance and generally all mechanical properties.

A tabela 2 ilustra, para uma das composições estudada (fundição de referência 10), o efeito da temperatura de têmpera sobre a microestrutura e as propriedades.Table 2 illustrates, for one of the compositions studied (reference casting 10), the effect of quench temperature on the microstructure and properties.

<table>table see original document page 12</column></row><table> Tabela 2 - Fundição Experimental Referência 10 Efeito da Temperatura de Austenização sobre a Microestrutura (Distribuição dos Elementos C ε V) ε as Propriedades Mecânicas<table> table see original document page 12 </column> </row> <table> Table 2 - Experimental Casting Reference 10 Effect of Austenization Temperature on Microstructure (Distribution of C ε V Elements) as Mechanical Properties

Em um contexto em que os carbonetos de vanádio se dissolvem bem progressivamente, o aumento da temperatura de austenização provoca, nesse caso, ao mesmo tempo uma melhora da resistência ao amaciamento a quente e uma perda da tenacidade.In a context in which vanadium carbides dissolve well progressively, the increase in austenization temperature in this case causes at the same time an improvement in the heat softening resistance and a loss of toughness.

Constata-se que a definição de um material ótimo para as aplicações consideradas deve associar imperativamente a composição e as condições de austenização. A simulação termodinâmica, pela descrição dos equilíbrios de fase com o código de cálculo Thermocalc® correntemente utilizado pelos metalurgistas, confere elementos de informação concretos sobre a taxa de carburetos não dissolvidos para cada um dos tipos VC, M23C6 e, eventualmente, MeC1 Fe3C, M2C. A figura 1 foi realizada por meio dessa simulação. Ela mostra a evolução da fração de carburetos não dissolvidos segundo a temperatura de austenização para cinco composições de referência (fig. (1a) a (1e)) e uma composição de acordo com a presente invenção (fig. (1f)).It should be noted that the definition of an optimal material for the considered applications must imperatively associate the composition and the austenization conditions. The thermodynamic simulation, by describing the phase balances with the Thermocalc® calculation code currently used by metallurgists, gives concrete information about the undissolved carbide rate for each type VC, M23C6 and possibly MeC1 Fe3C, M2C . Figure 1 was performed using this simulation. It shows the evolution of the undissolved carbide fraction according to the austenization temperature for five reference compositions (Fig. (1a) to (1e)) and a composition according to the present invention (Fig. (1f)).

A competição entre os elementos Mo e V para fixar o carbono segundo seus tipos de carburetos preferenciais é bem conhecida. O níquel eventualmente adicionado só tem um efeito de segunda ordem sobre esses mecanismos.The competition between the Mo and V elements to fix carbon according to their preferred carbide types is well known. Eventually added nickel has only a second-order effect on these mechanisms.

As observações microestruturais experimentais sobre o estado bruto de têmpera confiram as tendências indicadas pela simulação. As temperaturas de austenização são otimizadas de acordo com os seguintes princípios:Experimental microstructural observations on the raw quenching state confirm the trends indicated by the simulation. Austenization temperatures are optimized according to the following principles:

- a uma temperatura apropriada, os carburetos de tipos M6C e M23C6, pouco eficazes para o controle de tamanho de grão, devem ser dissolvidos para que os elementos metálicos Meo carbono liberado confiram um máximo de potencial de temperabilidade à matriz.- At an appropriate temperature, M6C and M23C6 carbides, which are not effective for grain size control, must be dissolved so that the released Meo carbon metal elements give the matrix maximum potential for temperability.

- uma porcentagem mínima da ordem de 0,20% de fração molar em carburetos de vanádio não dissolvidos de acordo com a estimativa termodinâmica é necessária para garantir a homogeneidade e a finura do grão; a temperatura de austenização deve permanecer inferior ao limiar correspondente.- A minimum percentage of 0.20% molar fraction in undissolved vanadium carbides according to the thermodynamic estimate is necessary to ensure grain homogeneity and fineness; the austenization temperature must remain below the corresponding threshold.

- a temperatura de referência deve levar em conta uma tolerância de mais ou menos 10 a 15 graus em relação a essa referência que corresponde à dispersão habitual da temperatura na carga das fornadas industriais.- the reference temperature must take into account a tolerance of about 10 to 15 degrees from that reference which corresponds to the usual temperature dispersion in the load of industrial batches.

As temperaturas de austenização das diversas composições assim definidas estão recapituladas na tabela 3.The austenization temperatures of the various compositions thus defined are recapitulated in Table 3.

<table>table see original document page 14</column></row><table><table> table see original document page 14 </column> </row> <table>

Tabela 3: Definição das Temperaturas Ideais de Austenização para as Diversas Fundições ExperimentadasTable 3: Definition of Ideal Austenization Temperatures for the Various Experimented Foundries

Definição das Condições Otimizadas ε Mensuração das Propriedades-chaveDefinition of Optimized Conditions ε Measurement of Key Properties

Como já foi dito, um desafio essencial da presente invenção consiste em definir um equilíbrio entre:As has been said, an essential challenge of the present invention is to strike a balance between:

- de um lado, os elementos Molibdênio, Vanádio e opcionalmente Tungstênio, favoráveis ao endurecimento e à resistência ao amaciamento em funcionamento, mas fragilizantes,- On the one hand, the elements Molybdenum, Vanadium and optionally Tungsten, which are favorable to hardening and softening resistance in operation, but which are brittle,

- de outro lado, o Níquel, favorável à tenacidade mas nefasto para a dureza a quente.- On the other hand, Nickel, which is favorable to toughness but harmful to hot hardness.

Sabendo-se que os aços do campo da presente invenção devem apresentar uma dureza a quente suficiente para evitar os afundamentos e resistir à fadiga, e que à primeira vista, eles mostram a mesma relação entre dureza a 20°C e dureza a quente, eles foram comparados em estados térmicos temperados e revenidos que lhes conferem a mesma dureza a 20°C. Os níveis apresentados são 47, 45, 42 HRC.Knowing that the field steels of the present invention must have sufficient hot hardness to prevent sinking and resist fatigue, and that at first glance they show the same relationship between hardness at 20 ° C and hot hardness. were compared in temperate and tempering thermal states that give them the same hardness at 20 ° C. The levels shown are 47, 45, 42 HRC.

De acordo com um procedimento original e inovador, as medidas foram realizadas sistematica e paralelamente ao mesmo tempo em barras utilizadas como corpo de prova de laboratório suscetíveis de ser temperadas a uma velocidade elevada, e em corpos de prova temperados em um dispositivo experimental que reconstitui a velocidade de têmpera representativa do tratamento de peças industriais e escolhida como igual a 22°C por minuto em média no intervalo 900/400°C.In accordance with an original and innovative procedure, the measurements were carried out systematically and in parallel at the same time on bars used as high-temperature tempered laboratory specimens and on tempered specimens in an experimental device that reconstituted the specimen. quenching speed representative of the treatment of industrial parts and chosen at 22 ° C per minute on average in the 900/400 ° C range.

Essas medidas incluem:These measures include:

- a descrição da evolução da dureza segundo a temperatura de revenido para um revertido duplo de 2 horas a fim de definir os revenidos a serem aplicados para atingir as durezas desejadas;- a description of the hardness evolution according to tempering temperature to a 2 hour double reversal to define the tempering to be applied to achieve the desired hardnesses;

- a resistência ao amaciamento medida pela perda de dureza provocada por uma manutenção de 80 horas a 560°C em relação a um estado inicial de dureza de 47 HRC;the break-in resistance measured by the hardness loss caused by an 80 hour maintenance at 560 ° C from an initial hardness state of 47 HRC;

- a tenacidade medida pela energia de fiexão por impacto sobre corpos de prova Charpy V, rompidos a temperaturas escalonadas entre +20 e 200°C.- the toughness measured by the impact bending energy on Charpy V specimens, broken at staggered temperatures between +20 and 200 ° C.

Ponto de Reaustenizacão Ac1Replenishment Point Ac1

Em funcionamento, esse ponto não deve ser ultrapassado pois as modificações estruturais do material da peça que resultariam disso provocariam uma alteração notável das propriedades mecânicas.In operation, this point should not be exceeded as the resulting structural changes in the workpiece material would result in a noticeable change in mechanical properties.

De acordo com a tabela 4 que reúne os resultados mais representativos obtidos em diversas amostras, confirma-se que os resultados Mo e V não possuem uma influência nítida; em compensação, o ponto Ac1 abaixa quanto mais elevado for o teor de Níquel. Conseqüentemente, as composições com Níquel elevado devem ser evitadas para aplicações em que a temperatura de superfície em funcionamento é muito elevada (caso de certas ferramentas de forja), mas continuam compatíveis com múltiplas aplicações, tais como os moldes de fundição de ligas leves que são submetidos a temperaturas de superfície mais moderadas.According to table 4 which gathers the most representative results obtained in several samples, it is confirmed that the results Mo and V do not have a clear influence; In contrast, the Ac1 point decreases the higher the nickel content. Consequently, high nickel compositions should be avoided for applications where the working surface temperature is very high (for certain forging tools), but remain compatible with multiple applications such as light alloy die castings which are subjected to more moderate surface temperatures.

Tabela 4Table 4

Evolução do Ponto de Re-austenização Ac1 de Acordo com a ComposiçãoEvolution of Re-Austenization Point Ac1 according to Composition

<table>table see original document page 16</column></row><table><table> table see original document page 16 </column> </row> <table>

Tabela 4: Evolução do Ponto de Re-austenização Ac1 de Acordo com a Composição.Table 4: Evolution of Re-Austenization Point Ac1 by Composition.

Resistência ao Revenido ε ao Amaciamento em FuncionamentoΕ Tempering Resistance to Running-In Softening

A tabela 5 ilustra o efeito dos elementos de liga sobre a resistência ao abaixamento de dureza durante as manutenções em temperatura elevada.Table 5 illustrates the effect of alloying elements on hardness lowering resistance during high temperature maintenance.

As durezas de 47 e 42 HRC são obtidas após dois revenidos cada um deles de duas horas, o primeiro a 550°C, o segundo a tem peratura característica que consta da tabela.Hardnesses of 47 and 42 HRC are obtained after two tempering two hours each, the first at 550 ° C, the second having the characteristic temperature shown in the table.

A perda de dureza é medida a partir de um estado inicial de 47 HRC.Hardness loss is measured from an initial state of 47 HRC.

A tabela 5A apresenta os resultados obtidos em uma amostra de referência 1 e em duas amostras 12, 13 que apresentam um teor de níquel mais elevado que a dela. A tabela 5B apresenta os resultados obtidos na amostra 1 e nas amostras 3, 5, 6, 8 que apresentam teores de Mo e, eventualmente V, mais elevados que a dela. A tabela 5C apresenta os resultados obtidos em amostras 8 e 22, de um lado, 6 e 26 de outro lado, que apresentam teores de N, Mo e V mais elevados que a amostra 1.Table 5A presents the results obtained in a reference sample 1 and two samples 12, 13 which have a higher nickel content than hers. Table 5B presents the results obtained in sample 1 and samples 3, 5, 6, 8 which present Mo contents and possibly V higher than hers. Table 5C presents the results obtained in samples 8 and 22, on one side, 6 and 26 on the other, which have higher N, Mo and V contents than sample 1.

Tabela 5Table 5

<table>table see original document page 17</column></row><table> <table>table see original document page 18</column></row><table><table> table see original document page 17 </column> </row> <table> <table> table see original document page 18 </column> </row> <table>

A tabela 5-A coloca em evidência o efeito nefasto de uma simples adição de níquel que abaixa muito lentamente a temperatura de revenido para um objetivo de duração e aumenta a perda de dureza no caso de manutenção prolongada a quente. Um abaixamento da temperatura de revenido é prejudicial pelo fato do aço ter de oferecer a temperatura mais elevada de funcionamento possível, situada ao menos entre 600 e 630°C, sob pena de amaciá-lo de modo excessivo.Table 5-A highlights the detrimental effect of a simple addition of nickel that slowly lowers the tempering temperature for a duration objective and increases hardness loss in case of prolonged hot maintenance. A lowering of tempering temperature is detrimental because steel must offer the highest possible operating temperature, at least between 600 and 630 ° C, otherwise you will soften it excessively.

Como as temperaturas de superfície são muitas vezes próximas de 520-560°C em injeção de alumínio e ainda mais elevadas durante a forja, esse critério vai ser importante de considerar determinar se a composição dada está apta ou não a ser utilizada para uma aplicação dada.Since surface temperatures are often close to 520-560 ° C in aluminum injection and even higher during forging, this criterion will be important to consider in determining whether or not the given composition is fit for a given application. .

A tabela 5-B mostra o efeito benéfico das simples adições de Molibdênio e Vanádio para aumentar a resistência ao revenido e ao amaciamento em funcionamento. Em compensação, o abaixamento da velocidade de têmpera entre as condições de laboratório e as condições industriais é nefasta para essas características, o que é devido a uma temperabilidade insuficiente do material.Table 5-B shows the beneficial effect of simple addition of molybdenum and vanadium to increase tempering and break-in resistance in operation. In contrast, the lowering of quenching speed between laboratory conditions and industrial conditions is detrimental to these characteristics, which is due to insufficient material temperability.

A comparação dos pares de composição (8, 22) e (6,26) na tabela 5-C ilustra que em condições de laboratório que em condições de laboratório, as fundições com níquel oferecem menor resistência ao abaixamento da dureza que as fundições com baixo teor de níquel correspondentes, mas com uma têmpera industrial, suas propriedades se tornam muito próximas.The comparison of composition pairs (8, 22) and (6.26) in Table 5-C illustrates that under laboratory conditions than under laboratory conditions, nickel foundries offer lower hardness-lowering resistance than low-grade foundries. corresponding nickel content, but with an industrial temper, its properties become very close.

Em resumo, em condições de um tratamento térmico industrial, a adição combinada e equilibrada de Níquel, Molibdênio e Vanádio confere propriedades de resistência ao revenido e ao amaciamento por manutenção prolongada equivalente à das especificações sem níquel.In summary, under conditions of an industrial heat treatment, the combined and balanced addition of Nickel, Molybdenum and Vanadium provides long-lasting tempering and softening resistance properties equivalent to the nickel-free specifications.

Esses resultados favoráveis se explicam pelo ganho significativo de temperabilidade ilustrado de acordo com a figura 2 anexa que compara os diagramas em resfriamento contínuo TRC da composição de referência 1 (fig.2a) que foi submetida a uma austenização a 990°C durante 30 minutos e da composição 22 de acordo com a presente invenção (fig.2b) que foi submetida a uma austenização a 1030°C durante 30 minutos.These favorable results are explained by the significant gain in temperability illustrated in the accompanying figure 2 comparing the TRC continuous cooling diagrams of reference composition 1 (fig.2a) which was subjected to austenization at 990 ° C for 30 minutes and of composition 22 according to the present invention (fig.2b) which was subjected to austenization at 1030 ° C for 30 minutes.

A composição de acordo com a presente invenção apresenta zonas perlítica e bainítica nitidamente defasadas próximas das velocidades baixas de resfriamento em relação à composição de referência. Conseqüentemente, sabendo- se que as temperas industriais usuais (cujos trajetos estão em negrito nas fig. 2a e 2b) permitem atingir, nas ferramentas a ser tratadas, uma temperatura de 400°C em 1000 a 5000 segundos dependendo dos tamanhos de peças e da situação na peça, a composição de acordo com a presente invenção permite uma transformação martensítica exclusiva. Ao contrário, a composição de referência impõe a formação de uma proporção significativa de bainita, o que pode ser favorável para a obtenção das propriedades desejadas.The composition according to the present invention has clearly lagged perlite and bainitic zones near the low cooling rates relative to the reference composition. Consequently, knowing that the usual industrial temperings (whose paths are in bold in Figures 2a and 2b) allow to reach, in the tools to be treated, a temperature of 400 ° C in 1000 to 5000 seconds depending on the part sizes and the In the workpiece situation, the composition according to the present invention allows a unique martensitic transformation. In contrast, the reference composition imposes the formation of a significant proportion of bainite, which may be favorable for obtaining the desired properties.

TenacidadeTenacity

O efeito desfavorável da diminuição da velocidade de têmpera entre as condições de laboratório e as condições industriais se manifesta de modo ainda mais acentuado sobre a energia de ruptura de corpos de prova de flexão por impacto Charpy V.The unfavorable effect of decreasing quenching speed between laboratory and industrial conditions is even more pronounced on the breaking energy of Charpy V impact bending specimens.

A tabela VI ilustra as tendências representativas em uma seleção de resultados; a adição combinada de Ni, Mo, V praticada na fundição 21 de acordo com a presente invenção é favorável para obter ao mesmo tempo os valores de resiliência mais elevados após tratamento nas condições industriais e a menor dedução provocada pela diminuição da velocidade de tempera.Table VI illustrates representative trends in a selection of results; The combined addition of Ni, Mo, V practiced in foundry 21 according to the present invention is favorable to obtain at the same time the highest resilience values after treatment under industrial conditions and the lower deduction caused by the decrease in tempering speed.

Tabela 6Table 6

<table>table see original document page 20</column></row><table><table> table see original document page 20 </column> </row> <table>

R: velocidade de têmpera rápida (têmpera óleo da barra) L: velocidade lenta (velocidade industrial reconstituída em laboratório).A: fast quenching speed (bar oil quenching) L: slow quenching speed (laboratory reconstituted industrial speed).

A figura 3 anexa compara, para todas as fundições, os valores obtidos com uma têmpera de acordo com a velocidade industrial e as que são provenientes de uma têmpera rápida para uma mesma composição do metal, e os pares de lotes de corpos de prova são submetidos a seguir a revenidos para atingir durezas de 42, 45 e 47 HRC e os corpos de prova se romperam a 20°C e 100°C. Cada ponto é representativo de uma dureza e de uma temperatura de ruptura do corpo de prova. Os resultados demonstram que a perda de dureza devida ao abaixamento da velocidade de têmpera é muito geralmente mais limitada para as composições de acordo com a presente invenção.The attached figure 3 compares, for all foundries, the values obtained with a quench according to the industrial speed and those obtained from a quick quench for the same metal composition, and the pairs of specimens are subjected. after tempering to reach hardnesses of 42, 45 and 47 HRC and the specimens ruptured at 20 ° C and 100 ° C. Each point is representative of a hardness and a rupture temperature of the specimen. The results demonstrate that the hardness loss due to quenching speed is much more generally limited for the compositions according to the present invention.

As tendências expressas para os ensaios de laboratório são confirmadas pelos testes com blocos-ferramentas tratados nas seguintes condições:The trends expressed for laboratory testing are confirmed by testing with tool blocks treated under the following conditions:

- Blocos de dimensão 570 χ 450 χ 228 mm- Dimension blocks 570 χ 450 χ 228 mm

- Posicionamento idêntico no forno- identical oven positioning

- Têmpera no mesmo forno industrial sob pressão de gás de 500 kPa (5 bars), com a mesma vazão de gás- Quench in the same industrial oven under 500 kPa (5 bars) gas pressure, with same gas flow

- Duplo revenido com ajuste individual das temperaturas para obtenção do nível de dureza de 46 ± 0,5 HRC.- Double tempering with individual temperature adjustment to achieve hardness level of 46 ± 0.5 HRC.

- R etirada de corpos de prova de flexão por impacto C harpy V segundo o sentido transversal: no centro da face maior perto na superfície e no núcleo do bloco.- Removal of C harpy V impact bending specimens in transverse direction: in the center of the largest face near the surface and core of the block.

Os valores médios das energias de flexão por choque agrupados na tabela 7 confirmam que o aço 22 de acordo com a presente invenção apresenta propriedades superiores, em particular em posição de núcleo de bloco, posição representativa de tamanhos de peças ainda maiores.The average values of shock bending energies grouped in table 7 confirm that steel 22 according to the present invention has superior properties, in particular in block core position, representative position of even larger part sizes.

Tabela 7Table 7

Resultados de Ensaios de Flexão por Impacto sobre Blocos-Ferramentas Tratados em Condições Industriais.Results of Impact Bending Tests on Industrially Treated Tool Blocks.

<table>table see original document page 21</column></row><table> Todos esses resultados mecânicos ilustram os efeitos nefastos do abaixamento da velocidade de tempera, em particular:<table> table see original document page 21 </column> </row> <table> All these mechanical results illustrate the harmful effects of tempera speed lowering, in particular:

- o abaixamento da energia de flexão por choque de dureza igual- the lowering of the bending energy of shock of equal hardness

- o aumento da perda de dureza por manutenção prolongada a 560°C- increased hardness loss by prolonged maintenance at 560 ° C

Entretanto, a amplitude dessas alterações não é idêntica para todas as composições, e constata-se que a adição simultânea e equilibrada dos elementos de liga de acordo com as regras especificadas a seguir a reduz significativamente.However, the amplitude of these changes is not identical for all compositions, and it is found that the simultaneous and balanced addition of alloying elements according to the rules specified below reduces it significantly.

Efeitos dos Elementos de LigasAlloy Element Effects

Os efeitos dos diversos elementos de ligas e suas interações puderam ser avaliados pelo estudo experimental comparativo das propriedades das fundições experimentais e ser interpretadas pela simulação termodinâmica. Mediante a observação dos princípios enunciados a seguir referentes às condições de têmpera, as tendências foram confirmadas.The effects of the various alloy elements and their interactions could be evaluated by comparative experimental study of the properties of the experimental foundries and interpreted by thermodynamic simulation. By observing the following principles regarding tempering conditions, the trends were confirmed.

O Carbono favorece a temperabilidade, aumenta a temperatura ideal de austenização e determina a dureza máxima obtida após revenido por volta de 550°C. Mas, ele tem um efeito nefasto sobre a tenacidade. Associado a teores elevados de Molibdênio ou Vanádio, ele pode levar à formação de carburetos eutéticos, nefastos para a microestrutura e a tenacidade. Seu nível deve estar no intervalo situado entre um valor de pelo menos 0,30%, necessário à obtenção de uma dureza suficiente e de 0,39% no máximo, a fim de evitar uma fragilidade irremediável. Afaixa ótima é de 0,33-0,38%.Carbon favors temperability, increases the ideal austenization temperature and determines the maximum hardness obtained after tempering around 550 ° C. But, it has a harmful effect on toughness. Associated with high levels of molybdenum or vanadium, it can lead to the formation of eutectic carbides, harmful to the microstructure and toughness. Its level must be within a range of at least 0,30% required to obtain sufficient hardness and not more than 0,39% in order to avoid irreparable brittleness. The optimum range is 0.33-0.38%.

O cromo apresenta um efeito favorável para a temperabilidade. Ele participa do endurecimento por revenido, e para as aplicações privilegiadas de que trata a presente invenção, ou seja, peças de grande tamanho que requerem uma dureza elevada (42 a 52 HRC), essa característica é vantajosa. Entretanto, os carburetos que ele gera evoluem rapidamente para formas mais estáveis e se revelam pouco eficazes para a resistência ao abaixamento de dureza à temperatura elevada. É, portanto, indispensável completar a adição de Cr por outros elementos carburígenos como Mo e V. O teor desse elemento deve ficar limitado entre um mínimo de 4,0% necessário à temperabilidade e um máximo de 6,0% acima do qual sua ação inibe parcialmente a do Vanádio e do Molibdênio. De preferência, impõe-se um teor de Cr de 4,6 a 6%.Chromium has a favorable effect on temperability. It participates in temper hardening, and for the privileged applications of the present invention, ie large size parts requiring high hardness (42 to 52 HRC), this feature is advantageous. However, the carbides it generates rapidly evolve into more stable forms and prove to be ineffective for resistance to hardness lowering at elevated temperature. It is therefore indispensable to complete the addition of Cr by other carburigenic elements such as Mo and V. The content of this element must be limited to a minimum of 4,0% required for temperability and a maximum of 6,0% above which its action. partially inhibits that of vanadium and molybdenum. Preferably, a Cr content of 4.6 to 6% is imposed.

O Molibdênio melhora a temperabilidade. Ele se associa ao Cromo nos mesmos carburetos à base de Cromo, o que contribui para aumentar seu número. Em teores elevados, ele forma espécies específicas M2C, M6C. Diante das propriedades macroscópicas, ele aumenta a dureza e a resistência ao revenido e diminui a tenacidade. Seu teor está compreendido entre 1,50 e 2,60%. Deve-se levar em conta a possível presença de tungstênio como se verá mais adiante. De preferência, Mo está compreendido entre 1,60 e 2,00 % com Mo + 0,65W compreendido entre 1,60 e 2,20%.Molybdenum improves temperability. It associates with Chromium in the same Chromium based carbides, which contributes to increase its number. At high levels, it forms species specific M2C, M6C. Given its macroscopic properties, it increases hardness and tempering resistance and decreases toughness. Its content is between 1.50 and 2.60%. Consider the possible presence of tungsten as will be seen later. Preferably Mo is from 1.60 to 2.00% with Mo + 0.65 W from 1.60 to 2.20%.

O Vanádio forma carburetos específicos de tipo VC que, no campo coberto pelas fundições experimentais, são predominantes entre os precipitados não dissolvidos à temperatura de austenização e asseguram assim o não-aumento do grau. Durante o revenido praticado após têmpera, novas gerações de carburetos micro e nanométricos precipitam e, por sua interação com os defeitos cristalinos da martensita, participam ativamente do endurecimento secundário e da resistência ao amaciamento em funcionamento sob o efeito da temperatura e dos esforços cíclicos. Um excesso de carburetos formados no revenido provoca, em compensação, uma fragilização acentuada. De acordo com as composições estudadas, e respeitados os princípios estabelecidos para a escolha da temperatura de austenização, o teor de vanádio deve estar imperativamente compreendido entre 0,55% e 0,75%.Vanadium forms VC-specific carbides which, in the field covered by experimental foundries, are predominant among undissolved precipitates at austenization temperature and thus ensure no degree increase. During quenching after quenching, new generations of micro- and nanometric carbides precipitate and, through their interaction with martensite crystalline defects, actively participate in secondary hardening and break-in strength under the influence of temperature and cyclic stresses. An excess of carbides formed in the quench, on the other hand, causes a marked weakening. According to the studied compositions, and following the principles established for the choice of austenization temperature, the vanadium content must be between 0.55% and 0.75%.

O Níquel tem um efeito sobre a dureza no estado tratado; ele diminui a temperatura de revenido a ser aplicada para obter uma dureza desejada, e a resistência ao amaciamento durante a manutenção nas temperaturas de serviço. Além disso, um teor excessivo da ordem de 3% abaixa de modo muito acentuado o ponto de austenização no campo das temperaturas de uso, o que deve ser imperativamente evitado. Em compensação, o Níquel aumenta a temperabilidade, em particular para os teores de 1 a 3% e melhora significativamente a tenacidade. Considera-se que na presente invenção, o teor de Ni está compreendido entre 0,80 e 2,80%. Os efeitos negativos sobre a dureza de uma forte adição de Ni podem ser compensados por adições de Cr, Mo, VeW nos limites prescritos.Nickel has an effect on hardness in the treated state; It decreases the tempering temperature to be applied to obtain a desired hardness, and the break-in resistance during maintenance at service temperatures. In addition, an excessive content of around 3% greatly reduces the austenization point in the field of use temperatures, which must be imperatively avoided. On the other hand, nickel increases temperability, in particular at 1 to 3% and significantly improves toughness. It is considered that in the present invention the Ni content is between 0.80 and 2.80%. The negative effects on the hardness of a strong Ni addition can be offset by the addition of Cr, Mo, VeW within the prescribed limits.

O tunqstênio pode constituir um elemento de adição opcional, no limite de 1,45% no máximo e em condições tais que Mo + 0.65W está compreendido entre 1,50 e 3,20 % com Mo compreendido entre 1,50 e 2,60%, de preferência entre 1,60 e 2,20% com Mo compreendido entre 1,60 e 2,00%. De fato, o tungstênio completa a ação do Molibdênio em uma relação de equivalência de 1% para 0,65% de Mo. Essa adição de tungstênio provoca efeitos negativos limitados sobre a tenacidade e a temperabilidade, e positivos sobre a resistência ao amaciamento a quente, em particular para temperaturas de ensaio superiores a 560°C, por exemplo, 600°C.Tungsten may be an optional addition element, up to a maximum of 1.45% and under conditions such that Mo + 0.65W is between 1.50 and 3.20% with Mo between 1.50 and 2.60 %, preferably from 1.60 to 2.20% with Mo of from 1.60 to 2.00%. In fact, tungsten completes the action of Molybdenum in an equivalence ratio of 1% to 0.65% Mo. This addition of tungsten causes limited negative effects on toughness and temperability, and positive effects on heat softening resistance, in particular at test temperatures above 560 ° C, for example 600 ° C.

O Cobalto pode ser adicionado até um limite superior de 2,75%. Ele apresenta um efeito favorável para a resistência ao amaciamento, em particular para temperaturas de permanência da ordem de 600°C, mas sua ação é nefasta para a temperabilidade. Considerando-se o preço de custo elevado desse elemento de adição, seu uso não parece dever ser particularmente recomendado.Cobalt may be added up to an upper limit of 2.75%. It has a favorable effect on softening resistance, in particular for residence temperatures of the order of 600 ° C, but its action is detrimental to temperability. Considering the high cost price of this addition element, its use does not seem to be particularly recommended.

Além disso, a obtenção de um compromisso ideal de propriedades de uso exige que as adições simultâneas de Molibdênio, Vanádio, Níquel, e eventualmente Tungstênio sejam equilibradas e observem as seguintes relações:In addition, achieving an optimal compromise of use properties requires that simultaneous additions of Molybdenum, Vanadium, Nickel, and eventually Tungsten be balanced and observe the following relationships:

K compreendido entre - 0,65 e +0,65, de preferência entre -0,35 e +0,35, otimamente tão próximo de zero quanto possível, com:K is from -0.65 to +0.65, preferably from -0.35 to +0.35, optimally as close to zero as possible, with:

K = K2 - K1K = K2 - K1

K2 = 0,75 χ (%Ni - 0,60)K2 = 0.75 χ (% Ni - 0.60)

K1 = 1,43 χ (%V - 0,40) + 0,63 χ [ %Mo + (0,65 χ %W) -1,20]K1 = 1.43 χ (% V - 0.40) + 0.63 χ [% Mo + (0.65 χ% W) -1.20]

Viu-se que a tabela 1 reúne os valores dos coeficientes Κ1 , K2, K para todas as fundições.Table 1 shows the values of the coefficients Κ1, K2, K for all foundries.

Os melhores resultados são obtidos quando se têm simultaneamente as seguintes condições:Best results are obtained when you simultaneously have the following conditions:

0,335% < C < 0,375%; e 1 ,50% < Ni < 2,10%; e 1 ,60% < Mo + 10 0.65W < 2,00%, com Mo > 1 ,60 %; e 0,62% <V < 0,75%.0.335% <C <0.375%; and 1.50% <Ni <2.10%; and 1.60% <Mo + 10 0.65W <2.00%, with Mo> 1.60%; and 0.62% <V <0.75%.

Para aplicações mais particulares, pode-se também recomendar as seguintes condições simultâneas:For more particular applications, the following simultaneous conditions may also be recommended:

- 0,335% < C < 0,375% e 2,00% < Ni < 2,40%- 0.335% <C <0.375% and 2.00% <Ni <2.40%

e 1 ,80% < Mo + 0,65W < 2,90% com 1,80 < Mo < 2,40% e W < 0,90%and 1.80% <Mo + 0.65W <2.90% with 1.80 <Mo <2.40% and W <0.90%

e 0,66% < V < 0,76%and 0.66% <V <0.76%

quando se deseja obter uma temperabilidade notável para a fabricação de peças de grande tamanho reservadas a aplicações para as quais, considerando-se o abaixamento do ponto de transformação A1 pelo Ni, a temperatura de trabalho em superfície é inferior a 680°C, por exemplo as aplicações de fieiras de extrusão ou de moldes de fundição de ligas de Al;when a remarkable temperability is desired for the manufacture of large size parts reserved for applications where, considering the lowering of the transformation point A1 by Ni, the surface working temperature is below 680 ° C, for example applications of extrusion die or Al alloy die casting molds;

- 0,335% < C < 0,375% e 0,90% < Ni < 1 ,50%- 0.335% <C <0.375% and 0.90% <Ni <1.50%

e 1,50% < Mo + 0,65 W < 1 ,90% com W < 0,40%and 1.50% <Mo + 0.65 W <1.90% with W <0.40%

e 0,55% < V < 0,63%and 0.55% <V <0.63%

quando se deseja propriedades notáveis para peças de tamanho médio e aptas a aplicações para as quais a temperatura de superfície em funcionamento é inferior a 770°C.when notable properties are desired for medium sized parts and fit for applications for which the operating surface temperature is below 770 ° C.

Por outro lado, outros elementos que vão ser citados devem ou podem estar presentes dentro de limites precisos.On the other hand, other elements to be cited must or may be present within precise limits.

O Silício, por seu efeito sobre a tenacidade, deve ser mantido em um nível baixo compatível com condições de elaboração industrial econômicas; um limite de 0,50 e preferencialmente de 0,40 não deve ser ultrapassado.Silicon, by its effect on toughness, should be kept at a low level compatible with economic industrial design conditions; a limit of 0.50 and preferably 0.40 should not be exceeded.

O Manganês, favorável à temperabilidade, mas nefasto para a tenacidade, não deve estar presente em um teor superior a 0,80%, de preferência 0,60%.Manganese, which is favorable to temperability but harmful to toughness, should not be present in a content higher than 0.80%, preferably 0.60%.

Os elementos Enxofre, Fósforo, Arsênico, Estanho1 Antimônio, Titânio, Zircônio, Nióbio, Nitrogênio desfavoráveis à tenacidade e suscetíveis de provocar uma fragilização em funcionamento devem ser limitados aos teores mais baixos compatíveis com as necessidades industriais e econômicas.The elements Sulfur, Phosphorus, Arsenic, Tin1 Antimony, Titanium, Zirconium, Niobium, Nitrogen unfavorable to tenacity and likely to cause a weakening in operation should be limited to the lowest levels compatible with industrial and economic needs.

Os teores máximos admissíveis são:The maximum permissible contents are:

- para S : 0,0040%, de preferência 0,0010%- for S: 0.0040%, preferably 0.0010%

- para P : 0,0200%, de preferência 0,0080%- for P: 0.0200%, preferably 0.0080%

- para Ti: 0,05%, de preferência 0,01%- for Ti: 0.05%, preferably 0.01%

- para Zr: 0,05%, de preferência 0,02%- for Zr: 0.05%, preferably 0.02%

- para Nb : 0,08%, de preferência 0,01%- for Nb: 0.08%, preferably 0.01%

- para N : 0,0400%, de preferência 0,0100%- for N: 0.0400%, preferably 0.0100%.

Além disso, os teores de P, As, Sb, Sn devem respeitar a seguinte relação:In addition, the contents of P, As, Sb, Sn shall be as follows:

10 P + As + 5 Sb + 4 Sn ≤ 0,21%, de preferência ≤ 0,10%.10 P + As + 5 Sb + 4 Sn ≤ 0.21%, preferably ≤ 0.10%.

O teor de Alumínio deve estar compreendido entre traços e 0,080%, de preferência entre traços e 0,030%. Sua função é desoxidar o aço, limitando assim a quantidade de inclusões de óxidos suscetíveis, em particular de degradar a resistência à fadiga do aço. Nessa perspectiva e simultaneamente, o teor de Oxigênio não deve ultrapassar 30 ppm, de preferência 15 ppm. Um teor elevado de Al diminui o teor de O dissolvido no aço líquido, mas ele torna também o aço líquido mais sensível às reoxidações atmosféricas durante a fundição e aumenta portanto o risco de formar inclusões oxidadas nefastas.The aluminum content should be between dashes and 0.080%, preferably between dashes and 0.030%. Its function is to deoxidize steel, thereby limiting the amount of susceptible oxide inclusions, in particular of degrading the steel's fatigue strength. From this perspective and simultaneously, the oxygen content should not exceed 30 ppm, preferably 15 ppm. A high Al content decreases the dissolved O content of liquid steel, but it also makes liquid steel more sensitive to atmospheric reoxidation during casting and therefore increases the risk of forming harmful oxidized inclusions.

De modo geral, os aços da presente invenção podem apresentar dois níveis de qualidade.In general, the steels of the present invention may have two quality levels.

Um nível de qualidade "padrão" é atingido quando a composição não se situa imperativamente em faixas ótimas que foram definidas acima para todos os elementos. A melhora em relação à arte anterior reside então principalmente nas propriedades de temperabilidade. Essas propriedades permitem fabricar produtos de grande tamanho com uma dureza elevada e homogênea na totalidade da seção dos produtos.A "standard" quality level is reached when the composition is not imperatively in the optimal ranges that have been defined above for all elements. The improvement over the prior art then lies mainly in the properties of temperability. These properties allow the manufacture of large size products with a high and homogeneous hardness across the entire product section.

Um nível de qualidade "superior" é atingido quando todos os elementos se situam nas faixas de teores ótimas definidas acima. Nessas condições, além da temperabilidade melhorada, obtém-se uma tenacidade que proporciona, em conjunção com a dureza elevada, uma grande resistência à fadiga térmica e à ruptura brusca.A "higher" quality level is achieved when all elements are in the optimum range defined above. Under these conditions, in addition to improved temperability, a toughness is obtained which provides, in conjunction with high hardness, a great resistance to thermal fatigue and sudden breakage.

Para obter esses resultados, é preciso recorrer a uma elaboração que inclui, após afinagem primária no forno elétrico e no cadinho, uma refusão de eletrodo consumível pelos processos de refusão ao arco sob vácuo (VAR) ou de refusão sob escória eletrocondutora (ESR), que tornam acessíveis os valores muito baixos de O visados. Além disso, como é habitual nesses tipos de aço, é preciso prever no aço fundido um processo termomecânico de laminação e o recozido que conferem ao aço uma estrutura compacta, coalescida, fina e homogênea, em conjunção com condições de solidificação que geram dendritos pequenos e pouco segregados.To achieve these results, it is necessary to use a design that includes, after primary tuning in the electric furnace and crucible, a reflowable electrode reflow by vacuum arc reflow (VAR) or electroconductive slag (ESR) reflow, which make the very low values of O targeted accessible. In addition, as is usual with these types of steel, it is necessary to provide for cast steel a thermomechanical rolling process and annealing which give the steel a compact, coalesced, thin and homogeneous structure in conjunction with solidification conditions that generate small dendrites and little segregated.

Entre as peças que podem ser fabricadas a partir do aço de acordo com a presente invenção elaborado como foi descrito constam em particular as peças para ferramental de moldagem a quente em geral, e em particular:Parts that can be fabricated from steel according to the present invention made as described include in particular hot molding tooling parts in general, and in particular:

- os moldes ou matrizes para fundição sob pressão de ligas leves ou de ligas cuprosas;- molds or dies for die casting of light alloys or cuprous alloys;

- as matrizes de forja;- the forging dies;

- as ferramentas de perfuração e de laminação de tubos de aço;- steel pipe drilling and rolling tools;

- as ferramentas de moldagem de vidro e de matérias plásticas.- glass and plastics molding tools.

A presente invenção encontra uma aplicação privilegiada na fabricação dessas peças cuja espessura é de 200 mm e mais.The present invention finds a privileged application in the manufacture of such parts whose thickness is 200 mm and more.

Claims (34)

1. AÇO PARA FERRAMENTAL A QUENTE, caracterizado pelo fato de apresentar composição em porcentagens ponderais: - 0,30% ≤ C ≤ 0,39% - 4,00% ≤ Cr ≤ 6,00% - traços ≤ Si ≤ 0,50% - traços ≤ Mn ≤ 0,80% - traços ≤ W ≤ 1,45% - traços ≤ Co ≤ 2,75% - 0,80% ≤ Ni ≤ 2,80% - 1,50% ≤ Mo ≤ 2,60% com 1,50% ≤ Mo + 0,65W ≤ 3,20% - 0,55% ≤ V ≤ 0,80% - com -0,65 ≤ K ≤ 0,65 em que K = K2 - K1 e K2 = 0,75 χ (Ni - 0,60) K1 = 1,43 χ (V - 0,40) + 0,63 χ [(Mo + 0,65W) -1,20] - traços ≤ Al ≤ 0,080% - traços ≤ S ≤ 0,0040% - traços ≤ P ≤ 0,0200% - traços ≤ Ti ≤ 0,05% - traços ≤ Zr ≤ 0,05% - traços ≤ Nb ≤ 0,08% - traços ≤ N ≤ 0,040% - 10P + As + 5 Sb + 4 Sn ≤ 0,21 % - traços ≤ O ≤ 30ppm, sendo o restante ferro e impurezas inevitáveis.1. HOT TOOL STEEL, characterized by its composition in weight percentages: - 0.30% ≤ C ≤ 0.39% - 4.00% ≤ Cr ≤ 6.00% - Traces ≤ Si ≤ 0.50 % - dashes ≤ Mn ≤ 0.80% - dashes ≤ W ≤ 1.45% - dashes ≤ Co ≤ 2.75% - 0.80% ≤ Ni ≤ 2.80% - 1.50% ≤ Mo ≤ 2, 60% with 1.50% ≤ Mo + 0.65W ≤ 3.20% - 0.55% ≤ V ≤ 0.80% - with -0.65 ≤ K ≤ 0.65 where K = K2 - K1 and K2 = 0.75 χ (Ni - 0.60) K1 = 1.43 χ (V - 0.40) + 0.63 χ [(Mo + 0.65W) -1.20] - dashes ≤ Al ≤ 0.080 % - dashes ≤ S ≤ 0,0040% - dashes ≤ P ≤ 0,0200% - dashes ≤ Ti ≤ 0,05% - dashes ≤ Zr ≤ 0,05% - dashes ≤ Nb ≤ 0,08% - dashes ≤ N ≤ 0.040% - 10P + As + 5 Sb + 4 Sn ≤ 0.21% - Traces ≤ O ≤ 30ppm, with the remaining iron and unavoidable impurities. 2. AÇO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de apresentar: 0,33% ≤ C ≤ 0,38%.Steel according to claim 1, characterized in that it has: 0.33% ≤ C ≤ 0.38%. 3. AÇO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de apresentar: traços < Si ^ 0,40%.Steel according to Claim 1 or 2, characterized in that it has: traces <Si ^ 0,40%. 4. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de apresentar: traços < Mn < 0,60%.Steel according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it has: traces <Mn <0,60%. 5. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de apresentar: 4,6% < Cr < 6,0%.Steel according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it has: 4,6% <Cr <6,0%. 6. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de apresentar: 1,60% < Mo < 2,00% e 1,60% < Mo + -0,65 W < 2,20%.STEEL according to one of Claims 1 to 5, characterized in that it has: 1.60% <Mo <2.00% and 1.60% <Mo + -0.65 W <2.20%. 7. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de apresentar: traços < Al < 0,030%.Steel according to one of Claims 1 to 6, characterized in that it has: traces <Al <0.030%. 8. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de apresentar: traços < S < 0,0010%.Steel according to one of Claims 1 to 7, characterized in that it has: traces <S <0.0010%. 9. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de apresentar: traços < P < 0,0080%.Steel according to one of Claims 1 to 8, characterized in that it has: traces <P <0.0080%. 10. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de apresentar: traços < Ti < 0,01%.STEEL according to one of Claims 1 to 9, characterized in that it has: traces <Ti <0.01%. 11. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de apresentar: traços < Zr < 0,02%.STEEL according to one of Claims 1 to 10, characterized in that it has: traces <Zr <0.02%. 12. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de apresentar: traços < Nb ^ 0,01%.STEEL according to one of Claims 1 to 11, characterized in that it has: traces <Nb ^ 0.01%. 13. AÇO, de acordo uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de apresentar: traços < N < 0,01%.Steel according to one of Claims 1 to 12, characterized in that it has: traces <N <0.01%. 14. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de apresentar: 10 P + As + 5 Sb + 4 Sn < 0,10%.STEEL according to one of Claims 1 to 13, characterized in that it has: 10 P + As + 5 Sb + 4 Sn <0.10%. 15. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de apresentar: traços < O < 15ppm.STEEL according to one of Claims 1 to 14, characterized in that it has: traces <O <15ppm. 16. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de apresentar:- 0,35 < K < 0,35.Steel according to one of Claims 1 to 15, characterized in that it has: - 0,35 <K <0,35. 17. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de apresentar: - 0,335% < C < 0,375% - 1,50% < Ni <2,10% - 1,60% < Mo + 0,65 W < 2,20% com 1,60% <Mo < 2,00% - 0,62% < V < 0,75%.Steel according to one of Claims 1 to 16, characterized in that it has: - 0,335% <C <0,375% - 1,50% <Ni <2,10% - 1,60% <Mo + 0, 65 W <2.20% with 1.60% <Mo <2.00% - 0.62% <V <0.75%. 18. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, 7 a 16, caracterizado pelo fato de apresentar: - 0,335% < C < 0,375% - 2,00% < Ni < 2,40% - 1,80% < Mo + 0,65W < 2,90% com 1,80% < Mo < 2,40% e W <. -0,90% - 0,66% < V < 0,76%.Steel according to one of Claims 1 to 5, 7 to 16, characterized in that it has: - 0,335% <C <0,375% - 2,00% <Ni <2,40% - 1,80% < Mo + 0.65W <2.90% with 1.80% <Mo <2.40% and W <. -0.90% - 0.66% <V <0.76%. 19. AÇO, de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, 7 a 16, caracterizado pelo fato de apresentar: - 0,335% < C < 0,375% - 0,90% < Ni < 1,50% - 1,50% < Mo + 0,6 W < 1,90% com W < 0,40% - 0,55% <V < 0,63%.STEEL according to one of Claims 1 to 5, 7 to 16, characterized in that it has: - 0,335% <C <0,375% - 0,90% <Ni <1,50% - 1,50% < Mo + 0.6 W <1.90% with W <0.40% - 0.55% <V <0.63%. 20. AÇO, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 17, caracterizado pelo fato de apresentar: 0,335% < C < 0,375%, 4,60% < Cr < -6,00%, traços < Si < 0,40%, traços < Mn < 0,60%, traços < W < 1,45%, traços < Co < 2,75%, 1,50% < Ni < 2,10%, 1,60% < Mo + 0,65 W < 2,20% com 1,60% < Mo < 2,00%, 0,62% < V < 0,75%, com - 0,35 < K < 0,35, traços < Al < 0,030%, traços < S < 0,0010%, traços < P < 0,0080%, traços < Ti < 0,011%, traços < Zr ≤ 0,02%, traços < Nb < 0,01%, traços < N < 0,01 %, traços < O < 15ppm.Steel according to one of Claims 1 to 17, characterized in that it has: 0.335% <C <0.375%, 4.60% <Cr <-6.00%, traces <Si <0.40% , dashes <Mn <0.60%, dashes <W <1.45%, dashes <Co <2.75%, 1.50% <Ni <2.10%, 1.60% <Mo + 0.65 W <2.20% with 1.60% <Mo <2.00%, 0.62% <V <0.75%, with - 0.35 <K <0.35, dashes <Al <0.030%, dashes <S <0.0010%, dashes <P <0.0080%, dashes <Ti <0.011%, dashes <Zr ≤ 0.02%, dashes <Nb <0.01%, dashes <N <0.01 %, dashes <O <15ppm. 21. PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA PEÇA DE AÇO, caracterizado pelo fato de se preparar a referida peça de aço conforme descrita em uma das reivindicações 1 a 20 e pelo fato de submetê-la a uma austenização no intervalo de temperatura de 1000- 1050°C, seguida de uma têmpera.STEEL PIECE MANUFACTURING PROCESS, characterized in that said steel part is prepared as described in one of claims 1 to 20 and subjected to an austenization in the temperature range of 1000-1050 °. C, followed by a temper. 22. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato da austenização ocorrer no intervalo 1015-1040°C.Process according to Claim 21, characterized in that the austenization occurs in the range 1015-1040 ° C. 23. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 21 ou 22, caracterizado pelo fato de depois da têmpera a peça ser submetida a pelo menos dois revenidos no intervalo de temperatura 550-650°C, conferindo à referida peça uma dureza de 42 a 52HRC.Process according to Claim 21 or 22, characterized in that after tempering the part is subjected to at least two tempering in the temperature range 550-650 ° C, giving said part a hardness of 42 to 52HRC. 24. PEÇA DE AÇO, obtida pelo processo conforme descrito em uma das reivindicações 21 a 23, caracterizada pelo fato de se tratar de uma peça para ferramental de moldagem a quente.STEEL PIECE, obtained by the process as described in one of claims 21 to 23, characterized in that it is a hot molding tooling part. 25. PEÇA, de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato da referida peça possuir uma espessura superior ou igual a 200 mm.Piece according to claim 24, characterized in that said piece has a thickness greater than or equal to 200 mm. 26. PEÇA, de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizada pelo fato de se tratar de um molde ou de uma matriz para a fundição sob pressão de ligas leves ou cuprosas.Part according to claim 24 or 25, characterized in that it is a mold or die for the pressure casting of light or cuprous alloys. 27. PEÇA, de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizada pelo fato de se tratar de uma ferramenta de forja.Part according to claim 24 or 25, characterized in that it is a forging tool. 28. PEÇA, de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizada pelo fato de se tratar de uma matriz de forja.Piece according to claim 24 or 25, characterized in that it is a forge die. 29. PEÇA, de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizada pelo fato de se tratar de uma ferramenta de perfuração ou de laminação de tubos de aço.Part according to claim 24 or 25, characterized in that it is a steel pipe drilling or rolling tool. 30. PEÇA, de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizada pelo fato de se tratar de uma ferramenta de moldagem do vidro.Part according to claim 24 or 25, characterized in that it is a glass molding tool. 31. PEÇA, de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizada pelo fato de se tratar de uma ferramenta de moldagem das matérias plásticas.Part according to claim 24 or 25, characterized in that it is a plastics molding tool. 32. PEÇA, de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizada pelo fato de ser realizada em um aço conforme descrito na reivindicação 18, e pelo fato de se tratar de uma fieira de extrusão ou de um molde de fundição de liga de alumínio.32. Part according to claim 24 or 25, characterized in that it is made of a steel as described in claim 18 and that it is an extrusion die or an aluminum alloy die cast. 33. USO DE UMA PEÇA, conforme descrita na reivindicação -24 ou 25, caracterizado pelo fato da referida peça ser um aço conforme descrito na a reivindicação 18 e pelo fato da temperatura de trabalho em superfície ser inferior a 680°C.Use of a part as described in claim -24 or 25, characterized in that said part is a steel as described in claim 18 and that the surface working temperature is below 680 ° C. 34. USO DE UMA PEÇA, conforme descrita na reivindicação -24 ou 25, caracterizado pelo fato da referida peça ser um aço conforme descrito na reivindicação 19 e pelo fato da temperatura de superfície em funcionamento ser inferior a 770°C.Use of a part as described in claim -24 or 25, characterized in that said part is a steel as described in claim 19 and that the operating surface temperature is below 770 ° C.
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