Bohler K110 (AISI D2 / JIS SKD11, DIN 1.2379) é um dos principais aços que eu uso para as minhas facas de cozinha. É classificado como um aço para ferramentas de trabalho a frio hipereutectóide que é tipicamente usado para estampar matrizes, cortadores de fendas, lâminas de corte, matrizes formadoras, serrilhas, calibres (tampão e rosca), punções, matrizes de corte, etc.
O desempenho de uma ferramenta (neste caso uma lâmina de faca) depende do desenho da ferramenta, da precisão com que a ferramenta é feita, da escolha do aço, e da escolha do tratamento térmico.
Bohler K110 Composição química (% média)
C: 1.55, Mn: 0,30 , Si: 0,30, Cr: 11.30%. V: 0.75, e Mo: 0.75.
Porquê gosto
- O elevado teor de carbono para dureza elevada: 60+HRC
- Alta resistência ao desgaste. Aproximadamente 8 vezes o dos aços ao carbono simples devido à presença de carbonetos.
- Stainless. Bem quase. Devido à alta porcentagem de carbono no aço, ele puxa a maior parte dos 12% de cromo para fora em carbonetos de cromo, o que deixa cerca de 5,8% restante para resistência a manchas.
- Estabilidade durante o tratamento térmico.
- D2 tem sido usado em muitas facas, famosamente por fabricantes como Bob Dozier.
- Bom retenção de bordas: Melhor que N690, ATS-34/154CM, e 440C.
Concerns
- Altas temperaturas de automatização vão aumentar / grosseiramente o tamanho do grão. o que não é desejado em lâminas de facas, pois diminui a tenacidade.
- Proteger durante o tratamento térmico é vital, uma vez que uma atmosfera aberta desiste até .014″(.35mm) de camada de descarbonização e uma perda notável de elementos de liga.
- Períodos de retenção mais longos aumentarão a dissolução dos carbonetos, resultando no aumento da dureza no estado de choque. Mas a dureza diminuiu.
A receita do tratamento térmico:
- O objectivo é reduzir o tamanho dos grãos, distribuir os carbonetos uniformemente por toda a matriz, e obter 60+ HRC, enquanto minimiza a austenite retida.
PreQuench:
- Recozimento acrítico por aquecimento e manutenção a uma temperatura entre as temperaturas Ac1 e Ac3 (830°C) para obter uma austenitização parcial. Isto é seguido pelo resfriamento lento no forno ou pelo uso de vermiculita ou outro meio isolante, levando à microestrutura final de carbonetos esferoidais distribuídos uniformemente em uma matriz de ferrite.
- Subcrítica / Esferoidização: por aquecimento a baixas temperaturas (690-720°C) e tempos de retenção mais longos (15 min).
Austinização
- Deve ser evitada uma alta temperatura de austenitização.
- Revestimento/foil protector deve ser usado para evitar a descarbonização, pois o núcleo com maior conteúdo de carbono pode expandir e colocar a camada externa sob tensão.
- Austenitização da temperatura: 1025°C (temperatura ideal se não utilizar criogénio)
- Tempo de Encharcamento: 15-30 min
Quencher:
Tenho tendência a usar placas de alumínio para têmpera da lâmina. Isto mantém as lâminas direitas e verdadeiras. Um resfriamento da placa é um pouco mais rápido que o resfriamento no ar (apesar dos aços serem “temperados ao ar”), mas ainda é lento o suficiente para não colocar tensões indevidas no aço e correr o risco de rachar.
Você pode resfriar a placa com a folha de aço inoxidável ainda cobrindo a lâmina.
Tratamento frio / criogênico.
Em austenita de alta liga, uma fração considerável da austenita pode ser retida na microestrutura à temperatura ambiente (10% RA), resultando em uma dureza muito menor do que a esperada para microestruturas mais completamente transformadas.
O tratamento criogênico promove a transformação da austenita retida em martensite, refina o tamanho dos carbonetos secundários, aumenta sua quantidade e densidade populacional, e leva à sua distribuição mais uniforme nas microestruturas, a temperaturas criogênicas, o que é atribuído à melhoria da dureza e resistência ao desgaste (até 817%) do aço.
Even um tratamento a frio (4% AR) pode produzir resultados benéficos, mas temperaturas criogênicas rasas ou profundas (-196°C) são melhores (0% AR). D2 tem um ponto Mf abaixo da temperatura ambiente -125,1°C, o que significa que é necessário um tratamento sub-zero.
O tempo em nitrogênio líquido ou gelo seco não precisa ser mais longo do que para a faca atingir as temperaturas frias. Em outras palavras, 30-60 minutos é suficiente.
NB! Para ser eficaz, o tratamento criogênico deve ser realizado logo após a têmpera e antes da têmpera. Isto porque a RA transforma-se em martensite não temperada, que é frágil e precisa de ser temperada. Ie: Não faça uma têmpera rápida no K110 (D2) se estiver a fazer um tratamento a frio.
Temperagem
Temperagem reduz as tensões residuais, aumenta a ductilidade, a tenacidade e assegura a estabilidade dimensional.
Temperagem as-quenched martensite precipita carbonetos finos, que são nomeados como carbonetos de transição.
Temperagem 3 vezes em comparação com 2 vezes, pode aumentar a tenacidade em até 25%. Isto é devido à distribuição ótima dos elementos de liga entre os carbonetos e a matriz, distribuição mais fina dos carbonetos, e periodização dos carbonetos nos limites interfaciais da martensita.
Deixar repousar durante pelo menos sessenta (60) minutos, retirar do forno e deixar arrefecer no ar. A segunda e terceira têmpera deve ser uma repetição da primeira. (Ie: manter as temperaturas e duração constantes)
- Temperagem Temperatura: 205°C
- Temperagem: 2 – 3 vezes
- Duração: 1 hora (60 minutos)
Sumário:
- 1025°C e 205°C a temperatura deve equivaler a 63HRC (Impacto 1.4)
- 1038°C e 205°C a temperatura deve equivaler a 62HRC (Impacto 1.9)
- 1065°C e 205°C a temperatura deve equivaler a 60HRC (Impacto 1.8)
Links:
- Bohler K110 Spec Sheet
- Tratamento de Calor e Resistência dos Aços Ferramenta (D2 e H13) para Lâminas de Corte por Attaullah. (Ayooq) Arain 1999
- Avaliação do tratamento criogênico na desestabilização da austenita retida no aço AISI D2 por R. Minaya Huamán, Lauralice de Campos Franceschini Canale 2017
- Todos sobre o aço D2 – Desenvolvimento, uso em facas, e propriedades
- Quanto mais cromo D2 precisa ser inoxidável?
- Tratamentos subzero de aço AISI D2: Parte I. Microestrutura e dureza 2010
- Comparação dos Efeitos do Tratamento Criogênico em Diferentes Tipos de Aços: Uma revisão
- Engenharia da Vida: Steel, Heat Treating, and Geometry by Dr. Larrin Thomas
Disclaimer:
Todas as informações acima são de minhas leituras de artigos de pesquisa, posts em fóruns, e discussões com pessoas. Eu não sou metalúrgico e as informações acima são apresentadas aqui para o benefício de todos os fabricantes de facas. Você não precisa segui-los e eu não serei responsabilizado por qualquer perda ou dano que você possa sofrer.