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

  1. Deve ser evitada uma alta temperatura de austenitização.
  2. 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.

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