O teor de carbono é um fator primário na determinação da dureza, força e resistência ao desgaste de Ferramenta de barras redondas de aço . Aços de ferramentas com maior teor de carbono, normalmente em torno de 0,5% a 1,5%, são mais difíceis e mais resistentes ao desgaste, tornando-os ideais para ferramentas de corte, moldes e matrizes. Aços de alto carbono, como D2 e O1, são amplamente utilizados para aplicações de trabalho a frio onde a dureza é fundamental. No entanto, um aumento no teor de carbono pode levar a redução da tenacidade, o que torna os aços de baixo carbono mais adequados para forjar matrizes ou ferramentas de imprensa, onde a resistência ao impacto é mais importante que a dureza. Por exemplo, o aço da ferramenta S7 é frequentemente usado para ferramentas que precisam suportar impactos pesados.
O cromo é um elemento de liga crítica que melhora a dureza, a resistência ao desgaste e a resistência à corrosão das barras redondas de aço da ferramenta. Também melhora a hardenabilidade do aço, garantindo uma dureza uniforme em todo o material durante o tratamento térmico. Aços de ferramentas com maior teor de cromo, como D2 (aço da ferramenta de trabalho a frio) e H13 (aço da ferramenta de trabalho a quente), exibem excelente resistência à oxidação e corrosão, tornando-os adequados para aplicações de formação a frio e fabricação de moldes. A presença de cromo também aumenta a resistência à fadiga térmica, que é crucial para ferramentas submetidas a temperaturas flutuantes em operações como fundição ou forjamento.
O molibdênio melhora a força de alta temperatura, a resistência ao desgaste e a hardenabilidade do aço da ferramenta. Estabilizando a estrutura do aço a temperaturas elevadas, o molibdênio garante que o material mantenha sua força e resistência, mesmo em calor extremo. Essa propriedade torna os aços de ferramentas ricos em molibdênio, como H11 e H13, ideais para ferramentas de fundição e forjamento, onde são expostas a altas temperaturas e estresse. O molibdênio também aumenta a resistência à fadiga térmica, o que ajuda a evitar rachaduras ou deformação sob condições de calor flutuantes. Como resultado, é um elemento essencial nos aços de ferramentas de trabalho quentes usados para fundições e operações de trabalho em metal.
O vanádio contribui para melhorar a tenacidade, a resistência do desgaste e a força nos aços de ferramentas. Ele refina a estrutura de grãos do aço, tornando mais resistente e mais resistente a desgaste sob cargas pesadas ou operações de alta velocidade. Aços ferramentas que contêm vanádio, como M2 (aço de alta velocidade), são comumente usados para ferramentas de corte, brocas e cortadores de moagem, pois mantêm a retenção de arestas e o alto desempenho durante a usinagem em alta velocidade. O vanádio também aumenta a resistência ao calor dos aços de ferramentas, permitindo que eles suportem as temperaturas elevadas encontradas em aplicações de alto desempenho, como corte e trituração de metal.
O níquel melhora a tenacidade e a ductilidade, permitindo que o aço da ferramenta absorva o impacto e resista a rachaduras. Também aumenta a resistência à corrosão, o que é benéfico para ferramentas expostas à umidade ou produtos químicos. Aços de ferramentas com maior conteúdo de níquel, como o S7, são comumente usados em aplicações que requerem resistência ao choque e a capacidade de suportar um impacto pesado sem falha. Essas características tornam os aços de ferramentas em liga níquel ideais para ferramentas de imprensa, martelos, socos e outras ferramentas expostas ao carregamento e choque dinâmico.
O tungstênio é adicionado aos aços de ferramentas para aumentar a força de alta temperatura, a dureza e a resistência ao desgaste. Ele melhora a capacidade do aço da ferramenta de manter o desempenho em temperaturas elevadas, essenciais para operações de corte e moagem de alta velocidade. Aços de ferramentas com tungstênio, como T1 (aço de alta velocidade), são usados em ferramentas de usinagem, onde o corte rápido gera calor substancial. O tungstênio também aumenta a resistência à abrasão e desgaste, tornando-o ideal para ferramentas usadas em aplicações com contato contínuo de alta velocidade, como exercícios e lâminas de serra.
