Aço M35 (HSS): Propriedades e Principais Aplicações

Aço M35, classificado como um aço de alta velocidade (HSS), é utilizado principalmente na fabricação de ferramentas de corte e matrizes. Esta classe de aço é conhecida por sua excelente dureza, resistência ao desgaste e capacidade de manter sua dureza em temperaturas elevadas, tornando-se uma escolha preferida para aplicações de alto desempenho. O aço M35 é um aço ferramenta liga que geralmente contém quantidades significativas de tungstênio e cobalto, que realçam suas propriedades.

Visão Geral Abrangente

O aço M35 é classificado como um aço de alta velocidade, especificamente um aço de alta velocidade de cobalto, que é projetado para resistir a altas temperaturas e manter a dureza durante as operações de corte. Os principais elementos de liga no M35 incluem:

• Tungstênio (W): Aumenta a dureza e a resistência ao desgaste.
• Cobalto (Co): Melhora o desempenho em altas temperaturas e a tenacidade.
• Molibdênio (Mo): Contribui para a resistência e a temperabilidade.

A combinação única desses elementos de liga resulta em um aço que apresenta dureza excepcional, tipicamente alcançando valores de 62-65 HRC após tratamento térmico. O aço M35 também demonstra boa tenacidade, tornando-se menos propenso a lascar e quebrar sob estresse.

Vantagens:
- Dureza Alta: Mantém a dureza em temperaturas elevadas, tornando-se adequado para aplicações de corte em alta velocidade.
- Resistência ao Desgaste: Excelente resistência ao desgaste, prolongando a vida útil da ferramenta.
- Versatilidade: Pode ser utilizado para várias ferramentas de corte, incluindo brocas, tarraxas e fresas.

Limitações:
- Custo: Maior conteúdo de liga leva a custos de material mais altos em comparação com aços ferramenta padrão.
- Mecanibilidade: Mais difícil de usinar do que aços de liga inferiores devido à sua dureza.
- Brittleness: Embora seja resistente, pode ser quebradiço se não for tratado termicamente de forma adequada.

O aço M35 ocupa uma posição significativa no mercado de aços de alta velocidade, sendo frequentemente utilizado em indústrias que requerem ferramentas de corte de precisão. Sua importância histórica reside em seu desenvolvimento como resposta à necessidade de materiais que pudessem suportar as exigências do usinagem em alta velocidade.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Padrão	Designação/Classe	País/Região de Origem	Notas/Comentários
UNS	T31535	EUA	Equivalente mais próximo ao M2 com adição de cobalto
AISI/SAE	M35	EUA	Comumente utilizado na fabricação de ferramentas
ASTM	A600	EUA	Especificação para aços de alta velocidade
DIN	1.3243	Alemanha	Diferenças composicionais menores
JIS	SKH55	Japão	Propriedades semelhantes, mas com recomendações de tratamento térmico diferentes

As diferenças entre o M35 e seus equivalentes, como M2 ou SKH55, muitas vezes residem no conteúdo de cobalto e nos processos de tratamento térmico, que podem afetar significativamente o desempenho em aplicações em alta velocidade. Por exemplo, a adição de cobalto no M35 melhora sua capacidade de resistir à fadiga térmica, tornando-o preferível para aplicações específicas de alto desempenho.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa de Percentagem (%)
C (Carbono)	0.90 - 1.05
W (Tungstênio)	5.50 - 6.75
Mo (Molibdênio)	4.00 - 5.00
Co (Cobalto)	4.00 - 5.00
Cr (Cromo)	3.75 - 4.50
Mn (Manganês)	0.20 - 0.40
Si (Silício)	0.20 - 0.40

O papel principal dos elementos de liga chave no aço M35 inclui:

• Carbono: Fornece dureza e resistência através da formação de carbonetos.
• Tungstênio: Aumenta a resistência ao desgaste e mantém a dureza em altas temperaturas.
• Cobalto: Melhora a tenacidade e a estabilidade térmica, permitindo melhor desempenho em aplicações em alta velocidade.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor Típico/Faixa (Métrico)	Valor Típico/Faixa (Imperial)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Recozido	850 - 1000 MPa	123 - 145 ksi	ASTM E8
Limite de Escoamento (offset de 0,2%)	Recozido	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Alongamento	Recozido	5 - 10%	5 - 10%	ASTM E8
Dureza (HRC)	Endurecido e Temperado	62 - 65 HRC	62 - 65 HRC	ASTM E18
Resistência ao Impacto	Temperatura Ambiente	20 - 30 J	15 - 22 ft-lbf	ASTM E23

A combinação de alta resistência à tração e ao escoamento, juntamente com excelente dureza, torna o aço M35 adequado para aplicações que envolvem carga mecânica significativa e requisitos de integridade estrutural. Sua capacidade de resistir a altas temperaturas sem perder dureza é particularmente benéfica em ambientes de usinagem em alta velocidade.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico)	Valor (Imperial)
Densidade	Temperatura Ambiente	8.2 g/cm³	0.297 lb/in³
Ponto/Faixa de Fusão	-	1400 - 1450 °C	2552 - 2642 °F
Condutividade Térmica	Temperatura Ambiente	25 W/m·K	14.5 BTU·in/h·ft²·°F
Capacidade Calorífica Específica	Temperatura Ambiente	460 J/kg·K	0.11 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	Temperatura Ambiente	0.000015 Ω·m	0.000015 Ω·in

As principais propriedades físicas, como densidade e condutividade térmica, são cruciais para aplicações onde peso e dissipação de calor são preocupações. A densidade relativamente alta do aço M35 contribui para sua robustez, enquanto sua condutividade térmica permite uma gestão eficaz do calor durante as operações de corte.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Classificação de Resistência	Notas
Cloretos	3-5	20-60 °C (68-140 °F)	Regular	Risco de picotamento
Ácidos	10-20	20-40 °C (68-104 °F)	Pobre	Susceptível à corrosão
Soluções Alcalinas	5-10	20-60 °C (68-140 °F)	Regular	Resistência moderada

O aço M35 apresenta resistência moderada à corrosão, particularmente em ambientes com cloretos, onde pode ser suscetível a picotamento. Comparado a outros aços de alta velocidade como M2, o conteúdo de cobalto do M35 proporciona uma resistência ligeiramente melhor à oxidação em temperaturas elevadas, mas ainda não é recomendado para aplicações em ambientes altamente corrosivos.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Comentários
Temp. Máx. de Serviço Contínuo	600 °C	1112 °F	Mantém dureza em altas temperaturas
Temp. Máx. de Serviço Intermitente	650 °C	1202 °F	Exposição a curto prazo apenas
Temperatura de Escamação	700 °C	1292 °F	Risco de oxidação além dessa temperatura
Considerações sobre a Resistência ao Fluência	500 °C	932 °F	Começa a perder resistência

O aço M35 se comporta bem em temperaturas elevadas, mantendo sua dureza e resistência. No entanto, a exposição prolongada a temperaturas acima de 600 °C pode levar à oxidação e escamação, o que pode comprometer sua integridade.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Método de Metal de Adição Recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Notas
MIG	ER70S-6	Argônio + CO2	Pré-aquecimento recomendado
TIG	ER80S-D2	Argônio	Requer controle cuidadoso
Stick	E7018	-	Não recomendado para seções grossas

O aço M35 geralmente não é recomendado para soldagem devido à sua alta dureza e potencial para trincas. O pré-aquecimento e o tratamento térmico pós-solda são essenciais para minimizar esses riscos. A escolha do metal de adição é crítica para garantir a compatibilidade e a manutenção das propriedades mecânicas.

Mecanibilidade

Parâmetro de Usinagem	Aço M35	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice Relativo de Mecanibilidade	60	100	Mais difícil de usinar
Velocidade de Corte Típica (Torno)	30-40 m/min	80-100 m/min	Utilize ferramentas de carbeto

O aço M35 tem um índice de mecanibilidade inferior em comparação com aços mais comuns, como o AISI 1212, tornando-o mais desafiador de usinar. Velocidades de corte e ferramentas ideais são essenciais para alcançar os resultados desejados sem desgaste excessivo.

Formabilidade

O aço M35 não é particularmente adequado para processos de conformação devido à sua alta dureza e brittleness. A conformação a frio geralmente não é viável, enquanto a conformação a quente pode ser possível com controle cuidadoso da temperatura. A deformação pode ocorrer, necessitando consideração dos raios de curvatura e técnicas de conformação.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Objetivo Primário / Resultado Esperado
Recozimento	800 - 850 °C (1472 - 1562 °F)	1 - 2 horas	Ar	Reduzir dureza, melhorar mecanibilidade
Endurecimento	1200 - 1250 °C (2192 - 2282 °F)	30 - 60 minutos	Óleo	Aumentar dureza
Tempera	550 - 600 °C (1022 - 1112 °F)	1 hora	Ar	Reduzir brittleness, aumentar tenacidade

O tratamento térmico do aço M35 envolve austenitização, têmpera e tempera para alcançar a dureza e tenacidade desejadas. As transformações metalúrgicas durante esses processos impactam significativamente a microestrutura, levando à formação de carbonetos finos que melhoram a resistência ao desgaste.

Aplicações e Usos Finais Típicos

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Propriedades Chave do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção (Breve)
Aeroespacial	Ferramentas de corte para fabricação de aeronaves	Dureza alta, resistência ao desgaste	Precisão e durabilidade
Automotiva	Brocas e tarraxas	Mantém dureza em altas temperaturas	Eficiência na usinagem
Metalúrgica	Fresas	Tenacidade e resistência ao desgaste	Longa vida útil da ferramenta

Outras aplicações incluem:
- Fabricação de Ferramentas: M35 é amplamente utilizado para fabricar ferramentas de alto desempenho devido à sua dureza e resistência ao desgaste.
- Usinagem: Ideal para operações de usinagem em alta velocidade onde a longevidade da ferramenta é crítica.

O aço M35 é escolhido para essas aplicações devido à sua capacidade de manter o desempenho sob condições extremas, garantindo precisão e eficiência nos processos de fabricação.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Insights

Característica/Propriedade	Aço M35	Aço M2	Classe HSS X	Notas Breves de Prós/Contras ou Compensação
Propriedade Mecânica Chave	Dureza alta	Boa tenacidade	Excelente resistência ao desgaste	M35 oferece melhor desempenho em altas temperaturas
Aspecto de Corrosão Chave	Resistência moderada	Resistência regular	Boa resistência	M35 é menos resistente a ácidos
Soldabilidade	Pobre	Regular	Pobre	M35 requer técnicas de soldagem cuidadosas
Mecanibilidade	Baixa	Moderada	Moderada	M35 é mais difícil de usinar
Formabilidade	Pobre	Boa	Regular	M35 não é adequado para conformação
Custo Aproximado Relativo	Alto	Moderado	Moderado	Elementos de liga do M35 aumentam o custo
Disponibilidade Típica	Moderada	Alta	Alta	M35 pode ser menos comum que o M2

Ao selecionar o aço M35, as considerações incluem sua relação custo-benefício, disponibilidade e requisitos específicos da aplicação. Embora ofereça desempenho superior em aplicações de alta velocidade, seu custo mais elevado e menor mecanibilidade podem exigir uma avaliação cuidadosa em comparação com alternativas como o aço M2 ou outros aços de alta velocidade.

Em conclusão, o aço M35 é um material de alto desempenho que se destaca em aplicações exigentes, particularmente na fabricação de ferramentas de corte. Suas propriedades únicas, embora vantajosas, também exigem manuseio e processamento cuidadosos para maximizar seu potencial.