1.2311 vs 1.2738 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de manufatura frequentemente precisam escolher entre graus de aço para moldes e ferramentas que são próximos, porém distintos. A decisão geralmente equilibra usinabilidade, capacidade de polimento e custo contra endurecibilidade, resistência ao desgaste e vida em fadiga. Contextos típicos incluem a seleção de aços para moldes de injeção plástica, matrizes de uso geral ou componentes onde acabamento superficial e estabilidade dimensional são críticos.

Na prática, 1.2311 e 1.2738 são comparados porque ambos atuam em funções de moldes e ferramentas, mas são desenvolvidos para prioridades diferentes: um enfatiza facilidade de usinagem e acabamento superficial para moldes plásticos, enquanto o outro prioriza maior teor de carbono e ligas para maior dureza, resistência ao desgaste e capacidade de carga. Compreender as filosofias composicionais, respostas ao tratamento térmico, comportamento mecânico e implicações de fabricação é fundamental para escolher o grau correto.

1. Normas e Designações

• EN/DIN: 1.2311 e 1.2738 são identificadores numéricos europeus DIN/EN comumente usados em compras e especificações de materiais.
• Outras normas: equivalentes em ASTM/ASME, JIS ou GB podem existir para ligas específicas ou versões proprietárias; sempre confirme com certificados do fornecedor.
• Classificação:
• 1.2311 — aço para moldes/ferramentas pré-endurecido (aço ferramenta ligado projetado para aplicações em moldes plásticos; não inox).
• 1.2738 — aço ferramenta com maior teor de carbono e elementos de liga (usado para moldes e matrizes onde se exige maior dureza e resistência ao desgaste; não inox).
• Nenhum dos dois é grau inox nem aço estrutural HSLA; ambos pertencem à família dos aços para moldes/ferramentas (aços ligados/ferramentas).

2. Composição Química e Estratégia de Liga

A tabela a seguir apresenta ênfases qualitativas da composição, e não faixas numéricas exatas. Sempre confirme os limites numéricos no certificado específico do fornecedor ou na norma aplicável antes do projeto ou soldagem.

Elemento	1.2311 (ênfase típica)	1.2738 (ênfase típica)
C (Carbono)	Baixo–moderado (formabilidade, melhor usinabilidade/polimento)	Moderado–alto (aumenta dureza e resistência ao desgaste)
Mn (Manganês)	Moderado (desoxidação, resistência)	Moderado (papel similar; pode auxiliar a endurecibilidade)
Si (Silício)	Baixo–moderado (desoxidação, resistência)	Baixo–moderado
P (Fósforo)	Baixo (mantido baixo para tenacidade)	Baixo
S (Enxofre)	Baixo (para variantes usináveis pode ser ligeiramente maior)	Baixo
Cr (Cromo)	Moderado (dureza, resistência ao revenimento, resistência à corrosão)	Moderado–alto (maior endurecibilidade e resistência ao desgaste)
Ni (Níquel)	Baixo–traço (às vezes presente para melhorar tenacidade)	Baixo–traço
Mo (Molibdênio)	Baixo–moderado (melhora endurecibilidade/resistência a temperaturas)	Baixo–moderado (usado para aumentar endurecibilidade e resistência)
V (Vanádio)	Baixo (formador de carbonetos para controle de grão fino)	Baixo–moderado (auxilia resistência ao desgaste via carbonetos finos)
Nb/Ti/B/N	Tipicamente traços ou ausentes (controle de grão não é característica principal)	Traços possíveis (quando projetado para tenacidade/endurabilidade)

Como a estratégia de liga afeta o comportamento: - Carbono e cromo são os principais fatores: aumento do carbono eleva a dureza alcançável e a resistência ao desgaste; o cromo aumenta a endurecibilidade e resistência ao revenimento. - Elementos de liga como Mo e V aumentam a endurecibilidade e formam carbonetos que melhoram a resistência ao desgaste, mas reduzem a polibilidade. - O 1.2311 é formulado para um equilíbrio que favorece boa usinabilidade e acabamento superficial; o 1.2738 desloca a composição para maior carbono e formadores de carbonetos visando resistência ao desgaste e à carga.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestruturas típicas e comportamento ao tratamento térmico:

1.2311 - Condição fornecida: frequentemente fornecido pré-endurecido e revenido (um aço para moldes “pré-endurecido”) com matriz martensítica revenida e relativamente poucos carbonetos grosseiros. Isto resulta em uma microestrutura fina que permite boa usinagem e polimento. - Resposta ao tratamento térmico: pode ser re-endurecido e revenido, mas composição e níveis de liga significam que a endurecibilidade é moderada; controle cuidadoso da austenitização e velocidade de têmpera é necessário para evitar fissuras de têmpera ou distorções excessivas. - Normalização/refino: ciclos de normalização e têmpera reduzem tensões residuais e podem refinar levemente o tamanho do grão, mas o grau é otimizado para processamento mínimo pós-usinagem.

1.2738 - Condição fornecida: tipicamente fornecido em condição recozida macia para usinagem, ou em formas endurecidas; microestrutura no estado recozido é ferrita + perlita com carbonetos de liga dispersos. - Resposta ao tratamento térmico: maior carbono e teor de ligas produzem maior endurecibilidade — responde bem à têmpera e revenido para alcançar níveis mais altos de dureza e microestrutura martensítica revenida com carbonetos dispersos para resistência ao desgaste. - Tratamentos termo-mecânicos: responde melhor a tratamentos de endurecimento profundo e atinge dureza através da seção mais alta que 1.2311 para espessuras maiores.

Implicação prática: 1.2311 favorece tratamento térmico mínimo pós-usinagem e acabamento superficial previsível; 1.2738 permite dureza final maior e resistência ao desgaste à custa de tratamentos térmicos mais agressivos e maior risco de distorção.

4. Propriedades Mecânicas

A tabela a seguir apresenta tendências qualitativas comparativas das propriedades mecânicas. Valores exatos dependem do tratamento térmico e especificação; consulte fichas técnicas do fornecedor para dados certificáveis.

Propriedade	1.2311 (típico fornecido / revenido)	1.2738 (típico recozido / têmpera e revenido)
Resistência à Tração	Moderada	Maior (após têmpera e revenido)
Limite de Escoamento	Moderado	Maior
Alongamento	Maior (mais dúctil)	Menor (maior dureza reduz alongamento)
Tenacidade ao Impacto	Boa (equilibrada para aplicações em moldes)	Variável — pode ser boa se revenido adequadamente, mas geralmente menor em altas durezas
Dureza (fornecida)	Moderada (fácil de usinar/polir)	Menor em estado recozido; pode ser endurecido para maior HRC após tratamento térmico

Qual é mais forte/tenaz/dúctil e por quê: - Resistência e endurecibilidade: 1.2738 geralmente alcança maior resistência e dureza após ciclos de têmpera e revenido apropriados devido ao seu maior teor de carbono e ligas. - Tenacidade e ductilidade: 1.2311 normalmente mantém maior ductilidade e facilidade de polimento na condição pré-endurecida, tornando-o preferível para cavidades de moldes de injeção onde acabamento superficial e resistência a fissuras durante usinagem são prioritários.

5. Soldabilidade

A soldabilidade é influenciada pelo equivalente de carbono e liga. Dois índices comuns usados para interpretação qualitativa:

• Equivalente de carbono (IIW):
  $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$

• Pcm (criticidade à soldagem):
  $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretação qualitativa: - 1.2311: carbono mais baixo e menos elementos de liga geralmente resultam em valores menores de $CE_{IIW}$ e $P_{cm}$ que 1.2738, tornando-o relativamente mais fácil de soldar com menores exigências de pré-aquecimento e temperatura entre passes. Ainda assim, como aço para moldes/ferramentas, a soldagem requer atenção para evitar trincas a quente e garantir compatibilidade metalúrgica para tratamento térmico pós-soldagem. - 1.2738: carbono maior e liga elevam o equivalente de carbono, aumentando o risco de zona afetada pela soldagem dura e quebradiça e fissuras a frio. Pré-aquecimento, controle da temperatura entre passes e tratamento térmico pós-soldagem são mais frequentemente necessários.

Nota prática: Para ambos os graus, a soldagem geralmente é limitada a reparos ou fabricação de características não críticas. Para ferramentaria crítica, é preferível fixação mecânica ou produção a partir de bloco único; reparo por soldagem deve seguir recomendações do fornecedor e consumíveis.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Nem 1.2311 nem 1.2738 são aços inoxidáveis; portanto, proteção contra corrosão atmosférica e química é necessária onde o ambiente exigir.
• Estratégias comuns de proteção: revestimentos transparentes ou pigmentados, pintura, fosfatização, preservação com óleo ou zincagem quando apropriado. Para cavidades de moldes de alta precisão, revestimentos (por exemplo, PVD, nitretação) são às vezes aplicados para melhorar a resistência ao desgaste e à corrosão, preservando o acabamento superficial.
• PREN (Número Equivalente de Resistência à Pite) não se aplica porque esses graus não são inoxidáveis. Para graus inoxidáveis, o índice é: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Quando a resistência à corrosão é prioridade, selecione aços-ferramenta inoxidáveis ou aplique engenharia de superfície (revestimentos duros, nitretação, banhos resistentes à corrosão) ao invés de confiar apenas na resistência à corrosão da liga base.

7. Fabricação, Usinabilidade e Formabilidade

• Usinabilidade:
• 1.2311: normalmente projetado para boa usinabilidade e excelente possibilidade de polimento na condição pré-endurecida. Menor desgaste de ferramenta durante desbaste e acabamento; ideal para usinagem com tolerâncias apertadas.
• 1.2738: no estado recozido é usinável, mas quando endurecido até a dureza de trabalho torna-se mais abrasivo e causa maior desgaste das ferramentas. Ferramentas de metal duro e retificação são frequentemente necessárias.
• Formabilidade e dobra:
• Ambos são aços com formabilidade limitada comparados a aços estruturais de baixo carbono; a dureza menor do 1.2311 em condição pré-endurecida permite maior margem para pequenas conformações. Operações de conformação maiores são incomuns para aços de moldes.
• Acabamento:
• 1.2311 permite acabamento superficial superior e polimento — importante para peças plásticas com alta capacidade de brilho.
• 1.2738 é mais difícil de conseguir acabamentos espelhados devido ao maior conteúdo de carbonetos; etapas adicionais de polimento ou revestimento podem ser necessárias.
• Distorção no tratamento térmico:
• 1.2738 é mais suscetível a distorção durante ciclos agressivos de têmpera devido à maior temperabilidade e maior transformação microestrutural; fixação cuidadosa e planejamento de folga para usinagem são essenciais.

8. Aplicações Típicas

1.2311 — Usos Típicos	1.2738 — Usos Típicos
Placas e insertos para moldagem por injeção onde o bom polimento e estabilidade dimensional são prioridades	Matrizes e ferramentas submetidas a maior desgaste, como matrizes de corte, de estampagem e componentes de moldes para cargas elevadas
Bases de moldes pré-endurecidas para usos gerais e placas	Núcleos e insertos de moldes onde se esperam altas tensões de contato e desgaste abrasivo (após endurecimento)
Moldes protótipos e produção de baixo volume onde usinagem e polimento rápidos são necessários	Ferramentas para produção em alto volume que exigem maior vida útil e dureza elevada

Racional de seleção: - Escolha 1.2311 para componentes onde acabamento superficial, facilidade de polimento e tempo reduzido de usinagem são os critérios principais (por exemplo, peças plásticas ópticas ou com alto brilho). - Escolha 1.2738 quando o requisito principal for maior resistência ao desgaste, dureza operacional superior ou quando a ferramenta operará sob cargas mais elevadas ou condições abrasivas.

9. Custo e Disponibilidade

• Custo relativo: 1.2311 geralmente é mais econômico para placas de molde pré-endurecidas e está amplamente disponível em formas de chapa e bloco para fabricantes de moldes. 1.2738, dependendo da composição exata e condição de tratamento térmico, pode ser ligeiramente mais caro, especialmente se fornecido em forma de bloco endurecível ou com ciclos específicos de recozimento.
• Disponibilidade por forma de produto:
• 1.2311: comumente disponível em chapas, blocos e chapas retificadas em condição pré-endurecida; popular nos canais de distribuição de ferramentas.
• 1.2738: disponível em barras, chapas e blocos personalizados; pode requerer encomenda sob especificação para condições endurecidas.
• Prazos: a disponibilidade em estoque para ambos os graus é geralmente boa nos mercados maduros de ferramentas, mas tamanhos especializados ou condições de tratamento térmico podem acrescentar prazos. Variantes revestidas ou pré-endurecidas podem estar mais facilmente disponíveis para 1.2311.

10. Resumo e Recomendações

Tabela resumo — avaliação qualitativa (Alta / Moderada / Baixa):

Atributo	1.2311	1.2738
Soldabilidade (prática)	Alta (mais fácil)	Baixa (exige mais pré-aquecimento/temperagem)
Equilíbrio Resistência–Tenacidade	Moderado (bom equilíbrio, mais dúctil)	Maior resistência (à custa da ductilidade quando endurecido)
Custo (típico no mercado de moldes)	Baixo–Moderado	Moderado–Alto

Recomendações finais: - Escolha 1.2311 se: - Você precisa de um aço para molde pré-endurecido com excelente usinabilidade e facilidade para polimento para moldes de injeção plástica. - Acabamento superficial e estabilidade dimensional com mínimo pós-processamento forem críticos. - Reparos por soldagem forem ocasionais e desejar facilidade na soldagem. - Prazos mais curtos e contenção de custos forem prioridades.

• Escolha 1.2738 se:
• A aplicação exigir maior dureza alcançável e resistência ao desgaste após têmpera e revenido.
• A ferramenta estará sujeita a cargas mecânicas mais elevadas, desgaste abrasivo ou for necessário maior vida produtiva.
• Você aceitar um tratamento térmico mais complexo, potencial para maior distorção e necessidade de ferramentas resistentes a carbonetos na usinagem/retificação.

Nota final: ambos os graus são valiosos em ferramentaria e fabricação de moldes. A escolha correta depende do envelope de desempenho priorizado: acabamento superficial e facilidade de usinagem versus máxima temperabilidade e resistência ao desgaste. Para qualquer aquisição ou projeto crítico, confirme os limites químicos e mecânicos específicos no certificado do aço e consulte seu fornecedor de tratamento térmico para alinhar a seleção do material com o processamento e condições de serviço pretendidas.