Aço 1.2312 (P20+S): Propriedades e Principais Aplicações

O aço 1.2312 (tipo P20+S) é um aço ferramenta de alta performance, classificado principalmente como um aço liga de médio carbono. Este grau é especificamente projetado para aplicações que requerem alta tenacidade e boa usinabilidade, tornando-o uma escolha popular na fabricação de moldes e matrizes. Os principais elementos de liga no 1.2312 incluem cromo, níquel e enxofre, que melhoram significativamente suas propriedades mecânicas e características de desempenho.

Visão Geral Abrangente

O aço 1.2312 é uma versão modificada do aço ferramenta P20, enriquecida com enxofre para melhorar sua usinabilidade. Este grau de aço é caracterizado por sua excelente tenacidade, boa resistência ao desgaste e alta dureza após o tratamento térmico. A adição de enxofre não apenas melhora a usinabilidade, mas também contribui para a capacidade do aço de manter a resistência em temperaturas elevadas.

As principais vantagens do aço 1.2312 incluem:

• Alta Usinabilidade: O teor de enxofre permite um corte e moldagem mais fáceis, reduzindo o desgaste das ferramentas e melhorando a eficiência de produção.
• Boa Tenacidade: Este aço apresenta excelente tenacidade, tornando-o adequado para aplicações em que a resistência ao impacto é crítica.
• Aplicações Versáteis: É amplamente utilizado na produção de moldes para plásticos e aplicações de fundição sob pressão.

No entanto, há algumas limitações a serem consideradas:

• Resistência à Corrosão: O aço 1.2312 não é tão resistente à corrosão quanto os aços inoxidáveis, o que pode limitar seu uso em certos ambientes.
• Custo: Comparado a aços de menor grau, o custo do 1.2312 pode ser mais alto, o que pode ser uma consideração para projetos sensíveis ao orçamento.

Historicamente, o 1.2312 ganhou popularidade na indústria de fabricação de ferramentas devido ao seu equilíbrio entre tenacidade e usinabilidade, tornando-o uma escolha preferida para muitos engenheiros e fabricantes.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Normativa	Designação/Grau	País/Região de Origem	Notas/Comentários
UNS	T51620	EUA	Equivalente mais próximo ao P20 com usinabilidade melhorada
AISI/SAE	P20+S	EUA	Teor de enxofre reforçado para melhor usinabilidade
ASTM	A681	EUA	Especificação para aços ferramenta
DIN	1.2312	Alemanha	Equivalente ao P20+S com pequenas diferenças composicionais
JIS	SKD61	Japão	Propriedades semelhantes, mas com diferentes elementos de liga
ISO	4957	Internacional	Norma geral para aços ferramenta

As diferenças entre esses graus geralmente residem em seus elementos de liga específicos e processos de tratamento térmico, que podem afetar seu desempenho em aplicações particulares. Por exemplo, enquanto tanto o 1.2312 quanto o SKD61 oferecem boa tenacidade, o SKD61 pode proporcionar resistência ao desgaste ligeiramente melhor devido ao seu teor de cromo mais alto.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa de Percentagem (%)
C (Carbono)	0,40 - 0,50
Cr (Cromo)	1,80 - 2,10
Ni (Níquel)	0,80 - 1,20
S (Enxofre)	0,03 - 0,08
Mn (Manganês)	0,30 - 0,50
Si (Silício)	0,20 - 0,40

O papel principal dos elementos de liga chave no aço 1.2312 inclui:

• Carbono (C): Aumenta a dureza e a resistência através do tratamento térmico.
• Cromo (Cr): Melhora a resistência ao desgaste e a dureza.
• Níquel (Ni): Melhora a tenacidade e a ductilidade.
• Enxofre (S): Aumenta significativamente a usinabilidade, permitindo um melhor desempenho de corte.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor Típico/Intervalo (Unidades Métricas - SI)	Valor Típico/Intervalo (Unidades Imperiais)	Padrão de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Endurecido & Temperado	850 - 1000 MPa	123 - 145 ksi	ASTM E8
Resistência ao Escoamento (0,2% de compensação)	Endurecido & Temperado	600 - 800 MPa	87 - 116 ksi	ASTM E8
Alongamento	Endurecido & Temperado	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Dureza (HRC)	Endurecido & Temperado	28 - 32 HRC	28 - 32 HRC	ASTM E18
Resistência ao Impacto	Temperatura Ambiente	30 - 50 J	22 - 37 ft-lbf	ASTM E23

A combinação dessas propriedades mecânicas torna o aço 1.2312 particularmente adequado para aplicações que envolvem alta carga mecânica, como na fabricação de moldes, onde tanto a tenacidade quanto a resistência ao desgaste são críticas. Sua alta resistência à tração e ao escoamento garantem que ele possa suportar forças significativas sem se deformar, enquanto sua boa resistência ao impacto proporciona resiliência contra cargas súbitas.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Unidades Métricas - SI)	Valor (Unidades Imperiais)
Densidade	Temperatura Ambiente	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Ponto/Intervalo de Fusão	-	1425 - 1470 °C	2600 - 2700 °F
Condutividade Térmica	Temperatura Ambiente	25 W/m·K	14,5 BTU·in/(hr·ft²·°F)
Capacidade Calorífica Específica	Temperatura Ambiente	460 J/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	Temperatura Ambiente	0,00065 Ω·m	0,00038 Ω·in

A importância prática das principais propriedades físicas inclui:

• Densidade: Afeta o peso e a integridade estrutural dos componentes feitos de aço 1.2312, influenciando as escolhas de design em aplicações de moldagem e matrizes.
• Condutividade Térmica: Importante para aplicações que envolvem transferência de calor, garantindo que os moldes possam dissipar calor efetivamente durante o processamento.
• Ponto de Fusão: Determina a temperatura máxima de serviço para componentes, crítica para aplicações que envolvem processos de alta temperatura.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Avaliação de Resistência	Notas
Água	0 - 100	20 - 100	Regular	Risco de ferrugem
Ácidos (HCl)	0 - 10	20 - 60	Pobre	Susceptível a picotamento
Álcalis	0 - 10	20 - 60	Regular	Resistência limitada
Cloretos	0 - 5	20 - 60	Pobre	Risco de trincas por corrosão sob tensão

O aço 1.2312 apresenta resistência moderada à corrosão, especialmente em condições atmosféricas e água doce. No entanto, é suscetível a picotamento e trincas por corrosão sob tensão em ambientes com cloretos, tornando-o menos adequado para aplicações marinhas ou áreas com alta salinidade. Comparado a aços inoxidáveis como o 1.4401 (AISI 316), que oferece excelente resistência à corrosão, o 1.2312 é significativamente menos resistente, necessitando de revestimentos protetores ou tratamentos de superfície em ambientes corrosivos.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Comentários
Temperatura Máxima de Serviço Contínua	300 °C	572 °F	A acima disso, as propriedades podem degradar
Temperatura Máxima de Serviço Intermitente	400 °C	752 °F	Exposição de curto prazo apenas
Temperatura de Escamação	600 °C	1112 °F	Risco de oxidação com exposição prolongada

Em temperaturas elevadas, o aço 1.2312 mantém suas propriedades mecânicas até um certo limite, além do qual pode sofrer oxidação e perda de resistência. Isso o torna adequado para aplicações que envolvem altas temperaturas intermitentes, mas requer consideração cuidadosa das condições de serviço para evitar degradação.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Adição Recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Notas
MIG	ER70S-6	Argônio + CO2	Pré-aquecimento recomendado
TIG	ER70S-2	Argônio	Requer tratamento térmico pós-soldagem

O aço 1.2312 é geralmente soldável, mas deve-se ter cuidado para evitar trincas devido ao seu alto teor de carbono. Recomenda-se pré-aquecimento antes da soldagem para minimizar tensões térmicas, e o tratamento térmico pós-soldagem pode ajudar a aliviar tensões residuais e melhorar a tenacidade.

Usinabilidade

Parâmetro de Usinagem	Aço 1.2312	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice de Usinabilidade Relativa	100	130	1.2312 é bom, mas menor que o AISI 1212
Velocidade de Corte Típica (Torneamento)	80 m/min	100 m/min	Ajuste a ferramentaria para desempenho ideal

O aço 1.2312 oferece excelente usinabilidade devido ao seu teor de enxofre, que reduz o desgaste das ferramentas e melhora o acabamento da superfície. Velocidades de corte e ferramentas ideais devem ser selecionadas com base na operação de usinagem específica para maximizar a eficiência.

Formabilidade

O aço 1.2312 apresenta boa formabilidade, permitindo tanto processos de formação a frio quanto a quente. Ele pode ser dobrado e moldado sem risco significativo de trincas, embora deva-se ter cuidado com os raios de dobra para evitar efeitos de endurecimento.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Propósito Primário / Resultado Esperado
Aniquilamento	600 - 700 °C / 1112 - 1292 °F	1 - 2 horas	Ar	Reduzir dureza, melhorar usinabilidade
Endurecimento	850 - 900 °C / 1562 - 1652 °F	30 minutos	Óleo	Aumentar dureza e resistência
Tempera	200 - 300 °C / 392 - 572 °F	1 hora	Ar	Reduzir fragilidade, aumentar tenacidade

Os processos de tratamento térmico para o aço 1.2312 levam a transformações metalúrgicas significativas. O endurecimento aumenta a dureza através da formação de martensita, enquanto a tempera reduz a fragilidade e aumenta a tenacidade, tornando o aço adequado para aplicações exigentes.

Aplicações Típicas e Usos Finais

Indústria/Sector	Exemplo de Aplicação Específica	Principais Propriedades do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão para Seleção (Resumo)
Automotivo	Moldes de injeção	Alta tenacidade, boa resistência ao desgaste	Essencial para durabilidade
Aeroespacial	Moldes de fundição sob pressão	Excelente usinabilidade, tenacidade	Reduz custos de produção
Bens de Consumo	Moldes de plástico	Alta dureza, bom acabamento superficial	Assegura qualidade e precisão

• Outras Aplicações:
• Moldes para produtos de borracha
• Ferramentaria para operações de usinagem
• Componentes em equipamentos de fabricação

O aço 1.2312 é escolhido para essas aplicações devido ao seu excelente equilíbrio entre tenacidade, usinabilidade e resistência ao desgaste, tornando-o ideal para produzir moldes e matrizes de alta qualidade que requerem precisão e durabilidade.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Insumos Adicionais

Feature/Property	Aço 1.2312	AISI P20	AISI D2	Nota de Prós/Contras ou Compromissos Resumidos
Propriedade Mecânica Chave	Alta tenacidade	Tenacidade moderada	Alta resistência ao desgaste	1.2312 oferece melhor usinabilidade
Aspecto de Corrosão Chave	Regular	Regular	Pobre	1.2312 é mais versátil que D2
Soldabilidade	Boa	Moderada	Pobre	1.2312 é mais fácil de soldar que D2
Usinabilidade	Excelente	Boa	Regular	1.2312 é superior para usinagem
Custo Aproximado Relativo	Moderado	Moderado	Alto	Custo-benefício para aplicações de alto desempenho
Disponibilidade Típica	Comum	Comum	Menos comum	1.2312 está amplamente disponível nos mercados de aços ferramenta

Ao selecionar o aço 1.2312, as considerações incluem sua relação custo-benefício, disponibilidade e adequação para aplicações específicas. Sua excelente usinabilidade e tenacidade tornam-no uma escolha preferida para indústrias de fabricação de moldes, enquanto suas limitações em resistência à corrosão exigem uma aplicação cuidadosa em ambientes propensos à corrosão.

Em resumo, o aço 1.2312 (tipo P20+S) é um aço ferramenta versátil que equilibra tenacidade, usinabilidade e resistência ao desgaste, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações no setor de manufatura. Suas propriedades e características de desempenho únicas proporcionam vantagens significativas na produção de moldes e matrizes, enquanto a consideração cuidadosa de suas limitações garante uso ideal em aplicações de engenharia.