Aço 80CrV2: Propriedades e Principais Aplicações

Aço 80CrV2 é um aço liga de médio-carbono conhecido por sua excelente capacidade de endurecimento e tenacidade. Classificado como um aço ferramenta de alto-carbono, contém principalmente cromo (Cr) e vanádio (V) como elementos de liga, que melhoram significativamente suas propriedades mecânicas. A adição de cromo melhora a resistência à corrosão e a capacidade de endurecimento, enquanto o vanádio contribui para um aumento da resistência ao desgaste e à resistência.

Visão Geral Abrangente

O aço 80CrV2 é amplamente reconhecido por sua versatilidade em várias aplicações de engenharia, particularmente na fabricação de ferramentas e componentes que requerem alta resistência e resistência ao desgaste. Sua composição geralmente inclui cerca de 0,8% de carbono, 0,5% de cromo e 0,2% de vanádio, que conferem um equilíbrio único de dureza, tenacidade e ductilidade.

Características Principais:
- Capacidade de Endurecimento: A presença de cromo permite um endurecimento mais profundo durante o tratamento térmico, tornando-o adequado para componentes maiores.
- Tenacidade: A tenacidade da liga é aprimorada pelo vanádio, que ajuda a prevenir falhas quebradiças sob estresse.
- Resistência ao Desgaste: O alto teor de carbono contribui para uma resistência ao desgaste superior, tornando-o ideal para ferramentas de corte e matrizes.

Vantagens:
- Alta resistência ao desgaste e durabilidade.
- Excelente capacidade de endurecimento e tenacidade.
- Boa usinabilidade e formabilidade no estado recozido.

Limitações:
- Suscetibilidade à corrosão se não tratado ou revestido corretamente.
- Requer tratamento térmico cuidadoso para alcançar as propriedades desejadas.
- Pode ser mais caro do que os aços de menor qualidade.

Historicamente, o 80CrV2 tem sido utilizado em várias aplicações, incluindo a produção de ferramentas de corte, matrizes e outros componentes de alta tensão, estabelecendo sua reputação no mercado de aços ferramenta.

Nomes Alternativos, Normas e Equivalentes

Organização Normativa	Designação/Classe	País/Região de Origem	Notas/Observações
UNS	G80CrV2	EUA	Equivalente mais próximo ao AISI D2 com pequenas diferenças na composição.
AISI/SAE	80CrV2	Internacional	Designação comumente usada na Europa.
DIN	1.2842	Alemanha	Propriedades similares ao AISI D2, mas com recomendações de tratamento térmico diferentes.
EN	100Cr6	Europa	Equivalente com ligeiras variações no teor de carbono.
JIS	SKD11	Japão	Classe comparável com aplicações similares.

A tabela acima destaca várias normas e equivalentes para o aço 80CrV2. Notavelmente, enquanto classes como AISI D2 e SKD11 compartilham propriedades similares, podem diferir em processos específicos de tratamento térmico e características de desempenho, o que pode influenciar a seleção com base nos requisitos da aplicação.

Propriedades Chave

Composição Química

Elemento (Símbolo e Nome)	Faixa de Percentagem (%)
C (Carbono)	0,75 - 0,85
Cr (Cromo)	0,40 - 0,60
V (Vanádio)	0,15 - 0,25
Mn (Manganês)	0,30 - 0,50
Si (Silício)	0,15 - 0,40
P (Fósforo)	≤ 0,025
S (Enxofre)	≤ 0,025

Os principais elementos de liga no aço 80CrV2 desempenham papéis cruciais:
- Carbono (C): Aumenta dureza e resistência através do tratamento térmico.
- Cromo (Cr): Melhora a capacidade de endurecimento e resistência à corrosão.
- Vanádio (V): Aumenta a resistência ao desgaste e refina a microestrutura, levando a uma melhoria na tenacidade.

Propriedades Mecânicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Temperatura de Teste	Valor Típico/Faixa (Métrico)	Valor Típico/Faixa (Imperial)	Norma de Referência para Método de Teste
Resistência à Tração	Aquecido e Temperado	Temperatura Ambiente	800 - 1200 MPa	116.000 - 174.000 psi	ASTM E8
Resistência ao Esforço (0,2% offset)	Aquecido e Temperado	Temperatura Ambiente	600 - 900 MPa	87.000 - 130.000 psi	ASTM E8
Alongamento	Aquecido e Temperado	Temperatura Ambiente	10 - 15%	10 - 15%	ASTM E8
Dureza (HRC)	Aquecido e Temperado	Temperatura Ambiente	58 - 62 HRC	58 - 62 HRC	ASTM E18
Resistência ao Impacto	Aquecido e Temperado	-20°C	20 - 40 J	15 - 30 ft-lbf	ASTM E23

As propriedades mecânicas do aço 80CrV2 tornam-no particularmente adequado para aplicações que requerem alta resistência e resistência à deformação sob carga. Sua alta resistência à tração e ao escoamento permite suportar estresses mecânicos significativos, enquanto sua dureza garante longevidade em aplicações sujeitas ao desgaste.

Propriedades Físicas

Propriedade	Condição/Temperatura	Valor (Métrico)	Valor (Imperial)
Densidade	-	7,85 g/cm³	0,284 lb/in³
Ponto de Fusão	-	1425 - 1540 °C	2600 - 2800 °F
Condutividade Térmica	20°C	25 W/m·K	14,5 BTU·in/h·ft²·°F
Capacidade Calorífica Específica	20°C	0,46 kJ/kg·K	0,11 BTU/lb·°F
Resistividade Elétrica	20°C	0,00065 Ω·m	0,00038 Ω·in

As propriedades físicas do aço 80CrV2, como sua densidade e ponto de fusão, são críticas para aplicações envolvendo ambientes de alta temperatura. Sua condutividade térmica é moderada, o que é benéfico para a dissipação de calor em aplicações de ferramentas.

Resistência à Corrosão

Agente Corrosivo	Concentração (%)	Temperatura (°C/°F)	Classificação de Resistência	Notas
Cloretos	5 - 10	20 - 60 / 68 - 140	Forte	Risco de corrosão por picotamento.
Ácido Sulfúrico	10 - 30	20 - 40 / 68 - 104	Pobre	Não recomendado para exposição prolongada.
Hidróxido de Sódio	5 - 10	20 - 60 / 68 - 140	Forte	Suscetível a trincas de corrosão sob tensão.

O aço 80CrV2 exibe resistência moderada à corrosão, particularmente em ambientes com cloretos e soluções alcalinas. No entanto, não é recomendado para uso em condições altamente ácidas, pois pode sofrer corrosão e picotamento significativos. Comparado a outros aços ferramenta como AISI D2, que possui melhor resistência à corrosão devido ao maior teor de cromo, o 80CrV2 pode exigir revestimentos ou tratamentos de superfície em ambientes corrosivos.

Resistência ao Calor

Propriedade/Limite	Temperatura (°C)	Temperatura (°F)	Observações
Temperatura Máxima de Serviço Contínuo	300	572	Adequado para exposição prolongada.
Temperatura Máxima de Serviço Intermitente	400	752	Exposição de curto prazo apenas.
Temperatura de Escalonamento	600	1112	Risco de oxidação além deste limite.

O aço 80CrV2 mantém suas propriedades mecânicas em temperaturas elevadas, tornando-o adequado para aplicações envolvendo exposição intermitente a altas temperaturas. No entanto, deve-se ter cuidado para evitar exposição prolongada a temperaturas acima de 300°C, pois isso pode levar à oxidação e degradação do material.

Propriedades de Fabricação

Soldabilidade

Processo de Soldagem	Metal de Revestimento Recomendado (Classificação AWS)	Gás/Fluxo de Proteção Típico	Notas
MIG	ER80S-D2	Argônio + CO2	Aquecimento prévio é recomendado.
TIG	ER80S-D2	Argônio	Requer tratamento térmico pós-soldagem.
Stick	E7018	-	Adequado para seções mais espessas.

O aço 80CrV2 pode ser soldado usando vários processos, mas o pré-aquecimento é muitas vezes necessário para evitar trincas. O tratamento térmico pós-soldagem também é recomendado para aliviar tensões e restaurar a tenacidade.

Usinabilidade

Parâmetro de Usinagem	80CrV2	AISI 1212	Notas/Dicas
Índice de Usinabilidade Relativa	60	100	Usinabilidade moderada.
Velocidade de Corte Típica	30 m/min	50 m/min	Use ferramentas de metal duro para melhores resultados.

A usinabilidade do 80CrV2 é moderada, e embora possa ser usinado de forma eficaz, deve-se ter cuidado ao selecionar ferramentas e velocidades de corte apropriadas para evitar desgaste excessivo.

Formabilidade

O aço 80CrV2 apresenta boa formabilidade no estado recozido, permitindo processos de formação a frio e a quente. No entanto, é importante considerar os efeitos de endurecimento por trabalho, que podem aumentar a dificuldade das operações de formação à medida que o material é trabalhado.

Tratamento Térmico

Processo de Tratamento	Faixa de Temperatura (°C/°F)	Tempo Típico de Imersão	Método de Resfriamento	Finalidade Primária / Resultado Esperado
Recozimento	600 - 700 / 1112 - 1292	1 - 2 horas	Ar	Amolecimento e alívio de tensões.
Durecimento	850 - 900 / 1562 - 1652	30 minutos	Óleo ou Água	Endurecimento.
Temperagem	150 - 300 / 302 - 572	1 hora	Ar	Melhoria da tenacidade.

O tratamento térmico é crítico para alcançar a dureza e tenacidade desejadas no aço 80CrV2. O processo de endurecimento aumenta significativamente a dureza, enquanto a temperagem é essencial para reduzir a fragilidade e aumentar a tenacidade.

Aplicações Típicas e Usos Finais

Indústria/Sectores	Exemplo de Aplicação Específica	Principais Propriedades do Aço Utilizadas nesta Aplicação	Razão da Seleção
Fabricação de Ferramentas	Ferramentas de corte	Alta dureza, resistência ao desgaste	Essencial para durabilidade e desempenho.
Automotivo	Componentes de engrenagem	Tenacidade, resistência	Necessária para aplicações de alta tensão.
Aeroespacial	Componentes estruturais	Alta relação resistência/peso	Critico para segurança e desempenho.

Outras aplicações incluem:
- Matrizes e moldes para injeção de plástico.
- Facas e lâminas para uso industrial.
- Gabaritos e fixadores em operações de usinagem.

O aço 80CrV2 é escolhido para essas aplicações devido ao seu excelente equilíbrio de dureza, tenacidade e resistência ao desgaste, tornando-o ideal para componentes que sofrem estresse mecânico significativo.

Considerações Importantes, Critérios de Seleção e Mais Informações

Característica/Propriedade	80CrV2	AISI D2	SKD11	Breve Nota de Prós/Contras ou Compensação
Propriedade Mecânica Chave	Alta dureza	Maior resistência à corrosão	Tenacidade similar	80CrV2 é menos resistente à corrosão.
Aspecto Chave da Corrosão	Moderada	Boa	Forte	80CrV2 requer revestimentos protetores.
Soldabilidade	Moderada	Pobre	Moderada	80CrV2 pode ser soldado com precauções.
Usinabilidade	Moderada	Boa	Forte	80CrV2 requer usinagem cuidadosa.
Formabilidade	Boa	Forte	Boa	80CrV2 é adequado para formação no estado recozido.
Custo Aproximado Relativo	Moderado	Alto	Moderado	Custo-benefício para aplicações de alto desempenho.
Disponibilidade Típica	Comum	Comum	Comum	Facilmente disponível em várias formas.

Ao selecionar o aço 80CrV2, considerações incluem suas propriedades mecânicas, resistência à corrosão e adequação para soldagem e usinagem. Embora ofereça excelente desempenho em aplicações de alta tensão, sua suscetibilidade à corrosão exige medidas protetoras em certos ambientes. Além disso, seu custo-benefício em comparação com outros aços de alto desempenho torna-o uma escolha popular em várias indústrias.

Em resumo, o aço 80CrV2 se destaca como um material versátil, combinando alta resistência, resistência ao desgaste e boa usinabilidade, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações exigentes.