BRPI0615062B1

BRPI0615062B1 - Liga de aço e ferramentas ou componentes manufaturados a partir da liga de aço

Info

Publication number: BRPI0615062B1
Application number: BRPI0615062-4A
Authority: BR
Inventors: Lennart Jonson; Odd Sandberg
Original assignee: Uddeholms Ab
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2014-09-23
Also published as: SE0501876L; CA2618596A1; CA2618596C; WO2007024192A1; PL1917375T3; AU2006282088A1; JP5294860B2; AU2006282088B2; EP1917375B1; US20110297277A1; HUE030902T2; PT1917375T; MX2008002436A; RU2008105982A; EP1917375A1; TWI364461B; NO343988B1; KR20080038160A; TW200831683A; US20080233225A1

Description

" LIGA DE AçO E FERRAMENTAS OU COMPONENTES MANUFATURADOS A PARTIR DA LIGA DE AçO " CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENçãO A presente invenção se refere a uma liga de aço de pó metalurgicamente manufaturado intencionada para ser utilizada primordialmente para a manufaturação de ferramentas para moldagem por injeção, moldagem por compressão e por extrusão de componentes de plásticos, mas também para ferramentas expostas à corrosão em trabalhos a frio tais como formação de moldes (de fundição) . Um outro campo de aplicação é moldagem por injeção ou pó de plástico/metal - MIM - que requer uma baixa fricção e uma boa resistência à corrosão. A presente invenção também se refere a ferramentas manufaturadas da presente liga de aço, particularmente ferramentas para a formação de plásticos, e ferramentas para a formação e corte de lâminas (folhas) em aplicações de trabalho a frio, e bem como ferramentas para a prensagem de pó. Em adição, a presente invenção também se refere a componentes de construção tais como bicos de injeção para motores, partes de desgaste, partes de bomba, componentes de mancai, etc. Ainda um outro campo de aplicação é a utilização da liga de aço para a manufaturação de facas para indústria alimentícia.

PANORAMA DO ESTADO DA TÉCNICA DA PRESENTE INVENçãO

Em conexão com moldagem por injeção, moldagem por compressão e por extrusão de componentes de plástico, a ferramenta fica exposta para meio corrosivo se originando a partir dos componentes do plástico, mas também a partir dos agentes de liberação e de lubrificação que são aplicadas em cima da superfície de ferramenta de maneira a diminuir a fricção entre o plástico e a ferramenta de formação. Dutos de refrigeração com água e suas porcentagens normais de íons cloreto são conhecidas por resultar em danos de corrosão nas ferramentas de formação para plástico.

Freqüentemente, as ferramentas possuem uma configuração complexa com cavidades. Até mesmo quando uma ferramenta é deixada fora de operação, o liquido remanescente nestas cavidades pode resultar em ataques locais de corrosão se o material não possui a requisitada (necessária) resistência à corrosão. Escoriação e atritos de desgaste são outros campos de problemas que resultam em manutenção aumentada e em produção diminuída.

Escoriação e desgaste adesivo são provocados por micro-soldagem entre partes de ferramenta quando expostas para uma alta pressão de contato que conduz para fragmentos de metal ficando presos sobre as partes de ferramenta e, por consequência, aumentando a fricção. Eventualmente, cisalhamentos ocorrem entre as partes, o que resulta em completa renovação ou substituição destas partes.

Atrito ou corrosão de atrito acontece entre as partes que estão expostas para vibrações ou movimentações cíclicas em conexão com o ciclo de formação. Descoloração das partes de formas devido para produtos de corrosão irá resultar em funcionalidade debilitada e também para descoloração dos produtos de plástico. De maneira a evitar estes problemas, as partes de ferramenta têm que ser polidas, o que significa que com o tempo elas irão perder tolerância e novas partes de ferramenta têm que ser adquiridas.

Um material de ferramenta conhecido que é manufaturado pelo requerente e que é utilizado no presente campo técnico é um aço de formação metalurgicamente manufaturado fundido para plásticos que é conhecido sob a marca registrada Stavax ESR®, possuindo a composição nominal 0,38 de C; 1,0 de Si; 0,4 de Mn; 13,6 de Cr; 0,30 de V; 0,02 de N; o balanço ferro e impurezas normais. Este aço possui uma boa resistência à corrosão e uma qualidade de acabamento muito boa.

Ainda um outro material de ferramenta conhecido que é manufaturado pelo requerente e que é utilizado no presente campo técnico é um aço de formação metalurgicamente manufaturado fundido para plásticos que é conhecido sob a marca registrada Stavax Supreme®, possuindo a composição nominal 0,25 de C; 0,35 de Si; 0,55 de Mn; 13,3 de Cr; 0,35 de Mo; 0,35 de V; 0,12 de N; o balanço ferro e impurezas normais. Este aço possui uma porcentagem de carbeto na faixa de 0,5 % em volume e possui uma resistência à corrosão muito boa e uma qualidade de acabamento muito boa.

Um outro material de ferramenta conhecido que é manufaturado pelo requerente e que é utilizado no presente campo técnico é um aço de formação metalurgicamente manufaturado fundido para plásticos que é conhecido sob a marca registrada ELMAX®, possuindo a composição nominal 1,7 de C; 0,8 de Si; 0,3 de Mn; 18,0 de Cr; 1,0 de Mo; 3,0 de V; o balanço ferro e impurezas normais. Este aço possui uma boa resistência à corrosão e a resistência ao desgaste é também boa, mas é desejável adicionalmente aperfeiçoar as propriedades. Dependendo do tratamento a quente, o aço normalmente possui uma dureza a mais alta de 57 HRC - 59 HRC na condição endurecida e temperada, que sob determinadas condições pode ser excessivamente baixa, resultando em danos de impressão quando a ferramenta é utilizada, por exemplo, devido para fragmentos de plástico que podem ser liberados quando abrindo a ferramenta e terminando entre as metades de ferramenta quando estas são pressionadas uma contra a outra na próxima (seguinte) operação de formação.

Trabalho a frio freqüentemente compreende corte, puncionamento, delineamento a fundo e outros tipos de formação de peças de trabalho metálicas, usualmente na forma de lâminas (folhas) e normalmente em temperatura ambiente. Ferramentas de trabalho a frio são utilizadas para este tipo de operações, ferramentas sobre as quais um número de demandas é colocado, e que são difíceis de se combinar. 0 material de ferramenta deveria possuir uma boa resistência contra desgaste abrasivo, uma dureza adequada, e para algumas aplicações; deveria também possuir uma boa resistência contra desgaste adesivo e também uma rigidez adequada em sua condição de trabalho.

Sverker 21 ® é um aço manufaturado convencionalmente com a composição 1,55 de C; 0,3 de Si; 0,3 de Mn; 11,8 de Cr; 0,8 de Mo; 0,8 de V; o balanço ferro e impurezas em porcentagens normais, aço que foi amplamente utilizado para trabalho a frio e outras aplicações. O aço anteriormente mencionado, e outros aços no mercado, preenchem altas demandas em resistência ao desgaste abrasivo e rigidez. Eles, entretanto, não preenchem demandas muito altas em resistência ao desgaste abrasivo, que é freqüentemente um problema dominante em diferentes tipos de aplicações de ferramentas de formação a frio, tal como prensagem de lâmina, encurvamento de tubulação e forjamento a frio de por exemplo, aços martensiticos ou ferriticos, lâminas de aços inoxidáveis austeniticos e ferriticos, cobre, bronze, alumínio, etc.

Tais problemas podem ser diminuídos por lubrificação e/ou revestimento, por exemplo, por técnicas de PVD ou de CVD, das superfícies de ferramenta por camadas cerâmicas de diminuição de fricção, por exemplo, de TiN, por nitração de superfície ou por revestimento com cromo duro, mas tais soluções são dispendiosas e consumidoras de tempo. Além do mais, existe um risco primordial de danos sobre as e/ou escamação das camadas. Reparação se torna muito complicada se ocorrerem danos de desgaste abrasivo ou adesivo, na medida em que o dano está sempre sobre uma parte da ferramenta possuindo uma alta resistência (força). Desgaste abrasivo e adesivo também ocorre entre diferentes componentes de ferramenta.

Em adição para as propriedades anteriormente mencionadas, as ferramentas deveríam possuir resistência à corrosão muito boa, alta rigibilidade, boa resistência ao desgaste, boa amoladura, boa capacidade de maquinação e alta qualidade de acabamento, boa estabilidade dimensional, alta resistência à compressão, boa flexibilidade, boas propriedades de resistência à fadiga e alta pureza.

Pela nitração de fase sólida, os materiais feitos de pó metalurgicamente manufaturado podem ser proporcionados com uma alta porcentagem de nitrogênio, por intermédio do que elas alcançam uma camada de nitreto construída. Um exemplo de um tal material é o aço do próprio requerente que é comercializado sob o nome VANCRON 40®, que está compreendido inter alia na patente sueca número SE 514.410, possuindo as seguintes faixas de composição, em % em peso, 1 - 2,5 C; 1 - 3,5 N; 0,05 - 1,7 Mn; 0,05 - 1,2 Si; 3 - 6 Cr; 2-5 Mo; 0,5 - 5 W; 6,2 - 17 (V + 2Nb) ; o balanço ferro e impurezas. É conhecido a partir do artigo "Influence of nitrogen alloying properties of PM tool steels", 6th Internacional Tooling Conference, Universidade Karlstad 2.002, que nitrogênio, juntamente com carbono se combinando com vanádio, de maneira a formar carbonitretos M(C, N) e carbetos M6C, possui um efeito positivo sobre as propriedades antiescoriação de uma ferramenta de aço.

DESCRIçãO DA PRESENTE INVENçãO 0 objetivo da presente invenção é o de solucionar os problemas anteriormente mencionados de maneira a proporcionar um aço primordialmente intencionado para a manufaturação de ferramentas para moldagem por injeção, moldagem por compressão e por extrusão de componentes de plásticos. 0 aço em concordância com a presente invenção é também adequado para ferramentas para a formação de plásticos, e ferramentas para a formação e o corte de lâminas em aplicações de trabalho a frio, ferramentas para a prensagem de pó, componentes de construção, tais como bocais de injeção para motores, partes de desgaste, partes de bomba, componentes de mancai, etc., e bem como facas para utilização em indústria alimentícia. A presente invenção também se refere a componentes de construção, tais como bocais de injeção para motores, partes de desgaste, partes de bomba, componentes de mancai, etc. Ainda um outro campo de aplicação é o de facas para indústria alimentícia.

Para os propósitos anteriormente mencionados é desejável que o aço possua uma resistência a corrosão muito boa ao mesmo tempo em que o aço devesse possuir uma resistência muito boa ao desgaste adesivo e abrasivo misturados, particularmente, uma boa resistência à escoriação e atritos de desgaste, e possuir uma alta rigibilidade. Em adição para as propriedades anteriormente mencionadas que são muito importantes, a liga de aço deveria também preencher uma ou algumas das seguintes propriedades: • Boa resistência à corrosão em cavidade em maquinação de centelha; • Alta resistência à compressão na condição endurecida e temperada; • Boa flexibílidade/rigidez; • Boas propriedades de resistência à fadiga; • Alta pureza; • Boas propriedades de tratamento a quente na faixa de 950 °C - 1.150 °C; • Boa rigibilidade; deveria possibilitar para endurecimento e revenido (temperamento) para uma dureza entre 45 HRC - 62 HRC, para ser utilizada em lâminas, tiras ou hastes a partir de cerca de 0,5 mm e até de dimensões de haste de 0 500 mm e 400 mm X 600 mm; • Boa estabilidade dimensional em tratamento a quente e também durante utilização de longa duração da ferramenta que é manufaturada do aço; • Deveria ter a capacidade de ser utilizada em condição não revestida; • Deve possibilitar para revestimento de superfície por PVD/CVD/nitração; • Condutividade térmica adequada; e • Boa qualidade de acabamento.

Os objetivos primordiais anteriormente mencionados e um ou alguns dos outros propósitos em concordância com a listagem anteriormente podem ser conseguidos pela liga de aço possuindo uma composição química na qual as porcentagens são determinadas como % em peso, e pela ferramenta manufaturada da liga de aço tendo sido tratada por calor da maneira especificada nas reivindicações de patente acompanhantes. 0 material de aço em concordância com a presente invenção é pó metalurgicamente manufaturado, o que é um pré-requisito para que o aço venha a ser altamente livre a partir de inclusões de óxido. A manufaturação metalúrgica de pó preferivelmente compreende atomização de gás de um fundido de aço, com nitrogênio como gás de atomização, o que irá proporcionar a liga de aço uma determinada porcentagem mínima de nitrogênio, nitração de fase sólida do pó seguida por consolidação por prensagem isostática a quente. 0 aço pode ser utilizado nesta condição ou depois do forjamento/laminação para dimensões finais.

Para os elementos de liga compreendidos no aço, o seguinte deveria ser aplicado.

Carbono deveria primordialmente existir no aço, em concordância com a presente invenção, em uma porcentagem que é adequada para este (aço), juntamente com nitrogênio em solução sólida na matriz do aço, para contribuir para determinar ao aço, em sua condição endurecida e temperada, uma alta dureza, de até 60 HRC — 62 HRC. Carbono pode também estar incluído, juntamente com nitrogênio, em precipitados primários de nitritos M2X, carbetos e/ou carbonitretos, onde M é essencialmente cromo e X é essencialmente nitrogênio, e bem como em precipitados primários de nitretos MX, carbetos e/ou carbonitretos, onde M é essencialmente vanádio e X é essencialmente nitrogênio, e estar incluído em carbetos possivelmente existentes M23C6 e/ou M7C3.

Juntamente com nitrogênio, carbono deveria determinar a dureza desejada e formar as fases duras compreendidas. A porcentagem de carbono no aço, isto é, carbono que está dissolvido na matriz de aço e carbono que está ligado em carbetos e/ou carbonitretos, deveria ser mantida em um nível que é tão baixo quanto possa ser motivado por razões econômicas de produção e por razões de fase. 0 aço deveria ter capacidade de ser austenitizado e ser convertido para martensita quando sendo endurecido. Se necessário, o material deveria ser submetido à baixa temperatura de resfriamento de maneira a evitar austenita residual. A porcentagem de carbono deveria preferivelmente ser de pelo menos 0,01 %, ainda mais preferido de pelo menos 0,05 %, e o mais preferido em pelo menos 0,1 %. A porcentagem de carbono podería ser permitida estar em um máximo de 2 %.

Testes mostraram que a porcentagem de carbono pode preferivelmente estar num intervalo de 0,13 % - 2,0 %.

Dependendo do campo de aplicação, a porcentagem de carbono é adaptada em relação à quantidade de nitrogênio no aço e à porcentagem total primordialmente da formação de carbetos de elementos de vanádio, molibdênio e cromo no aço, de modo tal que ao aço é determinado uma porcentagem de carbetos, nitretos e/ou carbonitretos M2X de 2 % em volume - 10 % em volume, e uma porcentagem de carbetos, nitretos e/ou carbonitretos MX de 5 % em volume - 40 % em volume.

Carbetos M23C6 e/ou M7C3 podem também existir em porcentagens de até 8 % em peso - 10 % em peso, primordialmente em conjunção com porcentagens muito altas de cromo. A porcentagem total de carbetos, nitretos e/ou carbonitretos MX, M2X e UzsCeMiCs no aço não deveria, entretanto, exceder 50 % em volume. Em adição a isto, a existência de outros carbetos no aço deveria ser minimizada de modo que a porcentagem de cromo que está dissolvido na austenita não chegue abaixo de 12 %, preferivelmente é de 13 %, e ainda mais preferido de pelo menos 16 %, o que garante que o aço consiga uma boa resistência à corrosão.

Nitrogênio é um elemento de liga essencial no aço em concordância com a presente invenção. Similarmente ao carbono, nitrogênio deveria estar compreendido em uma solução sólida na matriz do aço de maneira a proporcionar ao aço uma dureza adequada e de maneira a formar as fases duras desejadas. Nitrogênio é preferivelmente utilizado como um gás de atomização no processo metalúrgico de pó de metal. Por tal manufaturação de pó, o aço irá ser concretizado a conter nitrogênio em um máximo de cerca de 0,2 % - 0,3 %. A este pó de metal pode após isso ser determinada porcentagem de nitrogênio desejada por qualquer técnica conhecida, tal como pressurização em gás de nitrogênio ou por nitração de fase sólida do pó manufaturado, o que significa que o aço preferivelmente contém pelo menos 0,6 %, adequadamente pelo menos 0,8 %, e o mais preferido pelo menos 1,2 % de nitrogênio. Por aplicação de pressurização em gás de nitrogênio ou nitração de fase sólida, é evidentemente também possível deixar a atomização acontecer com algum outro gás de atomização, tal como argônio.

De maneira a não provocar problemas de fragilidade e proporcionar austenita residual, nitrogênio deveria existir em um máximo de 10 %, preferivelmente 8 %, e ainda mais preferido um máximo de 6 %. Por vanádio, mas também outros formadores fortes de nitreto/carbeto, tal como cromo e molibdênio, possuindo uma tendência para reagir com nitrogênio e carbono, a porcentagem de carbono deveria ao mesmo tempo ser adaptada para este alta porcentagem de nitrogênio, tal que a porcentagem de carbono é maximizada para 2 %, preferivelmente não mais do que 1,5 %, adequadamente não mais do que 1,2 % para as porcentagens de nitrogênio anteriormente proporcionados. Deveria, entretanto, ser levado em consideração que resistência à corrosão diminui em uma porcentagem de carbono aumentada e que também a resistência à escoriação pode ser diminuída primordialmente devido para a possível formação de carbetos relativamente grandes de cromo, M23C6 e/ou M7C3, o que é uma desvantagem, comparado a se o aço em concordância com a presente invenção fosse proporcionado com uma porcentagem de carbono mais baixa do que as porcentagem máximas anteriormente proporcionadas.

No caso em que é considerado ser suficiente para o aço possuir porcentagens de nitrogênio mais baixas é, conseqüentemente, desejado também diminuir a porcentagem de carbono. A porcentagem de carbono é preferivelmente limitada para níveis tão baixos como poderíam ser motivados por razões de custo, mas em concordância com o conceito da presente invenção, a porcentagem de carbono pode ser variada em uma porcentagem de nitrogênio determinado, por intermédio do que as porcentagens de partículas de fase dura e a dureza do aço podem ser adaptadas dependendo do campo de aplicação para o qual o aço é intencionado. Também nitrogênio contribui nas porcentagens determinadas dos elementos de liga inibidores de corrosão cromo e molibdênio para promover a formação de carbonitretos MX e para suprimir a formação de M23C6 e/ou M7C3 que de uma maneira desfavorável reduz as propriedades de corrosão do aço.

Exemplos de aços em concordância com a presente invenção, as composições dos quais foram adaptadas para diversos perfis de propriedade, estão adicionalmente mostrados nas Tabelas 2a - 5a abaixo.

Silício é compreendido como um resíduo a partir da manufaturação do aço e existe em um mínimo de 0,01 %. Em porcentagens mais altas, silício irá resultar em endurecimento de solução, mas também alguma fragilidade.

Silício é também um forte formador de ferrita e deveria, conseqüentemente, não existir em porcentagens de até 3,0 %.

Preferivelmente, o aço não contém mais do que um máximo de 1,0 % de silício, adequadamente não mais do que 0,8 %. Uma porcentagem nominal de silício é de 0,3 %.

Manganês contribui para determinar ao aço uma boa rigibilidade. Rigibilidade é uma propriedade importante do aço, em particular para a primeira concretização preferida do aço, em que o aço deveria ser utilizado para a manufaturação de ferramentas para moldagem por injeção, moldagem por compressão e por extrusão de componentes plásticos, e bem como para ferramentas de moldagem para plásticos, ferramentas que podem ser de dimensões de curso.

De maneira a evitar problemas de fragilidade, manganês não deveria estar presente em porcentagens de até 10,0 %.

Preferivelmente, o aço não contém mais do que um máximo de 5,0 % de manganês, adequadamente de não mais do que 2,0 % de manganês. Em outras concretizações em que rigibilidade não é da mesma importância, manganês existe em baixas porcentagens no aço como um resíduo a partir da manuf aturação do aço, e por formação de sulfeto de manganês, ele aglutina as quantidades de enxofre que podem estar presentes. Conseqüentemente, manganês deveria existir em uma porcentagem de pelo menos 0,01 % e uma faixa adequada de manganês está dentro de 0,2 % - 0,4 %.

Cromo deveria estar presente em uma porcentagem mínima de 16 %, preferivelmente de pelo menos 17 % e ainda mais preferido de pelo menos 18 %, de maneira a determinar ao aço uma resistência à corrosão desejada. Cromo é também um importante formador de nitreto juntamente com nitrogênio para determinar ao aço uma porcentagem de 2 % em volume - 10 % em volume de carbetos, nitretos e/ou carbonitretos M2X, onde M é essencialmente Cr, mas também porcentagens mais baixas de Mo e Fe, contribuindo para resistências à escoriação e ao desgaste desejadas no aço. Cromo é, entretanto, um forte formador de ferrita. De maneira a evitar ferrita depois de endurecimento, a porcentagem de cromo não deveria exceder 30 %, preferivelmente não mais do que 27 %, adequadamente não mais do que 25 %. Níquel é um elemento opcional e como tal ele pode opcionalmente estar incluído como um elemento de estabilização de austenita em uma porcentagem máxima de 5,0 %, adequadamente de não mais do que 3,0 %, de maneira a balancear as altas porcentagens no aço dos elementos de formação de ferrita: cromo e molibdênio. Preferivelmente, o aço em concordância com a presente invenção não contém, entretanto, qualquer níquel deliberadamente adicionado. Níquel pode, entretanto, ser tolerado como uma impureza inevitável que como tal pode existir em uma porcentagem de tanto quanto cerca de 0,8 %.

Cobalto é também um elemento opcional e como tal ele pode opcionalmente estar incluído em uma porcentagem máxima de 9 %, adequadamente de não mais do que 5 %, de maneira a aperfeiçoar resistência de revenido.

Molibdênio deveria existir no aço na medida em que ele contribui para proporcionar ao aço uma desejada resistência à corrosão, particularmente contra corrosão em cavidade.

Molibdênio é, entretanto, um forte formador de ferrita, o que significa que o aço não tem que conter mais do que um máximo de 5,0 %, preferivelmente não mais do que 4,0 %, adequadamente não mais do que 3,5 % de Mo. Uma porcentagem nominal de molibdênio é de 1,3 %.

Em principio, molibdênio pode ser completamente ou parcialmente substituído por tungstênio, o que, entretanto, não irá proporcionar o mesmo aperfeiçoamento de resistência à corrosão. A utilização de tungstênio também requer o dobro da quantidade quando comparada com molibdênio, o que é uma desvantagem. Além do mais, ele rende uma dificuldade de manipulação de fragmento (refugo) .

Vanádio deveria estar presente no aço em uma porcentagem de 0,5 % - 14 %, preferivelmente de 1,0 % - 13 %, adequadamente de 2,0 % - 12 %, de maneira a, juntamente com nitrogênio e qualquer carbono existente, vir a formar referidos nitretos, carbetos e/ou carbonitretos MX. Em concordância com uma primeira concretização preferida da presente invenção, a porcentagem de vanádio está na faixa de 0,5 % - 1,5 %. Em concordância com uma segunda concretização preferida da presente invenção, a porcentagem de vanádio está na faixa de 1,5 % - 4,0 %, preferivelmente de 1,8 % - 3,5 %, ainda mais preferido de 2,0 % - 3,5 %, e o mais preferido de 2,5 % - 3,0 %. Em concordância com esta segunda concretização preferida, uma porcentagem nominal de vanádio é de 2,85 %. Em uma terceira concretização preferida da presente invenção, a porcentagem de vanádio está na faixa de 4,0 % - 7,5 %, preferivelmente de 5,0 % - 6,5 %, e ainda mais preferido de 5,3 % - 5,7 %, Em concordância com esta terceira concretização preferida, uma porcentagem nominal de vanádio é de 5,5 %. Em uma quarta concretização preferida da presente invenção, a porcentagem de vanádio está na faixa de 7,5 % - 11,0 %, preferivelmente de 8,5 % - 10,0 %, ainda mais preferido de 8,8 % - 9,2 %.

Em concordância com esta quarta concretização preferida, uma faixa nominal de vanádio é de 9,0 %. Porcentagens de vanádio de até cerca de 14 % são conceptiveis dentro do escopo da presente invenção, em combinação com porcentagens de nitrogênio de até cerca de 10 % e porcentagens de carbono na faixa de 0,1 % - 2 %, que irão proporcionar ao aço as desejadas propriedades, particularmente quando utilizado em ferramentas de formação e de corte com altas demandas sobre resistência à corrosão em combinação com uma alta dureza (de até 60 HRC - 62 HRC) e uma flexibilidade moderada e bem como demandas extremamente altas sobre resistência ao desgaste (abrasivo/adesivo/manchas/atritos de desgaste).

Em principio, vanádio pode ser substituído por nióbio de maneira a formar nitretos, carbetos e/ou carbonitretos MX, mas isto requer uma quantidade maior quando comparada com vanádio, o que é uma desvantagem. Nióbio irá também proporcionar aos nitretos, carbetos e/ou carbonitretos, uma configuração mais angular e torná-los maiores do que nitretos, carbetos e/ou carbonitretos de vanádio puros, o que pode iniciar fraturas ou cavacos, por intermédio disso diminuindo a rigibilidade e a qualidade de acabamento do material. Isto pode ser particularmente sério para o aço em concordância com a primeira concretização preferida da presente invenção, a composição do qual sendo otimizada levando-se em consideração suas propriedades mecânicas de maneira a conseguir excelente resistência ao desgaste em combinação com boa flexibilidade e alta dureza. Em concordância com esta primeira concretização da presente invenção, o aço tem que, conseqüentemente, não conter mais do que um máximo de 2 %, preferivelmente não mais do que 0,5 %, adequadamente não mais do que 0,1 % de nióbio. Podem também existir problemas de produção, na medida em que Nb (C, N) pode resultar em entupimento da corrente de sangria (extraída) a partir da concha durante atomização. Em concordância com esta primeira concretização da presente invenção, o aço tem que, consequentemente, não conter mais do que um máximo de 6 %, preferivelmente não mais do que 2,5 %, adequadamente não mais do que 0,5 % de nióbio. Na concretização a mais preferida da presente invenção, nióbio não é tolerado em excesso de uma impureza inevitável na forma de um elemento residual originado a partir das matérias primas para a produção do aço. A porcentagem de nitrogênio deveria, como mencionado, estar adaptada para a porcentagem de vanádio e qualquer nióbio no material, de maneira a proporcionar ao aço uma porcentagem de 5 % - 40 % em volume de nitretos, carbetos e/ou carbonitretos MX. As condições para a relação existente entre N e (V + Nb/2) estão proporcionadas na Figura 1 que mostra a porcentagem de N em relação à porcentagem de (V + Nb/2) para o aço em concordância com a presente invenção.

As coordenadas dos pontos de canto das áreas mostradas estão em concordância com a Tabela 1 posteriormente.

Tabela 1: Relação entre N e (V + Nb/2) Ver Tabela 1 na próxima página 18/56.

Tabela 1: Relação entre N e (V + Nb/2) Em concordância com um primeiro aspecto da presente invenção, as porcentagens de N, por um lado, e de (V + Nb/2), por outro lado, deveríam ser balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens destes elementos irão estar dentro de uma área que é definida pelas coordenadas A', B', G, H, a" no sistema de coordenadas na Figura 1. Mais preferivelmente, as porcentagens destes elementos estão balanceadas dentro de uma área que é definida pelas coordenadas A, B, C, D, A no sistema de coordenadas na Figura 1.

Em concordância com um segundo aspecto da presente invenção, as porcentagens de N, por um lado, e de (V + Nb/2), por outro lado, estão balanceadas umas em relação às outros de maneira tal que as porcentagens destes elementos irão estar dentro de uma área que é definida pelas coordenadas F, G, Η, I, F, e ainda mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas E, C, D, J, E no sistema de coordenadas na Figura 1.

Em concordância com uma primeira concretização preferida da presente invenção, as porcentagens de nitrogênio, vanádio e qualquer nióbio existente no aço, deveríam ser balanceadas uma em relação às outras de maneira tal que as porcentagens estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas A', B', F, I, A', e ainda mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas A, B, E, J, A.

Em concordância com uma segunda concretização preferida da presente invenção, as porcentagens de nitrogênio, vanádio e qualquer nióbio existente no aço, deveríam ser balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas I, F, f', l', I, e ainda mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas E, E', j', J, E.

Em concordância com uma terceira concretização preferida da presente invenção, as porcentagens de nitrogênio, vanádio e qualquer nióbio existente no aço, deveríam ser balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas i', F' , F", l", l', e ainda mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas E', e", j", j', e '.

Em concordância com uma quarta concretização preferida da presente invenção, as porcentagens de nitrogênio, vanádio e qualquer nióbio existente no aço, deveríam ser balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas l", f" , f'" , i", l", e ainda mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas j", E , E , J , J

Em concordância com uma quinta concretização preferida da presente invenção, as porcentagens de nitrogênio, vanádio e qualquer nióbio existente no aço, deveríam ser balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas I , F , G, H, l"'f e ainda mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas j ", E", C, D, j"\ As Tabelas posteriormente apresentam quatro diferences composições que exemplificam a presente invenção dentro do escopo da argumentação anteriormente apresentada. A Tabela 2a mostra faixas de composição para um aço em concordância com a primeira concretização preferida da presente invenção. A Tabela 2b mostra faixas de composição ainda mais preferidas para um aço em concordância com a primeira concretização preferida da presente invenção. A Tabela 2c mostra faixas de composição as mais preferidas para um aço em concordância com a primeira concretização preferida da presente invenção.

Tabela 2c 0 aço em concordância com a primeira concretização da presente invenção é adequado para ser utilizado em ferramentas de formação e de corte com altas demandas em resistência à corrosão em combinação com alta dureza (de até 60 HRC - 62 HRC) e uma boa flexibilidade. O aço em concordância com a primeira concretização da presente invenção possui as demandas as mais baixas em resistência ao desgaste em concordância com a presente invenção. Da mesma forma, o aço deveria possuir uma boa resistência tanto contra desgaste abrasivo e quanto contra desgaste adesivo, e bem como contra escoriação e atritos de desgaste, e bem como em igualdade com materiais já conhecidos. Com uma composição em concordância com as Tabelas, o aço possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 950 °C - 1.150 °C e revenido em baixa temperatura em cerca de 200 °C - 300 °C, 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C, 2 x 2 h, é composto de martensita revenida (temperada) com uma porcentagem de fases duras que consiste de um total de cerca de 10 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N. A Tabela 3a mostra faixas de composição para um aço em concordância com a segunda concretização preferida da presente invenção. A Tabela 3b mostra faixas de composição ainda mais preferidas para um aço em concordância com a segunda concretização preferida da presente invenção. A Tabela 3c mostra faixas de composição as mais preferidas para um aço em concordância com a segunda concretização preferida da presente invenção. 0 aço em concordância com a segunda concretização da presente invenção é bem adequado para ser utilizado em ferramentas de formação e de corte com altas demandas sobre resistência à corrosão em combinação com uma alta dureza (de até 60 HRC - 62 HRC) e uma boa flexibilidade, e bem como demandas aumentadas em resistência tanto contra desgaste abrasivo e quanto contra desgaste adesivo e contra escoriação e atritos de desgaste. Com uma composição em concordância com as Tabelas, o aço possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 950 °C - 1.150 °C e revenido em baixa temperatura em cerca de 200 °C - 300 °C, 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C, 2 x 2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras que consiste de até cerca de 10 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N. A Tabela 4a mostra faixas de composição para um aço em concordância com a terceira concretização preferida da presente invenção. A Tabela 4b mostra faixas de composição para um aço em concordância com uma forma ainda mais preferida da terceira concretização preferida da presente invenção. 0 aço em concordância com a terceira concretização da presente invenção é bem adequado para ser utilizado em ferramentas de formação e de corte com altas demandas em resistência à corrosão em combinação com uma alta dureza (de até 60 HRC - 62 HRC) e uma boa flexibilidade, e bem como altas demandas em resistência ao desgaste (abrasivo/adesivo/escoriação/atritos de desgaste). Com uma composição em concordância com as Tabelas, o aço possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de cerca de 1.120 °C e revenido em baixa temperatura de cerca de 200 °C - 300 °C, 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C, 2 x 2 h, é composto de temperatura de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras que consiste de cerca de 2 % em volume - 7 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e 10 % em volume - 20 % em volume de MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N. A Tabela 5a mostra faixas de composição para um aço em concordância com a quarta concretização preferida da presente invenção. A Tabela 5b mostra faixas de composição para um aço em concordância com uma forma ainda mais preferida da quarta concretização preferida da presente invenção. 0 aço em concordância com a quarta concretização da presente invenção é bem adequado para ser utilizado em ferramentas de formação e de corte com altas demandas em resistência à corrosão em combinação com uma alta dureza (de até 60 HRC - 62 HRC) e uma flexibilidade relativamente boa, e bem como demandas muito altas em resistência ao desgaste (abrasivo/adesivo/escoriação/atritos de desgaste).

Com uma composição em concordância com as Tabelas, o aço possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de cerca de 1.120 °C e revenido em baixa temperatura de cerca de 200 °C - 300 °C, 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C, 2 x 2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras que consiste de cerca de 3 % em volume - 8 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e 15 % em volume - 25 % em volume de MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N. É conceptivel dentro do conceito da presente invenção o de possibilitar uma porcentagem de nitrogênio de até cerca de 10 %, o que em combinação com uma porcentagem de vanádio de até cerca de 14 % e uma porcentagem de carbono na faixa de 0,1 % - 2 % irá proporcionar ao aço suas propriedades desejadas, particularmente quando utilizado em ferramentas de formação e de corte com altas demandas em resistência à corrosão em combinação com uma alta dureza (de até 60 HRC - 62 HRC) e uma moderada flexibilidade e bem como demandas extremamente altas em resistência ao desgaste (abrasivo/ adesivo/ manchas/atritos de desgaste). 0 aço em concordância com esta concretização possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de cerca de 1.100 °C e revenido em baixa temperatura de cerca de 200 °C - 300 °C, 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C, 2 x 2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras consistindo de 2 % em volume - 10 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e 30 % em volume - 40 % em volume de MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N. 0 aço em concordância com as concretizações descritas anteriormente é adequado para ser utilizado primordialmente para a manufaturação de ferramentas por moldagem por injeção, moldagem por compressão e por extrusão de componentes de plásticos que exibem uma resistência à corrosão muito boa, ao mesmo tempo em que o aço deveria possuir uma resistência muito boa contra desgaste adesivo e abrasivo misturados, particularmente, uma boa resistência contra escoriação e atritos de desgaste, e bem como uma alta dureza. 0 aço em concordância com as concretizações descritas anteriormente é também adequado para ferramentas para a formação de plásticos, ferramentas para a formação e o corte de lâminas em aplicações de trabalho a frio, ferramentas para a prensagem de pó, componentes de construção, tais como bocais de injeção para motores, partes de desgaste, partes de bomba, componentes de mancai, etc., e bem como para facas para utilização em indústria alimentícia.

Paralelamente aos materiais de liga mencionados, o aço não necessita, e não deveria, compreender quaisquer elementos de liga em quantidades significativas. Alguns materiais são explicitamente indesejados, na medida em que eles afetam as propriedades do aço de uma maneira indesejada. Isto é verdadeiro, por exemplo, para fósforo que deveria ser mantido no nível o mais baixo possível, preferivelmente de 0,03 % no máximo, de maneira a não afetar negativamente a rigidez do aço. Enxofre também é um elemento que é indesejado na maior parte do que se é considerado, mas sua influência negativa primordialmente sobre rigidez pode ser consideravelmente neutralizada pelo auxilio de manganês que forma sulfetos de manganês essencialmente inofensivos, e conseqüentemente, ele pode ser tolerado em uma porcentagem máxima de cerca de 0,5 % de maneira a aperfeiçoar a capacidade de maquinação do aço.

Também titânio, zircônio e alumínio são indesejados na maior parte do que se é considerado, mas as porcentagens máximas totais destes elementos podem ser permitidos ser de cerca de 7 %, mas normalmente em porcentagens muito mais baixas, de < 0,1 % no total.

No tratamento a quente do aço, ele é austenitizado em uma temperatura de entre 950 °C e 1.150 °C, preferivelmente entre 1.020 °C e 1.130 C°, o mais preferido entre 1.050 °C e 1.120 °C. Uma temperatura de austenitização mais alta é em principio conceptível, mas é inadequada quando considerando que fornalhas de revenido convencionalmente existentes não estão adaptadas para temperaturas mais altas. Um tempo de residência adequado na temperatura de austenitização é de 10 minutos - 30 minutos. 0 aço é resfriado a partir de referida temperatura de austenitização para temperatura ambiente ou mais baixa. Na forma de uma parte de ferramenta maquinada, o aço pode ser profundamente congelado para temperaturas de -40 °C ou mais baixas. Congelamento profundo pode, conseqüentemente, ser aplicado de maneira a eliminar qualquer austenita residual existente, com o propósito de proporcionar ao produto uma estabilidade dimensional desejada, o que e adequadamente desempenhado em gelo seco para cerca de -70 °C ou -80 °C, ou em nitrogênio líquido todo o tempo para cerca de -196 °C. De maneira a conseguir uma resistência à corrosão otimizada, a ferramenta é temperada em baixa temperatura em 200 °C - 300 °C, pelo menos uma vez, preferivelmente pelo menos duas vezes. Se for desejado ao invés disso otimizar o aço de maneira a conseguir um endurecimento secundário, o produto é temperado em alta temperatura pelo menos uma vez, preferivelmente duas vezes, e opcionalmente diversas vezes em uma temperatura entre 400 °C - 560 °C, preferivelmente em 450 °C - 525 °C. Depois de cada um de tal tratamento de revenido, o produto é resfriado. Também neste caso congelamento profundo é preferivelmente aplicado em concordância com o anteriormente, de maneira a adicionalmente assegurar uma estabilidade dimensional desejada por eliminação de qualquer austenita residual. 0 tempo de residência na temperatura de revenido pode ser de 1 hora - 10 horas, preferivelmente de 1 hora - 2 horas.

Em conexão com os diversos tratamentos a quente para os quais o aço é exposto, tal como em prensagem a quente do pó de metal para formar um corpo consolidado, completamente denso, e tal como no endurecimento da parte de ferramenta final, carbetos, nitretos e/ou carbonitretos das vizinhanças podem coalescer (se aglutinar) para formar grandes agregados. 0 tamanho destas partículas de fase dura no produto final, tratado a quente pode, consequentemente, exceder 3 μπι. Expressado em % em volume, a parte primordial está na faixa de 1 μτη - 10 μπι, como mensurado na extensão a mais longa das partículas. A quantidade total de fases duras depende da porcentagem de nitrogênio e da porcentagem de formadores de nitreto, isto é, primordialmente vanádio e cromo. Genericamente, a quantidade total de fases duras no produto final está na faixa de 5 % em volume - 40 % em volume. Embora o material de aço em concordância com a presente invenção tenha sido desenvolvido primordialmente de maneira a ser utilizado em ferramentas para moldagem por injeção, moldagem por compressão e por extrusão de componentes de plásticos, particularmente ferramentas para a formação de plásticos e ferramentas para a formação e o corte de lâminas em aplicações de trabalho a frio, este material de aço pode também ser utilizado para outros propósitos, por exemplo, em componentes de construção tais como bocais de injeção para motores, partes de desgaste, partes de bomba, componentes de mancai, etc., e em ferramentas intencionadas a serem utilizadas na indústria alimentícia, ou em outras aplicações industriais com altas demandas em corrosão.

Outras características e aspectos da presente invenção estão evidenciados a partir da descrição seguinte levando- se em consideração os testes que foram feitos, e a partir das reivindicações de patente acompanhantes.

BREVE DESCRIçãO DOS DESENHOS DA PRESENTE INVENçãO A presente invenção na descrição posteriormente, levando-se em consideração os testes que foram feitos, referência irá ser feita para os desenhos acompanhantes, dos quais: A Figura 1 mostra a relação entre a porcentagem de N e a porcentagem de (V + Nb/2) para o aço em concordância com a presente invenção, na forma de um sistema de coordenadas;

As Figuras 2a - 2f são fotografias mostrando aços testados em névoa salina (salt-fog) ; A Figura 3, a Figura 4a e a Figura 4b mostram gráficos de polarização em H2SO4 0,05 M para alguns aços de referência; Ά Figura 5, a Figura 6, a Figura 7a, a Figura 7b e a Figura 8 mostram gráficos de polarização em H2S04 0,05 M para alguns aços em concordância com a presente invenção; A Figura 9 apresenta gráficos de polarização em HC1 0,1 M; Ά Figura 10 mostra uma tabela ao longo de resistência à escoriação; A Figura 11 mostra a microestrutura do aço de Número 4 (aço de referência); A Figura 12 mostra a microestrutura do aço de Número 6 em concordância com a presente invenção; A Figura 13 mostra dureza dependendo da temperatura de austenitização para o aço de Número 6 em concordância com a presente invenção; e A Figura 14 mostra dureza dependendo da temperatura de austenitização para aço de Número 7 em concordância com a presente invenção.

As Figuras são somente representações esquemáticas e a presente invenção não está limitada para estas concretizações.

DESCRIçãO DE EXPERIMENTOS DA PRESENTE INVENçãO

Experimentos em escala de laboratório As composições químicas de materiais testados estão apresentadas na Tabela 6 posteriormente. Aços de Números 1 - 4 e de Número 9 e de Número 10 são materiais de referencia na forma de aços comerciais manufaturados pelo requerente, enquanto que aços de Números 5-8 são aços em concordância com a presente invenção. Aços de Números 3-9 foram feitos em pó por atomização de gás de nitrogênio. Os aços em concordância com a presente invenção foram submetidos para nitração de fase sólida para as porcentagens de nitrogênio proporcionadas. 6 kg dos respectivos pós de aço processados foram encapsulados e posteriormente expostos à compactação isostática a quente para proporcionar densificação completa dos materiais. Os lingotes HIP:ed foram forjados em hastes de 40 mm X 40 mm, por intermédio do que as hastes foram permitidas resfriar em vermiculita.

Tabela 6. Composição química em % em peso para os aços testados; o balanço ferro e impurezas em porcentagens normais.

Como mencionado anteriormente, foi mostrado que o aço em concordância com a presente invenção consegue propriedades que são excelentemente adequadas para o propósito, em particular propriedades de corrosão, se a composição do aço é balanceada levando-se em consideração a porcentagem de N em relação aa porcentagem de (V + Nb/2). A

Figura 1 mostra a relação entre a porcentagem de N e a porcentagem de (V + Nb/2) para o aço em concordância com a presente invenção, na forma de um sistema de coordenadas.

Para o aço em concordância com a presente invenção, deveria se aplicar que as coordenadas para N, por um lado, e para (V + Nb/2), por outro lado, deveríam estar dentro da área que é definida pelos pontos de canto A', B", G, H, a' no sistema de coordenadas na Figura 1. Mais especificamente, deveria se aplicar para o aço em concordância com a presente invenção que ele, em concordância com um primeiro aspecto da presente invenção, deveria possuir porcentagens de N e de (V + Nb/2) que estão em balanço umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens destes elementos estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas A , B , G, Η, A no sistema de coordenadas em concordância com a Figura 1. Mais preferivelmente, as porcentagens destes elementos estão em balanço dentro de uma área que é definida pelas coordenadas A, B, C, D, A no sistema de coordenadas na Figura 1.

Em concordância com um segundo aspecto da presente invenção, as porcentagens de N, por um lado, e de (V + Nb/2), por outro lado, deveríam estar balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens destes elementos estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas F, G, Η, I, F, e ainda mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas E, C, D, J, E no sistema de coordenadas na Figura 1.

Em concordância com uma primeira concretização preferida da presente invenção, as porcentagens de nitrogênio, de vanádio e de qualquer nióbio existente no aço, deveríam estar balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas & , b', F, I, & , e mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas A, B, E, J, A no sistema de coordenadas na Figura 1. 0 aço em concordância com a presente invenção é adequado para ser utilizado em ferramentas formação e de corte com altas demandas em resistência à corrosão em combinação com uma alta dureza (de até 60 HRC - 62 HRC) e uma boa flexibilidade. 0 aço em concordância com a primeira concretização da presente invenção possui as demandas as mais baixas em resistência ao desgaste em concordância com a presente invenção. Do mesmo modo, o aço deveria possuir uma boa resistência tanto contra desgaste abrasivo e quanto contra desgaste adesivo, e bem como contra escoriação e atritos de desgaste, e bem como em igualdade com materiais já conhecidos. Com uma composição nominal em concordância com a Tabela, o aço possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 950 °C - 1.150 °C e revenido em baixa temperatura em 200 °C - 300 °C, 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C, 2 x 2 h, é composto de martensita com uma porcentagem de fases duras que consiste de até um total de cerca de 10 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N.

Em concordância com uma segunda concretização preferida da presente invenção, as porcentagens de nitrogênio, de vanádio e de qualquer nióbio existente no aço, deveríam estar balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas I, F, f", i', I, e mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas E, e', j', J, E no sistema de coordenadas na Figura 1. 0 aço em concordância com a segunda concretização da presente invenção é bem adequado para ser utilizado em ferramentas de formação e de corte com altas demandas em resistência à corrosão em combinação com uma alta dureza (de até 60 HRC - 62 HRC) e uma boa flexibilidade, e bem como demandas aumentadas em resistência tanto contra desgaste abrasivo e quanto contra desgaste adesivo e contra escoriação e atritos de desgaste. Com uma composição nominal em concordância com a Tabela, o aço possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitizaçâo de 950 °C - 1.150 °C e revenido em baixa temperatura em 200 °C - 300 °C, 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C, 2 x 2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras que consiste de até cerca de 10 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N.

Em concordância com uma terceira concretização preferida da presente invenção, as porcentagens de nitrogênio, de vanádio e de qualquer nióbio existente no aço, deveríam estar balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas l', F', f" , l", l', e mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas e', e" , j", j', e' em concordância com o sistema de coordenadas na Figura 1. 0 aço em concordância com a terceira concretização da presente invenção é bem adequado para ser utilizado em ferramentas de formação e de corte com altas demandas em resistência à corrosão em combinação com uma alta dureza (de até 60 HRC — 62 HRC) e uma boa flexibilidade, e bem como demandas aumentadas em resistência ao desgaste (abrasivo/ adesivo/ escoriação/ atritos de desgaste) . Com uma composição nominal em concordância com a Tabela, o aço possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 1.120 °C e revenido em baixa temperatura de cerca de 200 °C - 300 °C, 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C, 2 x 2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras que consiste de cerca de 2 % em volume - 7 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e 10 % em volume - 20 % em volume de MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N.

Em concordância com uma quarta concretização preferida da presente invenção, as porcentagens de nitrogênio, de vanádio e de qualquer nióbio existente no aço, deveríam estar balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas l", F", F'", l ", l", e mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas j", E ', E' , J ", j" em concordância com o sistema de coordenadas na Figura 1. O aço em concordância com a quarta concretização da presente invenção é bem adequado para ser utilizado em ferramentas de formação e de corte com altas demandas em resistência à corrosão em combinação com uma alta dureza (de até 60 HRC - 62 HRC) e uma boa flexibilidade, e bem como demandas aumentadas em resistência ao desgaste (abrasivo/ adesivo/ escoriação/ atritos de desgaste). Com uma composição nominal em concordância com a Tabela, o aço possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 1.120 °C e revenido em baixa temperatura de cerca de 200 °C - 300 °C, 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C, 2 x 2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras que consiste de cerca de 3 % em volume - 8 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e 15 % em volume - 25 % em volume de MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N.

Em concordância para a quinta concretização preferida da presente invenção, as porcentagens de nitrogênio, de vanádio e de qualquer nióbio existente no aço, deveríam estar balanceadas umas em relação às outras de maneira tal que as porcentagens estão dentro de uma área que é definida pelas coordenadas l'", F'", G, H, l'", e mais preferido dentro de uma área que é definida pelas coordenadas j", E"', C, D, j" em concordância com o sistema de coordenadas na Figura 1. 0 aço em concordância com a quinta concretização da presente invenção é bem adequado para ser utilizado em ferramentas de formação e de corte com altas demandas em resistência à corrosão em combinação com uma alta dureza (de até 60 HRC - 62 HRC) e uma boa moderada flexibilidade, e bem como demandas extremamente altas em resistência ao desgaste (abrasivo/ adesivo/ manchas/ atritos de desgaste). 0 aço em concordância com esta concretização da presente invenção possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 1.100 °C e revenido em baixa temperatura de cerca de 200 °C - 300 °C, 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C, 2 x 2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras que consiste de cerca de 2 % em volume - 10 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e 30 % em volume - 40 % em volume de MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N.

Os seguintes testes foram feitos: • Dureza (HB) depois de recozimento suave (soft- annealing) . • Resistência à corrosão. • Testagem de desgaste adesivo. • Microestrutura no enrijecimento suave e na condição endurecida e temperada. • Dureza depois de austenitização entre 950 °C - 1.100 °C C°/30 min/de ventilação e 10 min/de ventilação, e depois de revenido em 200 °C - 500 °C, 2 x 2 h, para temperaturas de austenitização escolhidas.

Dureza de enriqecimento suave A dureza de recozimento suave (soft-annealed) para quatro aços está mostrada na Tabela 7. Aços de Número 5 e de Número 6 tiveram recozimento suave em concordância com o ciclo do aço de Número 3, que é provavelmente não otimizado. É evidente a partir da Tabela que aços de Número 5 e de Número 6, que representam a presente invenção, possuem durezas no mesmo nivel como o material de referência de Número 4, o que é aceitável a partir de um ponto de vista de habilidade de maquinação. Experimentos precedentes mostraram que aços de pó metalurgicamente manufaturado (aços PM) que são de liga ao nitrogênio e que possuem uma distribuição mais fina de fases duras do que fazem os aços PM que não são de liga ao nitrogênio, exibem uma boa habilidade de maquinação também em uma dureza de enrijecimento suavizado mais alta (de cerca de 300 HB - 330 HB) .

Tabela 7: Dureza de enriiecimento suavizado.

Resistência à corrosão A resistência à corrosão do aço em concordância com a presente invenção foi comparada com materiais de referência em diversos ambientes corrosivos. A resistência à corrosão foi mensurada através dos seguintes métodos de teste: • Avaliação de resistência à polarização em H2S04 0,05 M em pH 1,2. • Teste de resistência à corrosão local, CPT, em NaCl a 3 %, pH 6,1; ou em NaCl a 0,3 %, 0,01 M. • Teste em névoa salina (salt-fog) , 5 minutos em névoa salina/55 minutos repousando durante 7 dias, em NaCl a 3 %; HC1 a 0,37 %; pH 1,5; T = 20 °C; (SD1). • Teste em névoa salina {salt-fog), 5 minutos em névoa salina/55 minutos repousando durante 7 dias, em NaCl a 3 %; HC1 a 0,37 %; pH 1,5; T = 20 °C; (SD2) . • Registro de gráficos de polarização em solução de cloreto acídica; HC1 0,01 M; 3.500 ppm de cloreto, por um método fundamentado em ASTM G5. 0 primeiro teste em H2SO4 proporcionou uma fotografia da resistência à corrosão em geral, por exemplo, a partir de água condensada em uma cavidade de formação, enquanto que os quatro métodos de teste seguintes proporcionaram uma fotografia da resistência à corrosão na presença de ions cloreto agressivos, por exemplo, em canais de resfriamento na forma de nuvens.

Os resultados dos testes de corrosão estão mostrados na descrição posteriormente e na Tabela 8 abaixo, que também apresenta um cálculo teórico da resistência à corrosão em cavidade, PRE, (a soma das porcentagens dissolvidas de N, Mo, e Cr na matriz quando o aço está em sua condição endurecida). É evidente que os aços em concordância com a presente invenção possuem o mais alto PRE, consequentemente, indicando uma resistência muito boa à corrosão em cavidade.

Tabela 8: Dados de corrosão para aços testados em diversas condições de tratamento a quente. • CPT simboliza a resistência à corrosão local em NaCl a 3 % em pH = 6,1 ou NaCl a 0,3 % 0,01 M.

Valores marcados por 1 são testados em NaCl 0,05 M. Quanto mais alta for a temperatura critica antes de corrosão em cavidade acontecer, tanto melhor é a resistência à corrosão. • SD1 é testado em névoa salina (salt-fog) em NaCl a 5 % em pH = 3,1; 20 °C (5 minutos em névoa salina/55 minutos em repouso) durante 5 horas, em série de 0 - 100, onde 0 = nenhum ataque, 100 = toda a superfície corroída. • SD2 é testado em névoa salina (salt-fog) de amostras que não foram atacadas em SD1, em NaCl a 3 %; pH = 1,5; 20 °C (5 minutos em névoa salina/55 minutos em repouso) durante 7 horas, em série de 0 - 100, onde 0 = nenhum ataque, 100 = toda a superfície corroída.

Avaliação de resistência à polarização em H2SO4 0,05 M A resistência do aço em concordância com a presente invenção contra corrosão em geral, foi comparada com um número de materiais de referência comerciais, por registro de gráficos de polarizações em H2SO4 0,05 M em pH = 1,2 ; por conseqüência, formando uma fotografia da resistência à corrosão em geral, por exemplo, para água condensada em uma cavidade de forma, ver Figuras 3-8, onde: A Figura 3 mostra um gráfico de polarização para o aço de referência de Número 3, TA de 1.080 °C/30 minutos + Ttemp. de 200 °C/2 x 2 h; A Figura 4a mostra um gráfico de polarização para o aço de referência de Número 4, TA = 1.080 °C/30 minutos + Ttemp. = 200 °C/2 x 2 h; A Figura 4b mostra um gráfico de polarização para o aço de referência de Número 4, TA = 1.080 °C/30 minutos + Ttemp. = 500 °C/2 x 2 h; A Figura 5 mostra um gráfico de polarização para o aço de Número 5 em concordância com a presente invenção, TA = 1.050 °C/30 minutos + Ttemp. = 200 °C/2 x 2 h; A Figura 6 mostra um gráfico de polarização para o aço de Número 6 em concordância com a presente invenção, TA = 1.050 °C/30 minutos + Ttemp. = 200 °C/2 x 2 h; A Figura 7a mostra um gráfico de polarização para o aço de Número 7 em concordância com a presente invenção, TA = 1.100 °C/30 minutos + Ttemp. = 200 °C/2 x 2 h; A Figura 7b mostra um gráfico de polarização para o aço de Número 7 em concordância com a presente invenção, TA = 1.100 °C/30 minutos + Ttemp. = 500 °C/2 x 2 h; e A Figura 8 mostra um gráfico de polarização para o aço de Número 8 em concordância com a presente invenção, TA = 1.050 °C/30 minutos + Ttenp. = 200 °C/2 x 2 h. A partir dos testes é evidente que o aço em concordância com a presente invenção possui as melhores propriedades, superior aos materiais de referência comerciais de Número 3 e de Número 4, o que está indicado nas Figuras pelos gráficos de polarização para os aços em concordância com a presente invenção possuindo uma configuração em U mais profunda e mais larga. Em particular, os aços em concordância com a presente invenção possuem uma resistência muito boa contra corrosão em geral também em baixos potenciais, de -150 mV e abaixo. 0 material em concordância com a presente invenção possui surpreendentemente boas propriedades de corrosão continuadas até mesmo depois de revenido em alta temperatura, ver a Figura 7a e a Figura 7b. Para uma comparação, faz-se uma referência para o aço de referência de Número 4, as propriedades de corrosão do qual são debilitadas quando o material é submetido ao revenido em alta temperatura ao invés de revenido em baixa temperatura, ver a Figura 4a e a Figura 4b.

Avaliagão de resistência contra corrosão local, CPT

Ambos os métodos de testes mostram que os aços em concordância com a presente invenção possuem a mesma ou melhor resistência à corrosão em cavidade quando comparado com o aço de Número 2 que é comercialmente utilizado hoje em dia e que pode ser considerado possuir uma resistência muito boa contra corrosão em cavidade.

Testagem em névoa salina (salt-fog) A resistência à corrosão do aço em concordância com a presente invenção foi comparada com alguns aços de referência por testagem em névoa salina. • SD1 é testado em névoa salina (salt-fog) em NaCl a 5 %; pH = 3,1; 20 °C (5 minutos em névoa salina/55 minutos em repouso) durante 5 horas, em série de 0 - 100, onde 0 = nenhum ataque, 100 = toda a superfície corroída. Aços que não foram atacados neste ambiente foram testados por um período de tempo mais longo em teste SD2. • SD2 é testado em névoa salina (salt-fog) de amostras que não foram atacadas em SD1, em NaCl a 3 %; pH = 1,5; 20 °C (5 minutos em névoa salina/55 minutos em repouso) durante 7 horas, em série de 0 - 100, onde 0 = nenhum ataque, 100 = toda a superfície corroída.

Antes de testagem em névoa salina, os aços foram tratados a quente em concordância com a Tabela 9 posteriormente.

Tabela 9: Tratamento a quente antes de testagem em névoa salina (salt-foQ).

As Figuras 2a - 2f mostram fotografias dos aços testados depois da testagem. 0 aço em concordância com a presente invenção é bem comparável com o material de referência comercial de Número 2, enquanto o material de referência de Número 4 não preenche as demandas em resistência à corrosão. Todos os aços em concordância com a presente invenção exibiram resistências à corrosão muito boas em névoa salina, até mesmo no caso de revenido em alta temperatura (aço de Número 7, Figura 2f) . Os resultados também mostram que até mesmo sem congelamento profundo e em uma porcentagem mais alta de austenita residual, a liga de Número 7 possui a mesma resistência à corrosão como aquela depois de congelamento profundo que foi desempenhado com o objetivo de redução da porcentagem de austenita residual, por intermédio disso aumentando a dureza para pelo menos 60 HRC. É adicionalmente mostrado que também a liga de Número 5 alcança a mesma resistência à corrosão neste teste. As ligas de Número 6 e de Número 8 possuem boas resistências à corrosão, mas não tão alta quanto a liga de Número 7.

Avaliação de resistência à polarização em HC1 0,1 M A resistência à corrosão do aço em concordância com a presente invenção foi comparada com alguns aços de referência por registro dos gráficos de polarização em solução de cloreto acidica, HC10,1 M; 3.000 ppm de cloreto, por um método fundamentado em ASTM G5. Os aços em concordância com a presente invenção possuíam as melhores propriedades de resistência à corrosão. É particularmente interessante que o aço de Número 7 em concordância com a presente invenção exibiu um intervalo passivo no registro dos gráficos de polarização em solução de cloreto acidica, o que é evidente a partir da Figura 9, e que a taxa de corrosão do aço em concordância com a presente invenção é superior a todos os materiais de referência, o que é evidente a partir da Tabela 10 posteriormente. Também gráficos de polarização em H2S04 que descrevem uma resistência à corrosão mais em geral, por exemplo, para água condensada em uma cavidade de forma, mostram que a liga de Número 7 possui as melhores propriedades, como descrito anteriormente.

Tabela 10: Resistência à polarização para aços de ferramenta em HCl 0,1 M; 20 °C.

Resumindo a testagem de corrosão dos materiais, pode ser mencionado que pelos métodos eletroquimicos anteriormente descritos foi possível ordenar as propriedades de corrosão dos aços de ferramenta. Dois grupos de aços de ferramenta surgiram a partir dos dois métodos de corrosão, dos quais os aços em concordância com a presente invenção e o aço referência de Número 2 exibiram as melhores propriedades de corrosão.

Testagem de desgaste adesivo A resistência do aço em concordância com a presente invenção, contra desgaste adesivo e escoriação, foi comparada com alguns materiais de referência por testagem a seco dos materiais contra uma haste giratória de aço 18-8, velocidade de rotação = 0,1 m/minuto, aspereza de superfície (Ra) = 0,1 μη. Aço de referência de Número 10 foi endurecido a partir de uma temperatura de austenitização de 1.020 °C e temperado em 200 °C, e foi conseguida uma dureza de 60 HRC. Aço de referência de Número 9 foi endurecido a partir de uma temperatura de austenitização de 1.020 °C e temperado em 560 °C/3 x 1 hora, e foi conseguida uma dureza de 61 HRC. Aço de Número 5 em concordância com a presente invenção foi endurecido a partir de uma temperatura de austenitização de 1.100 °C e temperado em 200 °C/ 2 x 2 h, e foi conseguida uma dureza de 50 HRC, enquanto que o aço de Número 7 em concordância com a presente invenção foi endurecido a partir de uma temperatura de austenitização de 1.100 °C e temperado em 200 °C/2 x 2 h, e foi conseguida uma dureza de 61 HRC. Os resultados a partir da testagem estão mostrados no gráfico na Figura 10, em que: 1 = a pior resistência à escoriação e ao desgaste adesivo, e 10 = a melhor resistência à escoriação e ao desgaste adesivo. É evidente a partir do diagrama que o aço em concordância com a presente invenção possui uma resistência muito boa contra desgaste adesivo e escoriação, particularmente o aço de Número 7 em concordância com a presente invenção, o que é comparável com o material de referência de Número 9.

Microestrutura Investigações de estrutura dos materiais testados mostraram que independentemente do tratamento a quente, o aço em concordância com a presente invenção continha uma distribuição uniforme de pequenos carbetos que em alguns casos coalesceram (se aglutinaram) em agregações maiores. 0 tamanho destas partículas de fase dura no produto final, tratado a quente pode, conseqüentemente, exceder 3 μπι.

Expressado em % em volume, a maior parte está na faixa de 1 μπι - 10 μπι, como mensurada na extensão a mais longa das partículas. Comparada com os materiais de referência, a microestrutura dos materiais em concordância com a presente invenção possui carbetos consideravelmente menores. A Figura 11 mostra a microestrutura do aço de referência de Número 4. 0 aço é endurecido a partir de uma temperatura de austerização de 1.080 °C/30 minutos e temperado em uma temperatura de revenido de 200 °C/2 x 2 h. A porcentagem de carbetos foi determinada por contagem de manchas (pontos). Na Figura 11, carbetos de cromo (M2X) aparentam serem cinzentos e existem em 24 % em volume, enquanto que carbetos de vanádio (MX) são negros e existem em 4,5 % em volume, no total 28,5 % em volume. A Figura 12 mostra a microestrutura do aço de Número 6 em concordância com a presente invenção. 0 aço é endurecido a partir de uma temperatura de austenitização de 1.050 °C/30 minutos e temperado em uma temperatura de revenido de 200 °C/2 x 2 h. Na Figura 12, carbetos de cromo (M2X) aparentam serem cinzentos e existem em 3 % em volume, enquanto que carbetos de vanádio (MX) são pretos e existem em 17,5 % em volume, no total 20 % em volume.

Dureza depois de tratamento a quente A dureza depois de austenitização entre 1.000 °C - 1100 °C /30 minutos + revenido por 2 x 2 h em 200 °C e 500 °C, respectivamente, foi mensurada para os materiais testados, e está mostrada na Tabela 10. 0 material de referência de Número 3 conseguiu uma dureza de 58 HRC depois de revenido em baixa temperatura, e 59,5 HRC depois de revenido em alta temperatura. 0 material de referência de Número 4 conseguiu uma dureza de 61 HRC em recozimento tanto em baixa temperatura e quanto em alta temperatura. Os aços em concordâncias com a presente invenção exibiram rigidezes na faixa de 55 HRC até 62 HRC. A Figura 13 mostra um diagrama ao longo da dureza do aço de Número 6 dependendo da temperatura de austenitização. É evidente que uma redução das porcentagens de austenita residual no material, por congelamento profundo do material em nitrogênio liquido em -196 °C, possibilita uma temperatura de austenitização aumentada, por intermédio do que a porcentagem de cromo pode ser aumentada na matriz, resultando em resistência à corrosão aperfeiçoada. A Figura 14 mostra um diagrama ao longo da dureza do aço de Número 7 dependendo da temperatura de austenitização. É também evidente a partir da Figura 14 que o aço pode alcançar 60 HRC - 62 HRC por congelamento profundo. Tanto o aço de Número 6 e quanto o aço de Número 7 em concordância com a presente invenção mostraram um potencial de alcançar 61 HRC - 62 HRC depois de tratamento a quente por austenitização em 1.050 °C - 1.100 °C/30minutos + revenido em 500 °C/2 x 2 h.

Porcentagens de austenita residual As porcentagens de austenita residual depois de tratamento a quente estão também mostradas na Tabela 10, para os materiais de aço que foram investigados. É evidente a partir da Tabela 10 que as porcentagens de austenita residual podem ser reduzidas por congelamento profundo. As porcentagens de austenita residual foram mensuradas por difração de raio X. DF = congelamento profundo em nitrogênio liquido, -196 °C.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência para concretizações especificas, deverá ser observado por aqueles especializados no estado da técnica que a presente invenção não é para ser considerada como estando limitada para as concretizações ilustrativas, preferidas e vantajosas descritas anteriormente, mas certamente, um número de variações e de modificações é conceptivel dentro do escopo de proteção das reivindicações de patente posteriormente.

Claims

1. Um material de aço, caracterizado pelo fato de que o aço é pó metalurgicamente manufaturado e possui uma composição química contendo, em % em peso: 0,01 - 2 de C 0,01 - 3,0 de Si 0,01 - 10,0 de Mn 16 - 30 de Cr 0,01 - 5 de Ni 0,01 - 5,0 de (Mo + W/2) 0,01 - 9 de Co máximo de 0,5 de S, e 0,6 -10 de Ne 0,5 - 14 de (V + Nb/2) , em que as porcentagens de N por um lado, e de (V + Nb/2) por outro lado, são balanceadas uma em relação às outras de maneira tal que as porcentagens destes elementos estejam dentro de uma área que é definida pelas coordenadas a', b', G, Η, A' no sistema de coordenadas na Figura 1, onde as coordenadas de [N, (V + Nb/2)] são: A': [0,6; 0,5] B': [1,6; 0,5] G: [9,8; 14,0] H: [2,6; 14,0], e máximo de 7 de (Ti + Zr + Al), o restante de ferro e impurezas em quantidades normais.

2. Um material de aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as porcentagens de N por um lado, e de (V + Nb/2) por outro lado, devem ser balanceadas uma em relação às outras de maneira tal que as porcentagens destes elementos estejam dentro de uma área que é definida pelas coordenadas A, B, C, D, A no sistema de coordenadas na Figura 1, onde as coordenadas de [N, (V + Nb/2)] para A, B, C, D, A são: A: [0,8/ 0,5] B: [1,4; 0,5] C: [8,0/ 14,0] D: [4,3; 14,0] .

3. Um material de aço de acordo a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele contém 0,1 - 0,5 de C; 0,01 - 1,5 de Si; 0,01 - 1,5 de Mn; 18 - 22 de Cr; 0,01 - 2.5 de Mo; 0,5 - 2,0 de V e 0,8 - 2,0 de N, e de que ele possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 950 °C - 1.150 °C e revenido em baixa temperatura em 200 °C - 300 °C / 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C / 2 x 2 h, é composto de martensita com uma porcentagem de fases duras consistindo de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N, e a porcentagem total destas fases duras é de 10 % em volume.

4. Um material de aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele contém 0,1 - 0,5 de C; 0,01 - 1,5 de Si; 0,01 - 1,5 de Mn; 18 - 22 de Cr; 0,01 - 2.5 de Mo; 2,0 - 4,0 de V e 1,3 - 3,0 de N, e de que ele possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 950 °C - 1.150 °C e revenido em baixa temperatura de 200 °C - 300 °C / 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °c / 2 x 2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras consistindo de no máximo 10 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e no máximo 10 % em volume de MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N.

5. Um material de aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele contém 0,1 - 0,8 de C; 0,01 - 1,5 de Si; 0,01 - 1,5 de Mn; 18 - 22 de Cr; 0,01 - 2.5 de Mo; 4,0 - 7,5 de V e 1,5 - 5,0 de N, e de que ele possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 1.100 °C - 1.120 °C e revenido em baixa temperatura de 200 °C - 300 °C / 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C / 2x2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras consistindo de 2 % em volume - 7 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e 10 % em volume - 20 % em volume de MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N.

6. Um material de aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele contém 0,1 - 1,5 de C; 0,01 - 1,5 de Si; 0,01 - 1,5 de Mn; 18 - 22 de Cr; 0,01 - 2.5 de Mo; 7,5 - 11,0 de V e 2,5 - 6,5 de N, e de que ele possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 1.100 °C - 1.120 °C e revenido em baixa temperatura de 200 °C - 300 °C / 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C / 2 x 2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras consistindo de 3 % em volume - 8 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e 15 % em volume - 25 % em volume de MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N.

7. Um material de aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ele contém 0,1 - 2 de C; 0,01 - 1,5 de Si; 0,01 - 1,5 de Mn; 18 - 22 de Cr; 0,01 - 2,5 de Mo; 11,0 - 14 de V e 5 - 10 de N, e de que ele possui uma matriz que depois de endurecimento a partir de uma temperatura de austenitização de 1.100 °C - 1.120 °C e revenido em baixa temperatura de 200 °C - 300 °C / 2 x 2 h, ou revenido em alta temperatura em 450 °C - 550 °C / 2 x 2 h, é composto de martensita revenida com uma porcentagem de fases duras consistindo de 2 % em volume - 10 % em volume de M2X, onde M é essencialmente Cr e X é essencialmente N, e 30 % em volume - 40 % em volume de MX, onde M é essencialmente V e X é essencialmente N.

8. Um material de aço de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 7, caracterizado pelo fato de que a manufaturação compreende produção de pó por atomização de gás, preferivelmente atomização de gás de nitrogênio, de um fundido de aço, e nitracão de fase sólida do pó.