BRPI0904608A2

BRPI0904608A2 - aÇo inoxidÁvel para moldes com menor quantidade de ferrita delta

Info

Publication number: BRPI0904608A2
Application number: BRPI0904608-9A2A
Authority: BR
Inventors: Celso Antonio Barbosa; Rafael Agnelli Mesquita
Original assignee: Villares Metals Sa
Priority date: 2009-11-17
Filing date: 2009-11-17
Publication date: 2013-07-02
Also published as: WO2011060517A8; CA2781052A1; MX2012005738A; US20120315181A1; EP2503015A4; EP2503015A1; KR20120092674A; JP2013510952A; CN102859021A; WO2011060517A1; RU2012125037A

Abstract

AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR QUANTIDADE DE FERRITA DELTA, que apresenta uma composição de elementos de liga que consistem essencialmente, em porcentagem em massa, de Carbono entre 0,01 e 0,20; Nitrogênio entre 0,01 e 0,07; Manganês entre 2,0 e 4,0; Níquel entre 0,01 e 1,0; Cromo entre 11,0 e 13,0; a soma Molibdênio + Tungstênio abaixo 1,0; Cobre entre 0,01 e 1,5; Vanádio entre 0,01 e 1,0; Enxofre; entre 0,01 e 0,20; Cálcio até 0,01; Alumínio abaixo de 0,50; Silício menor que 1,0; o restante substacialmente de Fe e impurezas inevitáveis.

Description

O

tj· <

Pis. „„jQ)

"AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR QUANTIDADE DE FEfHWA-

DELTA". ^b?-,,

J

A presente invenção trata de um aço inoxidável para aplicações diversas em moldes de conformação de plástico, especialmente, mas não limitado, em partes dos moldes conhecidas como câmaras quentes. A característica principal é uma combinação de propriedades relacionadas à fabricação do molde, como usinabilidade, soldabilidade e baixo custo (relacionado ao baixo teor de Ni), associadas à facilidade de produção do aço, em termos do controle de uma fase microestrutural indesejável denominada ferrita delta. Devido a estas vantagens de manufatura do molde e do aço, a presente invenção permite um ganho considerável no custo do molde.

As ferramentas e moldes são normalmente empregados em processos de conformação de outros materiais, sejam eles materiais poliméricos termoplásticos (conhecidos popularmente como materiais plásticos) ou materiais metálicos. Dependendo das propriedades do material empregado em sua confecção, as ferramentas são utilizadas em processos na temperatura ambiente ou em temperaturas elevadas, estas normalmente até 700°C. O aço da presente invenção é aplicado, principalmente, em moldes ou dispositivos utilizados nos moldes, que trabalham na temperatura ambiente ou em temperaturas abaixo de 500°C e precisam de apreciável resistência à corrosão. Um exemplo típico de tais aplicações são as câmaras quentes empregadas em moldes para conformação de plástico, que em geral não ultrapassam 300°C. Nestes casos, o efeito conjunto da temperatura e resfriamento com água podem levar à corrosão, necessitando do uso de aço inoxidável. E, devido ao elevado volume de material usinado, a propriedade de usinabilidade deve ser maximizada.

Além dessas duas características, resistência à corrosão e usinabilidade, o uso de solda é muitas vezes empregado em aços para molde, para pequenos reparos e para modificações no molde. Contudo, os aços ^daJW

, i-vV-

π,ϋ

inoxidáveis martensíticos convencionais, de alto teor de cromo (12 a médio teor de carbono (aprox. 0,4%), possuem altíssima temperabilidade è causam endurecimento expressivo e possibilidade de trincas nas regiões em que a solda é aplicada (ver Tabela 1). Por isso, o desenvolvimento de uma liga com baixo teor de carbono é, também, desejável.

Tabela 1: Composição química típica dos aços tradicionais, compreendidos no estado da técnica. A dureza aproximada da martensita é colocada, para indicar a dificuldade de soldabilildade gerada pelo elevado teor de

Ct 5' " Vj *

Designação C S Mn Ni Cr Mo V Dureza Martensita AISI 440 C 1,0 0,003 * 0,30 - 17,5 0,5 - 65 HRC AISI 420 mod. (DIN 1.2083) 0,40 0,003 * 0,30 - 13,5 - 0,25 55 HRC DIN 1.2316 0,38 0,005 * 0,60 0,8 0 16,0 1,0 - 55 HRC DIN 1.2085 0,35 0,15 1,0 - 15,0 - - 55 HRC

"Valores típicos; não especificados por norma

Além dessas propriedades metalúrgicas, as questões de custo têm se tornado cada vez mais críticas. A alta competição, principalmente com moldes de baixo custo disponíveis em escala mundial, faz os produtores de moldes cada vez mais buscar opções de baixo custo. Um fator metalúrgico complicador, nestas condições, é a estabilidade da microestrutura, em termos de ausência de ferrita delta. Os elementos mais importantes para promoção da fase austenítica e eliminação da ferrita delta nos aços martensíticos são o carbono e o níquel. Porém, o carbono possui a limitação colocada anteriormente quanto a problemas de soldabilildade. E, no caso do níquel, a limitação de custo é 2 0 apreciável. Quanto maior a redução do teor de carbono, maior a necessidade de níquel e, assim, mais intenso o aumento de custo da liga.

Novos desenvolvimentos vêm sendo realizados no sentido de .A àa Pr 3/13 %

solucionar este problema. As patentes US 6,358,334 e US 6,893,608 B2;*gQr

M

exemplo, visam produção de aços inoxidáveis de baixo teor de níquel e carbono, com o emprego de altos teores de cobre e nitrogênio (ver Tabela 2). Porém, em todas a incidência de ferrita delta é apreciável, sendo comuns níveis de até 10%.

O controle da ferrita delta nestas ligas, por outro lado, limita as temperaturas de forjamento e laminação das ligas. Para mostrar em resultados práticos, a temperatura de equilíbrio calculada pelo software termodinâmico "thermocalc" para estas ligas é apresentada na Tabela 2. Associado ao alto teor de enxofre, as temperaturas baixas podem facilmente gerar trincas ou excesso de potência ao equipamento de conformação (em geral, uma prensa de forjamento ou laminador). Enfim, considerando todos esses pontos, existem no estado da técnica aços de baixo carbono e níquel, porém com dificuldades de processamento, incorrendo em processos mais caros que refletem em um aumento de custo da liga. Portanto, fica evidente a necessidade de um aço inoxidável de

alta usinabilildade, com baixos teores de níquel e carbono, mas com facilidade de processamento. Para auxiliar a redução de custo do processo de produção do aço, o material deve possuir temperaturas de conformação sensivelmente superiores à dos aços do estado da técnica. O aço da presente invenção vem atender a todas essas

necessidades.

ίο: _ S. .Λ

Tabela 2: Aços do estado da técnica, mas de desenvolvimento mais recentêfqüê os aços da Tabela 1. Teores em porcentagem em massa e balanço em Fe^ A dureza da martensita dessas ligas, devido ao baixo teor de carbono, é da ordem de 35 HRC.

Patente C N Mn S Ni Cr Mo Cu V Temperatura Máxima de Conformação * US 6358334 0,0 5 0,0 4 1,3 0,1 2 0,1 0 12, 6 0,0 5 0,9 5 0,0 8 11500C US 6893608 0,0 5 0,0 4 0,3 0 0,1 5 0,7 0 13, 5 0,4 0 0,2 5 0,0 6 11000C

* Para o aço AISI 420, a temperatura de conformação pode ser de até 1260°C

O aço inoxidável para moldes, proposto pela presente invenção, é capaz de ser produzido com menor teor de ferrita delta, em temperaturas cerca de 30°C superiores no forjamento ou laminação. Também possui uma composição química enxuta em termos de elementos de alto custo, como níquel e molibdênio, mas teor de cromo suficiente para garantir inoxidabilidade. E, como argumentado anteriormente, atinge os requisitos de soldabilidade devido ao menor teor de carbono.

A fim de satisfazer as condições mencionadas anteriormente, as ligas da presente invenção possuem composições de elementos de liga que, em porcentagem em massa, consistem de:

* Carbono: entre 0,01 e 0,2, preferencialmente e entre 0,03 e 0,10, tipicamente 0,05.

* Nitrogênio: entre 0,01 e 0,07, preferencialmente entre 0,03 e 0,06, tipicamente 0,055.

* Manganês: entre 2,0 e 4,0, preferencialmente entre 2,2 e

3,0, tipicamente 2,5.

* Níquel: entre 0,01 e 1,0, preferencialmente entre 0,1 e 0,5,

tipicamente 0,3. *

Cromo: entre 11,0 e 13,0, preferencialmente entre 11;^ e

12,5, tipicamente 12,0.

10

15

20

* Molibdênio e Tungstênio: somados devem estar abaixo de 1,0, preferencialmente abaixo de 0,5, tipicamente abaixo de 0,2.

* Cobre: entre 0,01 e 1,5, preferencialmente entre 0,1 e 0,8,

tipicamente 0,55.

* Vanádio: entre 0,01 e 1,0, preferencialmente abaixo entre 0,02 e 0,10, tipicamente em torno de 0,05.

* Enxofre: entre 0,01 e 0,20, preferencialmente entre 0,05 e 0,14, tipicamente 0,09.

* Cálcio: abaixo de 0,010, preferencialmente entre 0,001 e 0,003, tipicamente 0,002.

* Alumínio: abaixo de 0,50, tipicamente abaixo de 0,10, preferencialmente abaixo de 0,050.

* Silício: abaixo de 1,0, preferencialmente abaixo de 0,5, tipicamente entre 0,1 e 0,6.

Balanço em ferro e impurezas metálicas ou não metálicas inevitáveis ao processo de aciaria.

A seguir, são apresentadas as razões da especificação da composição do novo material, descrevendo o efeito de cada um dos elementos de liga. As porcentagens indicadas referem-se à porcentagem em massa.

C: O carbono é o principal responsável pela resposta ao tratamento térmico, pela dureza da martensita obtida na têmpera. Devido ao elevado aquecimento e rápido resfriamento, o processo de soldagem pode ser considerado similar à têmpera. O teor de carbono, desta forma, controla a dureza final obtida na região soldada do aço da presente invenção. Para promover a dureza necessária, portanto, o teor de carbono deve ser de, no mínimo, 0,01%, preferencialmente acima de 0,03%. Porém, seu teor deve estar abaixo de 0,2%, preferivelmente abaixo de 0,1%, para que a dureza das regiões soldadas,: abaixo de 40 HRC, evitando trincas e facilitando a usinagem.

Ν: o nitrogênio é necessário para a liga da presente invenyau,

por ser um forte austenitizante e gerar redução na quantidade de ferrita delta.

Além disso, o nitrogênio contribui para a resistência à corrosão por pites. Por outro lado, nitrogênio em excesso pode gerar a formação de gases, visto que a primeira fase sólida, no aço da presente invenção, é a ferrita delta, com solubilidade limitada de nitrogênio. Assim, o nitrogênio deve estar entre 0,01% e 0,08%, preferencialmente entre 0,02% e 0,06%, tipicamente em torno de 0,05%. Mn: por não ser um elemento de alto custo e ser um forte

austenitizante, o manganês deve ser empregado em teores elevados no aço da presente invenção. Portanto, seu teor deve estar acima 2,0%, preferencialmente acima de 2,2%, tipicamente 2,5%. Contudo, em excesso, o manganês promove aumento de austenita retida, aumento do coeficiente de encruamento do material e prejuízo a sua usinabilidade, além de aumentar a solubilidade do hidrogênio e promover a formação de flocos; desta forma, o teor de manganês deve ser limitado a um máximo de 4,0%, preferencialmente abaixo de 3,0%.

consideravelmente custo à liga. Para o controle desses dois aspectos, o teor de níquel deve estar entre 0,01 e 1,0%, preferencialmente entre 0,10 e 0,50% e tipicamente em 0,30%.

invenção, sendo o mais importante elemento neste sentido (devido ao baixo teor de Mo e Ni desta liga). Assim, o cromo deve estar acima de 11,0%, tipicamente acima de 12,0%. Porém, o cromo também é um importante ferritizante, contribuindo para o aumento da ferrita delta e redução do campo austenítico. Para conter estes efeitos, o teor de cromo deve estar abaixo de 13,0%, preferencialmente abaixo de 12,5%.

Ni: o níquel é um importante austenitizante, porém agrega

Cr: o cromo confere inoxidabilidade ao aço da presente 7/13 -ACVa/ Molibdênio e Tungstênio: somados devem estar abaixo 1,5,"" pois agregam custo expressivo à liga e aumentam a formação de fernia^ Preferencialmente, devem estar abaixo de 0,5, tipicamente abaixo de 0,2.

Cobre: além de austenitizante, também promove endurecimento por precipitação, necessária para a resposta ao tratamento térmico. Porém, em excesso, o cobre pode afetar negativamente o custo, além de ser um importante contaminante da sucata. Assim, o teor de cobre deve estar entre 0,01 e 1,5%, preferencialmente entre 0,1 e 0,8%, tipicamente 0,55%.

Vanádio: o vanádio é importante para o endurecimento secundário que, apesar de não ser intenso no aço da presente invenção, é importante para obter a dureza necessária após revenimento em alta temperatura. Porém, o vanádio também é ferritizante e agrega custo à liga, devendo ser controlado seu teor. Desta forma, o teor de vanádio deve estar entre 0,01 e 1,0%, preferencialmente entre 0,05 e 0,5%, tipicamente em torno de 0,1%.

S: no aço da presente invenção, o enxofre forma inclusões de sulfeto de manganês (MnS) que se tornam alongadas pelo processo de conformação a quente. Por serem maleáveis nas temperaturas desenvolvidas no processo de usinagem, essas inclusões facilitam a quebra do cavado e Iubrificam a ferramenta de corte, melhorando a usinabilidade. Para este efeito o teor de enxofre deve estar acima de 0,01%, preferencialmente acima de 0,05%, tipicamente superior a 0,09%. Apesar de auxiliar o processo de usinagem, as inclusões de sulfeto de manganês prejudicam as propriedades mecânicas, como principalmente a resistência ao impacto, e a resistência à corrosão. Portanto, o teor de enxofre deve ficar abaixo de 0,20%, preferencialmente abaixo de 0,15%.

Ca: o cálcio também possui um efeito nas inclusões, modificando as inclusões duras de alumina, que prejudicam a usinabilidade, e reduzindo o tamanho (esferoidizando) as inclusões em geral. Este efeito é 8/13 ^ I

principalmente importante no controle das inclusões de MnS, tornando-as rr^is^ distribuídas e menos alongadas, favorecendo o processo de usinagem e as propriedades mecânicas. Porém, o controle do teor de cálcio é complexo, devido sua alta reatividade. Assim, o uso do cálcio pode também ser considerado opcional, para os casos em que alta usinabilidade e polibilidade são necessárias. Quando empregado, o cálcio deve estar em teores de até 100 ppm (0,01%), pois sua solubilidade no metal líquido e alta reatividade (em contato com refratários) limitam valores superiores. Preferencialmente, devem estar entre 10 e 30 ppm (0,001 e 0,003), tipicamente 20 ppm (0,002%). io Al: por formar inclusões duras de alumina, o teor de alumínio

não pode ser demasiadamente elevado, para não prejudicar a usinagem. Deve estar abaixo de 0,5%, tipicamente abaixo de 0,1%, preferencialmente abaixo de 0,05%.

Si: o silício é usado como desoxidante, importante nas situações de baixo teor de alumínio como no caso do aço da presente invenção. Este elemento, contudo, é ferritizante e não pode estar em excesso, para não facilitar a formação da ferrita delta. Portanto, o teor de silício deve estar entre 0,1% e 1,0%, preferencialmente entre 0,2% e 0,7%, tipicamente 0,40%.

Na descrição seguinte de experimentos realizados e das composições estudadas, são feitas referências às figuras anexas, nas quais:

A Figura 1 apresenta o aumento da quantidade de ferrita delta para a liga 1 do estado da técnica e para as ligas Pl 1 e Pl 2, da presente invenção. Microestruturas representativas também são adicionadas.

A Figura 2 apresenta as curvas de revenimentos das três ligas, liga 1, Pl 1 e Pl 2, são apresentadas, mostrando que todas ligas possuem baixa dureza no estado temperado e atingem a faixa de 30 a 34 HRC após revenimento.

A Figura 3 apresenta a microestrutura comparativa das ligas

PM e Pl 2, com dois teores de enxofre, são apresentadas, mostrando o aumentp" "

Ώ-i i >

na quantidade de inclusões com o aumento do teor de enxofre.

EXEMPLO 1:

Para definir a composição do aço da presente invenção, inicialmente, foram simuladas com software "thermocalc" o efeito do N e do Mn no aumento da temperatura de formação de ferrita delta. As simulações 1 a 4 mostram o forte efeito do nitrogênio, numa composição equivalente à da US 6358334. Porém, teores muito altos de nitrogênio, acima de 0,06, já prevêem a formação de gás na solidificação, gerando porosidades nos lingotes e inviabilizando seu uso. Na simulação 5, por outro lado, o efeito do Mn, associado ao maior teor de nitrogênio seguro, pode ser avaliado. Neste aço liga, é calculado um ganho de 30 a 90°C na temperatura máxima de conformação, em relação às ligas do estado da técnica. Ou seja, mostram a possibilidade de maior facilidade de conformação a quente e eliminação da ferrita delta (indesejável, como já comentado, pela redução da resistência mecânica e à corrosão).

Após este indicativo dos fortes efeitos do nitrogênio e do manganês, duas composições foram produzidas em lingotes de escala piloto e comparadas à liga da patente US 6358334, doravante denominada liga 1. As ligas da presente invenção serão denominadas PM e Pl 2. As composições químicas desses lingotes são mostradas na Tabela 4. As principais variáveis em termos da estabilidade da matriz quanto à formação de ferrita são os teores de Mn e N; porém as ligas também variaram o teor de S, cujos efeitos são discutidos mais adiante.

Tabela 3: Temperatura de equilíbrio para formação de 10% em volume de ferrita delta, em diversas ligas do estado da técnica e propostas da presente invenção, calculadas por "Thermocalc"._

Composição aproximada

Designação

Temperatura Máxima de Conformação US 6358334 0,05C 0,04N 1,3Mn 0,1Ni 12,5Cr 1,0Cu 1150§Fls. \ US 6893608 0,05C 0,04N 0,3Mn 0,7Ni 13,5Cr 0,25Cu 1100 «&KOB Simulação 1 0,05C 0,05N 1,3Mn 0,1 Ni 12,5Cr 1,0Cu 1160 0C Simulação 2* 0,05C 0,06N 1,3Mn 0,1 Ni 12,5Cr 1,0Cu 11800C Simulação 3* 0,05C 0,07N 1,3Mn 0,1 Ni 12,5Cr 1,0Cu 11900C Simulação 4* 0,05C 0,08N 1,3Mn 0,1Ni 12,5Cr 1,0Cu 12000C Simulação 5* 0,05C 0,05N 2,5Mn 0,1 Ni 12,5Cr1,0Cu 11900C

* formação de gás N2 durante a solidificação.

Os resultados de quantidade de ferrita delta medidos em amostras no estado bruto de fusão, para as 3 ligas da Tabela 4, são mostrados na Tabela 5 e na Figura 6. Observa-se que o aumento do teor de nitrogênio proposto promove considerável ganho (comparar liga 1 à Pl 1), em termos de aumento na temperatura para formação de 10% de ferrita delta. Contudo, o efeito mais forte ocorre quando se combina o efeito do N e de Mn, sendo este ganho até mesmo superior do calculado pelo software termodinâmico. Além dos valores da Tabela 4, é também interessante avaliar a evolução da quantidade de ferrita delta em função da temperatura. Isto é mostrado na Figura 1, ficando clara a redução da ferrita delta da liga 1 para a Pl 1 e, principalmente, para a Pl 2.

Tabela 4: Composição química dos lingotes de escala piloto produzidos, contendo a liga do estado da técnica definida na patente US 6358334, denominada por liga 1, e duas ligas estudadas na presente invenção

Liga: Liga 1 Pl 1 Pl 2 C 0,058 0,055 0,059 N 0,044 0,055 0,056 Si 0,39 0,39 0,40 Mn 1,05 1,05 2,46 P 0,025 0,026 0,025 S 0,085 0,097 0,140 Liga: Liga 1 Pl 1 PI 2 kt J!*; Cr 12,2 12,3 12,3 Mo 0,06 0,06 0,06 Ni 0,3 0,3 0,3 Cu 0,55 0,56 0,55 V 0,04 0,04 0,04 W 0,03 0,04 0,03 Al 0,009 0,009 0,005

Tabela 5: Fração volumétrica, determinada por metalografia

quantitativa, de ferrita delta na liga 1 e nas ligas Pl 1 e Pl 2. As medidas foram realizadas após 24 horas nas temperaturas indicadas.__

Liga: 11500C 11800C 12000C 12300C 12600C Liga 1 0% 0,6% 8,4% 21,3% 29,1% Pl 1 0% 0% 7,3% 15,7% 21,9% Pl 2 0% 0% 0,2% 3,2% 21,0%

Em termos da resposta ao tratamento térmico, como mostra a

Figura 2, as ligas Pl 1 e Pl 2 são ambas capazes de atingir os níveis de 30 a 34 HRC requeridos para as aplicações. Ε, o que é interessante notar, as ligas Pl 1 e Pl 2 possuem dureza no estado temperado da ordem de 35 a 40 HRC (valor obtido no gráfico, para temperatura de revenido igual a O0C), muito abaixo dos 55/65 HRC dos aços convencionais do estado da técnica da Tabela 1.

As ligas Pl 1 e Pl 2 possuem diferentes teores de S, que podem gerar vantagens ou desvantagens para a aplicação e, por isso, devem ser escolhidos dependendo da aplicação. Este fato foi analisado nos lingotes da Tabela 4, porém após conformação a quente para bitola quadrada de 70 mm (4x de redução em área). Os baixos valores são devido ao pequeno grau de redução aplicado aos lingotes experimentais.

O maior teor de enxofre da liga Pl 2 promove melhor usinabilidade, porém menor resistência ao impacto e resistência à corrosão. Os valores de tais mudanças podem ser observados na Tabela 5 e, em termos .-,ν

microestruturais, a diferente distribuição de enxofre das ligas Pl 1 e Pl 2 pòüem ser observados na Figura 3. A maior quantidade de sulfetos (cinza escuro ^na . Figura 3) e sua maior continuidade explicam a redução da resistência à corrosão e resistência ao impacto, respectivamente. E, em termos da usinabilidade, o fator preponderante é o maior volume de sulfetos da liga Pl 2.

Portanto, para aplicações de alta necessidade de usinabilidade e baixos requisitos de tenacidade e corrosão, ligas com altos teores de enxofre (em torno de 0,15%) são mais indicadas. Em casos de maior requisitos de tenacidade e corrosão, ligas com enxofre em torno de 0,10% são io mais indicadas.

Tabela 5: Valores relativos à usinabilidade, resistência à

corrosão e resistência ao impacto das ligas Pl 1 e Pl 2. As diferenças observadas são atribuídas ao diferente teor de enxofre das ligas._

Liga: Pl 1 (97 pppm S) Pl 2 (140 ppm S) Volume usinado até o desgaste da ferramenta (cm3), para velocidade de corte de 250 m/min e 121 199 avanço de 0,10 mm/dente. % Corroída após 2h em NaCI 5% a 35°C (ensaio nevoa salida, conforme ASTM B117) e 17 33 NBR 8094 Energia de Impacto (Charpy V, corpos de prova transversais, tratados para 32 HRC) 4,8 ± 1,8 2,7 ±0,3

EXEMPLO 2:

Devido à maior estabilidade em termos de ferrita delta, a

composição base da liga Pl 2 foi privilegiada e produzida industrialmente. Porém, devido à piora de propriedades mecânicas e de corrosão, o teor de enxofre da Pl 1 foi aplicado nesta produção em escala industrial. A Tabela 6 mostra a composição química desta liga, denominada Pl 3, e também a composição química de um aço 420 convencional que foi a ela comparado em termos de <Λ &

ο'

^ Hs.-λ

usinabilidade. Na última linha da mesma Tabela 6 é mostrado o volume usinagem até o fim de vida da ferramenta; pode ser observado o maior valor*1 volume usinado da liga Pl 3, indicando um ganho expressivo em relação ao aço 420 do estado da técnica.

Uma observação importante pode ser feita em relação à liga

Pl 3. O forjamento foi feito em temperaturas de 1200°C e, mesmo assim, a quantidade de ferrita delta ficou abaixo de 10%.

Portanto, os dois exemplos anteriores mostram que o aço da presente invenção, principalmente o Pl 3, é capaz de atender as necessárias propriedades de soldabilidade, usinabilidade, resistência à corrosão e resistência ao impacto, sem gerar dificuldades de processamento, por permitir maiores temperaturas de conformação a quente.

Tabela 6: Composição química do aço da presente invenção, produzido em escala industrial, e do aço 420 convencional, submetidos ao ensaio de usinabillidade (ambos com 32 HRC) __

Liga: Aço 420 Pl 3 C 0,37 0,046 N 0,008 0,040 Si 0,85 0,32 Mn 0,44 2,49 P 0,030 0,028 S 0,001 0,075 Cr 13,10 12,1 Mo 0,11 0,05 Ni 0,29 0,31 Cu 0,07 0,55 V 0,19 0,05 W 0,02 0,03 Al 0,025 0,005 Volume usinado até o desgaste da ferramenta (cm3), para velocidade de corte de 250 m/min e avanço de 0,10 mm/dente. 148 261

Claims

1. "AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR QUANTIDADE DE FERRITA DELTA", caracterizado por apresentar uma composição de elementos de liga que consistem essencialmente, em porcentagem em massa, de Carbono entre 0,01 e 0,20; Nitrogênio entre 0,01 e0,07; Manganês entre 2,0 e 4,0; Níquel entre 0,01 e 1,0; Cromo entre 11,0 e13,0; a soma Molibdênio + Tungstênio abaixo de 1,0; Cobre entre 0,01 e 1,5; Vanádio entre 0,01 e 1,0; Enxofre: até e 0,20; Cálcio até 0,01; Alumínio abaixo de 0,50; Silício menor que 1,0; o restante substancialmente de Fe e impurezas inevitáveis.

2. "AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR QUANTIDADE DE FERRITA DELTA", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por apresentar uma composição de elementos de liga que consistem essencialmente, em porcentagem em massa, de Carbono entre 0,03 e 0,10; Nitrogênio entre 0,03 e 0,06; Manganês entre 2,2 e 3,0; Níquel entre 0,10 e 0,50; Cromo entre 11,0 e 13,0; a soma Molibdênio + Tungstênio abaixo 0,5; Cobre entre 0,1 e 0,8; Vanádio entre 0,02 e 0,10; Enxofre: entre 0,05 e 0,14; Cálcio entre 0,001 e 0,003; Alumínio abaixo de 0,10; Silício menor que 0,5; o restante substancialmente de Fe e impurezas inevitáveis.

3. "AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR QUANTIDADE DE FERRITA DELTA" de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por apresentar uma composição de elementos de liga que consistem essencialmente, em porcentagem em massa, de Carbono entre 0,03 e0,08; Nitrogênio entre 0,03 e 0,06; Manganês entre 2,2 e 2,8; Níquel entre 0,10 e 0,50; Cromo entre 11,5 e 12,5; a soma Molibdênio + Tungstênio abaixo 0,1; Cobre entre 0,3 e 0,7; Vanádio entre 0,03 e 0,08; Enxofre: entre 0,08 e 0,12; Cálcio entre 0,0015 e 0,0025; Alumínio abaixo de 0,05; Silício menor que 0,5; o restante substancialmente de Fe e impurezas inevitáveis.

4.- "AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR^"" « QUANTIDADE DE FERRITA DELTA", de acordo quaisquer das reivindicações 1, ou 2 ou 3, caracterizado por possuir o Vanádio substituído por Nióbio ou Titânio^ numa proporção em que 1 parte de V eqüivale a 2 partes de Nb ou 1 parte de Ti.

5.- "AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR QUANTIDADE DE FERRITA DELTA", de acordo quaisquer das reivindicações 1, ou 2 ou 3 caracterizado por apresentar quantidade de ferrita delta inferior a 10% na sua microestrutura.

6.- "AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR QUANTIDADE DE FERRITA DELTA", de acordo quaisquer das reivindicações 1, ou 2 ou 3, caracterizado por ser homogeneizado, forjado ou laminado a quente em temperaturas superiores a 1160°C e, mesmo assim, apresentando quantidade de ferrita delta inferior a 10% na sua microestrutura.

7.-"AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR QUANTIDADE DE FERRITA DELTA", de acordo quaisquer das reivindicações 1, ou 2 ou 3 caracterizado por ser aplicado em moldes, matrizes e ferramentas de uso geral, para conformação de materiais sólidos ou líquidos, na temperatura ambiente ou em temperaturas até 1300 0C.

8.- "AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR QUANTIDADE DE FERRITA DELTA", de acordo quaisquer das reivindicações 1, ou 2 ou 3, caracterizado por ser aplicado em moldes para plásticos, em qualquer componente do molde.

9.-"AÇO INOXIDÁVEL PARA MOLDES COM MENOR QUANTIDADE DE FERRITA DELTA", de acordo quaisquer das reivindicações 1, ou 2 ou 3, caracterizado por ser aplicado em câmaras quentes ou outros dispositivos de moldes para plásticos, nos quais elevada resistência à corrosão e alta usinabilidade são necessárias.