Diâmetro Ideal de Temperabilidade (ASTM A255)
Calcula o diâmetro ideal D_I de Grossmann pelo método de temperabilidade calculada da ASTM A255: parte do diâmetro base do carbono, D_I = 0,54·√(%C) polegadas para grão austenítico ASTM nº 7, e o multiplica pelos fatores de liga (1 + 3,3333·Mn)·(1 + 0,7·Si)·(1 + 2,16·Cr)·(1 + 0,363·Ni)·(1 + 3,0·Mo). O resultado, já convertido para milímetros, é o diâmetro da barra que ainda temperaria com 50 % de martensita no centro se o meio de resfriamento fosse ideal — ou seja, é o índice que ordena aços pela PROFUNDIDADE de endurecimento, e não pela dureza máxima, que depende praticamente só do carbono. Como os fatores são multiplicativos e não aditivos, 1 % de manganês sozinho já multiplica a temperabilidade por 4,33, enquanto o mesmo 1 % de níquel a aumenta em apenas 36 % — a ordem de potência é manganês, molibdênio, cromo, silício e níquel, e é ela que explica por que o níquel entra nos aços de construção mecânica pela tenacidade, não pela temperabilidade. Vale um aviso de leitura: o D_I é o diâmetro que temperaria num meio ideal, de severidade infinita — em óleo o diâmetro crítico real fica entre um terço e metade dele. O fator do manganês vale até 1,2 %, acima do qual a norma troca de expressão, e a página recusa a partir daí. Informe os teores de carbono, manganês, silício, cromo, níquel e molibdênio.
Resultado
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Diâmetro Ideal de Temperabilidade pela ASTM A255
A dureza máxima que um aço alcança depende quase só do carbono. A profundidade em que essa dureza aparece depende da liga, e é outra história — é o que faz um 1045 e um 4140, com carbono parecido, se comportarem de formas opostas num eixo de 80 mm. O diâmetro ideal D_I ordena os aços por essa profundidade num único número em milímetros. Serve para escolher entre duas ofertas de aço, para julgar se uma corrida que veio na ponta baixa da faixa de composição ainda tempera a peça, e para justificar tecnicamente a troca de um grau por outro.
O método de temperabilidade calculada da ASTM A255 parte do carbono e multiplica: D_I = 0,54·√(%C) polegadas, válido para grão austenítico ASTM nº 7, vezes (1 + 3,3333·Mn)·(1 + 0,7·Si)·(1 + 2,16·Cr)·(1 + 0,363·Ni)·(1 + 3,0·Mo). A página converte para milímetros. Com os valores padrão, a composição de um 4140 (0,40 C / 0,90 Mn / 0,25 Si / 0,95 Cr / 0,20 Mo), a base vale 0,3415 pol e os fatores 4,000, 1,175, 3,052 e 1,600, dando 7,84 pol, ou 199,1 mm. A conferência vem da própria norma, que tabela 4,333 para 1,00 % de Mn: com C = 1,00, Mn = 1,00 e o resto em zero, a página imprime 59,4 mm, que é 0,54 × 4,3333 = 2,340 pol. Um 1045 (0,45 C / 0,75 Mn / 0,25 Si) devolve 37,8 mm, 1,49 pol.
D_I é o diâmetro que temperaria num meio de severidade infinita, que não existe. Para chegar ao diâmetro crítico real entra-se com o D_I na carta de Grossmann junto com a severidade H do meio — perto de 1,0 para água agitada, 0,35 para óleo e 0,02 para ar — e o valor cai bastante. O critério também não é dureza plena: é 50 % de martensita no centro. A base 0,54·√(%C) pressupõe grão ASTM 7, e não existe campo de tamanho de grão nesta página. O fator linear do manganês só vale até 1,2 %; acima disso a página ainda aceita, até 2 %, e passa a superestimar. Boro, que multiplica a temperabilidade por 1,5 a 3, não tem campo, e nada disso vale para liga que ficou sem dissolver na austenitização.
Perguntas frequentes
O diâmetro ideal é o maior diâmetro que consigo temperar?
Por que o manganês pesa muito mais que o níquel?
Posso usar a ferramenta com aço ao boro?
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