O processo de tratamento térmico à baixa temperatura é um dos métodos mais promissores para melhorar o desempenho dos materiais. O tratamento criogênico promove a transformação de austenita retida do aço em martensita, o que é atribuída para melhorar a dureza e resistência ao desgaste. Neste trabalho foram analisados os efeitos dos diferentes ciclos de tratamentos térmicos, comparando-se à tempera convencional (têmpera 1050°C + revenido simples e duplo a 200/530°C) respeito à adição do tratamento criogênico, (têmpera 1050°C + criogenia a -125°C + revenido simples e duplo a 200/530°C) com e sem tempo de espera de 24 horas, com a finalidade de avaliar a estabilização térmica da austenita retida no aço em relação a quantidade presente na microestrutura e consequentemente na influencia nas propriedades mecânicas do aço ferramenta para trabalho a frio AISI D2. As análises foram conduzidas através de testes de dureza, impacto, microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Os resultados encontrados foram uma variação pouco significativa na dureza entre 57 e 58 HRC. Foi evidenciada a baixa tenacidade ao impacto do aço AISI D2, independente das rotas dos ciclos de tratamento térmico, resultado da alta percentagem de carbonetos dispostos na microestrutura. A resistência ao impacto no aço em estudo após o tratamento criogênico, esses resultados foram relacionados à microestrutura do material.

The heat treatment process at low temperature is one of the most promising methods to improve the performance of materials. The cryogenic treatment promotes the transformation of retained austenite from the steel into martensite, which is attributed to improved hardness and wear resistance. In this work the effects of the different cycles of thermal treatments were analyzed, comparing to conventional tempering (tempering 1050°C + single and double annealing at 200/530°C) with respect to the addition of the cryogenic treatment (tempera 1050°C + cryogenics to - 125°C + single and double tempering at 200/530°C) with and without waiting time of 24 hours, in order to evaluate the thermal stabilization of the austenite retained in the steel in relation to the amount present in the microstructure and consequently in the influence on the mechanical properties of cold working tool steel AISI D2. The analyzes were conducted through tests of hardness, impact, optical microscopy, scanning electron microscopy and X-ray diffraction. The results found were a minor variation in hardness between 57 and 58 HRC. It was evidenced the low impact toughness of the AISI D2 steel, independent of the thermal treatment cycle routes, as a result of the high percentage of carbides disposed in the microstructure. The impact resistance in the steel studied after the cryogenic treatment, these results was related to the microstructure of the material.