Nástrojová ocel H11 a H13

Nástrojová ocel H11 a Nástrojová ocel H13 obě jsou nástrojové oceli pro práci za tepla. Patří do řady H systému Americké společnosti pro testování a materiály (ASTM).

H11 a H13 představují nástrojové oceli pro práci za tepla. Nabízejí dobrou rovnováhu mezi cenou a výkonem, díky čemuž jsou referenčním bodem pro různé aplikace ve formách pro tváření za tepla. Tyto materiály byly původně vyvinuty pro tlakové lití a vykazují vysokou prokalitelnost, minimální deformaci během tepelného zpracování, minimální tendenci k oxidaci, dobrý výkon při popouštění, odolnost proti korozi tekutého hliníku a vysokou odolnost proti tepelné únavě.

Primární rozdíl mezi ocelí H11 a H13 je ten, že H13 obsahuje přibližně o 0,51 TP3T více vanadu. Tento dodatečný obsah vanadu dále zvyšuje tvrdost za tepla a odolnost proti popouštění, ale může také mírně snížit houževnatost, zejména během kalení a popouštění.

H13 o něco lépe odolává měknutí po tepelném zpracování, ale jeho houževnatost je o něco nižší. Ve srovnání s H11 může mít H13 tendenci mít nerovnoměrné rozložení karbidů vanadu. To je zvláště důležité za podmínek homogenizace výroby pro maximalizaci houževnatosti.

Tento článek porovnává H11 a H13 na základě určitých údajů. Některé údaje pocházejí z literatury a byly odpovídajícím způsobem citovány.

---

Chemické složení h11 a H13

Typ AISI	UNS č.	C (%)	Mn (%)	Si (%)	Cr (%)	Ni (%)	Po (%)	W (%)	V (%)
H11	T20811	0.33-0.43	0.20-0.50	0.80-1.20	4.75-5.50	0,30 max	1.10-1.60	…	0.30-0.60
H13	T20813	0.32-0.45	0.20-0.50	0.80-1.20	4.75-5.50	0,30 max	1.10-1.75	…	0.80-1.20

---

Porovnání hlavních faktorů nástrojové oceli H11 a H13

• Odolnost proti opotřebení: H11 a H13 mají stejnou hodnotu 3, což znamená stejnou odolnost proti opotřebení.
• Houževnatost: Oba mají hodnotu 9, což naznačuje vysokou houževnatost pro oba typy.
• Tvrdost za tepla: Oba mají stejnou hodnotu 6, což ukazuje na podobné vlastnosti tvrdosti za tepla.

Na základě této tabulky se zdá, že H11 a H13 mají velmi podobné vlastnosti v odolnosti proti opotřebení, houževnatosti a tvrdosti za tepla.

---

Porovnání výrobních faktorů pro nástrojové oceli H11 a H13

• Dostupnost: Nástrojová ocel H11 i H13 má hodnocení dostupnosti 4, což naznačuje, že jsou stejně dostupné.
• Náklady: Oba typy oceli mají nákladové hodnocení 1, což znamená, že mají podobnou cenu.
• Obrobitelnost: Jak H11, tak H13 mají hodnocení obrobitelnosti 8, což naznačuje, že jsou oba relativně snadno obrobitelné.

Tabulka ukazuje, že nástrojová ocel H11 a H13 je s ohledem na tyto tři výrobní faktory podobná.

---

Porovnání ostatních parametrů

Faktor	Nástrojové oceli H11	Nástrojové oceli H13
Obvyklá pracovní tvrdost, HRC	38-55	40-53
Hloubka kalení	D	D
Nejjemnější velikost zrna při plné tvrdosti, Shepherd Standard	8	8
Tvrdost povrchu po kalení, HRC	53-55	51-54
Tvrdost jádra (25 mm nebo 1 in., průměr kruhového průřezu), HRC	53-55	51-54
Kalící médium	A	A
Teplota kalení, °C (°F)	995-1025 (1825-1875)	995-1040 (1825-1900)
Změna rozměrů při kalení	L	L
Bezpečnost při kalení	H	H
Náchylnost k oduhličení	H	H
Přibližná tvrdost válcovaná nebo kovaná, HB	500	500
Tvrdost žíhaná, HB	192-229	192-229
Teplota žíhání, °C (°F)	845-900 (1550-1650)	845-900 (1550-1650)
Rozsah temperování, °C (°F)	540-650 (1000-1200)	540-650 (1000-1200)
Teplota kování, °C (°F)	1065-1150 (1950-2100)	1065-1150 (1950-2100)

Nástrojové oceli H11 a H13 mají mnoho podobností, pokud jde o jejich mechanické vlastnosti, tepelné zpracování vlastnosti a schopnosti kování. Primární rozdíl spočívá v jejich rozsahu tvrdosti, přičemž H13 nabízí mírně vyšší tvrdost pro náročnější aplikace. Volba mezi těmito dvěma ocelemi závisí na specifických požadavcích zamýšleného použití, jako je úroveň odolnosti proti opotřebení, houževnatost a potřebná rozměrová stabilita.

---

Tahové vlastnosti nástrojových ocelí H11 a H13 při zvýšených teplotách

Ocelový typ	Testovací teplota (°C)	Testovací teplota (°F)	Pevnost v tahu (MPa)	Pevnost v tahu (ksi)	Mez kluzu (0,21 TP3T offset) (MPa)	Mez kluzu (0,21 TP3T offset) (ksi)	Prodloužení (50 mm) (%)	Zmenšení plochy (%)	Tvrdost při pokojové teplotě (HRC) Před testování	Tvrdost při pokojové teplotě (HRC) Po testování
H11	Pokoj	Pokoj	1806	262	1482	215	10	35.8	50	50
	150	300	1689	245	1358	197	10.1	36.1	50	50
	260	500	1600	232	1345	195	9.8	34.5	50	50
	345	650	1579	229	1317	191	10	35.2	50	50
	425	800	1510	219	1289	187	11.4	38.7	50	50
	480	900	1427	207	1145	166	12.2	38.9	50	50
	540	1000	1241	180	965	140	11	35.4	50	50
	595	1100	979	142	724	105	12.8	46.2	50	47
	650	1200	586	85	434	63	18.9	66.6	50	41
H13	480	900	1531	222	–	–	9	37	52	–
	540	1000	1413	205	–	–	11	43	52	–
	595	1100	1193	173	–	–	15	49	52	–
	650	1200	814	118	–	–	22	59	52	–

Poznámka:

• „-“ ve sloupcích Mez kluzu pro ocel H13 znamená, že data nebyla k dispozici.
• Sloupec Tvrdost při pokojové teplotě (HRC) zobrazuje hodnoty před a po testování oddělené čárkou.
• Údaje z Teledyne VASCO. Allegheny Ludlum Industries a Universal-Cyclops Steel Corp. 

---

Rázová houževnatost CVN nástrojových ocelí H11 a H13 jako funkce zkušební teploty.

Tento graf naznačuje, že H11 a H13 se stávají odolnějšími vůči nárazu při vyšších teplotách. H13 je však citlivější na změny teplot a vykazuje výraznější nárůst rázové houževnatosti s rostoucí teplotou.