4Cr5MoSiV es un grado estándar nacional chino, equivalente a AISI H11 en los Estados Unidos. En comparación con 4Cr5MoSiV1(AISI H13/DIN 1.2343), el contenido de vanadio en la composición de 4Cr5MoSiV es menor. 4Cr5MoSiV1 generalmente tiene mayor resistencia en caliente y dureza, y es más ampliamente utilizado, pero 4Cr5MoSiV todavía es el preferido para matrices de forja de martillo de alta velocidad debido a su excelente resistencia a la fatiga térmica.

1. Composición química (GB/T 1299—2000)

C	Si	Mn	Cr	Mo	V	PAG	S
0.33 – 0.43%	0.80 – 1.20%	0.20 – 0.50%	4.75 – 5.50%	1.10 – 1.60%	0.30 – 0.60%	≤0.030%	≤0.030%

2. Propiedades físicas del 4Cr5MoSiV

2.1 Temperaturas críticas

Punto crítico	C.A₁	C.A₃	Arkansas₁	Arkansas₃	Sra.	Mf
Temperatura (aprox.) / °C	853	912	720	773	310	103

2.2 Coeficiente de expansión lineal

Temperatura / °C	20 ~ 100	20 ~ 200	20 ~ 300	20 ~ 400	20 ~ 500	20 ~ 600	20 ~ 700
Coeficiente de expansión lineal α / 10⁻⁶ °C⁻¹	10.0	10.9	11.4	12.2	12.8	13.3	13.6

2.3 Conductividad térmica

Temperatura / °C	100	200	300	400	500	600	700
Conductividad térmica λ / [W/(m·K)]	25.9	27.6	28.4	28.0	27.6	26.7	25.9

2.4 Módulo de elasticidad

Temperatura / °C	20	100	200	300	400	500
Módulo de elasticidad E/MPa	227,000	221,000	216,000	208,000	200,000	192,000

2.5 Densidad y capacidad calorífica específica

Densidad / (g/cm³)	Capacidad calorífica específica cₚ (20 °C) / [J/(kg·K)]
7.69	459.8

3. Caliente Especificación del proceso de forjado para acero 4Cr5MoSiV

Artículo	Temperatura de calentamiento / °C	Temperatura inicial de forja / °C	Temperatura final de forja / °C	Método de refrigeración
Lingote de acero	1140 ~ 1180	1100 ~ 1150	≥900	Enfriamiento de arena o enfriamiento de pozo
Palanquilla de acero	1120 ~ 1150	1070 ~ 1100	850 ~ 900	Enfriamiento de arena o enfriamiento de pozo

4. Tratamiento térmico de 4Cr5MoSiV

4.1 Precalentamiento

Plan preliminar de tratamiento térmico	Parámetros del proceso
Recocido posterior a la forja	Temperatura de calentamiento: 860 ~ 890 °C, mantenida de 2 a 4 h; enfriamiento del horno por debajo de 500 °C y posterior enfriamiento al aire. Dureza tras el recocido: ≤ 229 HBW.
Recocido para alivio de tensiones	Temperatura de calentamiento 730 ~ 760 °C, mantener durante 3 ~ 4 h, enfriamiento del horno o enfriamiento del aire.

4.2 Enfriamiento

① Especificación del proceso de enfriamiento recomendado

Temperatura de enfriamiento / °C	Medio de extinción	Temperatura del medio de enfriamiento / °C	Paso siguiente	Dureza HRC
1000 ~ 1030	Aceite o aire	20 ~ 60	Enfriar a temperatura del aceite	53 ~ 55

② Relación entre la temperatura de temple y la dureza

Temperatura de enfriamiento / °C	950	975	1000	1025	1050	1075	1100
Dureza HRC	51	53	54.5	56	58	58.5	57.5

4.3 Templado

① Especificación del proceso de templado recomendado

Finalidad del templado	Temperatura / °C	Equipo	Refrigeración	Número de temperamentos	Dureza HRC
Elimina el estrés y reduce la dureza.	530 ~ 580	Horno de baño de sales fundidas u horno de aire	Aire fresco	2	47 ~ 49

Nota: La segunda temperatura de templado suele ser entre 20 y 30 °C más baja que la primera.

② Propiedades mecánicas después del revenido a diferentes temperaturas

Temperatura de revenido / °C	500	550	600	650
Dureza HRC	57	54.5	46.5	37
aᴋ / (J/cm²)	20	45	60	66

Nota: 1000 °C de enfriamiento por aire, 580 °C de temple.

4.4 Especificación recomendada del proceso de tratamiento de refuerzo de superficies

Proceso	Temperatura / °C	Tiempo/h	Medio	Espesor de capa / mm	Dureza superficial HV
Nitruración	560	2	KNO₃ 50% + NaNO₃ 50% (Fracción de masa)	0.04	640 ~ 690
Nitruración	580	8	Gas natural + amoniaco	0.25 ~ 0.30	830 ~ 860
Nitruración	540	12 ~ 20	Tasa de descomposición del amoníaco 30% ~ 60%	0.15 ~ 0.20	550 ~ 750

5. Propiedades mecánicas

El acero 4Cr5MoSiV (H11) es un acero para herramientas de trabajo en caliente de tipo temple por enfriamiento al aire. Presenta buena tenacidad y, tras un tratamiento térmico de refuerzo, su resistencia puede superar los 2070 MPa. Gracias a su temple al aire, la deformación por temple y la tensión residual son bajas, así como la tendencia a la oxidación superficial. Puede producir un fenómeno de endurecimiento secundario y alcanzar un rendimiento óptimo al revenirse por encima de 510 °C. Tras el revenido a alta temperatura, se elimina la mayor parte de la tensión interna. Presenta buena estabilidad térmica y resistencia a la erosión de la aleación de aluminio fundido. Por debajo de 650 °C, presenta alta ductilidad, tenacidad al impacto, resistencia a la oxidación, resistencia a la fatiga térmica, así como alta resistencia a la fluencia y a la tracción.

5.1 Propiedades mecánicas de alta temperatura

Temperatura de prueba / °C	Rₘ / MPa	Rₑₗ / MPa	A (%)	Z (%)
300	1504	1311	12.0	39.1
600	895	794	21.9	72.9
650	471	402	33.1	85.5
700	226	179	55.0	94.5

5.2 Dureza a alta temperatura

Temperatura de prueba / °C	300	450	600	650	700	750
Dureza HV	491.5	448.5	384.0	302.5	227.5	178.5

Nota: Dureza original de la muestra 49~50HRC.

5.3 Tenacidad al impacto a alta temperatura

Temperatura de prueba / °C	300	600	650	700
Energía de absorción de impacto K/J	28.8	31.0	36.5	70.0

5.4 Rendimiento frente a la fatiga térmica

	Grado
20 ~ 650 °C repetido 1000 veces	8.2
20 ~ 750 °C repetido 1000 veces	14.6

5.5 Resistencia al desgaste térmico

Resistencia al desgaste térmico del acero 4Cr5MoSiV (I)

Rotaciones/tiempos	300	600	900	1200	1500	2500
Pérdida de peso / mg	0.67	0.80	1.4	1.63	1.97	2.62

Nota: Temperatura de prueba 800 ~ 850 °C, presión 784 ~ 882 N, dureza de la muestra 49 ~ 50 HRC.

Tabla 5-89 Resistencia al desgaste térmico del acero 4Cr5MoSiV (II)

Rotaciones/tiempos	100	200	300	400	500	600	700	1000
Pérdida de peso / mg	0.77	1.67	2.50	3.47	4.33	4.90	5.60	7.40

Nota: Temperatura de prueba 910 ~ 950 °C, presión 1784 ~ 1813 N, dureza de la muestra 49 ~ 50 HRC.

5.6 Resistencia al revenido

Temperatura / °C	500 (temperatura máxima de endurecimiento secundario)	560	615	600	653
Dureza HRC	55.0 (dureza de endurecimiento secundario más alta)	49.0	42.0	36.0	35.0

Nota: Muestra templada en aceite a 1020°C, dureza 59~60HRC.

5.7 Resistencia a la corrosión térmica

Temperatura y tiempo de prueba	620 °C × 4 h	680 °C × 4 h
Pérdida de peso / (g/dm²)	4.4188	16.4

5.8) Límite de fatiga

Temperatura de prueba / °C	Temperatura ambiente	300	400	450	500
σ-1 / MPa	880	680	640	630	610
σ-1k / MPa	570	440	430	-	420

5.9 Estabilidad térmica del acero 4Cr5MoSiV a 620 °C

Tiempo de retención/h	2	4	6	8	11.5	14.5	17.5	21
Dureza HRC	39.4	38.4	36.9	35.1	34.4	33.2	32.6	32.3

Nota: La dureza original de la muestra era 49,9 HRC.

6. Aplicaciones

El acero 4Cr5MoSiV (H11) se utiliza habitualmente para la fabricación de moldes de fundición a presión para piezas de aluminio, matrices de extrusión en caliente, herramientas y varillas de núcleo para perforación, matrices de forja en prensa, moldes de plástico, etc. Además, debido a su buena resistencia a temperatura media, también se utiliza para la fabricación de componentes estructurales para aeronaves, cohetes y piezas para turbinas de vapor y turbinas de gas.