Tabla de temperatura de austenización para H13
La temperatura de austenización determina tres cosas a la vez en el H13. Decide cuánto carburo vuelve a la solución, cuánto crece el grano de austenita y qué dureza tiene el acero al salir del temple. Las tres tablas siguientes son valores medidos en un estudio publicado sobre acero para matrices H13, a temperaturas de austenización de 1024, 1066 y 1107 °C mantenidas durante 25, 50 y 80 minutos. Este es un resumen de referencia de la práctica publicada y no una especificación nuestra.
Cómo se tomaron las tres mediciones
Las nueve filas describen las mismas nueve condiciones de austenización, por lo que una fila de una tabla puede leerse con la misma fila de las otras. Las probetas de 25 minutos se austenizaron en baño de sal neutra y se enfriaron al aire. Las probetas de 50 y 80 minutos se enfriaron a velocidades que simulan el núcleo de una barra redonda de 152 mm y de 305 mm, porque un bloque de matriz pesado no se enfría a la velocidad de una probeta pequeña. Las cifras de dureza son el promedio de cinco ensayos redondeado al 0.5 HRC más cercano.
El estudio abarcó tres temperaturas de austenización en lugar del rango de trabajo solamente. La práctica normal para el H13 se sitúa entre 1010 y 1024 °C, y 1107 °C está por encima, por lo que las nueve filas trazan la dirección en que se mueve cada propiedad al elevar la temperatura y muestran dónde la estructura empieza a volverse desigual.
Tamaño de grano después de la austenización
Tamaño de grano ASTM frente a temperatura y tiempo de permanencia
| Temperatura (°C) | Tiempo de permanencia (min) | Tamaño de grano ASTM promedio | Desviación estándar | Intervalo de confianza del 95% |
|---|---|---|---|---|
| 1024 | 25 | 10.1 | 0.31 | 9.9 a 10.3 |
| 1024 | 50 | 9.7 | 0.21 | 9.5 a 9.9 |
| 1024 | 80 | 9.8 | 0.47 | 9.5 a 10.1 |
| 1066 | 25 | 8.8 | 0.37 | 8.5 a 9.1 |
| 1066 | 50 | 8.8 | 0.27 | 8.6 a 9.0 |
| 1066 | 80 | 8.2 | 0.64 | 7.7 a 8.7 |
| 1107 | 25 | 7.1 | 1.24 | 6.2 a 7.9 |
| 1107 | 50 | 6.8 | 1.31 | 6.1 a 7.5 |
| 1107 | 80 | 5.9 | 2.15 | 4.4 a 7.4 |
Fuente, Tabla V, Results of the Grain Size Ratings, página impresa 129 de Tool Materials for Molds and Dies, Application and Performance, editado por G. Krauss y H. Nordberg, página 136 del PDF de la copia consultada. Las cifras se leyeron de la imagen de la página y no de la capa de texto escaneada.
Las probetas se austenizaron en sal neutra, se templaron por etapas a 760 °C en sal durante 10 minutos y se enfriaron al aire. Los números de tamaño de grano se convirtieron a partir del tamaño de grano por intersección de Snyder-Graft y el intervalo se calcula con el estadístico t de Student. Un número ASTM más alto significa un grano más fino.
Carburo disuelto en solución
Porcentaje en volumen de carburo primario después de la austenización
| Temperatura (°C) | Tiempo de permanencia (min) | Enfriamiento | Volumen % promedio | Desviación estándar | Intervalo de confianza del 95% |
|---|---|---|---|---|---|
| 1024 | 25 | Enfriado al aire | 2.24 | 0.65 | 2.06 a 2.42 |
| 1024 | 50 | Redondo de 152 mm, simulado | 1.97 | 0.63 | 1.80 a 2.14 |
| 1024 | 80 | Redondo de 305 mm, simulado | 2.00 | 0.65 | 1.83 a 2.17 |
| 1066 | 25 | Enfriado al aire | 1.60 | 0.29 | 1.47 a 1.73 |
| 1066 | 50 | Redondo de 152 mm, simulado | 1.42 | 0.34 | 1.27 a 1.57 |
| 1066 | 80 | Redondo de 305 mm, simulado | 1.35 | 0.44 | 1.14 a 1.55 |
| 1107 | 25 | Enfriado al aire | 1.30 | 0.26 | 1.18 a 1.42 |
| 1107 | 50 | Redondo de 152 mm, simulado | 0.88 | 0.28 | 0.74 a 1.02 |
| 1107 | 80 | Redondo de 305 mm, simulado | 0.92 | 0.35 | 0.80 a 1.00 |
Fuente, Tabla VI, Results of the Volume % Primary Carbide Determination, página impresa 130 del mismo libro, página 137 del PDF de la copia consultada. Leído de la imagen de la página y no de la capa de texto escaneada.
Las probetas de 25 minutos se trataron en sal neutra y las de 50 y 80 minutos en un horno de mufla de resistencia eléctrica bajo argón. El intervalo utiliza la distribución de probabilidad normal. La cifra es la fracción en volumen de carburo primario, es decir, el carburo que aún no se ha disuelto en la estructura templada.
Dureza tal como se templa
Dureza Rockwell C después del temple
| Temperatura (°C) | Tiempo de permanencia (min) | Enfriamiento | Dureza (HRC) |
|---|---|---|---|
| 1024 | 25 | Enfriado al aire | 52.5 |
| 1024 | 50 | Redondo de 152 mm, simulado | 48.5 |
| 1024 | 80 | Redondo de 305 mm, simulado | 47.5 |
| 1066 | 25 | Enfriado al aire | 53.5 |
| 1066 | 50 | Redondo de 152 mm, simulado | 49.0 |
| 1066 | 80 | Redondo de 305 mm, simulado | 48.0 |
| 1107 | 25 | Enfriado al aire | 55.0 |
| 1107 | 50 | Redondo de 152 mm, simulado | 50.0 |
| 1107 | 80 | Redondo de 305 mm, simulado | 48.0 |
Fuente, Tabla VIII, Dureza Rockwell C tal como se templa, página impresa 133 del mismo libro, página 140 del PDF de la copia consultada. Leído de la imagen de la página en lugar de la capa de texto escaneada.
Las condiciones de tratamiento son las de la Tabla VI. Cada cifra es el promedio de cinco ensayos redondeado al 0.5 HRC más cercano y es la dureza directamente después del temple, antes de cualquier revenido.
Lectura conjunta de las tres tablas
El tamaño de grano cae cerca de una línea recta a medida que sube la temperatura, con un coeficiente de correlación de menos 0.8624 en el rango de 1024 a 1107 °C. Frente a la práctica normal de 1010 a 1024 °C, austenizar a 1066 °C reduce el número de tamaño de grano ASTM promedio en aproximadamente 13 por ciento, lo que la fuente no considera una pérdida grave de estructura. El tiempo de permanencia no tiene un efecto estadísticamente significativo sobre el tamaño de grano. La excepción es 1107 °C, donde la desviación estándar se amplía a 1.24, 1.31 y 2.15 frente a 0.21 a 0.47 en las dos temperaturas inferiores, por lo que la estructura de grano ya no es uniforme de pieza a pieza.
La disolución de carburos también es casi lineal, con un coeficiente de correlación de menos 0.9450. Un aumento de 50 °C en la temperatura de austenización redujo la fracción volumétrica de carburo primario en aproximadamente 33 por ciento en este material, y ese es la mayor parte del cambio en la resistencia al desgaste que el tratamiento puede producir. El tiempo de permanencia y la velocidad de enfriamiento después de la austenización no produjeron diferencias estadísticamente significativas en el volumen de carburo, por lo que la temperatura es la palanca en lugar del tiempo a temperatura.
La dureza directamente después del temple aumenta con la temperatura de austenización, con un coeficiente de correlación de 0.9926 para las probetas de 25 minutos enfriadas al aire, con 0.9806 y 0.8695 para las dos secciones de barra redonda simuladas. La misma tabla muestra claramente el efecto de sección. Las probetas enfriadas al aire salen entre 52.5 y 55.0 HRC, mientras que la simulación de 305 mm queda entre 47.5 y 48.0 HRC a la misma temperatura de austenización, por lo que un bloque pesado templa más lento y no se obtiene mayor dureza.
Las tres tablas juntas describen el compromiso en el centro del tratamiento térmico del H13. Una temperatura de austenización más alta disuelve más carbono y aleación, lo que eleva la dureza tal como se templa y la respuesta de endurecimiento secundario después del revenido, mientras que el carburo no disuelto que aporta resistencia al desgaste se reduce y el grano engrosa. Una temperatura más baja deja más carburo para el desgaste y un grano más fino para la tenacidad, con una dureza tal como se templa más baja. En estos datos, la temperatura dentro de la banda de trabajo hace la mayor parte del trabajo y el tiempo de permanencia hace muy poco.
Una advertencia sobre el rango cubierto. Las nueve filas provienen de un solo estudio sobre una sola colada de H13 y las filas de 1107 °C están por encima de la práctica normal. Léalas por la dirección en que se mueve cada propiedad y por la magnitud del cambio, y luego confirme las cifras para un troquel en particular contra el certificado de ensayo del material y la especificación de tratamiento térmico.
Datos de referencia relacionados
El grado al que pertenecen estas cifras está en acero para herramientas H13. La práctica de tratamiento térmico se expone en el Guía de tratamiento térmico H13, y la dureza a la que trabaja el troquel terminado está en Dureza del acero H13. Para el número de tamaño de grano en sí, incluido lo que promedia cada número ASTM en diámetro de grano, véase el Tabla de tamaño de grano ASTM para acero para herramientas. El volumen de carburo por grado en las familias de aceros para herramientas se lista en Fracciones volumétricas de carburos en aceros para herramientas y cuchillos, y la misma comparación de austenización para el lado de trabajo en frío está en Temperatura de austenización D2.
Compilado de Tool Materials for Molds and Dies, Application and Performance (G. Krauss y H. Nordberg, eds.), el capítulo sobre tratamiento térmico y propiedades del acero para troqueles H13, Tablas V, VI y VIII en las páginas impresas 129, 130 y 133. Las tablas se reproducen tal como se publicaron y son un resumen de referencia más que una especificación de Aobo Steel, por lo que deben tratarse como el comportamiento que mide el sector y no como una instrucción de tratamiento térmico para un troquel en particular.