H11 TOOL STEEL | 1.2343 | SKD6

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El acero para herramientas H11 es un acero que se endurece por enfriamiento por aire. acero para herramientas de trabajo en caliente. It has excellent toughness, thermal strength, fatigue performance, and wear resistance at medium temperatures. Additionally, it retains some toughness in the quenched state and demonstrates strong resistance to thermal fatigue. When air-quenched at lower austenitizing temperatures, it exhibits minimal heat treatment deformation and a low tendency to form oxide skin. H11 tool steel can effectively resist the corrosion of molten aluminum, making it a popular choice for manufacturing aluminum die casting molds, hot extrusion tools, stamping and forging molds, and plastic molds.

La designación de este acero es H11 en el sistema estadounidense ASTM A681. De igual manera, otras normas nacionales utilizan designaciones comparables, como ISO X37CrMoV5-1, Japón/JIS SKD6, EE. UU./UNS T20811, Alemania/DIN X38CrMoV5-1, Alemania/W-Nr. 1.2343, República Checa (CSN) 19552 y China/GB. 4Cr5MoSiV.

1. Aplicaciones

• Matrices de fundición a presión
• Matrices de forja
• Herramientas de extrusión
• Cuchillas de cizalla en caliente:
• Componentes aeroespaciales

2. Composición química¹

3. Propiedades²

El acero para herramientas H11 posee una combinación excepcional de dureza alcanzable, dureza en rojo (dureza en caliente), tenacidad y resistencia al desgaste.

• Fuerza:Puede tratarse térmicamente hasta alcanzar límites de elasticidad de 0,2% muy superiores. 1380 MPa (200 ksi) y resistencias a la tracción máximas superiores 2070 MPa (300 ksi). 
• DurezaLas durezas de trabajo normales suelen oscilar entre 40 y 55 HRC. Para aplicaciones como la fundición a presión de aluminio, se recomienda una dureza de 47 HRC. En fundición a presión, las matrices H11 pueden endurecerse a 42-52 HRC, los insertos y núcleos a 46-52 HRC, los émbolos a 46-50 HRC, las correderas a 46-52 HRC, los manguitos de inyección a 44-48 HRC y las boquillas a 32-42 HRC. Para punzones y matrices de forja en caliente, la dureza suele oscilar entre 44 y 48 HRC. Los rodillos de laminación en caliente (para series cortas y bajas temperaturas) utilizan H11 a 40-48 HRC. Las matrices de estampación en caliente suelen tener una dureza de 48-52 HRC.
• Dureza en caliente/dureza roja: Buena resistencia al revenido, manteniendo alta dureza y resistencia a temperaturas elevadas. Resiste el ablandamiento durante la exposición continua a temperaturas de hasta 540 °C (1000 °F). Si bien su dureza en caliente es inferior a la de otros aceros para trabajo en caliente, como el H19 o el H21, conserva la dureza mejor que otros aceros de aleación media a temperaturas más altas. La dureza en caliente/dureza roja es una propiedad muy importante para los aceros para herramientas de trabajo en caliente.
• Tenacidad y ductilidad: Buena ductilidad y resistencia al impacto. Presenta mayor resistencia a la fractura frágil en comparación con aceros con mayor contenido de aleación, como H14, H19 y H21. Los procesos de fundición por electroescoria (ESR) o por arco al vacío (VAR) pueden mejorar significativamente la ductilidad y la tenacidad.
• Resistencia a la fatigaEste material ofrece alta resistencia a la fatiga y estabilidad térmica en un rango de temperatura de 75 a 540 °C (167 a 1000 °F). En comparación con el acero 4340, sometido al mismo tratamiento térmico de alta intensidad, el H11 presenta mayor resistencia a la fatiga.
• Resistencia al desgaste:Su resistencia al desgaste es menor que la del H13.
• Soldabilidad: Es fácilmente soldable, incluso en secciones pesadas. 
• Maquinabilidad: Good machinability, rated around 70% of a standard 1% carbon steel.
• Propiedades térmicas:Tiene un coeficiente de expansión térmica relativamente bajo y una conductividad térmica de 26 W/m·K.
• Resistencia a la corrosión:Resistencia a la oxidación y corrosión por encima de la media.
• Resistencia a la comprobación del calor:Buena resistencia a la fatiga térmica o agrietamiento por calor.

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4. Tratamiento térmico del acero para herramientas H11

Preciso Tratamiento térmico del acero para herramientas H11 Es crucial para lograr su rendimiento óptimo como acero para matrices de cromo 5% para trabajo en caliente y acero de ultraalta resistencia, similar al H11 Modificado y al H13. Este proceso optimiza la microestructura para herramientas de fábrica exigentes. 

4.1 Forja

Este acero se forja fácilmente, con un rango de temperatura de forja adecuado de 1120 a 1150 °C (2050 a 2100 °F)Te recomendamos precalentando el tocho a 790 a 815 °C (1450 a 1500 °F), y luego calentarlo uniformemente hasta la temperatura de forja. La temperatura de forja debe NO ser inferior a 925 °C (1700 °F)Si la temperatura desciende cerca de este nivel, debe recalentarse antes de continuar con el proceso de forjado.

4.2 Austenización (endurecimiento)

La austenitización, el paso principal de endurecimiento, implica calentar para transformar su estructura en austenita. Esto permite una conversión y disolución uniforme de elementos de aleación y carburos.

• Precalentamiento: Se recomienda precalentar el H11 a 760-815 °C (1400-1500 °F) antes de austenizar para minimizar el choque térmico y el agrietamiento, especialmente para este material de alta aleación.
• Temperaturas de austenitización y tiempos de remojo: La temperatura de austenización es de 995 a 1025 °C (1825 a 1875 °F). El tiempo de remojo es de 20 minutos + 5 minutos por cada 25 mm (1 pulgada) de espesor.

Mantener la temperatura de austenización garantiza una transformación y disolución uniformes.

4.3 Quenching

Tras la austenización, el acero H11 se templa rápidamente para formar martensita dura. El H11 es un acero de temple al aire que proporciona un endurecimiento uniforme en secciones grandes con mínima tensión residual y cambio dimensional. El enfriamiento por aire es el método estándar y preferido para el acero para herramientas H11. Si bien el enfriamiento por aire es estándar, el temple en aceite a partir de 995 °C (1825 °F) es una posible alternativa. El H11 y otros aceros para herramientas de trabajo en caliente deben Nunca te apagues con agua, ya que esto puede provocar grietas.

4.4 Templado

After hardening, tempering H11 tool steel by reheating to a lower temperature is crucial for improving toughness, relieving stress, and stabilizing properties. Steel H11 is a secondary hardening steel. It achieves its best performance when tempered at temperatures above 510°C (950°F). We recommend performing multiple tempering treatments on it to achieve optimal toughness and extend tool life. Allow parts to cool to room temperature between each tempering cycle to minimize residual austenite. 

4.5 Recocido 

The annealing temperature is 845-900 °C (1550-1650 °F)). La velocidad de enfriamiento es 22-40 °C/h (40-75 °F/h)La dureza después del recocido es 192-229 HB.

4.6 Otras consideraciones importantes sobre el tratamiento térmico H11

• Normalizando: Este proceso es generalmente no recomendado para aceros para herramientas H11 o H13 debido al alto riesgo de agrietamiento, especialmente con descarburación superficial.
• Alivio del estrés: Tras el tratamiento de la pieza H11, como rectificado, soldadura o electroerosión (EDM), recomendamos encarecidamente someterla a un tratamiento de alivio de tensiones a 650 °C. Este tratamiento debe realizarse a una temperatura entre 14 y 28 °C (25 y 50 °F) inferior a la temperatura de revenido anterior. Tras el alivio de tensiones, enfríe lentamente a una velocidad máxima de 300 °C/h para evitar la formación de nuevas tensiones.
• Tratamiento criogénico: Sub-zero treatment (e.g., -73°C / -100°F) can reduce retained austenite, but H11’s high tempering temperatures usually make it unnecessary for achieving maximum secondary hardening response.
• Protección de superficies: Proteger sus superficies de la oxidación y la descarburación durante tratamientos de alta temperatura, como la austenización y el recocido, es vital. Esto suele lograrse mediante atmósferas controladas, hornos de vacío o baños de sales.

5. Suministro de formas y dimensiones

El acero para herramientas H11 que suministramos está disponible en diversas formas, incluyendo barras redondas, chapas, losas, barras planas, barras cuadradas y bloques. Las dimensiones de las barras planas varían de: ancho 20–600 mm × espesor 20–400 mm × longitud 1000–5500 mm. Las dimensiones de las barras redondas varían de diámetro 20–400 mm × longitud 1000–5500 mm. Las dimensiones de los bloques se obtienen cortando la barra plana.

Para tamaños más pequeños, como barras redondas con un diámetro inferior a 70 mm, utilizamos el proceso de laminado en caliente. Para tamaños superiores a 70 mm, ofrecemos productos forjados.

Pruebas UT: septiembre de 1921-84 D/d, E/e. 

Tratamiento de superficie: acabados superficiales originales negros, pelados, mecanizados/torneados, pulidos, rectificados o fresados.

Estado del inventario: No tenemos existencias de acero para herramientas H11. Organizamos la producción según los pedidos de los clientes.

Plazo de entrega: Los materiales para hornos de arco eléctrico (EAF) tardan entre 30 y 45 días. Los materiales ESR tardan aproximadamente 60 días.

1. Bringas, JE (Ed.). (2004). Manual de normas comparativas mundiales del acero (3ª ed., pág. 434). ASTM Internacional. ↩︎
2. Murray, G. T. (Ed.). (1997). Manual de selección de materiales para aplicaciones de ingeniería. Prensa CRC. ↩︎

Preguntas frecuentes

1. ¿Qué es el acero H11?

H11 steel is primarily an air-cooling type hot work mold steel, often referred to as DIN 1.2343 or JIS SKD6. It is a chromium-based hot work tool steel highly valued for its exceptional toughness and ability to retain its properties even at elevated temperatures. It is used extensively in the manufacturing of molds.

2. ¿Cuáles son las características y propiedades clave del acero para herramientas H11?

H11 tool steel is noted for its excellent impact toughness, strong resistance to thermal fatigue (also known as heat checking), and high strength, maintaining these qualities at temperatures approaching 600°C. It also offers good wear resistance, hardenability, plasticity, corrosion resistance, high temperature stability, oxidation resistance, and weldability, making it relatively easy to process.

3. ¿Cuáles son los grados internacionales equivalentes para el acero H11?

H11 steel is recognized globally under various designations, including DIN 1.2343 (Germany), JIS SKD6 (Japan), and BH11 (British Standard). In the USA, it aligns with standards like ASTM A681, FED QQ-T-570, SAE J437, SAE J438, SAE J467, and its Unified Numbering System (UNS) designation is T20811.

4. ¿Cuál es la principal diferencia entre el acero H11 y H13?

H11 steel contains less vanadium than H13 steel. This results in H11 having higher toughness and superior resistance to thermal fatigue cracking (better handling of repeated heating and cooling cycles) compared to H13, though it might have slightly less wear and temper resistance.

5. ¿Por qué podría preferirse el acero H11 al acero H13 para aplicaciones específicas?

H11 steel is often chosen when the application demands maximum resistance to cracking and thermal shock, particularly when water cooling is involved in service or under frequent heating and cooling cycles. Its superior toughness and generally easier machinability (due to lower hardness) also make it a favorable choice over H13 for certain projects.

6. ¿Cuáles son las aplicaciones típicas del acero para herramientas H11?

H11 tool steel is frequently used in hot tooling applications that require high resistance to cracking. Key applications include die casting dies (especially for aluminum and magnesium alloys), forging dies, hot punches, hot shear blades, and extrusion tooling. It is also utilized in the aerospace industry for critical structural components, such as aircraft landing gear.

7. ¿El acero H11 es adecuado para moldes de plástico?

Yes, H11 steel is widely used in the manufacturing of plastic molds, particularly for the insert parts of the mold.

8. ¿En qué formas se suministra normalmente el acero para herramientas H11?

H11 tool steel is commonly available as round bars, sheets, plates, and flat bars. It can also be supplied as slabs, billets, wire, shapes, steel coils, and pipes. Surface conditions vary, including original black, peeled, polished, machined, hot rolled, ground, turned, drawn, or cold rolled.

9. ¿Cómo se trata térmicamente normalmente el acero para herramientas H11 para endurecerlo?

For hardening, H11 tool steels are generally preheated to 816°C (1500°F) and then directly heated to 1010°C (1850°F), where they are held at that temperature for 15 to 40 minutes. The hardening process is completed by air-quenching, which is effective due to H11’s very high hardenability. Some methods involve oil cooling after quenching from 1000 °C to 1030°C, followed by air cooling.

10. ¿Cuál es el proceso de templado recomendado para el acero H11?

Tempering of H11 steel is performed at temperatures ranging from 538 to 649°C (1000 to 1200°F) to achieve a Rockwell C hardness between 54 and 38. Double tempering is highly recommended, with each tempering step lasting one hour at the chosen temperature, followed by air cooling.

11. ¿Se puede soldar el acero H11?

Yes, H11 tool steels can be welded using conventional methods. However, special procedures are often necessary, including pre-heating and using filler materials that match the base material’s composition. It’s important to note that H11 is susceptible to hydrogen-induced cracking (HIC) due to its high alloy content and hardenability, so precise temperature control (e.g., 310-370°C for hardfacing) during welding is crucial.

12. ¿Es fácil mecanizar el acero H11?

Yes, H11 steel exhibits good machinability. Its machinability rate is approximately 75% to 80% compared to 1% carbon steel and about 75% of “W” group tool steels. It is often considered easier to machine than H13 steel because of its lower hardness.

13. ¿Cuál es la temperatura de forja del acero para herramientas H11?

H11 tool steels are typically forged at around 1121°C (2050°F). Forging below 899°C (1650°F) is not recommended. The precise temperature can vary, generally falling within a range of 1000 to 1200°C (1832 to 2192°F), depending on desired deformation properties.

14. ¿El acero H11 se puede nitrurar o recubrir con PVD?

Yes, H11 steel serves as an excellent substrate for PVD coating. For nitriding, a small diffusion zone is preferred, and the formation of compound and oxidized layers should be avoided. H11 is suitable for bath, gas, and plasma nitriding processes and can be nitrided at temperatures of 500-600°C to achieve a hard surface. Studies have also explored TiN coatings on H11 steel.

15. ¿Cuál es el rango de dureza típico del acero H11 después del tratamiento térmico?

The hardness of H11 steel post-heat treatment varies with tempering. For general applications, a hardness of 50-54 HRC is common. When air-cooled from 1038°C (1900°F) for 45 minutes, it can reach up to 57 HRC. Tempering within the range of 538-649°C (1000-1200°F) can result in a Rockwell C hardness from 54 down to 38.

16. Can H11 tool steel be produced using additive manufacturing (3D printing)?

Yes, H11 tool steel (specifically DIN 1.2343 / AISI H11) can be produced through additive manufacturing processes, such as Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Research indicates that subsequent heat treatments after LPBF can be used to precisely tailor the microstructure and hardness of these additively manufactured steels.

17. ¿Cuál es la maquinabilidad del acero para herramientas H11?

El H11 generalmente tiene una clasificación de 60-70% en comparación con el acero para herramientas de endurecimiento por agua W1 (que sirve como punto de referencia para la maquinabilidad de 100% para aceros para herramientas).