Propiedades y aplicaciones del acero para herramientas de trabajo en caliente H10

El acero para herramientas H10 es un material especializado, diseñado para entornos exigentes de trabajo en caliente. Gracias a nuestra amplia experiencia en acero para herramientas, le proporcionamos esta información para ayudarle a determinar si el H10 es la opción ideal para sus necesidades.

1. Composición química del acero para herramientas H10

El rendimiento del H10 se atribuye a su composición química cuidadosamente controlada. Los porcentajes de peso típicos son:

• Carbono (C): 0.35-0.45%
• Manganeso (Mn): 0.20-0.70%
• Silicio (Si): 0.80-1.25%
• Cromo (Cr): 3.00-3.75%
• Molibdeno (Mo): 2.00-3.00%
• Vanadio (V): 0.25-0.75%
• Fósforo (P): 0,030% máx.
• Azufre (S): 0,030% máx.
• Níquel + Cobre (Ni+Cu): 0,75% máx.

2. Propiedades del acero para herramientas H10

El acero H10 ofrece una combinación de propiedades esenciales para las herramientas de trabajo en caliente:

• Resistencia al calor: Excelente resistencia al ablandamiento a temperaturas elevadas, crucial para mantener la integridad de la herramienta durante el funcionamiento.
• Dureza en caliente: Mantiene una alta dureza incluso a altas temperaturas de funcionamiento. La dureza de trabajo típica es de 45-50 HRC, y la dureza templada alcanza los 56-59 HRC.
• Tenacidad: Buena tenacidad en condiciones de trabajo normales, atribuida a su menor contenido de carbono y aleación en comparación con otros grados.
• Resistencia a la fatiga térmica: Soporta ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento.
• Resistencia al desgaste: Buena resistencia al desgaste, especialmente al desgaste erosivo a altas temperaturas, mejorada por el contenido de vanadio.
• Conductividad térmica: Posee una conductividad térmica relativamente alta (aprox. 32 W/m·K) gracias a su contenido de cromo ~3%, en comparación con los ~26 W/m·K de los aceros al cromo 5%, como el H11/H13. Esto facilita la disipación del calor.
• Templabilidad: La alta templabilidad permite el enfriamiento por aire (temple por aire) para lograr un endurecimiento total, incluso en secciones grandes.

3. Tratamiento térmico del acero para herramientas H10

Adecuado El tratamiento térmico es Esencial para optimizar el rendimiento del H10. El proceso controla la microestructura del acero para lograr las propiedades mecánicas deseadas.

3.1 Recocido

El recocido ablanda el acero, alivia la tensión y prepara la microestructura para el endurecimiento.

1. Calefacción: Calentar el acero a 845–900 °C (1550–1650 °F).
2. Remojo: Asegúrese de que la temperatura sea uniforme en todo el material.
3. Enfriamiento: Enfriamiento lento a una velocidad controlada de 22°C/h (40°F/h).
4. Resultado: Dureza recocida objetivo de 192–229 HB.
5. Protección: Debido a su contenido de molibdeno, protege al H10 de la descarburación durante el recocido.

3.2 Endurecimiento

El endurecimiento implica la transformación de la estructura del acero para lograr una alta dureza.

1. Precalentamiento: Precalentar uniformemente a 815°C (1500°F).
2. Austenitización: Calentar rápidamente hasta el rango de temperatura de endurecimiento de 1010–1040 °C (1850–1900 °F).
3. Remojo: Mantener a la temperatura de austenización durante 15 a 40 minutos para permitir la transformación de fase y la disolución del carburo.
4. Temple: El método recomendado es el temple al aire (A). El temple al aire permite un temple completo, incluso en secciones de mayor tamaño. El enfriamiento rápido al aire transforma la austenita en acero martensítico duro.
5. Resultado: La dureza típica después del temple es de 56 a 59 HRC.

3.3 Revenido

Templado Es crucial después del temple para mejorar la tenacidad y la estabilidad.

1. Proceso: Recalentar el acero endurecido a una temperatura específica por debajo del rango de transformación, mantenerla y luego enfriarla.
2. Objetivo: Alivia tensiones internas, mejora la tenacidad y la ductilidad y estabiliza la microestructura para las condiciones de servicio.
3. Temperatura: Los aceros para trabajo en caliente, como el H10, requieren un revenido a alta temperatura para garantizar su estabilidad durante el funcionamiento a alta temperatura. El H10 demuestra una resistencia superior al ablandamiento por encima de 540 °C (1000 °F) en comparación con el H11, manteniendo sus propiedades eficazmente a temperaturas de servicio.

4. Aplicaciones del acero para herramientas H10

El perfil de propiedades del H10 lo hace adecuado para diversas aplicaciones exigentes de trabajo en caliente:

• Fundición a presión: Matrices para fundición de metales ligeros y cobre, especialmente de componentes sujetos a elevados esfuerzos térmicos.
• Forja: Matrices de forja en prensa donde el contacto prolongado genera un calor significativo.
• Extrusión: Mandriles para procesos de extrusión en caliente.
• Trabajos en caliente generales: Herramientas que requieren una buena resistencia al calor y al ablandamiento a altas temperaturas.

En comparación con grados como el H14/H19, el H10 ofrece mayor ductilidad. Si bien su menor contenido de cromo reduce ligeramente la templabilidad en comparación con... H11 y Acero para herramientas H13El alto contenido de molibdeno lo compensa en gran medida. Su mayor conductividad térmica sigue siendo una ventaja clave en ciertas aplicaciones.