Acero para herramientas H13 | 1.2344 | skd61

4. Tratamiento térmico

El acero H13 tratamiento térmico El proceso es un procedimiento de varias etapas diseñado para desarrollar la microestructura y las propiedades mecánicas deseadas. Cada paso desempeña un papel fundamental en el rendimiento final de la herramienta.

4.1 Precalentamiento: el primer paso esencial para el acero H13

Antes de la fase principal de endurecimiento, el precalentamiento del acero H13 es crucial. Recomendamos una temperatura de precalentamiento de aproximadamente 815 °C (1500 °F). Este paso tiene dos objetivos principales:

• Garantizar una distribución uniforme de la temperatura en todo el componente a medida que se acerca a la temperatura de austenización más alta.

• Minimizar el choque térmico, que puede ser perjudicial para la integridad del acero.

4.2 Austenización (endurecimiento): obtención de la microestructura óptima

Austenitización Es el núcleo del proceso de endurecimiento, donde el acero H13 se calienta para transformar su microestructura en austenita. Para un tratamiento térmico eficaz del acero H13:

• Temperatura de austenitización recomendada: Apunte a un rango entre 1020 °C y 1065 °C (aproximadamente 1875 °F a 1950 °F).

• Tiempo de mantenimiento: Mantenga el acero a la temperatura de austenización durante aproximadamente 1 hora por cada 25 mm (1 pulgada) de espesor. Es fundamental mantener la temperatura de austenización y el tiempo de mantenimiento correctos. Las temperaturas demasiado bajas (p. ej., 890 °C) o demasiado altas (p. ej., 1150 °C), o un remojo insuficiente, pueden afectar negativamente propiedades esenciales como la tenacidad. La dureza del acero H13 en estado de temple se ve directamente influenciada tanto por las condiciones de austenización como por la velocidad de enfriamiento posterior.

4.3 Temple: La importancia del enfriamiento por aire en el tratamiento térmico del acero H13

El H13 está diseñado específicamente como acero de temple al aire. Por lo tanto, el aire... temple El método especificado es el de la temperatura de austenización. Este proceso de enfriamiento controlado ofrece claras ventajas:

• Logra un endurecimiento total incluso en secciones transversales más grandes.

• Produce tensiones residuales mínimas en comparación con métodos de enfriamiento líquido más agresivos, lo que es beneficioso para la estabilidad dimensional y la vida útil.

4.3 Templado: Cómo alcanzar el máximo rendimiento y durabilidad en acero H13

Templado Es posiblemente la etapa más crítica del ciclo de tratamiento térmico del acero H13, especialmente porque el H13 es un acero de temple secundario. Esto significa que desarrolla sus propiedades óptimas, en particular dureza y resistencia, a temperaturas de servicio elevadas, cuando se templa a temperaturas superiores a su pico de temple secundario, que suele alcanzar alrededor de 510 °C (950 °F).

Los aspectos clave del templado del acero H13 incluyen:

• Endurecimiento secundario: Se obtiene mediante la precipitación de carburos de aleación finos y dispersos (principalmente V8C7, junto con los tipos M2C, M6C y M7C3). Estos carburos MC ricos en vanadio son los principales responsables de la resistencia del acero.

• Beneficios del revenido a alta temperatura (por encima de ~510 °C / 950 °F):

  • Proporciona un alivio sustancial del estrés después del endurecimiento.

  • Estabiliza la microestructura y las propiedades mecánicas para un rendimiento confiable a temperaturas operativas elevadas.

  • Permite precalentar componentes para operaciones posteriores como soldadura o trabajo en caliente a temperaturas de hasta 55 °C (100 °F) por debajo de la temperatura de templado anterior sin afectar significativamente la dureza.

• Práctica recomendada: Para obtener resultados óptimos, el acero H13 debe someterse a dos tratamientos de revenido a alta temperatura después del endurecimiento (por ejemplo, después del endurecimiento a 1020 °C).

• Adquisición de dureza: La dureza final se determina mediante la temperatura de revenido elegida. Por ejemplo, un revenido a aproximadamente 610 °C puede alcanzar una dureza de aproximadamente 45 HRC.

• Precaución: Se debe evitar el revenido a temperaturas más bajas (por ejemplo, 250 °C) ya que puede provocar una reducción en la tenacidad y perjudicar la resistencia del acero a un revenido posterior.

• Revenido en múltiples etapas: en algunos casos, emplear un enfoque de revenido en múltiples etapas puede ofrecer mayores beneficios que un solo ciclo de revenido.

• Cambios dimensionales: tenga en cuenta que la temperatura de templado influirá en las dimensiones finales del componente de acero H13.

Incluso las microestructuras bainíticas, que pueden formarse durante un enfriamiento más lento de secciones H13 más grandes, exhibirán un endurecimiento secundario significativo con un revenido apropiado, logrando niveles de dureza comparables a la martensita revenida debido a esta precipitación de carburo.

4.4 Consideraciones críticas para un tratamiento térmico exitoso del acero H13

Más allá de las etapas primarias, varios factores requieren atención cuidadosa para garantizar los mejores resultados de su tratamiento térmico de acero H13:

• Descarburación superficial: Durante los procesos de alta temperatura del tratamiento térmico del acero H13, existe el riesgo de descarburación superficial si la atmósfera del horno no se controla adecuadamente. Esto puede dar lugar a una capa superficial blanda con menor resistencia al desgaste y a la fatiga.

• Preparación de la superficie: para mejorar la resistencia al agrietamiento térmico, especialmente en aplicaciones exigentes de trabajo en caliente, considere técnicas de preparación de la superficie como pulido o abrasión mecánica en la herramienta terminada.

• Recocido de homogeneización especial (Nota: No se recomienda la normalización estándar): Generalmente, no se recomienda la normalización estándar para el acero H13. Sin embargo, se puede emplear un ciclo térmico específico para mejorar la homogeneidad microestructural. Esto implica:

  1. Precalentamiento a unos 790°C (1450°F).

  2. Calentamiento lento y uniforme a un rango de temperatura de austenización de 1040 °C a 1065 °C (1900 °F a 1950 °F).

  3. Mantener durante aproximadamente 1 hora por cada 25 mm (1 pulgada) de espesor.

  4. Enfriamiento por aire. Es fundamental que este tratamiento de homogeneización específico sea seguido inmediatamente por un recocido de esferoidización completo a medida que el acero se acerca o alcanza la temperatura ambiente. Este es un procedimiento especializado y conlleva riesgo de agrietamiento, especialmente si la atmósfera del horno no previene la descarburación superficial.

4.5 Tratamiento térmico del acero H13: Resumen de parámetros recomendados

Para una referencia rápida, a continuación se resumen los parámetros típicos del tratamiento térmico del acero H13. Tenga en cuenta que estas son directrices generales y que los parámetros precisos pueden requerir ajustes según la geometría del componente, el equipo y las propiedades finales deseadas.

Al controlar cuidadosamente cada etapa del proceso de tratamiento térmico del acero H13, los fabricantes pueden producir consistentemente herramientas con la alta resistencia, tenacidad y resistencia a la fatiga térmica requeridas para entornos de trabajo en caliente exigentes.