Propiedades del acero para herramientas AISI H21

3. Proceso de tratamiento térmico para acero para herramientas H21

Para lograr el rendimiento óptimo del acero para herramientas H21 se necesita en gran medida un proceso de mecanizado preciso. tratamiento térmico Este procedimiento desarrolla la dureza, la resistencia al desgaste y la tenacidad necesarias para aplicaciones exigentes de trabajo en caliente. En Aobo Steel, reconocemos la importancia de estos pasos y aprovechamos nuestra amplia experiencia con aceros para herramientas.

3.1 Precalentamiento

Antes del proceso de endurecimiento principal, el acero H21 debe precalentarse cuidadosamente.

• Temperatura: Calentar uniformemente a 760–815 °C (1400–1500 °F).
• Objetivo: Este paso crucial minimiza el choque térmico y previene el agrietamiento, especialmente en componentes con formas complejas o espesores variables. Un calentamiento lento y uniforme garantiza que la temperatura se distribuya uniformemente por todo el acero, preparándolo para las altas temperaturas de la austenización.

3.2 Austenización (endurecimiento)

Después del precalentamiento, el acero se lleva a la temperatura de austenización.

• Temperatura: Calentar a 1095–1205 °C.
• Objetivo: En esta etapa, la microestructura del acero se transforma en austenita. Esto permite que el carbono y los elementos de aleación críticos, como el tungsteno (W) y el cromo (Cr), se disuelvan en la estructura, lo cual es fundamental para alcanzar la dureza al enfriarse.

Remojo a temperatura de austenización

Mantener el acero a la temperatura de austenización (remojo) es vital.

• Duración: Por lo general, de 2 a 5 horas, dependiendo del espesor de la sección transversal (deje suficiente tiempo, por ejemplo, 1 hora por cada pulgada de espesor).
• Objetivo: El alto contenido de tungsteno y cromo del H21 forma carburos estables. Un tiempo de remojo adecuado garantiza que estos carburos se disuelvan completamente y se distribuyan uniformemente en la austenita, lo que da lugar a una estructura uniforme, lista para el temple.

3.3 Enfriamiento

El enfriamiento rápido transforma la austenita en acero martensítico duro.

• Métodos: El acero H21 se puede enfriar tanto en aire como en aceite.
• Consideraciones: Debido a su alta templabilidad, el H21 se endurece fácilmente incluso con un enfriamiento al aire más lento. El temple al aire suele ser la opción preferida, ya que reduce significativamente el riesgo de distorsión y agrietamiento por temple en comparación con un temple en aceite más severo, especialmente para piezas grandes o complejas. El temple en aceite puede utilizarse si el objetivo principal es obtener la máxima dureza. La velocidad de enfriamiento debe ser lo suficientemente rápida para evitar la formación de estructuras más blandas, como la perlita o la bainita.

3.4 Revenido

El acero H21 templado es extremadamente duro, pero también frágil. El revenido es necesario para refinar sus propiedades.

• Temperatura: Recalentar el acero a 595–675 °C.
• Objetivo: El revenido reduce la fragilidad y mejora significativamente la tenacidad y la ductilidad, manteniendo una dureza considerable. La temperatura y el tiempo específicos utilizados determinarán el equilibrio final entre dureza y tenacidad.
• Temperamentos múltiples: Para aceros para herramientas de alta aleación, como el H21, es habitual realizar dos o más ciclos de revenido. Esto garantiza la estabilidad estructural, transforma la austenita retenida y puede contribuir al endurecimiento secundario, mejorando aún más el rendimiento a temperaturas elevadas.

3.5 Controles de proceso importantes

3.5.1 Prevención de la descarburación

El acero H21 es propenso a la descarburación (pérdida de carbono de la superficie) a altas temperaturas de tratamiento térmico, lo que da como resultado una capa superficial blanda y débil.

• Solución: Las medidas de protección son esenciales durante la austenización. Esto incluye el uso de hornos de atmósfera controlada, baños de sales o el recubrimiento de las piezas con material protector, como láminas de acero inoxidable.

3.5.2 Enfriamiento después del forjado

Debido a la alta templabilidad del H21, las piezas forjadas se deben enfriar lentamente (por ejemplo, enfriándolas en un horno o enterrándolas en un aislamiento) inmediatamente después de la operación de forjado.

• Razón: Evite la normalización (enfriamiento al aire a alta temperatura), ya que esto puede provocar que el acero se endurezca parcial o totalmente, lo que puede provocar fragilidad y posible agrietamiento antes del proceso de temple y revenido previsto. El enfriamiento lento garantiza una estructura más adecuada para el tratamiento térmico posterior.

Este enfoque estructurado para el tratamiento térmico del acero para herramientas H21 garantiza que el material ofrezca el alto rendimiento requerido para las aplicaciones de herramientas de trabajo en caliente previstas. El control preciso de cada parámetro es clave para el éxito.