Tinjauan Teknis Baja H13

Tinjauan Teknis Baja H13: Berikut adalah informasi tentang baja H13 yang Anda cari. Baja perkakas H13 adalah baja cetakan kerja panas yang dikeraskan dengan pendinginan udara. Baja ini banyak digunakan dalam aplikasi suhu tinggi dan beban tinggi seperti cetakan die-casting, hot rolling, dan perkakas tempa panas karena ketahanannya terhadap panas, keausan, dan kelelahan termal yang sangat baik. Setelah perlakuan panas, baja ini dapat memperoleh sifat mekanis komprehensif yang baik dan ketahanan temper yang tinggi.

1. Komposisi kimia baja H13

Karbon (C)	Kromium (Cr)	Molibdenum (Mo)	Vanadium (V)	Silikon (Si)	Besi (Fe)	Nikel (Ni)	Tembaga (Cu)	Mangan (Mn)
0.32 – 0.45	4.75 – 5.50	1.10 – 1.75	0.80 – 1.20	0.80 – 1.20	≥ 90,9	≤ 0,3	≤ 0,25	Jumlah yang lebih kecil

2. Sifat mekanik baja H13

Sifat mekanik longitudinal khas baja H13 pada suhu ruangan

Suhu Tempering (°C)	Suhu Tempering (°F)	Kekuatan Tarik (MPa)	Kekuatan Tarik (ksi)	Kekuatan Luluh (MPa)	Kekuatan Luluh (ksi)	Pemanjangan dalam 4D (%)	Pengurangan Luas Wilayah (%)	Energi Dampak Charpy V-Notch (J)	Energi Dampak Takik V Charpy (ft-lbf)	Kekerasan (HRC)
527	980	1960	284	1570	228	13	46.2	16	12	52
555	1030	1835	266	1530	222	13.1	50.1	24	18	50
575	1065	1730	251	1470	213	13.5	52.4	27	20	48
593	1100	1580	229	1365	198	14.4	53.7	28.5	21	46
605	1120	1495	217	1290	187	15.4	54	30	22	44

Sumber: ASM Buku Pegangan, Volume 4: Perlakuan Panas

3. Aplikasi

Berdasarkan karakteristik baja perkakas H13, penerapannya terutama pada area yang memanfaatkan kekuatan panasnya yang tinggi, ketangguhannya, ketahanan aus, dan ketahanannya terhadap kelelahan termal.

3.1 Cetakan Pengecoran Matis: H13 banyak digunakan untuk memproduksi cetakan die casting. Ini termasuk cetakan untuk:

• • Paduan aluminium.
  • Paduan magnesium.
  • Paduan seng.
  • Paduan tembaga. Ketahanannya terhadap guncangan termal dan keretakan yang disebabkan oleh siklus pemanasan dan pendinginan yang cepat dalam pengecoran mati menjadikannya material yang disukai.

3.2 Cetakan Tempa Panas: Karena kekuatan dan ketangguhannya yang tinggi pada suhu tinggi, H13 sangat cocok untuk cetakan tempa panas, termasuk cetakan tempa mesin.

3.3 Cetakan Ekstrusi Panas: Kekuatan panas dan ketahanan aus H13 membuatnya cocok untuk proses ekstrusi panas, termasuk cetakan untuk profil aluminium.

3.4 Die Ekstrusi Hangats: H13 juga dapat digunakan untuk aplikasi ekstrusi hangat.

3.5 Cetakan Plastik:Meskipun baja ini utamanya merupakan baja kerja panas, beberapa jenis baja H13 (atau baja sejenisnya) dengan tingkatan atau kondisi pra-pengerasan tertentu digunakan dalam pencetakan plastik, khususnya untuk:

• Cetakan termoplastik.
• Cetakan plastik termoseting.
• Cetakan rongga yang kompleks. Ketangguhan dan kemampuan mesin (terutama dalam kondisi pra-pengerasan) menguntungkan aplikasi ini.

3.6 Basis Cetakan: H13 (atau setaranya SKD61) dapat digunakan untuk dasar cetakan yang memerlukan kekuatan dan stabilitas.

3.7 Pekerjaan Panas Presisi Komponen: Karena sifat-sifatnya, H13 dapat digunakan untuk aksesori dan nosel kerja panas presisi tinggi, terutama yang bekerja dengan paduan seng dan aluminium untuk waktu lama.

3.8 Cetakan Gulung: Dalam industri bantalan, H11 dan H13 digunakan untuk memproduksi cetakan rol, yang menawarkan masa pakai yang lebih baik.

Benang merah di antara aplikasi ini adalah perlunya material yang dapat menahan suhu dan tekanan tinggi sekaligus menjaga integritasnya dan menahan keausan dan keretakan. Perlakuan panas khusus yang diterapkan pada H13, seperti yang telah kita bahas sebelumnya, sangat penting dalam menyesuaikan sifat-sifatnya untuk berbagai penggunaan ini.

4. Perlakuan panas baja H13

Harap dicatat bahwa parameter spesifik dapat bervariasi berdasarkan aplikasi akhir dan ukuran komponen.

Berikut garis besar umum proses perlakuan panas H13:

• Pemanasan awal: Biasanya, baja H13 menjalani tahap pemanasan awal. Suhu pemanasan awal adalah 1500°F (815°C). Hal ini mengurangi guncangan termal selama tahap austenisasi suhu atas. Secara umum, disarankan untuk merujuk pada rekomendasi produsen untuk proses pemanasan awal yang tepat untuk baja tertentu yang terlibat.
• Austenitisasi (Pengerasan): Baja dipanaskan hingga mencapai suhu di zona pembentukan austenit, umumnya sekitar 1875°F (1025°C). Langkah ini bertujuan untuk mengubah struktur baja menjadi austenit, tempat karbon terlarut. Aturan praktis untuk waktu perendaman pada suhu ini adalah 1 jam per inci (25 mm) ketebalan. Langkah ini mengharuskan menjaga lingkungan pelindung di tungku untuk menghindari oksidasi permukaan atau dekarburisasi komponen. Baja H13 direkomendasikan untuk menggunakan atmosfer endotermik dengan titik embun 3 hingga 4 °C (38 hingga 40 °F) saat diaustenitisasi pada suhu 1010 °C (1850 °F). Praktik umum lainnya untuk melindungi permukaan adalah membungkus komponen dengan lapisan baja tahan karat.
• Pendinginan: H13, baja yang dikeraskan dengan udara, mengalami pendinginan dengan udara untuk mencapai kekerasan maksimum. Pendinginan dengan udara memastikan bahwa tegangan sisa diminimalkan pascapengerasan. Namun untuk bagian yang lebih besar, semburan udara atau bahkan pendinginan dengan minyak mungkin diperlukan untuk mengeraskannya sepenuhnya. Pendinginan dengan air tidak ideal untuk H13 karena material tersebut rentan retak. Bagian yang didinginkan dengan minyak harus direndam sepenuhnya hingga mencapai suhu bak, kemudian segera ditempatkan di tungku tempering.
• Tempering: H13 adalah baja pengerasan sekunder, dengan kebutuhan tempering pada suhu yang lebih tinggi dari puncak pengerasan sekunder (sekitar 510°C – 950°F). Tempering sangat penting untuk menghilangkan tekanan dan mencapai kompromi yang diinginkan antara kekerasan dan ketangguhan. Tempering ganda merupakan praktik yang umum. Contoh langkah tempering awal adalah 400°F (205°C). Waktu untuk setiap siklus tempering biasanya 2 jam per inci (25 mm) ketebalan. Tingkat kekerasan yang diperoleh akan bervariasi menurut suhu tempering yang diterapkan. Misalnya, perlakuan panas yang bertujuan untuk 45 HRC mungkin melibatkan tempering pada 610 °C setelah pengerasan pada 1020 °
• Penghilang Tekanan: Jika akurasi dimensi sangat penting, komponen yang dikerjakan dengan mesin kasar dapat diberi perlakuan penghilang tekanan sebelum perlakuan panas pengerasan terakhir. Ini berarti pemanasan hingga 650 hingga 675 °C (1200 hingga 1250 °F), menahannya selama 1 jam atau lebih, lalu mendinginkannya perlahan hingga mencapai suhu ruangan.
• Nitriding (Opsional): Jika komponen H13 telah menerima perlakuan panas, komponen yang sudah jadi dapat menjalani nitriding, tergantung pada ketahanan aus yang dibutuhkan. Proses ini sering dilakukan pada suhu yang mirip dengan suhu tempering, dan dengan demikian, nitriding terkadang dapat berfungsi sebagai temper kedua dalam perlakuan tempering ganda. Misalnya, nitriding gas pada suhu 510 °C (950 °F) selama 10 hingga 12 jam akan menghasilkan kedalaman casing 0,10 hingga 0,13 mm (0,004 hingga 0,005 in.).

5. Padanan H13

• Standar Jepang (JIS): SKD61 (kadang-kadang tercantum sebagai X40CrMoV5-1)
• Standar Jerman (DIN): 1.2344, X40CrMoV5-1, GS344ESR
• Standar Eropa (EN): X40CrMoV5-1 (1.2344)
• Standar Internasional (ISO): X40CrMoV5-1
• Standar Cina (GB/YB): 4Cr5MoSiV1
• Standar Swedia (ASSAB): 8407, 8402
• Standar Austria (BOHLER): W302, W321
• Standar Amerika (AISI/SAE/ASTM/UNS): H13, UNS T20813

6. Perbandingan baja H11 dan H13

Perbedaan Utama antara Baja H11 dan H13:

• Kandungan Vanadium: H13 biasanya memiliki kandungan vanadium yang lebih tinggi (sekitar 1%) daripada H11 (sekitar 0,3-0,5%).
• Kekerasan Panas dan Ketahanan Tempering: Kandungan vanadium yang lebih tinggi dalam H13 umumnya menghasilkan kekerasan panas yang lebih baik dan sedikit peningkatan ketahanan temper.
• Ketangguhan: H11 sering dianggap memiliki ketangguhan yang sedikit lebih tinggi daripada H13. Beberapa sumber menyatakan bahwa peningkatan vanadium dalam H13 mungkin sedikit menurunkan ketangguhan, terutama selama pengerasan akibat pendinginan.
• Ketahanan Aus: Karena dispersi karbida vanadium keras yang lebih besar, H13 secara umum menawarkan ketahanan aus yang lebih tinggi daripada H11.
• Aplikasi (Nuansa): Meskipun keduanya digunakan untuk aplikasi yang serupa, H13 mungkin lebih disukai untuk cetakan yang mengalami suhu operasi yang lebih tinggi atau memerlukan ketahanan aus yang lebih tinggi, sedangkan H11 mungkin dipilih ketika ketangguhan maksimum sangat penting. H13 juga sangat populer untuk cetakan plastik yang memerlukan polesan tinggi, terutama mutu yang disempurnakan dengan ESR.

Singkatnya, pilih H13 jika kekerasan panas yang lebih baik, ketahanan temper, dan ketahanan aus menjadi perhatian utama. Pilih H11 jika ketangguhan yang sedikit lebih tinggi lebih penting untuk aplikasi tersebut.