Stal narzędziowa H11 i H13

Stal narzędziowa H11 I Stal narzędziowa H13 obie są stalami narzędziowymi do pracy na gorąco. Należą do serii H systemu American Society for Testing and Materials (ASTM).

H11 i H13 są reprezentatywne dla stali narzędziowych do obróbki na gorąco. Oferują dobrą równowagę kosztów i wydajności, co czyni je punktem odniesienia dla różnych zastosowań w formach do formowania na gorąco. Materiały te zostały pierwotnie opracowane do odlewania ciśnieniowego i wykazują wysoką hartowność, minimalne odkształcenia podczas obróbki cieplnej, minimalną tendencję do utleniania, dobre właściwości odpuszczania, odporność na korozję ciekłego aluminium i wysoką odporność na zmęczenie cieplne.

Podstawową różnicą między stalą H11 i H13 jest to, że stal H13 zawiera około 0,5% więcej wanadu. Ta dodatkowa zawartość wanadu dodatkowo zwiększa twardość na gorąco i odporność na odpuszczanie, ale może również nieznacznie zmniejszyć wytrzymałość, szczególnie podczas hartowania i odpuszczania.

H13 jest nieco bardziej odporny na zmiękczanie po obróbce cieplnej, ale jego wytrzymałość jest nieco niższa. W porównaniu do H11, H13 może mieć tendencję do nierównomiernego rozłożenia węglików wanadu. Jest to szczególnie ważne w warunkach produkcji homogenizacyjnej w celu maksymalizacji wytrzymałości.

W tym artykule porównano H11 i H13 na podstawie pewnych danych. Niektóre dane pochodzą z literatury i zostały odpowiednio zacytowane.

---

Skład chemiczny h11 i H13

Typ AISI	Numer UNS	C (%)	Mn(%)	Si (%)	Cr (%)	Ni (%)	Mo (%)	W (%)	W (%)
H11	T20811	0.33-0.43	0.20-0.50	0.80-1.20	4.75-5.50	0,30 maks.	1.10-1.60	…	0.30-0.60
H13	T20813	0.32-0.45	0.20-0.50	0.80-1.20	4.75-5.50	0,30 maks.	1.10-1.75	…	0.80-1.20

---

Porównanie głównych czynników stali narzędziowych H11 i H13

• Odporność na zużycie: H11 i H13 mają taką samą wartość 3, co oznacza równą odporność na zużycie.
• Wytrzymałość: Oba mają wartość 9, co sugeruje wysoką wytrzymałość obu typów.
• Twardość na gorąco: Oba mają tę samą wartość 6, co wskazuje na podobne właściwości twardości na gorąco.

Na podstawie tej tabeli można stwierdzić, że materiały H11 i H13 mają bardzo podobne właściwości pod względem odporności na zużycie, wytrzymałości i twardości na gorąco.

---

Porównanie czynników produkcyjnych dla stali narzędziowych H11 i H13

• Dostępność: Zarówno stal narzędziowa H11, jak i H13 mają wskaźnik dostępności równy 4, co sugeruje, że są one równie dostępne.
• Koszt: Obydwa rodzaje stali mają wskaźnik kosztu równy 1, co oznacza, że są podobne cenowo.
• Obróbka skrawaniem: Zarówno H11 jak i H13 mają ocenę obrabialności 8, co sugeruje, że oba gatunki są stosunkowo łatwe w obróbce.

Z tabeli wynika, że stale narzędziowe H11 i H13 są podobne pod względem tych trzech czynników produkcyjnych.

---

Porównanie innych parametrów

Czynnik	Stale narzędziowe H11	Stale narzędziowe H13
Zwykła twardość robocza, HRC	38-55	40-53
Głębokość hartowania	D	D
Najdrobniejszy rozmiar ziarna przy pełnej twardości, standard Shepherd	8	8
Twardość powierzchni po hartowaniu, HRC	53-55	51-54
Twardość rdzenia (średnica 25 mm lub 1 cal, okrągły), HRC	53-55	51-54
Medium hartujące	A	A
Temperatura utwardzania, °C (°F)	995-1025 (1825-1875)	995-1040 (1825-1900)
Zmiana wymiarów podczas hartowania	L	L
Bezpieczeństwo podczas hartowania	H	H
Podatność na odwęglanie	H	H
Przybliżona twardość po walcowaniu lub kuciu, HB	500	500
Twardość wyżarzana, HB	192-229	192-229
Temperatura wyżarzania, °C (°F)	845-900 (1550-1650)	845-900 (1550-1650)
Zakres temperowania, °C (°F)	540-650 (1000-1200)	540-650 (1000-1200)
Temperatura kucia, °C (°F)	1065-1150 (1950-2100)	1065-1150 (1950-2100)

Stale narzędziowe H11 i H13 mają wiele podobieństw pod względem właściwości mechanicznych, obróbka cieplna charakterystyki i możliwości kucia. Główna różnica leży w zakresie twardości, przy czym H13 oferuje nieco wyższą twardość dla bardziej wymagających zastosowań. Wybór pomiędzy tymi dwoma stalami zależy od konkretnych wymagań zamierzonego zastosowania, takich jak wymagany poziom odporności na zużycie, wytrzymałość i stabilność wymiarowa.

---

Właściwości rozciągające stali narzędziowych H11 i H13 w podwyższonych temperaturach

Rodzaj stali	Temperatura testowania (°C)	Temperatura testowania (°F)	Wytrzymałość na rozciąganie (MPa)	Wytrzymałość na rozciąganie (ksi)	Wytrzymałość na rozciąganie (0,2% offset) (MPa)	Wytrzymałość na rozciąganie (przesunięcie 0,2%) (ksi)	Wydłużenie (50 mm) (%)	Redukcja powierzchni (%)	Twardość w temperaturze pokojowej (HRC) przed testowanie	Twardość w temperaturze pokojowej (HRC) po testowanie
H11	Pokój	Pokój	1806	262	1482	215	10	35.8	50	50
	150	300	1689	245	1358	197	10.1	36.1	50	50
	260	500	1600	232	1345	195	9.8	34.5	50	50
	345	650	1579	229	1317	191	10	35.2	50	50
	425	800	1510	219	1289	187	11.4	38.7	50	50
	480	900	1427	207	1145	166	12.2	38.9	50	50
	540	1000	1241	180	965	140	11	35.4	50	50
	595	1100	979	142	724	105	12.8	46.2	50	47
	650	1200	586	85	434	63	18.9	66.6	50	41
H13	480	900	1531	222	–	–	9	37	52	–
	540	1000	1413	205	–	–	11	43	52	–
	595	1100	1193	173	–	–	15	49	52	–
	650	1200	814	118	–	–	22	59	52	–

Notatka:

• Znak „-” w kolumnie „Wytrzymałość na rozciąganie” dla stali H13 oznacza, że dane były niedostępne.
• Kolumna Twardość w temperaturze pokojowej (HRC) zawiera wartości przed i po badaniu, oddzielone przecinkiem.
• Dane z Teledyne VASCO. Allegheny Ludlum Industries i Universal-Cyclops Steel Corp. 

---

Wytrzymałość na uderzenia CVN stali narzędziowych H11 i H13 w zależności od temperatury badania.

Ten wykres sugeruje, że H11 i H13 stają się bardziej odporne na uderzenia w wyższych temperaturach. Jednak H13 jest bardziej wrażliwy na zmiany temperatury, wykazując bardziej znaczący wzrost wytrzymałości na uderzenia wraz ze wzrostem temperatury.