4Cr5MoSiV é uma classe padrão nacional chinesa, equivalente a AISI H11 nos Estados Unidos. Comparado com 4Cr5MoSiV1(AISI H13/DIN 1.2343), o teor de vanádio na composição do 4Cr5MoSiV é menor. O 4Cr5MoSiV1 geralmente tem maior resistência ao calor e dureza, e é mais amplamente utilizado, mas o 4Cr5MoSiV ainda é preferido para matrizes de forjamento a martelo de alta velocidade devido à sua excelente resistência à fadiga térmica.

1. Composição Química (GB / T 1299—2000)

C	Si	Mn	Cr	Mo	V	P	S
0.33 – 0.43%	0.80 – 1.20%	0.20 – 0.50%	4.75 – 5.50%	1.10 – 1.60%	0.30 – 0.60%	≤0,030%	≤0,030%

2. Propriedades físicas de 4Cr5MoSiV

2.1 Temperaturas Críticas

Ponto crítico	Ac₁	Ac₃	Ar₁	Ar₃	Senhora	Mf
Temperatura (aprox.) / °C	853	912	720	773	310	103

2.2 Coeficiente de Expansão Linear

Temperatura / °C	20 ~ 100	20 ~ 200	20 ~ 300	20 ~ 400	20 ~ 500	20 ~ 600	20 ~ 700
Coeficiente de expansão linear α / 10⁻⁶ °C⁻¹	10.0	10.9	11.4	12.2	12.8	13.3	13.6

2.3 Condutividade Térmica

Temperatura / °C	100	200	300	400	500	600	700
Condutividade térmica λ / [W/(m·K)]	25.9	27.6	28.4	28.0	27.6	26.7	25.9

2.4 Módulo de Elasticidade

Temperatura / °C	20	100	200	300	400	500
Módulo de Elasticidade E / MPa	227,000	221,000	216,000	208,000	200,000	192,000

2.5 Densidade e Capacidade de Calor Específica

Densidade / (g/cm³)	Capacidade térmica específica cₚ (20°C) / [J/(kg·K)]
7.69	459.8

3. Quente Especificação do processo de forjamento para aço 4Cr5MoSiV

Item	Temperatura de aquecimento / °C	Temperatura inicial de forjamento / °C	Temperatura final de forjamento / °C	Método de resfriamento
Lingote de aço	1140 ~ 1180	1100 ~ 1150	≥900	Resfriamento em areia ou resfriamento em poço
Tarugo de aço	1120 ~ 1150	1070 ~ 1100	850 ~ 900	Resfriamento em areia ou resfriamento em poço

4. Tratamento térmico de 4Cr5MoSiV

4.1 Pré-aquecimento

Plano Preliminar de Tratamento Térmico	Parâmetros do processo
Recozimento pós-forjamento	Temperatura de aquecimento: 860 ~ 890 °C, manter por 2 a 4 horas; resfriar o forno abaixo de 500 °C e, em seguida, resfriar ao ar. Dureza após recozimento: ≤229HBW.
Recozimento para alívio de estresse	Temperatura de aquecimento 730 ~ 760°C, manter por 3 ~ 4h, resfriar o forno ou resfriar ao ar.

4.2 Têmpera

① Especificação do processo de têmpera recomendado

Temperatura de têmpera / °C	Meio de resfriamento	Temperatura do meio de têmpera / °C	Etapa subsequente	Dureza HRC
1000 ~ 1030	Óleo ou ar	20 ~ 60	Resfriar até a temperatura do óleo	53 ~ 55

② Relação entre temperatura de têmpera e dureza

Temperatura de têmpera / °C	950	975	1000	1025	1050	1075	1100
Dureza HRC	51	53	54.5	56	58	58.5	57.5

4.3 Têmpera

① Especificação do processo de têmpera recomendado

Finalidade da têmpera	Temperatura / °C	Equipamento	Resfriamento	Número de temperamentos	Dureza HRC
Elimine o estresse e reduza a dureza	530 ~ 580	Forno de banho de sal fundido ou forno de ar	Ar fresco	2	47 ~ 49

Nota: A segunda temperatura de têmpera é geralmente 20 ~ 30°C mais baixa que a primeira.

② Propriedades mecânicas após revenimento em diferentes temperaturas

Temperatura de têmpera / °C	500	550	600	650
Dureza HRC	57	54.5	46.5	37
aᴋ / (J/cm²)	20	45	60	66

Observação: resfriamento ao ar de 1000°C, têmpera de 580°C.

4.4 Especificação do Processo de Tratamento de Reforço de Superfície Recomendado

Processo	Temperatura / °C	Tempo / h	Médio	Espessura da camada / mm	Dureza de superfície HV
Nitretação	560	2	KNO₃ 50% + NaNO₃ 50% (Fração de Massa)	0.04	640 ~ 690
Nitretação	580	8	Gás Natural + Amônia	0.25 ~ 0.30	830 ~ 860
Nitretação	540	12 ~ 20	Taxa de decomposição de amônia 30% ~ 60%	0.15 ~ 0.20	550 ~ 750

5. Propriedades Mecânicas

O aço 4Cr5MoSiV (H11) é um aço para ferramentas de trabalho a quente, endurecido por resfriamento a ar. Possui boa tenacidade e, após o tratamento térmico de reforço, sua resistência pode atingir mais de 2070 MPa. Por ser temperado ao ar, a deformação por têmpera e a tensão residual são pequenas, e a tendência à oxidação superficial também é pequena. Pode produzir um fenômeno de têmpera secundária e atingir ótimo desempenho quando revenido acima de 510 °C. Após o revenimento em alta temperatura, a maior parte da tensão interna pode ser eliminada. Possui boa estabilidade térmica e pode resistir à erosão da liga de alumínio fundido. Abaixo de 650 °C, apresenta alta ductilidade, tenacidade ao impacto, resistência à oxidação, resistência à fadiga térmica, além de alta resistência à fluência e à tração.

5.1 Propriedades mecânicas de alta temperatura

Temperatura de teste / °C	Rₘ / MPa	Rₑₗ / MPa	Um (%)	Z (%)
300	1504	1311	12.0	39.1
600	895	794	21.9	72.9
650	471	402	33.1	85.5
700	226	179	55.0	94.5

5.2 Dureza em alta temperatura

Temperatura de teste / °C	300	450	600	650	700	750
Dureza HV	491.5	448.5	384.0	302.5	227.5	178.5

Nota: Dureza original da amostra 49~50HRC.

5.3 Resistência ao impacto em altas temperaturas

Temperatura de teste / °C	300	600	650	700
Energia de absorção de impacto K / J	28.8	31.0	36.5	70.0

5.4 Desempenho de fadiga térmica

	Grau
20 ~ 650°C repetido 1000 vezes	8.2
20 ~ 750°C repetido 1000 vezes	14.6

5.5 Resistência ao desgaste térmico

Resistência ao desgaste térmico do aço 4Cr5MoSiV (I)

Rotações/tempos	300	600	900	1200	1500	2500
Perda de peso / mg	0.67	0.80	1.4	1.63	1.97	2.62

Nota: Temperatura de teste 800 ~ 850°C, pressão 784 ~ 882N, dureza da amostra 49 ~ 50HRC.

Tabela 5-89 Resistência ao desgaste térmico do aço 4Cr5MoSiV (II)

Rotações/tempos	100	200	300	400	500	600	700	1000
Perda de peso / mg	0.77	1.67	2.50	3.47	4.33	4.90	5.60	7.40

Nota: Temperatura de teste 910 ~ 950°C, pressão 1784 ~ 1813N, dureza da amostra 49 ~ 50HRC.

5.6 Resistência à têmpera

Temperatura / °C	500 (temperatura de pico de endurecimento secundário)	560	615	600	653
Dureza HRC	55,0 (Maior dureza de endurecimento secundário)	49.0	42.0	36.0	35.0

Nota: Amostra temperada em óleo a 1020°C, dureza 59~60HRC.

5.7 Resistência à corrosão térmica

Temperatura e tempo de teste	620°C × 4h	680°C × 4h
Perda de peso / (g/dm²)	4.4188	16.4

5.8) Limite de Fadiga

Temperatura de teste / °C	Temperatura ambiente	300	400	450	500
σ-1 / MPa	880	680	640	630	610
σ-1 mil / MPa	570	440	430	-	420

5.9 Estabilidade térmica do aço 4Cr5MoSiV a 620°C

Tempo de espera / h	2	4	6	8	11.5	14.5	17.5	21
Dureza HRC	39.4	38.4	36.9	35.1	34.4	33.2	32.6	32.3

Nota: A dureza original da amostra era de 49,9 HRC.

6. Aplicações

O aço 4Cr5MoSiV (H11) é comumente usado na fabricação de moldes de fundição sob pressão para peças fundidas de alumínio, matrizes de extrusão a quente, ferramentas e hastes de núcleo para perfuração, matrizes de forjamento sob pressão, moldes de plástico, etc. Além disso, devido à sua boa resistência a médias temperaturas, ele também é usado na fabricação de componentes estruturais para aeronaves, foguetes e peças para turbinas a vapor e turbinas a gás.