Propriedades do aço H13: composição, tenacidade e desempenho em trabalhos a quente.
Aço H13 é um aço ferramenta para trabalho a quente com 5% de cromo, usado para matrizes e ferramentais expostos a calor, impacto, desgaste e ciclos térmicos repetidos. Suas principais propriedades são dureza a quente, tenacidade, resistência à fadiga térmica, resistência ao desgaste e estabilidade dimensional após tratamento térmico adequado.
Na condição recozida, o aço H13 é normalmente fornecido com dureza de cerca de 229 HB ou inferior para usinagem. Após têmpera e revenido, é comumente utilizado com dureza entre 44 e 52 HRC, dependendo do tamanho da ferramenta, da temperatura de trabalho, da carga de impacto e do equilíbrio necessário entre tenacidade e resistência ao desgaste.
O desempenho do H13 decorre de seu teor médio de carbono e dos elementos de liga, incluindo cromo, molibdênio, vanádio e silício. Esse equilíbrio de liga torna o H13 adequado para matrizes de fundição de alumínio sob pressão, matrizes de extrusão, matrizes de forjamento a quente, lâminas de corte a quente, punções, insertos e outras ferramentas de trabalho a quente. A seleção do grau para ferramentas de extrusão está descrita no guia de seleção de aço para ferramentas para matrizes de extrusão a quente.
Quais são as principais propriedades do aço H13?
Select H13 when a tool must resist heat, impact, surface cracking, and dimensional changes at the same time. It is not the hardest tool steel, nor the most wear-resistant steel. Its value lies in the balance of properties required for hot-work service.
| Propriedade | Significado prático nas ferramentas H13 |
|---|---|
| Dureza quente | Ajuda a resistir ao amolecimento em temperaturas de trabalho elevadas. |
| Tenacidade | Ajuda a resistir a rachaduras por impacto e fraturas graves. |
| resistência à fadiga térmica | Ajuda a retardar o aparecimento de fissuras térmicas causadas por ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento. |
| Resistência ao desgaste | Ajuda a resistir à abrasão, erosão e danos superficiais. |
| Estabilidade dimensional | Ajuda a reduzir o risco de distorção durante o tratamento térmico adequado. |
| temperabilidade | Ajuda seções maiores a atingirem uma dureza mais uniforme. |
| usinabilidade após recozimento | Permite usinagem antes do tratamento térmico final. |
Os moldes de fundição sob pressão frequentemente falham devido a fissuras térmicas e erosão. Os moldes de extrusão podem falhar por desgaste a quente ou perda de tolerância. Os moldes de forjamento podem falhar por trincas, deformação ou fadiga térmica. O H13 é útil porque pode abordar vários desses riscos em um único material.
Composição química do aço H13 e seu efeito nas propriedades
O H13 é um aço ferramenta para trabalho a quente, composto por cromo, molibdênio e vanádio. A composição exata pode variar ligeiramente dependendo da norma e das especificações da usina, mas a faixa típica do AISI H13 é mostrada abaixo. As designações que este grau possui em outras normas estão listadas em [inserir referência aqui]. Notas equivalentes a H13 referência.
| Elemento | Faixa típica | Efeito principal nas propriedades do H13 |
|---|---|---|
| Carbono | 0.32-0.45% | Favorece a dureza, a resistência e a formação de carbonetos, mantendo ao mesmo tempo uma tenacidade útil. |
| Cromo | 4.75-5.50% | Melhora a endurecibilidade, a resistência à oxidação e a resistência ao amolecimento. |
| Molibdênio | 1.10-1.75% | Favorece o endurecimento secundário, a resistência a quente e a resistência ao revenido. |
| Vanádio | 0.80-1.20% | Forma carbonetos finos e duros e melhora a resistência ao desgaste. |
Os limites completos elemento por elemento para AISI H13, DIN 1.2344 e JIS SKD61, e como cada elemento influencia dureza, tenacidade e resistência a quente, estão em composição química do H13 página.
O aço H13 não depende de um teor de carbono muito elevado ou de uma grande quantidade de carbonetos primários grosseiros. Comparado com aços para trabalho a frio, como... D2, sacrifica uma resistência extrema à abrasão em troca de maior tenacidade, estabilidade ao trabalho a quente e resistência ao trincamento térmico.
O vanádio é um dos motivos pelos quais o H13 geralmente apresenta melhor resistência ao desgaste do que o H11. O H13 contém mais vanádio, o que ajuda a formar carbonetos finos e melhora a resistência à abrasão e à erosão por metal fundido. A desvantagem é que o H13 geralmente tem uma tenacidade ligeiramente inferior à do H11.
O cromo e o molibdênio contribuem para a temperabilidade, resistência ao revenido e resistência a altas temperaturas. Durante o revenido adequado, os carbonetos de liga fina ajudam o H13 a resistir ao amolecimento durante o trabalho a quente.
O carbono é controlado em nível médio. Isso permite que o H13 atinja dureza de trabalho útil sem se tornar demasiadamente frágil para matrizes de trabalho a quente sujeitas a impacto. Os limites padrão para cada elemento, juntamente com as faixas aceitáveis de impurezas, estão listados no composição química do H13 página.
H13 Propriedades Mecânicas
As propriedades mecânicas do aço H13 dependem das condições de tratamento térmico, da temperatura de revenido, do nível de dureza, da dimensão da seção transversal e da qualidade do aço. A resistência à tração e o limite de escoamento não devem ser considerados valores fixos, a menos que a dureza e as condições de tratamento térmico também sejam conhecidas.
| Condição | Dureza aproximada | Resistência à tracção | Resistência ao escoamento | Significado prático |
|---|---|---|---|---|
| Condição temperada de alta resistência | Aproximadamente 52 HRC | Aproximadamente 1960 MPa | Aproximadamente 1570 MPa | Maior resistência e durabilidade, mas menor margem de tenacidade. |
| Condições normais de funcionamento | Aproximadamente 44 HRC | Aproximadamente 1495 MPa | Aproximadamente 1290 MPa | Maior resistência e equilíbrio mais seguro para diversas ferramentas de trabalho a quente. |
Em ferramentas para trabalho a quente, a tenacidade, a dureza a quente, a resistência ao amolecimento e a resistência à fadiga térmica são frequentemente mais importantes do que os dados de resistência à temperatura ambiente.
A dureza é importante, mas não deve ser o único critério de seleção. O aço H13 é normalmente fornecido em condição recozida para usinagem, geralmente com dureza de cerca de 229 HB ou menos. Após têmpera e revenido, é comumente utilizado com dureza entre 44 e 52 HRC.
| Condição H13 | Dureza típica | Significado prático |
|---|---|---|
| H13 recozido | Aproximadamente 229 HB no máximo | Adequado para usinagem antes do tratamento térmico final. |
| Faixa comum de trabalho a quente | Aproximadamente 44–52 HRC | Gama equilibrada para diversas ferramentas de trabalho a quente. |
| Faixa de dureza inferior | Cerca de 40 a 46 HRC | Maior resistência e durabilidade. |
| Faixa de dureza mais alta | Cerca de 50 a 54 HRC | Melhor resistência ao desgaste, mas menor margem de tenacidade. |
Com o aumento da dureza, a resistência ao impacto diminui. Uma dureza maior oferece maior resistência ao desgaste, à indentação e à deformação, enquanto uma dureza menor proporciona uma margem de segurança maior em termos de resistência para matrizes grandes, ferramentas de alto impacto e ciclos térmicos severos.
Para moldes de fundição sob pressão, uma dureza de 44–48 HRC é comumente utilizada para equilibrar a resistência à fissuração térmica, a resistência à erosão e a tenacidade. Para moldes de forjamento pesado, uma dureza menor pode ser selecionada para melhorar a tenacidade. Para aplicações de menor impacto, uma dureza maior pode ser selecionada para melhorar a resistência ao desgaste.
Para moldes de forjamento e fundição sob pressão, o pré-aquecimento antes da operação é importante. Um molde H13 frio tem maior probabilidade de trincar sob impacto repentino ou choque térmico. O pré-aquecimento reduz a diferença de temperatura entre a superfície do molde e o núcleo, ajudando a diminuir o risco de trincas.
Para obter informações detalhadas sobre as faixas de dureza HRC, dureza Rockwell, dureza após recozimento e seleção de dureza com base na aplicação, consulte a seção dedicada. Guia de dureza do aço H13. A Aobo Steel também pode ajudar a confirmar as condições do material, os requisitos de inspeção e as especificações de fornecimento antes da compra.
Desempenho em altas temperaturas: resistência a fissuras térmicas, fadiga térmica e amolecimento.
O H13 é usado principalmente em ferramentas expostas a ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento. Em processos como fundição sob pressão, extrusão, forjamento e corte a quente, a superfície de trabalho é aquecida por metal fundido ou tarugos quentes e, em seguida, resfriada por ar, lubrificante, spray ou contato com material mais frio. Essa variação repetida de temperatura gera tensões térmicas.
A fissuração térmica é o aparecimento de microfissuras superficiais causadas por ciclos térmicos. Ela começa quando a expansão e a contração repetidas criam tensões superficiais que o aço não consegue absorver. Uma vez formadas, as fissuras podem se propagar mais rapidamente devido à baixa tenacidade, dureza excessiva, amolecimento localizado ou más condições da superfície.
O aço H13 resiste ao trincamento térmico graças ao equilíbrio entre resistência, tenacidade, dureza a quente e resistência à fadiga térmica.
| Fator | Efeito na resistência ao trincamento térmico |
|---|---|
| dureza equilibrada | Proporciona resistência sem tornar a matriz excessivamente quebradiça. |
| Boa tenacidade | Ajuda a retardar o crescimento de rachaduras. |
| Pré-aquecimento adequado | Reduz o choque térmico antes da manutenção. |
| Qualidade refinada do aço | Reduz inclusões e pontos de iniciação de trincas internas. |
| Bom acabamento superficial | Reduz a concentração de tensão superficial |
| Tratamento térmico correto | Produz um equilíbrio mais estável entre resistência e tenacidade. |
O aço H13 também resiste ao amolecimento em temperaturas elevadas devido ao seu comportamento de endurecimento secundário. Os finos carbonetos de liga formados durante o revenido ajudam o aço a manter dureza e resistência úteis durante o trabalho a quente.
No entanto, o aço H13 tem suas limitações. Se a superfície de trabalho for exposta a temperaturas excessivas por muito tempo, pode ocorrer sobretêmpera e amolecimento. Em aplicações de alta temperatura, como extrusão severa de latão ou contato prolongado com metal quente, o aço H21 ou outros aços para trabalho a quente com maior liga podem ser mais adequados.
Resistência ao desgaste, resistência à erosão e estabilidade dimensional
O H13 apresenta resistência ao desgaste de moderada a boa para ferramentas de trabalho a quente. Sua resistência ao desgaste não provém de uma alta fração volumétrica de carbonetos primários grosseiros, como no D2. No H13, a resistência ao desgaste deriva principalmente da dureza da matriz, do endurecimento secundário e da formação de carbonetos de vanádio finos.
O vanádio confere ao H13 melhor resistência ao desgaste do que ao H11 em muitas aplicações. Isso é útil para matrizes de extrusão, insertos de fundição sob pressão, punções a quente e outras ferramentas expostas a altas temperaturas, abrasão ou fluxo de metal.
A resistência à erosão é importante na fundição sob pressão. Alumínio, magnésio ou zinco fundidos podem fluir sobre a superfície do molde em alta velocidade e pressão. Isso pode causar erosão, corrosão superficial e perda gradual de material. O aço H13 é amplamente utilizado na fundição de alumínio sob pressão por oferecer um equilíbrio adequado entre resistência à erosão, resistência à fissuração térmica e tenacidade.
Estabilidade dimensional é outra propriedade importante. O H13 tem boa temperabilidade e pode ser tratado termicamente com têmpera menos severa do que aços temperados em água ou aços de baixa liga temperados em óleo. Isso ajuda a reduzir o risco de distorção, especialmente em ferramentas maiores ou mais complexas.
| Propriedade | Significado de desempenho H13 |
|---|---|
| Resistência ao desgaste | Boa opção para ferramentas de trabalho a quente, principalmente devido à dureza e ao reforço com carbonetos finos. |
| Resistência à erosão | Adequado para fundição sob pressão de alumínio e magnésio, mas lavagens severas ainda podem limitar a vida útil do molde. |
| Estabilidade dimensional | Melhor do que muitos aços ferramenta de baixa liga quando tratado termicamente de forma adequada. |
| Risco de distorção | Menor do que os aços temperados em estado líquido severo, mas ainda afetado pela dimensão da seção transversal e pela tensão de usinagem. |
| Resposta ao tratamento de superfície | Responde bem à nitretação quando é necessária maior resistência ao desgaste superficial. |
Tratamentos de superfície como a nitretação são frequentemente utilizados quando se requer maior dureza superficial e resistência ao desgaste. A nitretação pode melhorar o comportamento da superfície em relação ao desgaste, mantendo o núcleo mais resistente. O controle do processo é importante, pois uma camada superficial frágil pode reduzir o desempenho em fadiga térmica.
Propriedades físicas do aço H13
O propriedades físicas do H13 afetam a transferência de calor, a tensão térmica, o movimento dimensional e o desempenho da ferramenta em condições de trabalho a quente. Os valores exatos variam conforme a fonte, as condições de tratamento térmico e o método de ensaio, mas os dados a seguir são úteis como referência.
| Propriedade Física | Valor ou intervalo típico | Significado prático |
|---|---|---|
| Densidade | Aproximadamente 7,80 g/cm³ | Utilizado para cálculo de peso e planejamento de materiais. |
| Módulo de elasticidade à temperatura ambiente | Cerca de 210–216 GPa | Indica rigidez e resistência à deformação elástica. |
| capacidade térmica específica | Aproximadamente 460 J/kg·K próximo à temperatura ambiente. | Afeta a absorção de calor durante ciclos térmicos. |
| Coeficiente de expansão térmica | Aproximadamente 11,0–14,8 µm/m·K, dependendo da faixa de temperatura. | Afeta o estresse térmico e o movimento dimensional. |
| condutividade térmica | Aumenta com a temperatura em muitos conjuntos de dados relatados. | Ajuda a dissipar o calor da superfície de trabalho. |
| Resistividade elétrica | Aproximadamente 5,2 × 10-7 Ω·m à temperatura ambiente | Geralmente não é um fator primordial no projeto de ferramentas para trabalho a quente. |
A expansão térmica é importante porque as ferramentas H13 se expandem e contraem repetidamente durante o uso. A expansão previsível ajuda a reduzir o risco dimensional, mas o projeto da matriz, o pré-aquecimento, as práticas de resfriamento e a condição da superfície ainda têm grande influência na fissuração térmica.
A condutividade térmica também importa porque o calor deve ser afastado da superfície de trabalho. Mas o H13 não é selecionado apenas pela condutividade térmica. Ele é selecionado porque seu equilíbrio total de propriedades é mais adequado para ferramentas de trabalho a quente do que para aços de engenharia em geral. Dados comparativos de condutividade térmica entre os graus estão em tabela de condutividade térmica de aços ferramenta.
H13 vs H11 vs H21: Comparação de Propriedades
H11, H13 e H21 são todos aços para ferramentas de trabalho a quente, mas atendem a prioridades diferentes. H11 e H13 são aços para trabalho a quente com 5% de cromo. H21 é um aço para trabalho a quente com tungstênio usado quando se necessita de maior dureza a quente, geralmente com menor impacto e choque térmico.
| Propriedade | H11 | H13 | H21 |
|---|---|---|---|
| Família Steel | Aço para trabalho a quente 5% Cr | Aço para trabalho a quente 5% Cr | Aço para trabalho a quente de tungstênio |
| Tenacidade | Superior a H13 | Alto, mas ligeiramente inferior ao H11. | Inferior |
| Resistência ao desgaste | Inferior a H13 | Melhor que o H11 devido ao maior teor de vanádio. | Alto em temperaturas elevadas |
| Dureza quente | Bom | Bom | Superior a H11 e H13 |
| resistência à fadiga térmica | Excelente | Excelente | Inferior a H11 e H13 |
| Resistência ao choque térmico | Excelente | Excelente | Pior que os aços para trabalho a quente com cromo |
| Usinabilidade | Bom estado recozido | Bom estado recozido | Mais difícil devido ao maior teor de liga. |
| Melhor uso | Ferramentas focadas em impacto severo e resistência. | Matrizes e insertos para trabalho a quente de uso geral | Aplicações de alta temperatura com menor carga de impacto |
O aço H11 é preferido quando a máxima tenacidade e resistência ao impacto são mais importantes do que a resistência ao desgaste. O aço H13 é preferido quando a ferramenta requer um equilíbrio maior entre resistência ao desgaste, resistência à fissuração térmica e tenacidade. O aço H21 é selecionado quando a temperatura de serviço é muito alta para o H13, mas é menos adequado para impactos fortes ou choques térmicos rápidos.
Melhores aplicações para H13 com base em suas propriedades
O H13 é utilizado em situações onde calor, pressão, desgaste e ciclos térmicos ocorrem simultaneamente. A melhor aplicação depende do modo de falha predominante.
| Aplicação | Por que H13 é usado? | Dureza de trabalho típica | Principal risco de falha |
|---|---|---|---|
| Matrizes de fundição de alumínio | Resiste a fissuras térmicas, erosão por metal fundido e choque térmico. | 42-48 HRC | Fadiga térmica, erosão do metal fundido |
| Matrizes de fundição de magnésio | Suporta ciclos térmicos rápidos e impactos. | 42-48 HRC | Rachaduras térmicas, fissuras |
| moldes para fundição sob pressão de zinco | Permite maior dureza devido à menor temperatura de serviço. | 48-52 HRC | Desgaste, danos superficiais |
| Insertos, núcleos, guias e pinos extratores para fundição sob pressão. | Proporciona resistência, resistência a altas temperaturas e estabilidade dimensional. | 44-52 HRC (insertos), 40-52 HRC (pinos de núcleo) | Gripagem, trincas localizadas, desgaste, danos térmicos |
| Matrizes de extrusão de alumínio | Resiste ao amolecimento, ao desgaste por altas temperaturas e à pressão em temperaturas elevadas. | 44-50 HRC | Desgaste, deformação, fadiga térmica |
| Mandris, blocos falsos, suportes e reforços. | Proporciona resistência e robustez em sistemas de extrusão a quente. | 46-52 HRC | Desgaste, rachaduras, tensão de flexão |
| Matrizes de forjamento a quente | Oferece resistência a impactos e estabilidade em trabalhos a quente. | 40-50 HRC | Rachaduras por impacto, superaquecimento, desgaste |
| Matrizes de rebarbação a quente e lâminas de corte | Mantém a resistência das bordas melhor do que os aços de engenharia em geral. | 45-52 HRC | Rachaduras nas bordas, lascas, amolecimento. |
| Socos quentes e perfuradores | Resiste à deformação e ao amolecimento térmico sob calor. | 40-52 HRC | Trincas por impacto, desgaste |
| Moldes plásticos severos | Útil onde se exige maior dureza, facilidade de polimento ou resposta à nitretação. | 48-52 HRC | Abrasão, defeitos de polimento, distorção |
Os valores de dureza acima são faixas de serviço típicas, não limites fixos. Ferramentas grandes, condições de alto impacto e ciclos térmicos severos exigem maior tenacidade e menor dureza. Insertos menores, pinos, mandris e peças sujeitas a desgaste geralmente operam mais próximos do limite superior da faixa.
Como limite prático, o aço temperado e revenido H13 apresenta propriedades úteis para trabalho a quente até cerca de 52-54 HRC. Valores acima disso não são realistas para aplicações de trabalho a quente com aço revenido.
Na fundição sob pressão, utiliza-se o aço H13 porque a superfície do molde deve suportar o contato repetido com o metal fundido e o resfriamento rápido. Os principais riscos são fissuras térmicas, erosão e choque térmico.
Na extrusão, o H13 é utilizado porque a matriz deve resistir à alta pressão, ao desgaste a quente e à perda dimensional. O vanádio e o molibdênio ajudam a manter a resistência mecânica e a durabilidade.
Na forjaria, utiliza-se o aço H13 porque a matriz deve absorver impactos, mantendo-se resistente a altas temperaturas. Para impactos severos na forjaria, geralmente opta-se por uma dureza menor para preservar a tenacidade.
Na moldagem de plásticos, o H13 nem sempre é necessário. O P20 costuma ser mais econômico para moldes de uso geral. O H13 é útil quando se exige maior dureza, resistência ao desgaste, capacidade de polimento ou desempenho de superfície nitretada.
H13 para matrizes de fundição sob pressão
O aço H13 é um dos aços-ferramenta mais comuns para moldes de fundição de alumínio, magnésio e zinco. Esses moldes devem suportar metal fundido em alta velocidade, ciclos térmicos repetidos, pressão de fundição, tensões de resfriamento e desgaste superficial.
A principal razão para o uso do H13 na fundição sob pressão é sua resistência à fissuração térmica. Durante cada ciclo, a superfície do molde aquece rapidamente em contato com o metal fundido e esfria rapidamente durante a projeção ou o resfriamento interno. Essa expansão e contração repetidas criam microfissuras superficiais. À medida que essas fissuras crescem, degradam a qualidade da superfície da peça fundida, dificultam a extração e reduzem a vida útil do molde.
O H13 é adequado para fundição de alumínio sob pressão, pois o molde deve resistir tanto à fadiga térmica quanto à erosão do metal fundido. Na fundição de magnésio sob pressão, a mesma necessidade de resistência ao choque térmico e ao controle de trincas o torna uma escolha prática. Na fundição de zinco sob pressão, a temperatura de serviço é mais baixa, portanto o H13 pode ser utilizado com maior dureza para melhor resistência ao desgaste.
Para fundição de latão sob pressão, o aço H13 é limitado a condições menos severas ou lotes de produção mais curtos. O latão funde a temperaturas mais altas, portanto, quando o molde precisa suportar altas temperaturas por períodos prolongados, aços para trabalho a quente com maior liga são mais seguros.
H13 para matrizes e ferramentas de extrusão
O aço H13 suporta a pressão, o desgaste a quente e os ciclos térmicos repetidos da extrusão, mantendo uma tenacidade útil. Na extrusão, o tarugo é forçado através da matriz sob alta carga, portanto, as ferramentas devem resistir à deformação, fissuras e desgaste superficial.
Para extrusão de alumínio e magnésio, o aço H13 é utilizado em matrizes, mandris, blocos de apoio, espaçadores, anéis de matriz, pistões e revestimentos. Matrizes e mandris ativos necessitam de maior resistência ao desgaste, enquanto as ferramentas de suporte requerem maior tenacidade e capacidade de carga.
Para extrusão de cobre, latão e aço, o H13 ainda é utilizado em ferramentas de suporte, mandris, recipientes e componentes adjacentes. Quando a área ativa da matriz excede a temperatura de serviço prática do H13, são necessários aços para trabalho a quente com ligas mais elevadas.
H13 para matrizes de forjamento a quente
O aço H13 é utilizado em matrizes, punções e insertos para forjamento a quente. As ferramentas de forjamento devem resistir a impactos, cargas de compressão, contato com metal quente, desgaste superficial e ciclos repetidos de aquecimento e resfriamento.
Na forjagem por martelo, a carga de impacto é severa, portanto, o aço H13 é produzido com menor dureza para reduzir o risco de fratura frágil. Na forjagem por prensa, a carga é aplicada de forma mais gradual, permitindo o uso de maior dureza. A forjagem por prensa também resulta em um tempo de contato maior entre a peça quente e a matriz, de modo que o superaquecimento e a fadiga térmica ainda precisam ser controlados.
H13 para lâminas de corte a quente e insertos de matriz
O aço H13 é utilizado em lâminas de corte a quente porque mantém a resistência do fio em altas temperaturas, resistindo a impactos e choques térmicos. Essas lâminas cortam tarugos, barras e peças forjadas aquecidas, portanto, a dureza da lâmina precisa ser compatível com a severidade do corte.
Cortes a quente mais leves permitem maior dureza para resistência ao desgaste das bordas. Cortes pesados, seções espessas e impactos fortes exigem menor dureza para reduzir rachaduras nas bordas e fraturas da lâmina.
O H13 também é comum em insertos para matrizes. Em vez de usinar uma matriz inteira em aço para trabalho a quente, a zona ativa de desgaste e aquecimento é feita de H13, enquanto o suporte, bloco de apoio ou retentor utiliza um aço mais econômico. Em insertos para fundição sob pressão, o H13 resiste a trincas térmicas e erosão por metal fundido. Em insertos para forjamento, ele resiste ao desgaste, impacto e fadiga térmica. Para matrizes de alto ciclo, insertos de precisão ou superfícies de moldes polidas, o ESR H13 melhora a limpeza do aço e o desempenho em fadiga.
H13 para pinos de núcleo e componentes de moldes
O aço H13 é utilizado em pinos de núcleo, pinos extratores, guias, núcleos móveis, insertos de moldes e outros componentes de moldes sujeitos a esforços. Essas peças sofrem desgaste por deslizamento, aquecimento localizado, movimento repetido e alta pressão de contato.
Para pinos de núcleo e pinos extratores fundidos sob pressão, o H13 proporciona um núcleo resistente com uma superfície resistente ao desgaste, o que reduz o engripamento, o desgaste e as fissuras em ciclos repetidos.
Para moldes de plástico, o P20 é mais econômico para bases de moldes em geral e cavidades grandes. O H13 é escolhido quando o molde precisa de maior resistência ao desgaste, resistência ao calor, capacidade de polimento ou maior vida útil de produção, como em moldagem de resina abrasiva, moldes de plástico de alto ciclo e moldes para peças visíveis ou transparentes.
Para componentes ópticos, transparentes ou de alto polimento, o aço ESR H13 reduz defeitos de polimento, pois um aço mais limpo apresenta menos inclusões. Isso é importante para lentes transparentes, peças plásticas com acabamento estético e superfícies visíveis de alta qualidade.
Quando o aço H13 não é a melhor escolha
O H13 é versátil, mas não é a solução ideal para todos os problemas de ferramentas. O uso inadequado do H13 pode aumentar os custos sem resolver a causa raiz da falha.
| Situação | Melhor direção |
|---|---|
| Temperatura de serviço extrema acima da faixa segura de H13 | Considere o H21 ou outras ligas de alta resistência para trabalho a quente. |
| A principal exigência é a máxima tenacidade à fratura. | Considere o H11 ou outras classes focadas em resistência. |
| A abrasão severa por trabalho a frio é o principal modo de falha. | Considere aços para ferramentas de trabalho a frio como D2, D3, A2 ou outros. |
| São necessárias ferramentas de corte de alta velocidade. | Utilize materiais M2, M35, M42 ou de carboneto cimentado. |
| Moldes plásticos de grande porte e uso geral com pressão de custo | Considere o aço P20 ou aços para moldes pré-endurecidos. |
| Ferramentas de impacto a frio pesadas | Considere materiais resistentes a impactos, como o S7. |
| Moldagem de plásticos corrosivos é o principal risco | Considere 420 inoxidável, 15-5 PH ou 17-4 PH |
| Blocos de matriz extremamente espessos | Considere H13 premium, projeto com insertos ou aços de bloco alternativos |
O aço H13 não é ideal para estampagem a frio, cunhagem, corte a frio ou aplicações abrasivas de trabalho a frio que exigem dureza muito alta e alto teor de carbonetos. Aços para trabalho a frio, como D2 ou A2, são mais adequados.
O aço H13 também não é adequado para ferramentas de corte de alta velocidade, como brocas, machos, fresas e brochas. Essas ferramentas exigem uma dureza a quente e uma retenção de fio muito maiores do que o H13 pode proporcionar.
Para moldes plásticos grandes e de uso geral, o aço H13 pode ser superdimensionado. Os aços pré-endurecidos do tipo P20 costumam ser mais econômicos, pois podem ser usinados diretamente sem a necessidade de têmpera e revenimento finais.
A regra de seleção é escolher H13 quando os principais riscos são fissuração por calor, trincas a quente, choque térmico, impacto e desgaste a quente.
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