Aço para ferramentas H11 e H13

Aço para ferramentas H11 e Aço para ferramentas H13 são ambos aços para ferramentas de trabalho a quente. Eles pertencem à série H do sistema da American Society for Testing and Materials (ASTM).

O H11 e o H13 são representantes dos aços para ferramentas de trabalho a quente. Eles oferecem um bom equilíbrio entre custo e desempenho, o que os torna um ponto de referência para várias aplicações em moldes de formação a quente. Esses materiais foram inicialmente desenvolvidos para fundição sob pressão e apresentam alta temperabilidade, deformação mínima durante o tratamento térmico, tendência mínima à oxidação, bom desempenho de revenimento, resistência à corrosão por alumínio líquido e alta resistência à fadiga térmica.

A principal diferença entre os aços H11 e H13 é que o H13 contém aproximadamente 0,5% a mais de vanádio. Esse teor adicional de vanádio aumenta ainda mais a dureza a quente e a resistência ao revenimento, mas também pode reduzir ligeiramente a tenacidade, especialmente durante a têmpera e o revenimento.

O H13 é um pouco mais resistente ao amolecimento após o tratamento térmico, mas sua tenacidade é um pouco menor. Comparado ao H11, o H13 pode tender a ter uma distribuição desigual de carbonetos de vanádio. Isso é especialmente importante em condições de fabricação de homogeneização para maximizar a resistência.

Este artigo compara o H11 e o H13 com base em determinados dados. Alguns dos dados são provenientes da literatura e foram citados de acordo.

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Composição química de h11 e H13

Tipo AISI	Nº UNS	C (%)	Mn (%)	Si (%)	Cr (%)	Ni (%)	Mo (%)	W (%)	V (%)
H11	T20811	0.33-0.43	0.20-0.50	0.80-1.20	4.75-5.50	0,30 máximo	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 máximo	1.10-1.75	...	0.80-1.20

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Comparação dos principais fatores do aço para ferramentas H11 e H13

• Resistência ao desgaste: H11 e H13 têm o mesmo valor de 3, indicando igual resistência ao desgaste.
• Robustez: Ambos têm um valor de 9, o que sugere alta resistência para os dois tipos.
• Dureza a quente: Ambos têm o mesmo valor de 6, indicando propriedades semelhantes de dureza a quente.

Com base nessa tabela, o H11 e o H13 parecem ter propriedades muito semelhantes em termos de resistência ao desgaste, tenacidade e dureza a quente.

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Comparação dos fatores de fabricação dos aços para ferramentas H11 e H13

• Disponibilidade: Tanto o aço para ferramentas H11 quanto o H13 têm uma classificação de disponibilidade de 4, o que sugere que estão igualmente disponíveis.
• Custo: Ambos os tipos de aço têm uma classificação de custo de 1, indicando que têm preços semelhantes.
• Usinabilidade: Tanto o H11 quanto o H13 têm uma classificação de usinabilidade de 8, o que sugere que ambos são relativamente fáceis de usinar.

A tabela mostra que os aços para ferramentas H11 e H13 são semelhantes em relação a esses três fatores de fabricação.

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Comparação de outros parâmetros

Fator	Aços para ferramentas H11	Aços para ferramentas H13
Dureza usual de trabalho, HRC	38-55	40-53
Profundidade de endurecimento	D	D
O mais fino tamanho de grão com dureza total, padrão Shepherd	8	8
Dureza da superfície como temperada, HRC	53-55	51-54
Dureza do núcleo (25 mm, ou 1 pol., de diâmetro redondo), HRC	53-55	51-54
Meio de resfriamento	A	A
Temperatura de endurecimento, °C (°F)	995-1025 (1825-1875)	995-1040 (1825-1900)
Alteração dimensional no endurecimento	L	L
Segurança no endurecimento	H	H
Suscetibilidade à descarbonetação	H	H
Dureza aproximada como laminado ou forjado, HB	500	500
Recozido Dureza, HB	192-229	192-229
Temperatura de recozimento, °C (°F)	845-900 (1550-1650)	845-900 (1550-1650)
Faixa de revenimento, °C (°F)	540-650 (1000-1200)	540-650 (1000-1200)
Temperatura de forjamento, °C (°F)	1065-1150 (1950-2100)	1065-1150 (1950-2100)

Os aços para ferramentas H11 e H13 compartilham muitas semelhanças em relação às suas propriedades mecânicas, tratamento térmico características e recursos de forjamento. A principal diferença está em sua faixa de dureza, sendo que o H13 oferece dureza um pouco mais alta para aplicações mais exigentes. A escolha entre esses dois aços depende dos requisitos específicos da aplicação pretendida, como o nível de resistência ao desgaste, a tenacidade e a estabilidade dimensional necessárias.

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Propriedades de tração dos aços para ferramentas H11 e H13 em temperaturas elevadas

Tipo de aço	Temperatura de teste (°C)	Temperatura de teste (°F)	Resistência à tração (MPa)	Resistência à tração (ksi)	Resistência ao escoamento (deslocamento de 0,2%) (MPa)	Resistência ao escoamento (deslocamento de 0,2%) (ksi)	Alongamento (50 mm) (%)	Redução de área (%)	Dureza à temperatura ambiente (HRC) Antes teste	Dureza à temperatura ambiente (HRC) Após teste
H11	Quarto	Quarto	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	-

Observação:

• O "-" nas colunas de resistência ao escoamento do aço H13 indica que os dados não estavam disponíveis.
• A coluna Dureza à temperatura ambiente (HRC) mostra os valores antes e depois do teste, separados por vírgula.
• Dados da Teledyne VASCO. Allegheny Ludlum Industries e Universal-Cyclops Steel Corp. 

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Resistência ao impacto CVN dos aços para ferramentas H11 e H13 em função da temperatura de teste.

Esse gráfico sugere que o H11 e o H13 se tornam mais resistentes ao impacto em temperaturas mais altas. Entretanto, o H13 é mais sensível às mudanças de temperatura, mostrando um aumento mais significativo na resistência ao impacto com o aumento da temperatura.