Dureza do aço ferramenta H13
Aço para ferramentas H13 A dureza varia de cerca de 220–241 HB na condição recozida a 51–54 HRC após têmpera, com as ferramentas acabadas normalmente revenidas para 38–55 HRC. A maioria das ferramentas para trabalho a quente opera em torno de 40–48 HRC. O valor exato depende da dimensão da seção transversal, do tratamento térmico e da aplicação para a qual a ferramenta foi projetada.
A liga H13 fornecida é normalmente recozida para usinagem a uma dureza de cerca de 220–241 HB. Após o resfriamento rápido, as seções padrão atingem cerca de 51–54 HRC, enquanto seções maiores podem apresentar menor dureza no núcleo, pois o centro resfria mais lentamente que a superfície.
Após o revenimento, as ferramentas H13 acabadas são geralmente ajustadas para uma dureza entre 38 e 55 HRC. Muitas ferramentas para trabalho a quente operam em torno de 40 a 48 HRC, sendo que durezas menores são frequentemente utilizadas para impactos severos e durezas maiores são usadas onde a resistência ao desgaste é mais importante.
A dureza final pode variar com o tamanho da seção transversal, a temperatura de austenitização, a taxa de resfriamento, o processo de revenimento e a posição do teste. Para a maioria das ferramentas H13, o objetivo é uma dureza equilibrada, e não a dureza máxima.
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Tabela de temperatura de revenido e dureza H13
O revenimento ajusta o aço H13 temperado à sua dureza final utilizável. Reduz a fragilidade, alivia a tensão interna, estabiliza a microestrutura e melhora a confiabilidade em serviço.
O aço H13 é geralmente austenitizado a cerca de 995–1025 °C (1825–1875 °F) antes do resfriamento brusco. Após o resfriamento brusco, ele costuma ser submetido a revenimento duplo ou triplo para melhorar a estabilidade e reduzir o risco de fratura frágil.
| Temperatura de têmpera | Dureza aproximada |
|---|---|
| Como extinto | Aproximadamente 51–54 HRC |
| 400–600°F / 204–316°C | Aproximadamente 51–53 HRC |
| 950°F / 510°C | Aproximadamente 52–54 HRC |
| 980°F / 527°C | Aproximadamente 52 HRC |
| 1030°F / 555°C | Cerca de 50 HRC |
| 1050°F / 566°C | Aproximadamente 44–46 HRC |
| 1065°F / 575°C | Aproximadamente 48 HRC |
| 1100°F / 593°C | Aproximadamente 41–46 HRC |
| 1120°F / 605°C | Aproximadamente 44 HRC |
| 1150°F / 621°C | Aproximadamente 36–38 HRC |
Alguns valores se sobrepõem porque diferentes dados de referência podem usar diferentes temperaturas de austenitização, métodos de têmpera, tempos de permanência, tamanhos de seção e posições de teste. Esses valores devem ser usados como Orientações sobre tratamento térmico H13.
Para ferramentas de trabalho a quente, o valor HRC mais alto nem sempre é o melhor objetivo. Uma dureza ligeiramente inferior, porém mais estável, pode muitas vezes proporcionar maior vida útil à ferramenta quando esta estiver sujeita a impactos, ciclos térmicos ou tensões em grandes seções.
Dureza de trabalho recomendada H13 por aplicação
A dureza ideal para o aço H13 depende de como a ferramenta opera e de como ela provavelmente falhará. Fundição sob pressão, forjamento, extrusão e ferramentas de alto impacto impõem diferentes exigências ao aço.
| Aplicativo | Dureza de trabalho típica H13 | Lógica de Seleção |
|---|---|---|
| Ferramentas gerais para trabalho a quente | Cerca de 40 a 48 HRC | Equilíbrio entre resistência a altas temperaturas, tenacidade e resistência ao desgaste. |
| Matrizes de fundição sob pressão de alumínio e magnésio | Aproximadamente 42–52 HRC | Depende do tamanho do chip, dos ciclos térmicos e da demanda de desgaste. |
| Insertos e núcleos comuns para fundição sob pressão | Aproximadamente 44–48 HRC | Resistência equilibrada ao craqueamento térmico e ao desgaste. |
| Matrizes de fundição de zinco | Cerca de 50 a 52 HRC | Uma temperatura de fundição mais baixa pode permitir uma maior dureza. |
| matrizes de forjamento a martelo | Cerca de 40 a 47 HRC | Uma dureza menor melhora a resistência ao impacto. |
| Matrizes de forjamento por prensa | Aproximadamente 47–55 HRC | Impactos menos repentinos permitem maior dureza. |
| Ferramentas de alto impacto | Cerca de 40 a 44 HRC | A resistência é mais importante do que a resistência ao desgaste. |
| Matrizes de extrusão de alumínio e magnésio | Aproximadamente 42–45 HRC | Equilíbrio entre resistência a altas temperaturas e resistência a rachaduras |
| Matrizes de extrusão de cobre e latão | Aproximadamente 42–48 HRC | Maior demanda térmica e de pressão |
| Matrizes de extrusão de aço | Aproximadamente 47–51 HRC | É necessária maior resistência ao calor e ao desgaste. |
| Mandris | Aproximadamente 46–52 HRC | É necessário ter resistência a altas temperaturas e resistência ao desgaste. |
| Blocos e pistões falsos | Cerca de 40 a 44 HRC | Resistência e durabilidade são importantes. |
| Contêineres de extrusão | Cerca de 35 a 40 HRC | Uma dureza menor melhora a resistência em seções grandes. |
Para moldes de fundição sob pressão, a dureza deve ser equilibrada com a resistência ao trincamento térmico. Insertos grandes geralmente são mantidos com uma dureza menor para reduzir o risco de fissuras, enquanto insertos menores podem ser fabricados com dureza mais alta quando a resistência ao desgaste é mais importante.
Para matrizes de forjamento, a severidade do impacto é a principal preocupação. O forjamento por martelo normalmente requer menor dureza do que o forjamento por prensa, pois a carga é mais repentina e severa. Se a dureza for muito alta, a matriz pode trincar antes que o desgaste se torne o principal problema.
Para ferramentas de extrusão, a função da ferramenta é importante. Matrizes, mandris, blocos de preenchimento, pistões, revestimentos e recipientes não devem ser automaticamente considerados com a mesma dureza, pois estão sujeitos a diferentes cargas térmicas e mecânicas.
Uma regra de seleção simples é que, quando o desgaste e a deformação plástica predominam, uma dureza de trabalho mais alta pode ser vantajosa. Quando trincas, lascas, impactos severos ou fadiga térmica predominam, uma dureza menor ou mais equilibrada geralmente é mais segura.
Perguntas frequentes
A dureza do aço H13 depende de sua condição e tratamento térmico. No estado recozido, o H13 geralmente apresenta uma dureza em torno de 220–241 HB. Após o processo de têmpera e revenimento, as ferramentas H13 acabadas são geralmente ajustadas em cerca de 38–55 HRC, com muitas ferramentas de trabalho a quente utilizadas em torno de 40–48 HRC.
A dureza do aço H13 recozido é geralmente em torno de 220–241 HB. Esta é a condição macia comum para usinagem antes do endurecimento e revenimento finais.
Após o resfriamento rápido, as seções padrão H13 podem atingir aproximadamente 51–54 HRC. Seções extensas podem apresentar menor dureza no núcleo porque o centro esfria mais lentamente do que a superfície.
Muitas ferramentas de trabalho a quente H13 funcionam em torno de 40–48 HRC. A dureza de trabalho exata depende do tamanho da ferramenta, da temperatura de operação, da carga de impacto, da demanda de desgaste e do risco de falha.
Os moldes de fundição H13 são frequentemente usados em 42–52 HRC. Os insertos e núcleos comuns para fundição sob pressão são frequentemente selecionados em torno de 44–48 HRC, dependendo do tamanho do chip, dos ciclos térmicos e das condições de desgaste.
As matrizes de forjamento a martelo H13 são frequentemente usadas em torno de 40–47 HRC porque a severidade do impacto é alta. Matrizes de forjamento por prensa podem usar uma faixa maior, frequentemente em torno de 47–55 HRC, porque o carregamento é menos repentino.
As matrizes de extrusão H13 são geralmente selecionadas de acordo com o material extrudado. Matrizes de extrusão para alumínio e magnésio costumam ser encontradas em torno de 42–45 HRC, matrizes de extrusão de cobre e latão ao redor 42–48 HRC, e matrizes de extrusão de aço ao redor 47–51 HRC.
Não. Uma dureza maior pode melhorar a resistência ao desgaste e à deformação plástica, mas também pode aumentar o risco de fissuras, lascamento e trincas térmicas. Para ferramentas H13, a dureza deve ser selecionada de acordo com o principal modo de falha.
Os valores de dureza de revenido H13 podem se sobrepor, pois os resultados dependem da temperatura de austenitização, do método de têmpera, do tempo de permanência, do tamanho da seção transversal, da prática de revenido e da posição do teste. As tabelas de revenido devem ser usadas como guia, e não como valores de dureza garantidos para todas as ferramentas.