Aço h13 vs. p20: Qual é a diferença entre aço H13 e P20?

Selecionar o tipo correto de aço é fundamental para o desempenho e a longevidade de suas ferramentas. Aço AoboCom nossa vasta experiência em forjamento de aço para ferramentas, frequentemente orientamos os clientes sobre as diferenças entre as classes mais populares. Duas opções comuns, especialmente para aplicações em moldes e matrizes, são P20 aço para ferramentas e Aço para ferramentas H13Embora ambos sejam máquinas de trabalho pesado, eles têm propriedades distintas, adequadas para diferentes trabalhos. Vejamos as principais diferenças técnicas.

Classificação e Uso Básico

• P20: Este aço é normalmente classificado como uma liga de médio carbono para ferramentas, conhecido principalmente como aço para moldes. Considere-o uma classe versátil para moldagem de plástico e certas aplicações de fundição sob pressão, especialmente para zinco.
• H13: Esta classe se enquadra na categoria de cromo 5% aços para ferramentas de trabalho a quente. Também é reconhecido por suas capacidades de ultra-alta resistência.

Composição Química: A Base do Desempenho

As principais diferenças entre P20 e H13 decorrem de suas composições de liga:

• P20: Geralmente contém 0,18-0,40% de carbono (frequentemente em torno de 0,35%), juntamente com silício, manganês, cromo (0,5-2,00%) e molibdênio (0,30-0,55%).
• H13: Embora os níveis de carbono possam se sobrepor (0,30-0,45%), o H13 possui um pacote de liga significativamente diferente, conforme definido por normas como ASTM A681 ou JIS SKD61. Apresenta teores muito mais altos de cromo (4,75-5,50%), mais molibdênio (1,10-1,75%) e uma adição crucial de vanádio (0,80-1,20%). Esse teor de vanádio contribui significativamente para suas características de desempenho.

Aplicativos

• P20: Widely used for plastic injection molds¹, zinc die-casting dies, and holder blocks. It’s a solid choice for intermediate-length production runs.
• H13: Como aço para trabalho a quente, o H13 se destaca em ambientes de alta temperatura que envolvem ciclos térmicos. Isso inclui moldes de fundição sob pressão (especialmente para alumínio ou outras ligas de alto ponto de fusão), matrizes de extrusão a quente, matrizes de forjamento a quente e também moldes de injeção de plástico exigentes que exigem dureza maior ou melhor gerenciamento térmico do que o P20.

Processamento e Dureza

Como esses aços são fornecidos e tratado termicamente é uma grande diferença prática:

• P20: Dureza do aço P20 é de 28-32 HRC, normalmente fornecido em condição pré-endurecida. Isso permite que os fabricantes de moldes usinem cavidades diretamente e usem a ferramenta sem tratamento térmico adicional em alta temperatura, minimizando os riscos de distorção. Para maior dureza superficial e vestir Resistência em moldes plásticos, o P20 pode ser cementado após a usinagem. Normalmente é temperado em óleo.
• H13: Embora às vezes seja usado pré-endurecido, o H13 é frequentemente tratado termicamente pelo usuário para atingir níveis de dureza mais elevados (por exemplo, 45-54 HRC ou até mais para aplicações específicas) e resistências superiores a 2070 MPa (300 ksi). O H13 é um aço endurecível ao ar, o que significa que pode endurecer em grandes seções com distorção mínima durante o processo de resfriamento. É também um aço de têmpera secundária, mantendo alta dureza e resistência em temperaturas operacionais elevadas, conhecido como "dureza vermelha.” A têmpera dupla é frequentemente recomendada.

Principais características de desempenho

Vamos compará-los frente a frente em propriedades críticas:

• Resistência ao desgaste: O H13 geralmente oferece resistência superior ao desgaste e à abrasão devido ao seu maior teor de vanádio, que forma carbonetos duros. O P20 possui boa resistência ao desgaste, tornando-o adequado para diversos moldes, mas o H13 é mais adequado para condições abrasivas ou ciclos mais longos. A cementação melhora significativamente o desgaste superficial do P20.
• Robustez: Ambos os aços são considerados tenazes. O H13 geralmente apresenta excelente resistência ao impacto e tenacidade, que são vitais para resistir a rachaduras em aplicações exigentes. O P20 também oferece boa tenacidade.
• Resistência ao temperamento (dureza vermelha): Este é um grande diferencial. O H13 possui excelente resistência ao amolecimento em altas temperaturas, tornando-o ideal para uso em aplicações de trabalho a quente. A resistência do P20 ao revenimento é menor.
• Estabilidade dimensional: A natureza de endurecimento ao ar do H13 resulta em distorção mínima durante o tratamento térmico. O P20 (endurecimento em óleo) oferece melhor estabilidade do que os aços endurecíveis em água, mas geralmente menor que o H13.
• Usinabilidade: O P20 é conhecido por sua excelente usinabilidade na condição pré-endurecida. O H13 também apresenta boa usinabilidade quando recozido adequadamente.
• Polibilidade: Tanto o P20 quanto o H13 podem proporcionar uma superfície polida de boa qualidade, o que é essencial para moldes plásticos de alta qualidade. O H13 costuma polir bem em níveis de dureza mais altos (acima de 50 HRC).
• Resistência à verificação de calor: Crucial para fundição sob pressão, o H13 oferece boa resistência à trinca por fadiga térmica, comumente conhecida como fissuração por calor. O P20 é adequado para fundição sob pressão em baixas temperaturas, como o zinco, mas o H13 é preferível para trabalhos a quente mais exigentes.
• Qualidade interna: Para ferramentas grandes ou críticas, a limpeza interna do aço é vital. O H13 é frequentemente produzido por meio de refusão por eletroescória (ESR) ou processos semelhantes, proporcionando maior limpeza e uniformidade em comparação aos aços fundidos convencionalmente. Isso melhora o desempenho, especialmente a resistência à fadiga térmica.

Fazendo a escolha

• Escolha P20: Se Você precisa de um aço econômico e facilmente usinável para moldes de plástico ou fundição sob pressão em baixa temperatura, fornecido pré-endurecido para maior conveniência e adequado para operações intermediárias. A cementação é uma opção para aumentar a resistência ao desgaste da superfície.
• Escolha H13: Se Se sua aplicação envolve altas temperaturas de operação, requer resistência superior ao desgaste, alta dureza ao rubro, máxima estabilidade dimensional durante o tratamento térmico, resistência à corrosão ou altos níveis de dureza (acima de 50 HRC) para moldes exigentes ou ferramentas de trabalho a quente, considere o H13. Seu maior teor de liga (Cr, Mo, V) proporciona desempenho superior nessas condições, justificando frequentemente o uso de produtos mais limpos. ESR/Notas VAR para aplicações críticas.

Entender essas diferenças ajuda a garantir que você selecione o aço para ferramentas ideal para suas necessidades específicas. Se tiver mais dúvidas ou precisar de classes específicas, como P20 ou H13, não hesite em entrar em contato conosco pelo e-mail sales@aobosteel.com. Temos a experiência necessária para ajudá-lo a fazer a escolha certa.

1. Advantages of Using P20 Steel in Molds ↩︎