Tratamento térmico do aço ferramenta H19

A composição química, o ciclo de têmpera e a linha de revenimento que a ficha de origem apresenta para o aço ferramenta para trabalho a quente de serviço pesado H19. Um resumo de referência da prática publicada e não uma especificação da Aobo Steel.

H19 no grupo de trabalho a quente

O H19 é um aço ferramenta para trabalho a quente que contém tungstênio e cobalto além do cromo, e é isso que o separa dos graus ao cromo H11, H12 e H13. A ficha de referência apresenta 4,26 por cento de tungstênio e 4,16 por cento de cobalto contra 4,12 por cento de cromo, portanto o grau é projetado para resistência ao calor e não para a dureza pela qual os graus de trabalho a frio são adquiridos. O texto de origem o situa em fundição sob pressão, onde sua resistência à formação de trincas térmicas é a razão pela qual o grau é mencionado, e acrescenta que o aço pode proporcionar desgaste excepcional em trabalho a alta temperatura. É também o grau que a mesma fonte chama de melhor escolha geral ao lado do H21, porque o H19 mantém mais dureza e mais resistência ao desgaste e absorve melhor o choque.

A ficha é informação de referência de oficina e não uma especificação. Ela apresenta uma etapa de pré-aquecimento, uma temperatura de têmpera e dois meios de resfriamento, depois uma tabela de revenimento em Rockwell C com um único valor em cada linha e nenhuma faixa de tolerância em lugar algum. Vale a pena tratar uma primeira rodada de peças de um novo lote de aço como um teste antes que o ciclo entre em produção.

Composição química do H19

Elementos listados na ficha de referência, percentual

Elemento	Percentual
Carbono	0.42
Manganese	0.31
Silicon	0.21
Cromo	4.12
Molibdênio	0.46
Vanádio	2.19
Tungstênio	4.26
Cobalt	4.16

Fonte, informações de referência de tratamento térmico para H19, página impressa 188.

A ficha apresenta o enxofre sem valor correspondente, portanto essa linha é omitida em vez de impressa em branco. A ficha fornece um único valor para cada elemento onde uma norma fornece uma faixa, e o valor em cada linha aqui está dentro da faixa que a tabela de composição de aços ferramenta deste site apresenta para o H19, que indica a faixa de cromo como 4,00 a 4,75 por cento, a faixa de tungstênio como 3,75 a 4,50 por cento, a faixa de vanádio como 1,75 a 2,20 por cento e a faixa de cobalto como 4,00 a 4,50 por cento contra UNS T20819. Os dados de composição são apenas para referência geral, os valores reais variam por norma, usina e número de corrida, portanto confirme os valores contra o certificado de ensaio do material da corrida ou consulte a Aobo Steel.

O cromo a 4,12 por cento é o valor no qual se baseia a resistência ao calor, e é inferior ao cromo dos graus H11 e H13, razão pela qual este aço também contém tungstênio e cobalto. O tungstênio a 4,26 por cento e o cobalto a 4,16 por cento são os dois elementos por trás da resistência a quente, e o cobalto é a adição que eleva a temperatura na qual o aço ainda mantém sua dureza. O vanádio a 2,19 por cento é alto para um grau de trabalho a quente, e é o elemento que forma os carbonetos duros que mantêm a resistência ao desgaste na temperatura de trabalho. O molibdênio a 0,46 por cento atua junto com o tungstênio. O manganês a 0,31 por cento e o silício a 0,21 por cento são as adições menores usuais que acompanham a prática de desoxidação. O carbono a 0,42 por cento está no lado baixo da faixa dos aços ferramenta, e isso é deliberado em um aço para matrizes, porque o carbono compra dureza ao custo da tenacidade e uma matriz que trinca é pior que uma matriz que se desgasta. Os dados de composição na tabela são apenas para referência geral, os valores reais variam por norma, usina e número de corrida, portanto confirme os valores contra o certificado de ensaio do material da corrida ou consulte a Aobo Steel.

Têmpera do H19

Pré-aquecimento, temperatura de têmpera e resfriamento

Etapa	H19
Pré-aquecimento	1500 °F (815 °C)
Temperar	2150 °F (1175 °C)
Meio de têmpera	Têmpera em óleo ou sal

Fonte, informações de referência de tratamento térmico para H19, página impressa 188.

A ficha apresenta uma etapa de pré-aquecimento, uma temperatura de têmpera e dois meios de resfriamento para o grau, sem condição de espessura de seção contra nenhum deles, portanto os valores valem para a carga conforme escrita. Ambos os meios indicados na ficha resfriam mais rápido que o ar, o que é a característica do grau e não um acidente da ficha.

A carga entra a 1500 °F (815 °C) para o pré-aquecimento, depois sobe para 2150 °F (1175 °C) para austenitização, seguida de resfriamento em óleo ou sal. Ambos os meios indicados na ficha resfriam mais rápido que o ar, e essa é a diferença entre este grau e um aço ferramenta de têmpera ao ar, portanto a seção precisa suportar o resfriamento mais rápido. O sal é o meio que um tratador térmico comercial escolhe para um bloco de matriz, pois resfria uniformemente e deixa uma superfície limpa, e o óleo é a rota mais antiga impressa ao lado. Uma seção pesada de matriz e um resfriamento rápido são a combinação que produz distorção e trincas de têmpera, razão pela qual a etapa de pré-aquecimento importa mais aqui do que em uma peça pequena. A ficha apresenta uma temperatura de têmpera e nenhum tempo de permanência, portanto o tempo na temperatura deve vir da prática do seu tratador térmico e não desta tabela.

Resposta ao revenimento do H19

Dureza deixada por cada temperatura de revenimento

Revenimento, °F	°C	H19, HRC
Após a têmpera	–	53
600	315	52
700	370	51
800	425	51
900	480	51
1000	540	56
1100	595	57

Fonte, informações de referência de tratamento térmico para H19, página impressa 188.

A ficha apresenta um valor Rockwell C em cada linha e nenhuma faixa de tolerância contra nenhum deles. A linha cai do valor conforme temperado ao longo das primeiras quatro linhas e depois sobe até o valor mais alto da ficha a 1100 °F (595 °C), que é o topo da faixa que a ficha apresenta.

A linha começa plana e depois sobe. O H19 sai do resfriamento a 53 HRC, e as primeiras quatro temperaturas de revenimento apresentadas na ficha, 600 °F (315 °C) a 900 °F (480 °C), levam a leitura para 52 e 51 HRC. A partir daí a linha sobe, para 56 HRC a 1000 °F (540 °C) e 57 HRC a 1100 °F (595 °C), o valor mais alto da ficha e o topo da faixa que ela apresenta. Essa subida é endurecimento secundário. Os carbonetos de tungstênio, vanádio e cobalto saem de solução durante o revenimento e devolvem dureza ao aço, razão pela qual uma matriz de trabalho a quente é revenida no topo desta faixa e não na base. Uma matriz que precisa manter sua dureza a 1000 °F (540 °C) em serviço é revenida próxima dessa temperatura em primeiro lugar. Nada é apresentado acima de 1100 °F (595 °C) nesta ficha, portanto a cauda da curva fica fora dos dados de referência desta página.

Dados de referência relacionados

O H19 fica com os outros graus de trabalho a quente neste site. Os graus ao lado dele estão apresentados na página de tratamento térmico do aço ferramenta H11, a página de tratamento térmico do aço H13, a página do aço ferramenta H21 e o Guia de Tratamento Térmico do Aço para Ferramentas H10, e o catálogo de aço ferramenta para trabalho a quente reúne a família. As faixas de trabalho entre os grupos de aços ferramenta estão na Tabela de revenimento de aço para ferramentas, que contém uma linha para H19, a dureza dos mesmos graus em temperatura está na tabela de dureza a quente do aço ferramenta, que contém uma linha H19, e a composição química de cada grau está na Tabela de composição de aços para ferramentas. A seleção por aplicação é abordada na página de seleção de aço ferramenta por aplicação e o caso da fundição sob pressão na página sobre por que o aço H13 é usado em fundição sob pressão.

Dados de referência compilados de Heat Treatment, Selection, and Application of Tool Steels (William E. Bryson, segunda edição, Carl Hanser Verlag, 2009). A composição química, o ciclo de têmpera e a resposta ao revenimento do H19 vêm das informações de referência de tratamento térmico na página impressa 188.