
O aço para ferramentas H13 é um aço para ferramentas de trabalho a quente endurecível ao ar e um dos aços mais amplamente utilizados entre todos os aços para ferramentas de trabalho a quente. Semelhante a Aço para ferramentas D2 as a benchmark for cold work tool steels, H13 is the benchmark for hot work tool steels. Compared to Aço para ferramentas H11, this steel grade has higher thermal strength and hardness. It can be air-hardened, so it performs well in terms of têmpera deformação e tensão residual, além de menor probabilidade de oxidação superficial. Além disso, pode atingir têmpera secundária, possui excelente estabilidade térmica e resiste eficazmente à corrosão do metal fundido da liga de alumínio.
Os fabricantes utilizam amplamente este tipo de aço para produzir matrizes e mandris de extrusão a quente, matrizes para forjamento por impacto e matrizes de forjamento. Também é comumente utilizado em insertos em máquinas de forjamento de precisão e matrizes de fundição sob pressão para alumínio, cobre e suas ligas.
The designation in the U.S. ASTM A681 system is H13, and the name in the American AISI system is AISI H13 steel. Similarly, other national standards use comparable designations, such as ISO 40CrMoV5, Japan/JIS SKD61, USA/UNS T20813, Germany/DIN X40CrMoV5-1, Germany/W-Nr. 1.2344, and Czech Republic (CSN) 19554, BS (BH13), SS (2242), ANFOR (Z40CDV5), UNI (X35CrMoV05KU / X40CrMoV511KU), and China GB/T 1299(4Cr5MoSiV1)
1. Aplicações
- Ferramentas para trabalho a quente: É a escolha principal para a maioria das operações de trabalho a quente, especialmente quando as matrizes exigem resfriamento com água ou outro meio de descarga.
- Moldes de fundição sob pressão: H13 material is particularly suitable for die casting zinc, aluminum, and magnesium alloys, such as push rods, ejector pins, core pins, slides, nozzles, and sprues. H13 material blocks purified by electroslag remelting (ESR) are suitable for plastic molds that require a high surface finish, such as automotive lens molds, due to their higher purity and uniformity.
- Matrizes e punções para forjamento a quente
- Matrizes de extrusão a quente: Extrusão a quente de metais leves, como alumínio e magnésio, bem como para mandris, punções e matrizes.
- Moldes de injeção de plástico:Esta é a aplicação mais comum, especialmente para usinagem de cavidades.
- Lâminas de corte: Aplicações de cisalhamento a quente.
- Ferramentas de soldagem por fricção e agitação (FSW)1: Ferramentas FSW, especialmente para soldagem de chapas de alumínio, geralmente são revestidas com TiN para melhor desempenho.
- Componentes Estruturais:O aço H13 tem alta resistência e pode manter sua dureza em altas temperaturas, por isso é usado em componentes estruturais sujeitos a alto estresse, como trens de pouso de aeronaves, ganchos de parada e cascos de foguetes na indústria aeroespacial.
2. Composição do Aço H132
C | Cr | Mo | V | Si | Mn | P | S |
0.32 – 0.45% | 4,75 – 5,50% | 1.10 – 1.75% | 0.80 – 1.20% | 0,80 – 1,25% | 0,20 – 0,60% | ≤ 0,030% | ≤ 0,030% |
Composição de classes equivalentes de aço para ferramentas H13
Grau | Padrão | C (%) | Si (%) | Mn (%) | P (%) | S (%) | Cr (%) | Mo (%) | V (%) |
1.2344 | DIN | 0.37-0.42 | 0.90-1.20 | 0.30-0.50 | ≤0.030 | ≤0.030 | 4.80-5.50 | 1.20-1.50 | 0.90-1.10 |
SKD61 | JIS | 0.35-0.42 | 0.80-1.20 | 0.25-0.50 | ≤0.030 | ≤0.030 | 4.80-5.50 | 1.00-1.50 | 0.80-1.15 |
4Cr5MoSiV1 | GB | 0.32-0.42 | 0.80-1.20 | 0.20-0.50 | ≤0.030 | ≤0.030 | 4.75-5.50 | 1.10-1.75 | 0.80-1.20 |
3. Propriedades do aço ferramenta H13
O aço para moldes H13 é um aço para ferramentas de trabalho a quente amplamente utilizado globalmente. Caracteriza-se por alta resistência, alta tenacidade, alta temperabilidade e resistência à trinca térmica. Em particular, mantém sua resistência e dureza em altas temperaturas. Além disso, possui excelentes propriedades mecânicas abrangentes e alta estabilidade ao revenimento.
3.1 Propriedades Mecânicas
As propriedades específicas dependem fortemente da temperatura de revenimento. Aqui estão as propriedades mecânicas longitudinais típicas quando resfriado a ar de 1025 °C (1875 °F) e temperado:
Propriedades mecânicas principais (valores típicos à temperatura ambiente, dupla têmpera 2h + 2h)
Propriedade | 527 °C (980 °F) Temper | 555 °C (1030 °F) Temper | Temperagem de 575 °C (1065 °F) |
Dureza | 52 HRC | 50 HRC | 48 HRC |
Resistência à Tração (Rm) | 1960 MPa (284 ksi) | 1835 MPa (266 ksi) | 1730 MPa (251 ksi) |
Limite de escoamento (Rp0,2) | 1570 MPa (228 ksi) | 1530 MPa (222 ksi) | 1470 MPa (213 ksi) |
Alongamento (em 4D) | 13.0% | 13.1% | 13.5% |
Redução de Área | 46.2% | 50.1% | 52.4% |
Impacto Charpy V-notch | 16 J (12 pés·lbf) | 24 J (18 pés·lbf) | 27 J (20 pés·lbf) |
3.2 Propriedades físicas
Propriedade | Valor |
---|---|
Densidade | 7,75 – 7,80 g/cm3 |
Resistência à tração, máxima | 1.200 – 2.050 MPa (174.000 – 231.000 psi) |
Resistência à tração, rendimento | 1.000 – 1.380 MPa (145.000 – 200.000 psi) |
Dureza | 45-52 HRC (dureza Rockwell C) |
Resistência ao Impacto | 20-40 J/cm2 |
Resistência à compressão | 2550 MPa |
3.3 Outras propriedades importantes:
- Resistência ao desgaste: Excelente resistência ao desgaste. Para melhorar ainda mais a resistência ao desgaste, pode ser nitretado, o que pode aumentar sua dureza superficial para mais de 1000 HV (>70 HRC).
- Resistência e resistência ao impacto: Excelente resistência ao impacto e boa ductilidade.
- Resistência à verificação de calor: Excelente resistência à fissuração térmica, característica influenciada pela sua tenacidade e dureza ao impacto sem entalhes.
- Resistência à fadiga: Boa resistência à fadiga e, neste aspecto, este aço tem uma vantagem sobre Aço de liga 4340.
- Estabilidade dimensional: Quando esse aço passa por têmpera ao ar, seu volume normalmente se expande em aproximadamente 0,001 pol./pol. (0,001 mm/mm).
- Usinabilidade: Se a classificação de usinabilidade do aço carbono com teor de carbono de 1% for definida como 100, então o H13 terá uma classificação de usinabilidade de 70 quando recozido corretamente.

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4. Tratamento térmico
O Tratamento térmico de aço H13 envolve várias etapas críticas para atingir as propriedades desejadas:
4.1 Forjamento e Resfriamento Pós-Forjamento
É fácil de forjar e normalmente é forjado em temperaturas entre 1120 e 1150°C (2050 a 2100°F). Antes do forjamento, recomendamos pré-aquecer o aço para 790 a 815°C (1450 a 1500°F), aquecendo-o uniformemente até a temperatura de forjamento necessária.
Durante o forjamento, a temperatura do material não deve cair abaixo 925°C (1700°F). Se estiver prestes a cair abaixo dessa temperatura, deve ser reaquecido até a temperatura de forjamento necessária.
Este material é um aço endurecível ao ar que deve ser resfriado lentamente para evitar fissuras por tensão. Após o forjamento, o material deve ser colocado em um forno a 790°C (1450°F) e mantido até que a temperatura fique uniforme; então resfriado lentamente.
4.2 Recozimento (recozimento esferoidizado)
Seguindo a etapa anterior, o material H13 deve passar por recozimento de esferoidização, que visa eliminar tensões, aumentar a tenacidade e a ductilidade e formar a microestrutura necessária.
Os detalhes específicos do processo de recozimento são os seguintes: aquecer o aço a 871 °C (1600 °F), manter por 1 hora por polegada (25,4 mm) de espessura e, em seguida, resfriar a uma taxa de 14 °C (25 °F) por hora até 482 °C (900 °F), seguido de resfriamento ao ar até a temperatura ambiente.
4.3 Normalização (geralmente não recomendado)
Devido ao risco de fissuração, geralmente não recomendamos o tratamento de normalização para H13, especialmente quando um forno de atmosfera controlada não impede a descarbonetação da superfície. No entanto, esse tratamento de normalização ainda pode melhorar a uniformidade do material. Esta etapa deve ser realizada imediatamente após o recozimento de esferoidização.
As etapas específicas são as seguintes: pré-aquecer a aproximadamente 790 °C (1450 °F), aquecer lenta e uniformemente a 1040 a 1065 °C (1900 a 1950 °F), manter por 1 hora para cada 25 mm (1 polegada) de espessura e, em seguida, resfriar ao ar.
4.4 Têmpera (Austenitização e Têmpera)
A temperatura de endurecimento é em torno de 1030 °C (1885 °F). Outras fontes sugerem uma faixa de 1010-1040 °C (1850-1900 °F), ou especificamente 1025 °C (1875 °F).
O H13 é um aço endurecível ao ar, e recomendamos a realização de um tratamento de pré-aquecimento. O objetivo é estabilizar a estrutura cristalina, reduzir a dureza, aumentar a ductilidade, melhorar a usinabilidade, promover uma estrutura de grãos uniforme e minimizar distorções/trincas. A temperatura de pré-aquecimento é 815 °C (1500 °F)Para um cubo de 1” (25 mm), ele deve ser pré-aquecido a 650 °C (1200 °F) e mantido por 10 a 15 minutos antes de programar o forno para a etapa de imersão. Para peças delicadas, pode ser necessário um pré-aquecimento adicional.
Após o pré-aquecimento, aumente a temperatura do forno até a temperatura de austenitização de 1010 °C (1850 °F). O processo de imersão inicia-se, com o tempo de imersão calculado a partir do momento em que a temperatura do material se iguala à temperatura do forno. Os detalhes específicos são os seguintes: para peças com espessura superior a 1" (25 mm), o tempo de imersão é normalmente de meia hora por polegada da menor seção transversal. Para peças menores, são fornecidos tempos de imersão específicos: 1/8" (3,175 mm) por 10 a 15 minutos, 1/4" (6,350 mm) por 15 minutos, 1/2" (12,70 mm) por 20 minutos, 3/4" (19,05 mm) por 25 a 30 minutos e 1" (25 mm) por 30 minutos.
A têmpera ao ar pode minimizar a tensão residual e reduzir o choque térmico. Embora a têmpera ao ar seja o método mais comum para o H13, a têmpera em óleo também é utilizada na prática, mas aumenta as tensões internas. A dureza após a têmpera é de 52-54 HRC. Durante o ciclo de têmpera do material, a próxima etapa de revenimento deve ser realizada imediatamente a uma temperatura não inferior a 66 °C/150 °F para evitar rachaduras.
4.5 Têmpera
O objetivo é reduzir a fragilidade, transformar a martensita em uma microestrutura mais estável, melhorar a tenacidade, aliviar tensões e, ao mesmo tempo, manter a dureza.
Recomendamos revenir o H13 duas ou até três vezes para atingir a tenacidade ideal e prolongar a vida útil da ferramenta. A primeira temperatura de revenimento é 565°C (1050°F), a segunda temperatura de têmpera é 550°C (1025°F), com cada ciclo com duração de 2 horas por polegada (25 mm) de espessura.
Após o revenimento, a dureza varia com a temperatura de revenimento. Por exemplo, o H13 temperado apresenta uma dureza de 52-54 HRC. O revenimento a 204 °C (400 °F) resulta em 51-53 HRC, enquanto o revenimento a 538 °C (1000 °F) produz 47-48 HRC, e a 621 °C (1150 °F), pode atingir 36-38 HRC. As temperaturas típicas de revenimento variam de 540 a 620 °C (1000 a 1150 °F), produzindo uma microestrutura estável que torna o material mais adequado para aplicações em altas temperaturas.
É essencial evite temperar H13 em torno de 500°C (930°F), pois essa temperatura produz a menor tenacidade.
5. Soldagem
O aço H13 é facilmente soldável, especialmente para aplicações de reparo em moldes, ferramentas e matrizes. A soldagem a arco com gás tungstênio (GTAW ou TIG) é o processo de soldagem mais adequado para moldes, ferramentas e matrizes H13, podendo também ser realizada utilizando um processo com gás inerte ou eletrodos revestidos. Durante a soldagem, deve-se utilizar a tensão e a corrente de arco mínimas recomendadas, e o eletrodo deve ser movido lentamente em linha reta para minimizar a entrada de calor. Limpe a escória frequentemente e martele as soldas enquanto ainda estiverem quentes (acima de 370 °C ou 700 °F); nunca martele uma solda fria.
- Pré-aquecimento. O pré-aquecimento é essencial antes da soldagem do aço H13, pois a soldagem a frio pode facilmente causar rachaduras. A temperatura de pré-aquecimento deve estar entre 110 °C (230 °F) e 375 °C (707 °F).
- Arame de enchimento. O arame de enchimento H13 é a escolha preferencial. Caso não haja arame de enchimento H13 disponível no local, pode-se utilizar um arame de enchimento de aço para ferramentas de dureza média, de uso geral, projetado especificamente para ferramentas de trabalho térmico e a frio.
- Gás de Proteção. O argônio é o gás de soldagem padrão para soldagem TIG H13 e protege a costura de solda contra contaminação. O hidrogênio pode ser usado como gás de proteção de apoio para a parte inferior da solda quando não houver risco de explosão.
- Tratamento Pós-Soldagem para Aço Ferramenta H13. Após a soldagem, as peças soldadas com H13 (especialmente as de paredes espessas) devem ser resfriadas lentamente, seja em um forno à temperatura de pré-aquecimento ou utilizando um meio isolante (como escória de forno, cal, mica ou terra diatomácea). Após o resfriamento lento, a solda deve ser submetida a um recozimento de esferoidização completo.
6. Vantagens e desvantagens do aço H13
6.1 Vantagens
- Excelente tenacidade e resistência ao impacto
- Alta resistência ao desgasteO teor relativamente alto de vanádio do H13 o torna muito resistente à abrasão. Isso ocorre porque o vanádio promove a formação de carbonetos muito duros e estáveis (como o V8C7, tipo MC), que aumentam significativamente a resistência ao desgaste. O tratamento de nitretação pode melhorar ainda mais a resistência ao desgaste do H13.
- Excelente dureza a quente, resistência ao revenimento e estabilidade térmica
- Alta temperabilidade e estabilidade dimensional
- Boa resistência à fadiga térmica
- Soldabilidade e Usinabilidade. H13 é facilmente soldável e, após tratamento de recozimento adequado, apresenta boa usinabilidade
6.2 Desvantagens
- Alto custoO aço para ferramentas H13 é geralmente limitado pelo seu alto custo. O alto teor de elementos de liga contribui para esse custo. É claro que isso é apenas uma desvantagem relativa. Nossos clientes na China têm uma demanda muito alta por aço H13, superior a 2.000 toneladas por mês, principalmente para perfis de alumínio.
- Dificuldades de fabricação e processamento. O processo de tratamento térmico do H13 durante a produção pode ser relativamente complexo, o que representa um desafio principalmente para os fabricantes. Além disso, sua usinabilidade é mais difícil em comparação com materiais de baixa liga. Como mencionado anteriormente neste artigo, a boa usinabilidade do H13 é uma de suas vantagens, portanto, tanto vantagens quanto desvantagens são relativas.
- Problemas de tenacidade e fragilidade. É bastante sensível à fragilização por têmpera, onde a precipitação de carbonetos ao longo dos limites de grãos da austenita anterior pode reduzir significativamente a tenacidade ao criar caminhos para a propagação de trincas, especialmente para materiais de seção grande.
- Suscetibilidade a rachaduras e distorções. Processos de têmpera inadequados, tempo de revenimento insuficiente ou baixas temperaturas de revenimento podem aumentar o risco de rachaduras e deformações.
- Desempenho limitado em altas temperaturas. Embora o H13 seja um aço para trabalho a quente, sua resistência diminui em temperaturas acima de 650°C.
7. Compare com outros aços
7.1 Comparado ao aço ferramenta D2
O aço H13 é utilizado em condições de alta temperatura, onde apresenta excelente resistência ao amolecimento, fadiga térmica e impacto. Comparado ao aço trabalhado a frio, no entanto, apresenta menor resistência ao desgaste. O aço D2, por outro lado, apresenta desempenho excepcional em aplicações de trabalho a frio, oferecendo alta resistência ao desgaste e excelente estabilidade dimensional. Comparado ao H13, no entanto, o D2 apresenta menor tenacidade e desempenho inferior em condições de alta temperatura.
Aqui está uma comparação lado a lado destacando suas principais diferenças e semelhanças:
Característica/Propriedade | Aço para ferramentas H13 (AISI Série H) | Aço para ferramentas D2 (AISI Série D) |
Aplicação primária | Trabalho a Quente: Ideal para aplicações que envolvem altas temperaturas e fadiga térmica, como moldes de fundição sob pressão, forjamento a quente e extrusão a quente. Também utilizado em moldes de injeção de plástico. | Trabalho a frio: mais adequado para aplicações que exigem alta resistência ao desgaste em temperatura ambiente, como matrizes de longa duração, ferramentas de corte, perfuração e corte. |
Classificação | Aço para trabalho a quente, grupo cromo 5%. | Aço para ferramentas de trabalho a frio com alto teor de carbono e cromo. |
Resistência ao desgaste | Muito bom | Excelente |
Robustez | Alta resistência ao impacto, boa resistência à fratura frágil | Menor resistência ao impacto e tenacidade em comparação com H13 |
Dureza a quente / Resistência ao revenimento | Excelente, funciona bem até 700°C (1300°F) | Limitado, não projetado para uso em alta temperatura; normalmente restrito abaixo de 205-260°C (400-500°F) devido ao amolecimento |
Temperabilidade | Têmpera profunda, têmpera ao ar, distorção mínima. Pode ser temperado em grandes seções. | Têmpera profunda, têmpera ao ar, movimento e distorção mínimos durante a têmpera. Pode ser totalmente endurecido em grandes seções. |
Estabilidade dimensional | Distorção muito baixa; expande aproximadamente 0,001 pol./pol. quando resfriado ao ar. | Distorção mínima; expande/contrai aproximadamente 0,0005 pol./pol. quando resfriado ao ar. |
Usinabilidade | Bom | Pobre |
Verificação de calor | Ótima resistência, principalmente na forma fundida. | Não é uma característica primária, pois normalmente é usada em aplicações frias. |
Soldabilidade | Facilmente soldável | Difícil de soldar (não soldável) |
7.2 Comparado ao aço para ferramentas M2
Aço para ferramentas M2 é usado principalmente para cortes de alta velocidade, apresentando excelente resistência ao desgaste e dureza térmica.
Recurso | Aço H13 | Aço M2 |
Classificação | Aço para trabalho a quente (aço 5% Cr). | Aço rápido tipo molibdênio (HSS), de uso geral. |
Uso primário | Aplicações que envolvem altas temperaturas e cargas, como fundição sob pressão, forjamento a quente, matrizes de extrusão a quente e moldes plásticos. | Operações de corte e usinagem de metais. |
Resistência ao desgaste | Alto, | Muito alto |
Robustez | Boa, excelente resistência ao impacto, | Bom, |
Dureza a quente / Resistência ao revenimento | Excelente resistência ao revenimento, mantém alta dureza e resistência em temperaturas elevadas devido à têmpera secundária. Pode operar até 700 °C. | Muito alto, superior ao H13, especialmente em temperaturas mais altas; desenvolve dureza secundária. Adições de cobalto aumentam ainda mais a dureza a quente. |
Temperabilidade | Temperabilidade profunda; pode ser endurecido em grandes seções por resfriamento a ar. | Temperabilidade profunda. Faixa de têmpera mais tolerante entre os aços rápidos (HSS). |
Distorção | Mínimo devido ao endurecimento ao ar. | Médio. |
Usinabilidade | Bastante bom em condições recozidas | Médio. |
Soldabilidade | Facilmente soldável | Difícil de soldar (não soldável) |
8. Fornecimento de formas e dimensões
O aço para ferramentas H13 que fornecemos está disponível em três formatos: barra plana, bloco e barra redonda. As dimensões da barra plana variam de: largura 20–600 mm × espessura 20–400 mm × comprimento 1.000–5.500 mm. As dimensões da barra redonda variam de 20–400 mm de diâmetro × 1.000–5.500 mm de comprimento. As dimensões do bloco são obtidas cortando a barra plana.
Para tamanhos menores, como barras redondas com diâmetro inferior a 70 mm, utilizamos o processo de laminação a quente. Para tamanhos superiores a 70 mm, oferecemos produtos forjados.
Também oferecemos o processo ESR (Refusão por Eletroescória), que é personalizado para atender às necessidades do cliente. A vantagem é uma melhor microestrutura interna, mas tem um custo mais elevado. Entre em contato conosco para obter informações específicas.
Teste UT: setembro de 1921-84 D/d, E/e.
Tratamento de superfície: acabamentos de superfície originais pretos, descascados, usinados/torneados, polidos, retificados ou fresados.
Status do Estoque: Não mantemos estoque de aço para ferramentas H13. Organizamos a produção com base nos pedidos dos clientes.
Prazo de entrega: Materiais para forno elétrico a arco (EAF) levam de 30 a 45 dias. Materiais para ESR levam aproximadamente 60 dias.
Muitos dos nossos clientes optam por processos não ESR ao considerar a relação custo-benefício. Discuta suas necessidades específicas diretamente conosco.



- Totten, GE, e MacKenzie, DS (Eds.). (2003). Manual de Alumínio: Volume 2: Produção de Ligas e Fabricação de Materiais (pág. 581). ↩︎
- Bringas, JE (Ed.). (2002). Manual de Padrões Comparativos de Aço do Mundo (2ª ed., p. 434). ASTM Internacional. ↩︎
Perguntas frequentes
Sim, o aço para ferramentas H13 pode ser soldado, mas apresenta soldabilidade limitada e requer procedimentos específicos devido à sua natureza de endurecimento ao ar e à suscetibilidade a trincas durante e após a soldagem. O pré-aquecimento antes da soldagem, a manutenção de temperaturas de interpasse adequadas e a realização de tratamento térmico pós-soldagem (PWHT) são essenciais para minimizar a formação de trincas e preservar suas propriedades. A soldagem a arco com gás-tungstênio (GTAW) é frequentemente recomendada para seu controle.
Não, o aço H13 não é classificado como aço rápido. Ele é identificado como aço para ferramentas de trabalho a quente.
A resistência à tração (também conhecida como resistência à tração) do aço H13 varia de acordo com a temperatura de revenimento e o processo de fabricação. As propriedades mecânicas longitudinais típicas do aço H13 à temperatura ambiente, com base em barras revenidas com diferentes níveis de dureza, são as seguintes:
Quando temperado a 527 °C (980 °F), a resistência à tração é de 1960 MPa (284 ksi).
Quando temperado a 555 °C (1030 °F), a resistência à tração é de 1835 MPa (266 ksi).
Quando temperado a 575 °C (1065 °F), a resistência à tração é de 1730 MPa (251 ksi).
Quando temperado a 593 °C (1100 °F), a resistência à tração é de 1580 MPa (229 ksi).
Quando temperado a 605 °C (1120 °F), a resistência à tração é de 1495 MPa (217 ksi).
Sim, o aço H13 pode ser difícil de usinar, especialmente quando endurecido. No entanto, sua usinabilidade pode ser influenciada por sua condição e pela operação de usinagem específica.
A faixa de dureza recomendada para o aço ferramenta H13 é geralmente de 40 a 55 HRC. Aplicações e temperaturas de revenimento específicas podem resultar em valores que variam de 36 HRC (a uma temperatura de revenimento de 621 °C) a 56 HRC (a uma temperatura de revenimento de 500 °C). Ferramentas de forjamento em serviço normalmente variam de 38 a 52 HRC.
A principal diferença entre os aços H11 e H13 reside no teor de vanádio e no impacto resultante em suas propriedades. O H13 pode apresentar tenacidade ligeiramente menor que o H11, especialmente durante a fragilização por têmpera.
As principais características incluem resistência excepcional ao calor, alta tenacidade, alta resistência ao calor, alta resistência ao desgaste a quente, alta retenção de dureza e forte resistência à fadiga térmica (verificação de calor)
Sim, o aço para ferramentas H13 possui excelente resistência ao desgaste. Essa propriedade pode ser ainda mais aprimorada pela nitretação, que pode aumentar a dureza da superfície para mais de 1000 HV, equivalente a mais de 70 HRC.
O aço para ferramentas H13 tem excelente resistência a trincas por fadiga térmica.
As propriedades mecânicas típicas à temperatura ambiente (quando revenido duplamente) incluem uma Resistência à Tração Máxima variando de 1200 a 2050 MPa (174.000 a 231.000 psi) e um Limite de Escoamento de 1000 a 1570 MPa (145.000 a 228.000 psi). Os valores específicos dependem muito da temperatura de revenimento. Também possui boa resistência ao impacto e ductilidade, com uma resistência ao impacto Charpy V-notch de 16 a 27 J, dependendo do revenimento.
Não, o aço para ferramentas H13 não é altamente resistente à corrosão em comparação com o aço inoxidável ou outras ligas especializadas. Ele é escolhido principalmente por sua resistência e resistência ao calor, e não por suas propriedades de corrosão, e é propenso a enferrujar em ambientes agressivos, incluindo aqueles com umidade ou plásticos quimicamente agressivos.
Mecanismos comuns de falha incluem desgaste, fadiga mecânica, fissuras grosseiras, deformação plástica e fissuras por fadiga térmica (queimaduras térmicas). Esses mecanismos podem ser agravados por fatores como temperatura muito baixa do tarugo, projeto inadequado da matriz (por exemplo, raios agudos, paredes finas), tratamento térmico ou superficial inadequado, suporte insuficiente da matriz ou altos níveis de tensão na cavidade.
O processo de têmpera normalmente envolve o pré-aquecimento a cerca de 815 °C (1500 °F), seguido pela elevação da temperatura para uma faixa de austenitização de 1010-1040 °C (1850-1900 °F), seguida de têmpera ao ar. O revenimento é crucial e geralmente é realizado duas ou três vezes, a temperaturas tipicamente entre 540-620 °C (1000-1150 °F), com cada ciclo durando aproximadamente 2 horas por polegada de espessura. Evitar o revenimento em torno de 500 °C (930 °F) é fundamental, pois produz a menor tenacidade.
Recomendamos realizar inspeções regulares em busca de sinais de desgaste ou fadiga, aplicar repintura ou revenimento quando necessário e evitar superaquecimento durante a operação, que pode amolecer o material. O pré-aquecimento adequado da matriz também reduz significativamente o risco de falha catastrófica por trincas.
Tratamentos de superfície são comumente aplicados ao aço ferramenta H13 para aumentar a resistência ao desgaste. A nitretação, por exemplo, é um tratamento termoquímico que cria uma camada superficial dura e pode induzir tensão residual compressiva, o que ajuda a neutralizar a corrosão por calor. No entanto, a camada nitretada pode ser quebradiça, sendo necessário um controle cuidadoso da espessura (por exemplo, normalmente não superior a 0,3 mm).
O aço ferramenta H13 tem vários equivalentes internacionais, incluindo AISI H13 (EUA), X40CrMoV5-1 (Europa/Alemanha DIN 1.2344) e SKD61 (Japão JIS) e 4Cr5MoSiV1 (China GB)
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P20/1.2311
P20+Ni/1,2738
420/1.2083/2Cr13
422 aço inoxidável
Aço para rolamentos 52100
Aço inoxidável 440C
4140/42CrMo4/SCM440
4340/34CrNiMo6/1,6582
4130
5140/42Cr4/SCR440
SCM415