Prezentare tehnică H13 Steel

Prezentare tehnică H13 Steel: Iată informațiile pe care le căutați despre oțelul H13. Oțelul pentru scule H13 este un oțel pentru prelucrare la cald și răcit cu aer. Este utilizat pe scară largă în aplicații la temperatură ridicată și la sarcină mare, cum ar fi matrițe de turnare sub presiune, laminare la cald și unelte de forjare la cald datorită rezistenței sale excelente la căldură, uzură și oboseală termică. După tratamentul termic, poate obține proprietăți mecanice cuprinzătoare bune și rezistență ridicată la temperatură.

1. Compoziția chimică a oțelului H13

Carbon (C)	Crom (Cr)	Molibden (Mo)	Vanadiu (V)	Siliciu (Si)	Fier (Fe)	Nichel (Ni)	Cupru (Cu)	Mangan (Mn)
0.32 – 0.45	4.75 – 5.50	1.10 – 1.75	0.80 – 1.20	0.80 – 1.20	≥ 90,9	≤ 0,3	≤ 0,25	Cantitati mai mici

2. Proprietatea mecanică a oțelului H13

Proprietăți mecanice longitudinale tipice la temperatura camerei ale oțelului H13

Temperatura de temperare (°C)	Temperatura de temperare (°F)	Rezistența la tracțiune (MPa)	Rezistența la tracțiune (ksi)	Limita de curgere (MPa)	Limita de curgere (ksi)	Alungire în 4D (%)	Reducere în suprafață (%)	Energie de impact Charpy V-Notch (J)	Energie de impact Charpy V-Notch (ft-lbf)	Duritate (HRC)
527	980	1960	284	1570	228	13	46.2	16	12	52
555	1030	1835	266	1530	222	13.1	50.1	24	18	50
575	1065	1730	251	1470	213	13.5	52.4	27	20	48
593	1100	1580	229	1365	198	14.4	53.7	28.5	21	46
605	1120	1495	217	1290	187	15.4	54	30	22	44

Sursă: ASM Manual, Volumul 4: Tratarea termică

3. Aplicații

Pe baza caracteristicilor oțelului pentru scule H13, aplicațiile sale sunt în principal în zonele care își valorifică rezistența ridicată la cald, tenacitatea, rezistența la uzură și rezistența la oboseală termică.

3.1 Die Casting Dies: H13 este utilizat pe scară largă pentru fabricarea matrițelor de turnare sub presiune. Aceasta include matrițe pentru:

• • Aliaje de aluminiu.
  • Aliaje de magneziu.
  • Aliaje de zinc.
  • Aliaje de cupru. Rezistența sa la șoc termic și fisurare cauzată de ciclurile rapide de încălzire și răcire în turnarea sub presiune îl face un material preferat.

3.2 Matrice de forjare la cald: Datorită rezistenței și tenacității sale ridicate la temperaturi ridicate, H13 este potrivit pentru matrițele de forjare la cald, inclusiv matrițele de forjare la mașină.

3.3 Matrice de extrudare la cald: Rezistența la cald și rezistența la uzură a lui H13 îl fac potrivit pentru procesele de extrudare la cald, inclusiv matrițe pentru profile de aluminiu.

3.4 matriță de extrudare caldăs: H13 poate fi folosit și pentru aplicații de extrudare la cald.

3.5 Matrite din plastic: Deși este în primul rând un oțel pentru prelucrare la cald, anumite clase sau condiții preîntărite ale H13 (sau oțeluri similare) își găsesc utilizare în turnarea plasticului, în special pentru:

• Matrite termoplastice.
• Matrite din plastic termorigide.
• Forme cu cavitate complexe. Duritatea și prelucrabilitatea (în special în condiții de preîntărire) avantajează aceste aplicații.

3.6 Baze de matriță: H13 (sau echivalentul său SKD61) poate fi utilizat pentru bazele matrițelor unde sunt necesare rezistență și stabilitate.

3.7 Lucru la cald de precizie Componente: Datorită proprietăților sale, H13 poate fi utilizat pentru accesorii și duze pentru lucru la cald de înaltă precizie, în special pentru cele care lucrează cu aliaje de zinc și aluminiu pentru perioade îndelungate.

3.8 Matrice de rulare: În industria rulmenților, H11 și H13 sunt utilizate pentru fabricarea matrițelor de rulare, oferind o durată de viață îmbunătățită.

Firul comun al acestor aplicații este necesitatea unui material care să reziste la temperaturi și solicitări ridicate, menținându-și în același timp integritatea și rezistând la uzură și fisurare. Tratamentul termic specific aplicat H13, așa cum am discutat anterior, este crucial în adaptarea proprietăților acestuia pentru aceste utilizări diverse.

4. Tratament termic din oțel H13

Vă rugăm să rețineți că parametrii specifici pot varia în funcție de aplicarea finală și de dimensiunea componentelor.

Iată o schiță generală a procesului de tratament termic cu H13:

• Preîncălzire: De obicei, oțelul H13 trece printr-o etapă de preîncălzire. Temperatura de preîncălzire este de 1500°F (815°C). Acest lucru atenuează șocul termic în timpul etapei de austenitizare la temperatură superioară. În general, este recomandabil să consultați recomandările producătorului pentru procesul de preîncălzire adecvat pentru oțelul în cauză.
• Austenitizare (întărire): oțelul este încălzit la o temperatură în zona de formare a austenitei, în general aproximativ 1875°F (1025°C). Acest pas are ca scop schimbarea structurii oțelului în cea a austenitei, unde carbonul este dizolvat. O regulă generală pentru timpul de înmuiere la această temperatură este de 1 oră pe inch (25 mm) grosime. Acest pas necesită păstrarea unui mediu protector în cuptor pentru a evita oxidarea suprafeței sau decarburarea piesei. Se recomandă ca oțelurile H13 să utilizeze o atmosferă endotermă cu un punct de rouă de 3 până la 4 °C (38 până la 40 °F) atunci când sunt austenite la 1010 °C (1850 °F). O altă practică obișnuită pentru a proteja o suprafață este învelirea piesei în folie de oțel inoxidabil.
• Călire: H13, un oțel de călire cu aer, este supus călirii cu aer pentru a obține duritatea maximă. Călirea cu aer asigură reducerea la minimum a tensiunilor reziduale post-călire. Dar pentru secțiuni mai mari, poate fi necesară o suflare de aer sau chiar o stingere cu ulei pentru a le întări complet. Călirea cu apă nu este ideală pentru H13, deoarece materialul este predispus la crăpare. Părțile stinse cu ulei trebuie să fie complet scufundate până când ajung la temperatura băii, apoi imediat introduse în cuptorul de călire.
• Călire: H13 este un oțel de călire secundară, având nevoie de revenire la o temperatură mai mare decât vârful de călire secundară (aprox. 510°C – 950°F). Călirea este vitală pentru a elibera tensiunile și pentru a ajunge la compromisul dorit între duritate și duritate. Călirea dublă este o practică obișnuită. Un exemplu de etapă inițială de revenire ar fi 400°F (205°C). Timpul pentru fiecare ciclu de revenire este de obicei de 2 ore pe inch (25 mm) de grosime. Nivelul de duritate obtinut va varia in functie de temperatura de revenire aplicata. De exemplu, un tratament termic care vizează 45 HRC ar putea implica revenirea la 610 °C după călirea la 1020 °C
• Reducerea stresului: Dacă acuratețea dimensională este de o importanță vitală, componentele prelucrate brut pot fi tratate cu un tratament de reducere a stresului înainte de ultimul tratament termic de întărire. Aceasta înseamnă încălzire la 650 până la 675 °C (1200 până la 1250 °F), menținere timp de 1 oră sau mai mult și apoi răcire lent la temperatura camerei.
• Nitrurare (Opțional): Dacă piesele H13 au primit deja tratament termic, piesele finite pot suferi nitrurare, în funcție de rezistența la uzură necesară. Acest proces este adesea efectuat la temperaturi similare cu temperatura de revenire și, prin urmare, nitrurarea poate servi uneori ca a doua temperare într-un tratament de călire dublă. De exemplu, nitrurarea cu gaz la 510 °C (950 °F) timp de 10 până la 12 ore va produce o adâncime a carcasei de 0,10 până la 0,13 mm (0,004 până la 0,005 in.).

5. Echivalenți H13

• Standard japonez (JIS): SKD61 (uneori listat ca X40CrMoV5-1)
• Standard german (DIN): 1.2344, X40CrMoV5-1, GS344ESR
• Standard european (EN): X40CrMoV5-1 (1.2344)
• Standard internațional (ISO): X40CrMoV5-1
• Standard chinezesc (GB/YB): 4Cr5MoSiV1
• Standard suedez (ASSAB): 8407, 8402
• Standard austriac (BOHLER): W302, W321
• Standard american (AISI/SAE/ASTM/UNS): H13, UNS T20813

6. Comparația oțelului H11 și H13

Diferențele cheie între oțelul H11 și H13:

• Conținut de vanadiu: H13 are de obicei un conținut de vanadiu mai mare (aproximativ 1%) decât H11 (aproximativ 0,3-0,5%).
• Duritate la cald și rezistență la călire: conținutul mai mare de vanadiu din H13 duce, în general, la o duritate la cald și o rezistență ușor îmbunătățită la revenire.
• Duritate: H11 este adesea considerat a avea o duritate puțin mai mare decât H13. Unele surse sugerează că vanadiul crescut în H13 ar putea scădea ușor duritatea, în special în timpul fragilizării prin stingere.
• Rezistența la uzură: Datorită dispersiei mai mari a carburilor de vanadiu dure, H13 oferă în general o rezistență mai mare la uzură decât H11.
• Aplicații (Nuanțe): Deși ambele sunt utilizate pentru aplicații similare, H13 ar putea fi preferat pentru matrițele care se confruntă cu temperaturi de funcționare mai ridicate sau care necesită mai multă rezistență la uzură, în timp ce H11 poate fi selectat atunci când duritatea maximă este critică. H13 este, de asemenea, foarte popular pentru matrițele din plastic care necesită lustruire ridicată, în special clase rafinate ESR.

În rezumat, alegeți H13 atunci când o duritate mai bună la cald, rezistența la revenire și rezistența la uzură sunt preocupările principale. Alegeți H11 când duritatea puțin mai mare este mai critică pentru aplicare.