Aço ferramenta AISI H13
O aço AISI H13 é uma liga de aço para ferramentas de ultra-alta resistência com 5% Cr com maior teor de molibdênio e vanádio. O molibdênio proporciona excelente tenacidade e alta temperabilidade; O vanádio resulta em um maior grau de dispersão dos carbonetos de vanádio duros, resultando em maior resistência ao desgaste.
O aço para ferramentas H13 é um aço de endurecimento secundário. Possui boa resistência ao revenido, boa resistência à fadiga térmica e excelente resistência à fissuração por calor, e mantém alta dureza e resistência em temperaturas elevadas. É de endurecimento profundo e possui uma tenacidade muito elevada, o que permite o endurecimento de grandes seções por resfriamento a ar.
Ferramentas de trabalho a quente feitas de material H13 podem ser resfriadas com segurança a água em trabalhos a quente, onde rachaduras por choque térmico não são um problema. Sua resistência à fadiga térmica, erosão e desgaste o torna o material de molde preferido para fundições sob pressão de alumínio e magnésio, bem como para muitas outras aplicações de trabalho a quente. No entanto, o metal H13 está sujeito à fragilização por hidrogênio e pode ser nitretado para maior resistência ao desgaste.
Propriedades do aço AISI H13
As folhas de dados a seguir resumem as propriedades do aço H13, como composição química, propriedades físicas e mecânicas, etc.
Composição química
| Composição química, % | |||||||||
| Padrão | AISI (UNS) | C | Si | Mn | P, ≤ | S, ≤ | Cr | Mo | V |
| ASTM A681 | H13 (T20813) | 0,32-0,45 | 0,80-1,25 | 0,20-0,60 | 0,030 | 0,030 | 4,75-5,50 | 1,10-1,75 | 0,80-1,20 |
Nota: O limite de manganês é ≤ 1,0% para H13 ressulfurado.
Propriedades físicas
As propriedades físicas do material H13, como densidade, capacidade de calor específico e propriedades térmicas, módulo de elasticidade são fornecidas na tabela abaixo.
| Propriedades físicas | Métrica | Imperial |
| Densidade | 7,76g/cm3 | 0,280 lb/pol3 |
| Capacidade térmica específica | 460 J/kg·K (20 °C) | 0,11 Btu/lb·°F (68 °F) |
| Módulo elástico (Módulo de elasticidade) | 193 GPa | 28×106 psi |
| 186 GPa (190°C) | 27×106 psi (375°F) | |
| 172 GPa (400°C) | 25×106 psi (750°F) | |
| Condutividade térmica | 32,0 W/m·K (20 °C) | 18,5 Btu/ft·h·°F (68 °F) |
| 33,0 W/m·K (190 °C) | 19,1 Btu/ft·h·°F (375 °F) | |
| 34,0 W/m·K (400 °C) | 19,7 Btu/ft·h·°F (750 °F) | |
| Coeficiente de expansão térmica (CTE) | 10,4 μm/m (20-100 °C) | 5,8 μin./pol.°F (70-200 °F) |
| 11,5 μm/m (20-200 °C) | 6,4 μin./pol.°F (70-400 °F) | |
| 12,2 μm/m (20-425 °C) | 6,8 μin./pol.°F (70-800 °F) | |
| 12,4 μm/m (20-540 °C) | 6,9 μin./pol.°F (70-1000 °F) | |
| 13,1 μm/m (20-650 °C) | 7,3 μin./pol.°F (70-1200 °F) |
Propriedades Mecânicas do Aço H13
Propriedades mecânicas longitudinais típicas à temperatura ambiente de barras de aço H13 temperadas com diferentes níveis de dureza.
Barras redondas, temperadas em óleo a partir de 1010 °C (1850 °F) e duplamente revenidas, 2+2 horas na temperatura indicada.
| Temperatura de têmpera, °C (°F) | Resistência à tração, MPa (ksi) | Resistência ao escoamento, MPa (ksi) | Alongamento em comprimento padrão 4D, % | Redução de área, % | Dureza, HRC | Impacto Charpy de entalhe em V, J (pés·lbf) |
| 527 (980) | 1960 (284) | 1570 (228) | 13,0 | 46,2 | 52 | 16 (12) |
| 555 (1030) | 1835 (266) | 1530 (222) | 13.1 | 50,1 | 50 | 24 (18) |
| 575 (1065) | 1730 (251) | 1470 (213) | 13,5 | 52,4 | 48 | 27 (20) |
| 593 (1100) | 1580 (229) | 1365 (198) | 14.4 | 53,7 | 46 | 28,5 (21) |
| 605 (1120) | 1495 (217) | 1290 (187) | 15.4 | 54,0 | 44 | 30 (22) |
Propriedades de tração longitudinal de curto prazo da barra de aço para ferramentas H13
Óleo temperado a 1010 °C (1850 °F) e temperado duas vezes até a dureza indicada.
| Dureza à temperatura ambiente, HRC | Temperatura de teste, °C (°F) | Resistência à tração, MPa (ksi) | Resistência ao escoamento, MPa (ksi) | Alongamento em comprimento padrão 4D, % | Redução de área, % |
| 52, revenido 2+2 h a 527 °C (980 °F). | 425 (800) | 1620 (235) | 1240 (180) | 13.7 | 50,6 |
| 540 (1000) | 1305 (189) | 1000 (145) | 13,9 | 54,0 | |
| 595 (1100) | 1020 (148) | 825 (120) | 17,5 | 65,4 | |
| 650 (1200) | 450 (65) | 340 (49) | 28,9 | 88,9 | |
| 48, revenido 2+2 h a 575 °C (1065 °F). | 425 (800) | 1400 (203) | 1150 (167) | 15,0 | 59,9 |
| 540 (1000) | 1160 (168) | 960 (139) | 17.1 | 62,4 | |
| 595 (1100) | 940 (136) | 750 (109) | 18,0 | 68,5 | |
| 650 (1200) | 455 (66) | 350 (51) | 33,6 | 89,0 | |
| 44, revenido 2+2 h a 605 °C (1120 °F). | 425 (800) | 1200 (174) | 1005 (146) | 17 | 64,1 |
| 540 (1000) | 995 (144) | 820 (119) | 20.6 | 70,0 | |
| 595 (1100) | 827 (120) | 690 (100) | 22,6 | 74,0 | |
| 650 (1200) | 450 (65) | 350 (51) | 28,4 | 87,6 |
Propriedades de impacto longitudinal da barra de aço ferramenta H13 temperada em diferentes temperaturas
Resfriado a ar a partir de 1010 °C (1850 °F) e temperado duplamente, 2+2 horas na temperatura indicada.
| Temperatura de têmpera | Dureza, HRC, à temperatura ambiente | Energia de impacto de entalhe em V de têmpera Charpy [J (ft·lbf)] na temperatura de teste | ||||
| °C (°F) | -73 °C (-100 °F) | 21°C (70°F) | 260°C (500°F) | 540°C (1000°F) | 595°C (1100°F) | |
| 524 (975) | 54 | 7 (5) | 14 (10) | 27 (20) | 31 (23) | – |
| 565 (1050) | 52 | 7 (5) | 14 (10) | 30 (22) | 34 (25) | 34 (25) a 565 °C (1050 °F) |
| 607 (1125) | 47 | 8 (6) | 24 (18) | 41 (30) | 45 (33) | 43 (32) |
Faixa de dureza do aço H13
A faixa de dureza do aço H13 é de 28-53 HRC, varia com a temperatura de revenido, todas as amostras são resfriadas a ar a partir de 1025 °C (1875 °F) e revenidas à temperatura por 2 horas.
Tratamento térmico
Tratamento térmico de metal H13
Formulários
O material H13 está disponível como barras, barras, tarugos e peças forjadas. As aplicações típicas de processamento térmico incluem matrizes de fundição sob pressão, matrizes de forjamento, matrizes de extrusão, insertos, êmbolos, núcleos, pinos ejetores, mangas, corrediças, blocos falsos, mandris e tesouras a quente. Outras aplicações estruturais e de ferramentas incluem vigas, eixos, punções, barras de torção, coberturas e catracas.
Material equivalente de aço AISI H13
O material equivalente de aço ferramenta AISI H13 está listado na tabela abaixo, incluindo os padrões europeu EN, ISO, DIN alemão, GB chinês e JIS japonês, etc.
| Material equivalente de aço AISI H13 | |||||||||||||||||||
| EUA | União Europeia | ISO | Alemanha | Japão | China | Austrália | Índia | Rússia | Coréia | ||||||||||
| Padrão | Aço (UNS) | Padrão | Nome do Aço (Número do Material) | Padrão | Designação | Padrão | Nome do Aço (Número do Material) | Padrão | Grau de aço | Padrão | Grau de aço | Padrão | Nota | Padrão | Nota | Padrão | Nota | Padrão | Nota |
| AISI, SAE; ASTM A681 |
H13 (T20813) | EN ISO 4957 | X40CrMoV5-1 (1.2344) | ISO 4957 | X40CrMoV5-1 | DIN EN ISO 4957; DIN 17350 |
X40CrMoV5-1 (1.2344) | JIS G4404 | SKD61 | GB/T 1299 | 4Cr5MoSiV1 | ||||||||
