O aço H13 é um aço do tipo C-Cr-Mo-Si-V, extremamente comum em aplicações em todo o mundo. Muitos estudiosos em vários países realizaram pesquisas extensas sobre ele e estão explorando melhorias em sua composição química. A ampla aplicação e as excelentes propriedades do aço são principalmente determinadas por sua composição química. Claro, reduzir os elementos de impureza no aço também é importante. Dados mostram que, quando Rm é 1550 MPa, reduzir o teor de enxofre de 0,005% para 0,003% pode aumentar a tenacidade ao impacto em cerca de 13 J. É muito claro que a norma NADCA 207-2003 estipula: o aço H13 premium tem um teor de enxofre inferior a 0,005%, enquanto o (superior) deve ser inferior a 0,003%S e 0,015%P. A composição do aço H13 será analisada abaixo. O aço H13 refundido por eletroescória tem alta temperabilidade e resistência à trincagem térmica. Este aço contém quantidades relativamente altas de carbono e vanádio, tem boa resistência ao desgaste, tenacidade relativamente reduzida, boa resistência ao calor, melhor resistência e dureza em temperaturas mais altas, alta resistência ao desgaste e tenacidade, excelentes propriedades mecânicas abrangentes e alta estabilidade de revenimento. O teor de carbono no aço determina a dureza da matriz do aço temperado, de acordo com a relação entre o teor de carbono no aço e a dureza do aço temperadocurvaSabe-se que a dureza de têmpera do aço ferramenta H13 é em torno de 55 HRC. Para o aço ferramenta, uma parte do carbono entra na matriz do aço, causando endurecimento por solução sólida. Outra parte do carbono combina-se com elementos formadores de carbonetos entre os elementos de liga para formar carbonetos de liga. Para o aço ferramenta para trabalho a quente, além de uma pequena quantidade de carbonetos de liga residuais, também é exigido que eles precipitem dispersamente na matriz de martensita temperada durante o revenimento, resultando em um fenômeno de endurecimento secundário. Assim, as propriedades do aço ferramenta para trabalho a quente são determinadas pela organização de carbonetos de liga residuais uniformemente distribuídos e martensita revenida. A partir disso, pode-se ver que o teor de carbono no aço não pode ser muito baixo.
Tratamento Térmico H13
1. Tratamento Térmico Preliminar As barras de aço H13 e os tarugos para moldes fornecidos no mercado passaram por tratamento térmico de recozimento na siderúrgica, garantindo uma boa microestrutura, dureza apropriada e boa usinabilidade. Nenhum recozimento adicional é necessário. No entanto, após a forjaria pelo fabricante, a microestrutura e as propriedades originais são destruídas, e as tensões de forjaria são aumentadas. O processo para o reaquecimento, especificamente o recozimento isotérmico para esferoidização, é o seguinte: Aquecer a 860–890°C e manter por 2h, resfriar até 740–760°C e manter por 4h, depois resfriar em forno até cerca de 500°C antes de retirar do forno.
2. Têmpera e Revenimento Especificações do processo de têmpera para moldes que requerem boa tenacidade: Temperatura de aquecimento 1020~1050℃, resfriamento em óleo ou resfriamento a ar, dureza 54~58HRC; Especificações do processo de têmpera para moldes que requerem principalmente dureza a quente, temperatura de aquecimento 1050~1080℃, resfriamento em óleo, dureza 56~58HRC.
Temperatura de revenimento recomendada: 530~560℃, dureza 48~52HRC; temperatura de revenimento 560~580℃; dureza 47~49HRC.
A revenimento deve ser realizado duas vezes. Ao revenir a 500℃, ocorre um pico de endurecimento secundário, a dureza de revenimento é alta e o valor de pico é em torno de 55HRC, mas a tenacidade é pobre. Portanto, é aconselhável evitar o revenimento em torno de 500℃. Dependendo dos requisitos de uso do molde, o revenimento na faixa de 540~620℃ é melhor.
Duas etapas de pré-aquecimento (600~650℃, 800~850℃) devem ser realizadas durante o aquecimento para têmpera para reduzir o estresse térmico gerado durante o processo de aquecimento.
3. Tratamento Térmico Químico Para o aço H13, a nitretação a gás ou a carbonitretação podem fortalecer ainda mais o molde. No entanto, a temperatura de nitretação não deve exceder a temperatura de revenimento para garantir que a resistência do núcleo não seja reduzida, melhorando assim a vida útil do molde.