ACERO H13

ACERO H13 Características El acero H13 provee un buen balance de tenacidad, alta resistencia a la formación de grietas causadas por el choque térmico y resistencia al revenido, junto con resistencia al desgaste moderada. Las temperaturas nominales de revenido del acero H13 son bastante altas (>540ºC-1000ºF), lo cual permite que mantenga su dureza de temple y su resistencia al ser utilizado a temperaturas elevadas.  Algunas de las herramientas con el acero H13 pueden ser  usadas a temperaturas de hasta aprox. 540ºC con exposiciones breves de hasta 595ºC, siendo ideal para dados de forja, herramental para extruido en caliente y moldes de fundición a presión.

Composición química - % promedio

C

Si

Cr

Mo

V

0.40

1.00

5.20

1.30

0.95

Tratamientos superficiales El Acero H13 es apropiado para nitrurar y recubrir con PVD. Los procedimientos de recubrimiento con CVD, generalmente rebasan la temperatura crítica y pueden resultar en cambios dimensionales impredecibles.

Propiedades físicas Modulo de elasticidad Densidad

30 psi * 10^8 (207 GPa) 7750 kg/m3 (0.280 lb/in3)

Conductividad termica cal/cm-s-ºC

BTU/hr-ft-ºF

W/m-ºK

a 95ºC (200ºF)

0.062

15

26.0

a 315ºC (600ºF)

0.066

16

27.7

Coeficiente de dilatacion termica mm/mm/ºC 20-95ºC / 70-200ºF 20-205ºC / 70-400ºF 20-425ºC / 70-800ºF 20-540ºC / 70-1000ºF 20-650ºC / 70-1200ºF

11.0 *10^-6 11.5 *10^-6 12.2 *10^-6 12.6 *10^-6 13.1 *10^-6

in/in/ºF 6.1 *10^-6 6.4 *10^-6 6.8 *10^-6 7.0 *10^-6 7.3 *10^-6

Propiedades mecanicas La práctica de pre-calentar las herramientas en Acero H13 antes de ser expuestas a temperaturas elevadas durante el servicio, mejora considerablemente su tenacidad como se muestra en la siguiente tabla de Resistencia al impacto con entalla Charpy en V: EFECTO DE TEMPERATURAS ELEVADAS EN LA RESISTENCIA AL IMPACTO (TENASIDAD): Dureza original HRC a 21ºC 52

Resistencia al impacto joules (ft-lbs.) Temperatura de prueba Charpy con entalla en V 21ºC 260ºC 540ºC 565ºC 595ºC (70ºF) (500ºF) (1000ºF) (1050ºF) (1100ºF) 14(10) 30(22) 34(25) 38(25) --------

47

24(18)

41(30)

45(33)

--------

43(32)

43

24(18)

51(38)

60(44)

--------

57(42)

Templado a 1010ºC (1850ºF), enfriamiento al aire ,doble revenido a la dureza indicada. Dureza original HRC a temperatura amiente. Los especímenes de Charpy con entalla en V, subsecuentemente calentados a las temperaturas de prueba como se indica.

Tratamiento térmico Forjar  1100-950ºC (2010-1740ºF) Recomendable precalentar 705-735ºC (1300-1350ºF9 No forjar por debajo de 900ºC(1650ºF), enfriamiento lento en horno o material termoaislante. Recocer  Calentamiento a 870ºC (1600ºF), mantener 2 horas, enfriamiento lento 15ºC (25ºF) por hora hasta alcanzar 650ºC (1200ºF), posterior enfriamiento al aire. Recocido alternativo. Calentamiento a 870ºC (1600ºF), mantener 2 horas, enfriamiento 760ºC (1440ºF), mantener 6 horas, posterior enfriamiento al aire. Dureza en estado recocido BHN 192/235

Temple Precalentar  595-675ºC (1100-1250ºF) – Normalizar, posteriormente a 790845ºC (1450-1550ºF) – Normalizar. Temple (austenizacion) 995-1025ºC (1825-1875ºF) – mantener 30 a 45 minutos a temperatura. Utilizar las temperaturas altas del rango, provee mayor resistencia al revenido durante el trabajo pero con un leve decremento en tenacidad. Enfriamiento  Al aire o enfriamiento con presión positiva (2 bar mínimo) o al aceite interrumpido por debajo de 65ºC (150ºF). Se recomienda un rango mínimo de enfriamiento de aprox. 25ºC (50ºF) por minuto desde 980ºC (1800ºF) hasta bajar por  debajo de 650ºC (1200ºF), para lograr máxima resistencia al impacto (tenacidad) .

Revenir  175-315ºC8350-600ºF) – Doble revenido es necesario. Revenir por un mínimo de 2 horas por cada receñido (4 horas preferiblemente) o por lo menos 1 hora por cada pulgada (25mm) de espesor para secciones arriba de 2” (50mm) de espesor. Enfriar a temperatura ambiente entre revenidos.