Ei! Como fornecedor de graus de aço de matriz quente, muitas vezes me perguntam sobre a condutividade térmica de diferentes tipos de aço de matriz quente. É um fator crucial na matriz - fazendo e muitas outras aplicações industriais, então pensei em dividi -lo para você neste blog.
Primeiro, vamos entender o que é a condutividade térmica. Em termos simples, a condutividade térmica é a capacidade de um material de conduzir calor. Para a aço de matriz quente, essa propriedade é super importante porque, durante o processo de fundição ou forjamento, o aço é exposto a altas temperaturas. Se o aço não puder conduzir o calor de maneira eficaz, poderá levar à distribuição desigual de temperatura, o que pode causar tensão térmica, rachadura e, finalmente, uma vida útil mais curta do dado.
Agora, vamos falar sobre algumas graus de aço comuns e sua condutividade térmica.
H13 Hot Die Steel
O H13 é um dos graus de aço quente mais utilizados por aí. É conhecido por sua excelente resistência, resistência ao desgaste e resistência ao calor. Quando se trata de condutividade térmica, o H13 tem um desempenho relativamente bom. À temperatura ambiente, sua condutividade térmica é de cerca de 29 - 31 W/(M · K). Mas à medida que a temperatura aumenta, esse valor muda. A cerca de 600 ° C, a condutividade térmica cai para cerca de 25 - 27 W/(M · K).
A razão para essa diminuição é que, à medida que a temperatura aumenta, as vibrações atômicas no aumento do aço, que espalham o calor - transportando elétrons. Esta dispersão reduz a eficiência da transferência de calor. Apesar da diminuição em temperaturas mais altas, o H13 ainda consegue se manter bem em muitas aplicações quentes - de trabalho. É comumente usado em matrizes de fundição para ligas de alumínio, sobre as quais você pode aprender mais emProcessamento de liga de alumínio.
H11 Hot Die Steel
O H11 é outra nota popular de aço quente. É semelhante ao H13 de várias maneiras, mas tem uma composição química ligeiramente diferente. A condutividade térmica do H11 também está no estádio de H13. À temperatura ambiente, é de 30 a 32 w/(M · k). À medida que a temperatura aumenta para 600 ° C, ela cai para cerca de 26 - 28 W/(M · K).
O H11 é frequentemente usado em aplicações nas quais você precisa de boa condutividade térmica, juntamente com alta resistência à temperatura. É ótimo para forjar matrizes e matrizes de extrusão. A condutividade térmica relativamente alta ajuda a dissipar rapidamente o calor gerado durante o processo de formação, o que reduz as chances de superaquecimento e danos à matriz.
Skd61 Hot Die Steel
O Skd61 é um aço de diabos quentes em japonês - equivalente a H13 em muitos aspectos. Suas características de condutividade térmica também são bastante semelhantes. À temperatura ambiente, a condutividade térmica de Skd61 é de aproximadamente 30 W/(M · K) e a 600 ° C, é de cerca de 26 W/(M · K).
O SKD61 é amplamente utilizado na fabricação de moldes de fundição para metais não ferrosos, como zinco e magnésio. Sua boa condutividade térmica permite uma transferência de calor eficiente durante o processo de fundição, o que resulta em peças fundidas de melhor qualidade. Se você estiver interessado em morrer - fazendo, pode querer conferirAço de matrizPara mais informações.
Comparando com outros materiais
Também é interessante comparar a condutividade térmica do aço quente com outros materiais. Por exemplo, as ligas de cobre têm condutividade térmica muito maior. OClasse de liga de cobrepode ter condutividades térmicas que variam de 200 a 400 w/(M · k), dependendo da liga específica. Mas as ligas de cobre são geralmente mais macias e menos resistentes - resistentes que a aço de matriz quente. Portanto, embora sejam ótimos para aplicações em que a alta transferência de calor é a principal prioridade, eles podem não ser adequados para processos de alta pressão - fazendo ou forjando processos.
Por outro lado, algumas ligas de alumínio têm condutividades térmicas na faixa de 150 - 250 W/(M · k). Eles são mais leves que o aço e têm propriedades térmicas decentes, mas não têm a força e a dureza necessárias para muitas aplicações de trabalho quentes.
Fatores que afetam a condutividade térmica
Existem vários fatores que podem afetar a condutividade térmica do aço quente. Um dos principais fatores é a composição química. Elementos como cromo, molibdênio e vanádio, que são comumente encontrados em aço quente, podem influenciar o movimento do calor - transportando elétrons. Por exemplo, um aumento no teor de cromo pode reduzir ligeiramente a condutividade térmica, porque os átomos de cromo podem interferir no fluxo de elétrons.
O processo de tratamento térmico também desempenha um papel crucial. O recozimento, a extinção e a temperamento podem alterar a microestrutura do aço, que por sua vez afeta sua condutividade térmica. Um aço de matriz quente tratado com calor e calor pode ter propriedades térmicas otimizadas, garantindo um melhor desempenho na aplicação.
Por que a condutividade térmica é importante em aplicações de aço de matriz quente
Em processos de trabalho quentes, como fundição, forjamento e extrusão, a condutividade térmica do aço do dado afeta diretamente a qualidade do produto final e a vida útil do dado.
Na fundição, se o aço da matriz tiver baixa condutividade térmica, o metal fundido pode não esfriar uniformemente, levando a defeitos como cavidades de encolhimento, porosidade e acabamento desigual da superfície. Um dado com boa condutividade térmica pode transferir rapidamente o calor do metal fundido para o ambiente circundante, resultando em um processo de solidificação mais uniforme e partidas de melhor qualidade.
Em forjamento, o dado é submetido a altas pressões e temperaturas. Uma matriz feita de aço com alta condutividade térmica pode dissipar o calor gerado durante o processo de forjamento com mais eficiência. Isso reduz a tensão térmica na matriz, impedindo a rachadura e estendendo sua vida útil.
Conclusão
Então, aí está! A condutividade térmica de diferentes graus de aço de matriz quente é um fator importante que pode impactar significativamente o desempenho de matrizes em várias aplicações de trabalho quentes. Seja H13, H11 ou SKD61, cada grau possui suas próprias características de condutividade térmica que o tornam adequado para usos específicos.
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Referências
- Manual ASM, Volume 3: Diagramas de fase de liga
- "Tratamento térmico de aços de ferramentas" de Ra Grange, Cr Hribal e LF Porter
- Literatura técnica dos principais fabricantes de aço