Análise comparativa de propriedades mecânicas e microestruturais dos aços AISI H13 standard, AISI H13 ESR e JIS SKD 61

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Alves, Giliarde
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade de Passo Fundo
Faculdade de Engenharia e Arquitetura – FEAR
Brasil
UPF
Programa de Pós-Graduação em Projeto e Processos de Fabricação
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.upf.br/handle/123456789/4135
Resumo: JIS SKD 61, AISI H13 Standard and AISI H13 ESR tool steels are widely used for manufacturing aluminum injection molds and hot forging dies. In this manufacturing process, it is essential that tool steel has high mechanical resistance properties at high temperatures in order to avoid failures due to thermal fatigue, crack propagation, plastic deformation and wear that are influenced by heat treatments. The present work aims to evaluate the characterization of JIS SKD 61, AISI H13 ESR and AISI H13 Standard steels, through chemical, microstructural, hardness, impact and wear resistance analysis. The study aims to verify the properties of JIS SKD 61 steel, produced in Japan, meeting NADCA #207-2018 "Grade A/H13 Premium" compared to AISI H13 Standard steel meeting NADCA #207-2018 "Grade A/H13 Premium” and AISI H13 ESR, produced in Brazil, in compliance with NADCA #207- 2018 “Grade B/H13 Superior”, verifying its particularities before and after the heat treatment process. The evaluations carried out at the SEM showed that the fractures were predominantly fragile, typical of this class of tempered and tempered materials, and also the predominant presence of cleavage, with a slight presence of dimples. The hardness test showed that the steels had little difference after the heat treatment process, and only the JIS SKD 61 and AISI H13 ESR steels were in the same hardness range, thus being able to be compared with greater assertiveness. In Charpy impact resistance tests, the AISI H13 Standard material showed greater impact resistance, due to the lower hardness of the material, however, the JIS SKD 61 steel showed greater impact resistance, due to the manufacturing process of this steel which has a process exclusively manufactured by the Japanese plant, which consists of adjusting the chemical composition, refining process to control impurities and inclusions, homogenization and a high degree of forging (6:1 reduction). In the wear test, the JIS SKD 61 material was better compared to the others, ensuring less mass loss. Thus, the results of comparative analyzes of mechanical and microstructural properties of AISI H13 Standard, AISI H13 ESR and JIS SKD 61 steels were arrived at.
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The study aims to verify the properties of JIS SKD 61 steel, produced in Japan, meeting NADCA #207-2018 "Grade A/H13 Premium" compared to AISI H13 Standard steel meeting NADCA #207-2018 "Grade A/H13 Premium” and AISI H13 ESR, produced in Brazil, in compliance with NADCA #207- 2018 “Grade B/H13 Superior”, verifying its particularities before and after the heat treatment process. The evaluations carried out at the SEM showed that the fractures were predominantly fragile, typical of this class of tempered and tempered materials, and also the predominant presence of cleavage, with a slight presence of dimples. The hardness test showed that the steels had little difference after the heat treatment process, and only the JIS SKD 61 and AISI H13 ESR steels were in the same hardness range, thus being able to be compared with greater assertiveness. In Charpy impact resistance tests, the AISI H13 Standard material showed greater impact resistance, due to the lower hardness of the material, however, the JIS SKD 61 steel showed greater impact resistance, due to the manufacturing process of this steel which has a process exclusively manufactured by the Japanese plant, which consists of adjusting the chemical composition, refining process to control impurities and inclusions, homogenization and a high degree of forging (6:1 reduction). In the wear test, the JIS SKD 61 material was better compared to the others, ensuring less mass loss. Thus, the results of comparative analyzes of mechanical and microstructural properties of AISI H13 Standard, AISI H13 ESR and JIS SKD 61 steels were arrived at.Os aços ferramenta JIS SKD 61, AISI H13 Standard e AISI H13 ESR são altamente utilizados para fabricação de moldes para injeção de alumínio e matrizes para forjamento a quente. Nesse processo de fabricação é fundamental que o aço ferramenta possua elevadas propriedades de resistência mecânicas em altas temperaturas a fim de se evitar falhas por fadiga térmica, propagação de trincas, deformação plástica e desgaste que são influenciados pelos tratamentos térmicos. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a caracterização dos aços JIS SKD 61, AISI H13 ESR e AISI H13 Standard, através de análise química, microestrutural, dureza, resistência ao impacto e desgaste. O estudo visa verificar as propriedades do aço JIS SKD 61, produzido no Japão, atendendo a NADCA #207-2018 “Grade A/H13 Premium” em comparação aos aços AISI H13 Standard atendendo a NADCA #207-2018 “Grade A/H13 Premium” e AISI H13 ESR, produzido no Brasil, atendendo a NADCA #207-2018 “Grade B/H13 Superior”, verificando as suas particularidades antes e após o processo de tratamento térmico. As avaliações realizadas no MEV demonstraram que as fraturas se apresentaram predominantemente frágil, típica desta classe de materiais temperados e revenidos e também presença predominante de clivagem, com discreta presença de dimples. O ensaio de dureza demonstrou que os aços tiveram pequena diferença após o processo de tratamento térmico, sendo que, apenas os aços JIS SKD 61 e AISI H13 ESR ficaram na mesma faixa de dureza, podendo assim, serem comparados com maior assertividade. Nos ensaios de resistência ao impacto Charpy, o material AISI H13 Standard apresentou maior resistência ao impacto, devido a menor dureza do material, porém, o aço JIS SKD 61 apresentou maior resistência ao impacto, devido ao processo de fabricação deste aço que possui um processo de fabricação exclusivo da usina japonesa no qual consiste em ajuste da composição química, processo de refino para controle de impurezas e inclusões, homogeneização e alto grau de forjamento (redução 6:1). No ensaio de desgaste o material JIS SKD 61 apresentou-se melhor em comparação aos demais, tendo garantido menor perda de massa. Deste modo chegou-se aos resultados das análises comparativas de propriedades mecânicas e microestruturais dos aços AISI H13 Standard, AISI H13 ESR e JIS SKD 61.Universidade de Passo FundoFaculdade de Engenharia e Arquitetura – FEARBrasilUPFPrograma de Pós-Graduação em Projeto e Processos de FabricaçãoHaupt, Williamhttp://lattes.cnpq.br/3288923141358212Alves, Giliarde2025-05-07T18:08:39Z2021-09-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfALVES, Giliarde. Análise comparativa de propriedades mecânicas e microestruturais dos aços AISI H13 standard, AISI H13 ESR e JIS SKD 61. 2021. 79 f. Dissertação (Mestrado em Projeto e Processos de Fabricação) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2021.https://repositorio.upf.br/handle/123456789/4135porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UPFinstname:Universidade de Passo Fundo (UPF)instacron:UPF2025-10-23T12:47:19Zoai:repositorio.upf.br:123456789/4135Repositório InstitucionalPRIhttp://repositorio.upf.br/oai/requestjucelei@upf.br||biblio@upf.bropendoar:16102025-10-23T12:47:19Repositório Institucional da UPF - Universidade de Passo Fundo (UPF)false
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