H13 và H11: So sánh thép dụng cụ làm việc nóng

Thành phần hóa học: cách nhau một nguyên tố

Cả hai mác thép (EN 1.2343 ≈ H11, EN 1.2344 ≈ H13; JIS SKD6 và SKD61) đều chứa khoảng 5% Cr, 1.3% Mo và 0.4% C. Khác biệt thực sự là vanadium: H11 thường có 0.3–0.6% V, H13 có 0.8–1.2% V. H13 cũng cho phép hàm lượng silicon cao hơn một chút trong một số quy cách kỹ thuật.

Vanadium có tác dụng gì

Vanadium tạo thành các carbide cứng, ổn định, chống lại sự mềm hóa ở nhiệt độ làm việc. Kết quả là:

• H13 giữ độ cứng tốt hơn ở nhiệt độ bề mặt khuôn 550–600 °C — độ cứng nóng tốt hơn, khả năng chống mỏi nhiệt (nứt do nhiệt) và khả năng chống xói mòn trong đúc áp lực tốt hơn.
• H11, với ít carbide hơn, có độ dai cao hơn phần nào và ít bị nứt lớn dưới sốc cơ học hơn, đồng thời dễ gia công và đánh bóng hơn một chút.

Cả hai đều là thép tôi trong không khí, được ram hai hoặc ba lần, và thường được sử dụng ở 44–50 HRC tùy thuộc vào ứng dụng.

Phân chia theo ứng dụng

Ứng dụng	Lựa chọn thông thường
Khuôn đúc áp lực nhôm/magie	H13 (các quy cách NADCA yêu cầu dùng nó)
Khuôn đùn nóng và ống lót	H13
Khuôn rèn nóng chịu sốc cơ học lớn	Thường ưu tiên H11
Khuôn nhựa cần độ đánh bóng cao (ví dụ 1.2343)	Họ H11
Lưỡi cắt nóng, chày nóng	Cả hai; H11 cho sốc, H13 cho nhiệt

Lưu ý thực tế

Đối với đúc áp lực, hệ sinh thái quy cách kỹ thuật (NADCA #207, H13 chất lượng cao cấp với độ sạch và giá trị va đập được kiểm soát) chỉ tồn tại xung quanh H13, khiến nó trở thành lựa chọn mặc định trừ khi tải sốc chiếm ưu thế. Ở châu Âu, cặp 1.2343/1.2344 tuân theo cùng một logic. Khi thay thế mác này bằng mác kia, hãy kiểm tra khoảng vanadium trên chứng chỉ nhà máy thay vì chỉ tin vào tên mác thép, vì một số mác thép khu vực làm mờ ranh giới này.

Độ sạch quan trọng hơn chữ cái

Trong mỗi mác thép, cấp chất lượng làm thay đổi tuổi thọ khuôn nhiều như chính lựa chọn H11/H13. Vật liệu nấu chảy thông thường mang các tạp chất oxit và sulfide, là mầm gây nứt do nhiệt và nứt gãy; các mác cao cấp được nấu chảy lại trong chân không hoặc tinh luyện ESR (cấp mà NADCA gọi là chất lượng Premium hoặc Superior cho H13) làm tăng đáng kể giá trị va đập ngang và làm chậm nứt mỏi nhiệt. Đối với đúc áp lực, việc quy định H13 có chất lượng cao cấp đã được kiểm chứng thường mang lại tuổi thọ cao hơn so với việc tranh luận về những khác biệt hóa học nhỏ giữa hai mác thép. Ngược lại, đối với các chày nóng đơn giản và chi tiết chèn rèn tải nhẹ, vật liệu chất lượng tiêu chuẩn của một trong hai mác đều hợp lý về kinh tế. Do đó, quy cách mua hàng nên luôn nêu ba điều cùng nhau: mác thép, cấp độ sạch/chất lượng, và độ cứng yêu cầu sau khi ram.

Lưu ý về tên gọi

Các quy cách kỹ thuật lưu hành dưới nhiều ký hiệu: H11 còn xuất hiện dưới dạng DIN 1.2343, X37CrMoV5-1, JIS SKD6 và GB 4Cr5MoSiV; H13 dưới dạng 1.2344, X40CrMoV5-1, SKD61 và 4Cr5MoSiV1. Khi so sánh chứng chỉ giữa các khu vực, hãy đối chiếu ký hiệu EN hoặc UNS cùng với khoảng vanadium và cấp chất lượng, chứ không chỉ biệt danh thương mại.