1.2344 vs 1.2343 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de manufatura frequentemente enfrentam uma escolha entre aços para ferramentas de trabalho a quente intimamente relacionados ao projetar matrizes e ferramentas que devem suportar ciclos térmicos, desgaste mecânico e altas tensões de contato. Dois graus de designação alemã comumente comparados são 1.2344 e 1.2343. O dilema de seleção geralmente gira em torno da temperabilidade e resistência a quente versus tenacidade ao impacto e custo—ou seja, quando priorizar a resistência à fadiga térmica e deformação (frequentemente exigindo maior teor de liga e temperabilidade) e quando priorizar a resistência ao impacto e facilidade de fabricação.

A principal diferença prática é que 1.2344 geralmente corresponde ao aço para ferramentas de trabalho a quente do tipo H13 (com um pouco mais de carbono, molibdênio e vanádio) e é especificado quando são necessárias alta temperabilidade e resistência a quente, enquanto 1.2343 corresponde a uma composição do tipo H11 (com teor de liga marginalmente mais baixo) e é escolhido quando uma tenacidade um pouco maior, facilidade de usinagem e menor custo são prioridades. Como suas famílias metalúrgicas básicas e aplicações se sobrepõem, os projetistas os comparam para fundição sob pressão, forjamento, extrusão e trabalho de estampagem a quente.

1. Normas e Designações

• EN/DIN: 1.2344 (X40CrMoV5-1, comumente equiparado a H13); 1.2343 (X37CrMoV5-1, comumente equiparado a H11).
• ASTM/ASME: Frequentemente referenciado por equivalentes de aço para ferramentas AISI/UNS (família H11/H13); números ASTM diretos não substituem identificadores EN.
• JIS/GB: Equivalentes locais existem em catálogos JIS/GB, mas a nomenclatura difere; consulte tabelas de referência cruzada para correspondências exatas.
• Classificação: Ambos são aços para ferramentas de trabalho a quente (família de aço para ferramentas), não aços inoxidáveis ou aços HSLA.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Tabela — intervalos de composição típica (wt%, de acordo com especificações do tipo EN e prática industrial comum). Os valores mostrados são intervalos típicos; consulte certificados de material para a química exata do lote.

Elemento	1.2344 (tipo H13) típico	1.2343 (tipo H11) típico
C	0,32 – 0,45	0,32 – 0,40
Mn	0,30 – 0,80	0,30 – 0,60
Si	0,80 – 1,20	0,80 – 1,20
P	≤ 0,03	≤ 0,03
S	≤ 0,03	≤ 0,03
Cr	4,8 – 5,5	4,8 – 5,5
Ni	≤ 0,30	≤ 0,30
Mo	1,10 – 1,75	0,80 – 1,20
V	0,80 – 1,20	0,30 – 0,60
Nb/Ti/B/N	≤ traço (tipicamente nulo)	≤ traço (tipicamente nulo)
N	tipicamente muito baixo	tipicamente muito baixo

Como a liga afeta o comportamento: - O carbono estabelece a base da temperabilidade e potencial de dureza; maior teor de carbono suporta maior dureza de têmpera, mas pode reduzir a tenacidade quando combinado com alta temperabilidade. - O cromo contribui para a temperabilidade, resistência a quente e resistência à oxidação em temperaturas elevadas. - O molibdênio aumenta a resistência a altas temperaturas, temperabilidade e resistência ao amolecimento durante o serviço. - O vanádio forma carbonetos muito duros que melhoram a resistência ao desgaste e a têmpera secundária; maior teor de V (como em 1.2344) melhora a resistência ao desgaste a quente. - O silício e o manganês são desoxidantes e influenciam a tenacidade e a resistência.

Estratégia geral: O teor marginalmente mais alto de Mo e V em 1.2344 proporciona melhor resistência a quente e resistência ao desgaste (melhor para ciclos térmicos agressivos), enquanto a liga ligeiramente mais baixa de 1.2343 favorece a tenacidade e a usinabilidade.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestrutura típica (ambos os graus): matriz de martensita temperada com uma dispersão de carbonetos de liga (principalmente carbonetos do tipo M7C3/M23C6 ricos em cromo e carbonetos do tipo MC ricos em vanádio).

• 1.2344: Devido ao seu maior teor de Mo e V, a microestrutura incluirá uma fração de volume maior de carbonetos finos de vanádio e efeitos de têmpera secundária mais fortes durante a têmpera. Isso promove a retenção de dureza em temperaturas elevadas e melhora a resistência ao amolecimento durante o serviço.
• 1.2343: Apresenta martensita temperada semelhante, mas com menos carbonetos de vanádio; a distribuição de carbonetos tende a ser mais grossa, o que pode melhorar a tenacidade ao impacto.

Resposta ao tratamento térmico: - Rota típica: normalizar/recocer para refinar o tamanho do grão de austenita anterior → austenitizar (comumente próximo a 1000–1050 °C para a família H11/H13; a temperatura exata depende do tamanho da seção e da química) → resfriar (ar/óleo dependendo da seção e da taxa de resfriamento necessária) → têmpera em múltiplas etapas para estabilizar a têmpera secundária. - 1.2344 responde fortemente à têmpera secundária durante a têmpera devido ao Mo e V; a têmpera cuidadosa produz dureza a quente durável. No entanto, devido à maior temperabilidade, é mais propensa a microestruturas duras em seções mais espessas, a menos que o pré-aquecimento adequado e o resfriamento controlado sejam utilizados. - 1.2343 geralmente será mais fácil de evitar trincas por resfriamento e de alcançar um bom equilíbrio de endurecimento em seções moderadas.

4. Propriedades Mecânicas

Tabela — descrição comparativa (típica, dependente do tratamento térmico).

Propriedade	1.2344 (tipo H13)	1.2343 (tipo H11)
Resistência à Tração	Alta (depende da têmpera/dureza)	Moderada–Alta
Resistência ao Escoamento	Alta	Moderada–Alta
Alongamento	Moderado (menor em maior dureza)	Levemente maior (mais dúctil)
Tenacidade ao Impacto	Boa, mas inferior a 1.2343 em dureza equivalente	Melhor tenacidade em dureza equivalente
Dureza (típica resfriada e temperada)	44–52 HRC (dependente do serviço)	42–50 HRC (dependente do serviço)

Interpretação: Após ciclos de resfriamento e têmpera semelhantes, 1.2344 geralmente atinge temperabilidade e resistência a altas temperaturas comparáveis ou ligeiramente superiores a 1.2343 devido ao aumento de Mo e V; no entanto, 1.2343 pode ser ligeiramente mais tenaz e mais tolerante a choques térmicos/mecânicos, especialmente em aplicações com entalhes agudos ou impacto pesado.

5. Soldabilidade

A soldabilidade deve ser tratada com cautela para ambos os graus, pois o teor de liga e o nível de carbono promovem zonas afetadas pelo calor (HAZ) duras e quebradiças se os procedimentos de soldagem não forem controlados.

Índices úteis: - Equivalente de carbono (IIW):
$$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Pcm (Estimativa de Pré-Aquecimento para Soldagem):
$$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Interpretação (qualitativa): - Tanto 1.2344 quanto 1.2343 têm $CE_{IIW}$ e $P_{cm}$ moderados a altos em relação a aços macios; os valores calculados frequentemente indicam a necessidade de pré-aquecimento, temperaturas interpasso controladas e tratamento térmico pós-soldagem (PWHT) para evitar trincas. - 1.2344 geralmente resulta em um CE/Pcm ligeiramente mais alto devido ao maior teor de Mo/V, reduzindo a soldabilidade marginalmente em comparação com 1.2343. - Recomendações: use procedimentos de baixo hidrogênio, pré-aqueça e mantenha as temperaturas interpasso para reduzir a dureza da HAZ, e realize PWHT ou têmpera das soldas para restaurar a tenacidade.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Nenhum dos dois, 1.2344 ou 1.2343, é inoxidável; a resistência à corrosão é moderada devido ao teor de cromo (~5%). Para a maioria das ferramentas de trabalho a quente, a oxidação da superfície e a formação de escamas em temperaturas elevadas são preocupações.
• Proteção típica: atmosferas controladas (durante o tratamento térmico e serviço, quando possível), revestimento de superfície para áreas de desgaste localizadas, revestimentos (PVD/CVD para resistência ao desgaste), galvanização (níquel, quando apropriado), tinta ou revestimentos de supressão de óxido para armazenamento e manutenção regular.
• PREN (número equivalente de resistência à corrosão por pite) não é apropriado para esses aços para ferramentas não inoxidáveis. Para ligas inoxidáveis, o PREN é:
  $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$ — este índice não se aplica aos aços para ferramentas 1.2344/1.2343.

7. Fabricação, Usinabilidade e Formabilidade

• Usinagem: Ambos os graus são melhor usinados na condição recozida. 1.2344, com maior teor de vanádio, geralmente apresenta usinabilidade ligeiramente inferior porque os carbonetos duros de vanádio aceleram o desgaste das ferramentas; ferramentas de carboneto e configurações rígidas são recomendadas.
• Desbaste e acabamento: Ambos podem ser desbastados de forma eficaz; 1.2344 pode exigir mais frequente afiação devido aos carbonetos duros.
• Formação/dobra: Estes são aços para ferramentas—formação a frio de material endurecido é limitada. Sempre que a formação for necessária, realize operações na condição recozida e planeje o tratamento térmico após a formação.
• EDM & tratamentos de superfície: EDM é comumente usado para formas complexas; tratamento térmico pós-EDM ou desbaste de superfície pode ser necessário para remover a camada recast e restaurar as propriedades desejadas.

8. Aplicações Típicas

Tabela — aplicações representativas e justificativa de seleção.

Usos de 1.2344 (tipo H13)	Usos de 1.2343 (tipo H11)
Matrizes de trabalho a quente para fundição sob pressão (alumínio, zinco)	Matrizes de forjamento a quente onde a tenacidade é fundamental
Ferramentas de extrusão a quente	Matrizes de estampagem a quente com ênfase na resistência ao choque
Forjamento e lâminas de corte a quente	Componentes onde a usinagem e o custo são priorizados
Ferramentas expostas a ciclos térmicos intensos e desgaste a quente	Blocos de matriz e ferramentas em ciclos térmicos menos severos

Justificativa de seleção: - Escolha 1.2344 quando a elevada resistência a quente, resistência ao amolecimento em altas temperaturas de serviço e resistência ao desgaste sob ciclos térmicos forem críticas. - Escolha 1.2343 quando uma tenacidade ligeiramente maior, facilidade de usinagem e menor custo de liga forem benéficas para a aplicação.

9. Custo e Disponibilidade

• Ambos os graus são aços para ferramentas europeus padrão e prontamente disponíveis em barras, blocos, chapas e blanks forjados de fornecedores principais.
• Custo relativo: 1.2344 geralmente tem um leve prêmio sobre 1.2343 devido ao maior teor de Mo/V e ao custo de produção associado. A disponibilidade por forma de produto é geralmente boa para ambos, mas tamanhos personalizados e limpeza premium (tratamento a vácuo, ESR) aumentarão o tempo de entrega e o preço.
• Dica de aquisição: solicite certificados de fábrica para química e dureza, e especifique o tratamento térmico ou condição de entrega necessária (recozido, normalizado, endurecido e temperado) para alinhar as ofertas dos fornecedores com as necessidades da aplicação.

10. Resumo e Recomendação

Tabela de resumo — atributos relativos (Alto / Médio / Baixo).

Atributo	1.2344 (tipo H13)	1.2343 (tipo H11)
Soldabilidade	Médio (exige pré-aquecimento/PWHT)	Levemente melhor (mas ainda requer cuidado)
Equilíbrio Força–Tenacidade	Maior resistência a quente e resistência ao desgaste; tenacidade moderada	Melhor tenacidade ao impacto e ductilidade em dureza semelhante
Custo	Médio–Alto	Médio

Conclua com recomendações acionáveis: - Escolha 1.2344 (tipo H13) se: suas ferramentas enfrentam ciclos térmicos severos, temperaturas de serviço elevadas ou desgaste abrasivo a quente e você precisa de maior temperabilidade e retenção de dureza a quente. Típico: matrizes de fundição sob pressão, ferramentas de extrusão, matrizes de forjamento a altas temperaturas. - Escolha 1.2343 (tipo H11) se: suas necessidades principais são melhorar a tenacidade ao impacto, facilitar a usinagem/processamento e uma alternativa de menor custo para ferramentas de trabalho a quente usadas em condições térmicas menos severas ou onde a geometria do componente apresenta alta sensibilidade a entalhes.

Nota final: Ambos os graus são aços para ferramentas de trabalho a quente comprovados. A melhor escolha depende da combinação de tamanho da seção, temperatura de serviço esperada, tipo de carga (estática vs. cíclica, abrasiva vs. impacto) e a rota de fabricação (forjamento vs. usinagem vs. aditivo). Especifique janelas de tratamento térmico necessárias, procedimentos de pré-aquecimento/soldagem e metas de tenacidade/dureza desejadas nos documentos de aquisição para garantir que o material e o processamento entreguem o desempenho pretendido em serviço.