1.2714 vs H13 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Selecionar entre EN 1.2714 e H13 é uma decisão comum para engenheiros, gerentes de compras e planejadores de produção que devem combinar o desempenho do material com as condições de serviço: ciclagem térmica, desgaste, choque e custo de fabricação. Os contextos típicos de decisão incluem o design de matrizes para estampagem a quente ou extrusão, ferramentas para produção de alta ciclagem e componentes que devem equilibrar tenacidade com dureza a quente e estabilidade térmica.

A principal distinção prática que os engenheiros consideram é como os dois aços se comportam sob carga térmica e choque mecânico: um grau é tipicamente escolhido para maior resistência à fadiga térmica e desgaste a quente, enquanto o outro é selecionado quando uma combinação de tenacidade à temperatura ambiente e melhor dissipação de calor é necessária. Como as designações nacionais e dos fornecedores podem variar, sempre confirme a química exata e a especificação de tratamento térmico no certificado da usina antes de fazer uma seleção final.

1. Normas e Designações

• H13
• Equivalentes internacionais comuns: AISI H13, DIN/EN: 1.2344.
• Classificação: Aço para ferramentas de trabalho a quente (liga Cr–Mo–V).
• Normas: ASTM A681 (aços para ferramentas), referências da série EN 10087/10088 para aços para ferramentas, normas ISO para aços para ferramentas.
• 1.2714
• Designação: designação numérica EN 1.2714 (usada em catálogos europeus/DFI). Nota: alguns fornecedores ou países podem usar nomes comerciais alternativos; sempre confirme a equivalência exata.
• Classificação: Aço para ferramentas/engenharia (subtipo específico depende da fonte; frequentemente usado para ferramentas de trabalho a frio ou a quente ou aplicações de alta tenacidade dependendo da química).
• Normas: Consulte a folha de norma EN específica ou nacional para os requisitos precisos de composição e propriedades mecânicas.

Nota: H13 é inequivocamente um aço para ferramentas de trabalho a quente. A designação 1.2714 deve ser correlacionada com a norma do fornecedor ou a folha EN específica para determinar se é recomendada para trabalho a quente, trabalho a frio ou serviço de engenharia geral.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

A estratégia de liga define a temperabilidade, resistência ao revenido, tenacidade e condutividade térmica. Abaixo está uma visão comparativa, orientada para a engenharia — trate as entradas de composição para 1.2714 como indicativas e verifique contra o certificado da usina do fornecedor.

Elemento	H13 típico (EN 1.2344) — função	1.2714 típico — função (indicativa)
C	0.32–0.45% — fornece dureza e resistência ao desgaste	Varia conforme a especificação; frequentemente carbono moderado a alto para dureza
Mn	0.20–0.50% — desoxidação, alguma temperabilidade	Varia — geralmente baixo a moderado
Si	0.80–1.20% — resistência, desoxidação	Varia — frequentemente baixo a moderado
P	≤0.03% — impureza, minimizar para tenacidade	Dependente da especificação — mantido baixo
S	≤0.03% — impureza, usinabilidade (se maior)	Dependente da especificação — mantido baixo
Cr	4.75–5.50% — resistência à corrosão, temperabilidade, desgaste	Tipicamente menor ou moderado em comparação ao H13, a menos que o grau seja aço para ferramentas de alto Cr
Ni	≤0.30% — tenacidade (menor)	Geralmente baixo ou ausente
Mo	1.10–1.75% — resistência ao revenido, resistência a altas temperaturas	Pode estar presente em níveis baixos a moderados
V	0.80–1.20% — formação de carbonetos, resistência ao desgaste, tenacidade	Frequentemente menor que H13, a menos que projetado para resistência ao desgaste
Nb, Ti, B	Adições em traços em algumas especificações para controle de grão/temperabilidade	Tipicamente mínima, a menos que microaleada
N	Traço — afeta a formação de nitretos se apreciável	Geralmente negligenciável

Como a liga afeta as propriedades: - Cr, Mo e V aumentam a temperabilidade e melhoram a resistência ao revenido; eles também promovem carbonetos que contribuem para a resistência ao desgaste a quente. - O carbono mais alto aumenta a dureza e resistência ao desgaste alcançáveis, mas reduz a soldabilidade e pode reduzir a tenacidade. - O equilíbrio da liga determina a estabilidade térmica em temperaturas de operação (dureza a quente) e resistência ao impacto sob ciclagem térmica.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

A microestrutura e a resposta ao tratamento térmico definem o comportamento de serviço.

H13 - Microestrutura típica após um resfriamento e revenido convencional: martensita revenida com carbonetos de liga dispersos (carbonetos de Cr/Mo/V). Esta microestrutura proporciona dureza retida em temperaturas elevadas e boa resistência à fadiga térmica. - Rota de tratamento térmico: endurecimento (austenitização ~1020–1100°C dependendo da seção e do fornecedor) → resfriamento controlado (óleo/ar dependendo da seção) → revenido em múltiplas etapas (frequentemente 2–3 revenidos a 500–600°C) para alcançar a combinação necessária de dureza e tenacidade. O tratamento a subzero pode ser aplicado para reduzir a austenita retida.

1.2714 (indicativa) - Dependendo da química exata, a microestrutura após o tratamento térmico apropriado será martensita revenida ou bainita com carbonetos; algumas variantes de 1.2714 são otimizadas para maior tenacidade com distribuição de carbonetos mais fina. - O tratamento térmico pode incluir normalização, resfriamento e revenido, ou processamento termo-mecânico específico para refinar o tamanho do grão. O regime de revenido é escolhido para equilibrar dureza e tenacidade, com temperaturas de revenido mais baixas proporcionando maior dureza e temperaturas de revenido mais altas melhorando a tenacidade e resistência ao choque térmico.

Efeito dos processos: - A normalização refina o tamanho do grão e pode melhorar a tenacidade. - O resfriamento e revenido controlam a resistência/tenacidade; aços de liga mais altos requerem controle cuidadoso da austenitização e resfriamento para evitar trincas. - O processamento termo-mecânico pode aumentar a tenacidade por meio do refino do grão e distribuição controlada de precipitados.

4. Propriedades Mecânicas

Abaixo está uma comparação qualitativa a semi-quantitativa. Os valores exatos dependem do tratamento térmico e da especificação; consulte as folhas de dados específicas.

Propriedade	H13 (típico, dependente de HT)	1.2714 (indicativa)
Resistência à tração	Moderada a alta (por exemplo, 900–1400 MPa dependendo do revenido)	Varia com a química e o tratamento térmico; pode ser semelhante ou inferior
Resistência ao escoamento	Moderada a alta (dependente de HT)	Varia; alguns graus oferecem maior escoamento para aplicações de trabalho a frio
Alongamento (%)	Moderado (8–15% típico dependendo do revenido)	Frequentemente semelhante ou maior se otimizado para tenacidade
Tenacidade ao impacto (Charpy)	Boa para um aço para ferramentas de trabalho a quente quando devidamente revenido — equilibrado para resistir ao choque térmico	Algumas variantes de 1.2714 enfatizam maior tenacidade à temperatura ambiente
Dureza (HRC)	Tipicamente 40–55 HRC após revenido apropriado (dependente do serviço)	Depende da aplicação alvo; pode ser endurecido para HRC semelhante ou superior para resistência ao desgaste

Interpretação - H13 tipicamente fornece superior dureza a quente e resistência ao revenido devido à sua liga Cr–Mo–V; isso o torna preferido para trabalho a quente onde a resistência a temperaturas elevadas é essencial. - 1.2714 em muitas especificações de fornecedores é adaptado para maior tenacidade ou como um aço para ferramentas de trabalho a frio; sua ductilidade e resistência ao impacto à temperatura ambiente podem ser superiores a um H13 temperado de forma equivalente, enquanto sua dureza a quente pode ser inferior. - As propriedades mecânicas finais são mais governadas pelo tratamento térmico selecionado do que apenas pela química nominal.

5. Soldabilidade

A soldabilidade depende principalmente do equivalente de carbono e do teor de liga. Use as fórmulas reconhecidas para avaliar qualitativamente o risco de trincas.

Índices comuns: - Equivalente de carbono IIW: $$CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15}$$ - Pcm para prever necessidades de pré-aquecimento: $$P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000}$$

Orientação qualitativa - H13: CE moderado devido a Cr, Mo e V com carbono moderado — pré-aquecimento, temperatura de interpassagem controlada e tratamento térmico pós-solda (PWHT) geralmente são necessários para evitar trincas por hidrogênio e restaurar a tenacidade. Soldar H13 é viável, mas requer procedimentos experientes e frequentemente metais de adição especializados. - 1.2714: a soldabilidade depende de seu teor de carbono e liga. Se o grau tiver maior carbono e liga para resistência ao desgaste, a soldagem exigirá pré-aquecimento e PWHT; se for uma variante de baixa liga e maior tenacidade, a soldabilidade melhora. - Ambos os aços se beneficiam de práticas de soldagem com baixo hidrogênio, seleção de enchimento correspondente ou ligeiramente superior e controle rigoroso dos ciclos térmicos.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Nenhum dos aços H13 ou a maioria das variantes de 1.2714 são aços inoxidáveis; ambos são suscetíveis à corrosão atmosférica geral em condição não tratada.
• Proteção típica: pintura, galvanização, revestimentos de conversão ou tratamentos de superfície locais. Para ferramentas usadas em ambientes agressivos, a nitretação ou revestimentos PVD (TiN, CrN, DLC) podem fornecer resistência ao desgaste e à corrosão sem alterar a tenacidade em massa.
• PREN não é aplicável a aços para ferramentas não inoxidáveis. Para graus inoxidáveis apenas, use: $$\text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N}$$
• Para ferramentas expostas a escalas ou ambientes oxidantes em alta temperatura, selecionar um revestimento protetor apropriado e controle de processo (por exemplo, atmosferas inertes ou protetoras) é crítico.

7. Fabricação, Usinabilidade e Formabilidade

• Usinabilidade
• H13: Usinabilidade justa em condição recozida; torna-se desafiadora após o endurecimento. Formadores de carboneto (V, Cr) reduzem a vida útil da ferramenta — use ferramentas de corte de carboneto e ajuste as taxas de avanço/velocidade.
• 1.2714: a usinabilidade depende do teor de carbono e enxofre; algumas variantes têm melhor comportamento usinado em estado recozido.
• Formabilidade/Dobramento
• Ambos os graus são trabalháveis em condição macia/recozida; a formação pós-endurecimento é limitada.
• Acabamento
• Desbaste e EDM são comuns para ferramentas endurecidas. A rede de carbonetos do H13 pode aumentar os parâmetros de desbaste e EDM, mas é bem compreendida na indústria.

Notas práticas: - Para pequenas produções, variantes de 1.2714 recozidas mais macias podem reduzir os prazos de entrega e o custo de usinagem. - Para serviço em alta temperatura ou ciclagem térmica, a resistência ao revenido do H13 pode reduzir a frequência de manutenção.

8. Aplicações Típicas

1.2714 — Usos típicos	H13 — Usos típicos
Matrizes de trabalho a frio, punções, lâminas de corte (se o grau for do tipo trabalho a frio); componentes priorizados para tenacidade à temperatura ambiente e condução térmica em algumas especificações	Matrizes de trabalho a quente (forjamento, fundição sob pressão, extrusão a quente), mandris de extrusão, lâminas de corte a quente — onde a dureza a quente e a resistência à fadiga térmica são críticas
Componentes de engenharia geral onde é necessária a combinação de tenacidade e resistência ao desgaste (depende da especificação exata)	Matrizes de estampagem a quente, inserções para fundição sob pressão, ferramentas de forjamento a quente e aplicações de ferramentas em alta temperatura
Candidatos a ferramentas para revestimentos ou tratamentos de superfície para estender a vida útil da ferramenta	Ferramentas de suporte a altas temperaturas que se beneficiam da liga Cr–Mo–V para preservar a dureza em temperaturas elevadas

Racional de seleção: - Escolha H13 quando o serviço envolver temperaturas elevadas sustentadas, ciclagem térmica repetida e a necessidade de dureza retida e resistência ao revenido. - Escolha 1.2714 quando a especificação do fornecedor indicar melhor tenacidade à temperatura ambiente, maior condutividade térmica, ou quando o processo de ferramentas enfatizar tenacidade e dissipação de calor mais rápida em vez de dureza a quente extrema.

9. Custo e Disponibilidade

• H13: Amplamente disponível em todo o mundo em chapas, barras e blocos pré-endurecidos de muitas usinas e distribuidores de aços para ferramentas. O custo é moderado a alto dependendo do tamanho e da condição de entrega (pré-endurecido vs recozido).
• 1.2714: A disponibilidade depende do estoque regional e se o número EN exato corresponde a um grau comercial comum em seu mercado. O custo pode ser inferior ou semelhante ao H13; variantes especiais ou fornecimento de tolerância apertada podem ter preços premium.

Fatores de forma: - Ambos os graus são comumente fornecidos como barras, chapas, blocos e forjados. O prazo de entrega e o custo são mais influenciados pelo tratamento térmico necessário, tolerâncias dimensionais e qualquer pré-endurecimento/revenido feito pelo fornecedor.

10. Resumo e Recomendação

Atributo	Soldabilidade	Equilíbrio Força–Tenacidade	Custo/Disponibilidade Relativa
H13	Moderada; requer pré-aquecimento/PWHT e soldagem controlada	Excelente resistência a quente e resistência ao revenido; boa tenacidade para ferramentas de trabalho a quente	Amplamente disponível; custo moderado a premium
1.2714 (indicativa)	Variável; depende dos níveis de carbono/ligas — avalie CE e Pcm	Pode oferecer maior tenacidade à temperatura ambiente e/ou melhor condução térmica dependendo da variante; dureza a quente tipicamente inferior ao H13	A disponibilidade depende da região e da especificação exata; custo variável

Conclusões e orientações práticas - Escolha H13 se: - Seu componente ou ferramenta operar em temperaturas elevadas ou sob ciclagem térmica repetida (forjamento a quente, fundição sob pressão, extrusão). - Você requer dureza retida e resistência ao amolecimento térmico. - Você aceita a necessidade de procedimentos de soldagem controlados e os custos associados. - Escolha 1.2714 se: - A especificação do fornecedor para 1.2714 corresponder a um grau adaptado para maior tenacidade à temperatura ambiente ou dissipação de calor mais rápida, e seu ambiente de serviço não for dominado por altas temperaturas prolongadas. - Você prioriza menor custo de usinagem em condição recozida, ou precisa de um grau com melhor condutividade térmica para reduzir gradientes térmicos e risco de trincas. - A variante específica de 1.2714 estiver em estoque localmente e oferecer vantagens de custo.

Nota final: A designação numérica EN 1.2714 pode corresponder a diferentes variantes comerciais; sempre confirme a química exata, o cronograma de tratamento térmico recomendado e a tabela de propriedades mecânicas do certificado da usina. Use as fórmulas de CE e Pcm para soldagem fornecidas acima para avaliar o risco de soldagem e definir os parâmetros de pré-aquecimento/PWHT para qualquer um dos aços. Quando em dúvida, realize testes específicos de aplicação (ciclagem térmica, testes de desgaste e qualificações de procedimento de soldagem) antes do pleno uso na produção.