8407 vs H13 – Composição, Tratamento Térmico, Propriedades e Aplicações

Introdução

Engenheiros, gerentes de compras e planejadores de manufatura frequentemente enfrentam uma escolha entre aços para ferramentas especificados nacionalmente ao selecionar materiais para ferramentas de trabalho a quente, matrizes e componentes de alta resistência. A decisão geralmente equilibra fatores como tenacidade versus resistência ao desgaste, endurecibilidade versus soldabilidade, capacidade de temperatura de serviço versus custo e disponibilidade. H13 (AISI/ASTM) é um aço para ferramentas de trabalho a quente amplamente conhecido globalmente; “8407” é encontrado como uma designação industrial sueca em algumas cadeias de suprimento e documentos técnicos.

O dilema central de seleção é, portanto, muitas vezes um de alinhamento de sistema padrão e tolerância de especificação, em vez de uma lacuna de desempenho de materiais binária: o 8407 designado sueco é usado dentro de sistemas de suprimento nacionais ou regionais e pode ser especificado com limites de composição e recomendações de tratamento térmico ligeiramente diferentes do H13 padrão dos EUA. Este artigo compara os dois a partir das perspectivas mais relevantes para decisões de engenharia e compras.

1. Normas e Designações

• H13: Designações comuns — AISI H13, SAE J426, ASTM A681 (especificações de aço para ferramentas) e equivalentes sob mapeamentos EN/W-Nr (por exemplo, equivalentes da família X40CrMoV5-1 sob EN). H13 é classificado como um aço para ferramentas de trabalho a quente (aço de liga de cromo-molibdênio-vanádio).
• 8407: Aparece como uma designação nacional sueca ou específica do produtor usada em alguma documentação nórdica ou europeia. Não é um padrão global único como o AISI H13; em vez disso, o 8407 pode ser definido em um padrão nacional (SS), na literatura de produtos do fabricante ou em uma ficha de especificação do cliente. Geralmente é considerado dentro da categoria de aços para trabalho a quente/aços para ferramentas quando usado como um análogo do H13.

Classificação: - H13: Aço para ferramentas (trabalho a quente) — aço de liga para ferramentas projetado para resistência a altas temperaturas, tenacidade e resistência à fadiga térmica. - 8407: Designação de aço para ferramentas (trabalho a quente) em listas suecas/nacionais — igualmente destinado a aplicações de trabalho a quente, mas sujeito a diferenças de especificação nacional.

Nota: Quando uma especificação de compras ou engenharia lista “8407”, verifique se ela se refere a um número do Instituto Sueco de Normas (SS), uma classificação de fornecedor ou uma referência cruzada a uma classificação reconhecida EN/AISI.

2. Composição Química e Estratégia de Liga

Abaixo está uma tabela apresentando os principais elementos de liga comumente citados para AISI H13, e uma coluna de notas para 8407 devido à variabilidade das especificações nacionais/fornecedores. Sempre confirme a composição exata do 8407 a partir do padrão emitido ou do certificado do fabricante.

Elemento	H13 (intervalo típico/espec)	8407 (designação sueca)
C (Carbono)	0,32 – 0,45 wt%	Dependente de fornecedor/padrão — frequentemente especificado para alcançar endurecibilidade semelhante ao H13
Mn (Manganês)	0,20 – 0,50 wt%	Variável; verifique a ficha de classificação
Si (Silício)	0,80 – 1,20 wt%	Variável
P (Fósforo)	≤ 0,030 wt%	Limites típicos baixos de S/P conforme prática de aço para ferramentas
S (Enxofre)	≤ 0,030 wt%	Limites típicos baixos de S/P conforme prática de aço para ferramentas
Cr (Cromo)	4,75 – 5,50 wt%	Pode ser semelhante; verifique o conteúdo exato de cromo
Ni (Níquel)	≤ 0,30 wt%	Normalmente mínimo ou ausente
Mo (Molibdênio)	1,10 – 1,75 wt%	Pode ser comparável ao H13 para manter a resistência a altas temperaturas
V (Vanádio)	0,80 – 1,20 wt%	Pode ser comparável; pode variar com a estratégia de carbonetos
Nb (Nióbio)	—	Raro no H13 clássico; algumas variantes suecas podem incluir microligação
Ti (Titânio)	—	Normalmente não é um elemento de liga primário para H13
B (Boro)	—	Não é padrão no H13; traços em algumas ligas para controle de endurecibilidade
N (Nitrogênio)	—	Não é um elemento de liga controlado para H13

Explicação da estratégia de liga: - O carbono define a dureza e resistência básicas e controla a formação de carbonetos. - O cromo fornece endurecibilidade, resistência a altas temperaturas e resistência à oxidação. - O molibdênio e o vanádio formam carbonetos duros que melhoram a resistência a altas temperaturas, resistência ao desgaste e resistência ao revenido. - O silício apoia a resistência e a resistência à oxidação em temperaturas elevadas. - Pequenas diferenças em Cr, Mo e V entre especificações nacionais podem alterar a endurecibilidade e características de dureza secundária; assim, um 8407 sueco com limites ligeiramente diferentes pode mostrar diferenças mensuráveis na resposta ao revenido ou na distribuição de carbonetos em comparação com o H13.

3. Microestrutura e Resposta ao Tratamento Térmico

Microestruturas típicas: - H13 (após o resfriamento e revenido adequados): martensita revenida com uma dispersão de carbonetos de liga (carbonetos de Cr, carbonetos de Mo, carbonetos de V). Na condição recozida, é esferoidizada/matriz perlítica dependendo da rota de processamento utilizada pelo fabricante. - 8407: A microestrutura esperada é destinada a corresponder a aços para ferramentas de trabalho a quente — ou seja, matriz martensítica com dispersões de carbonetos de liga após a têmpera. O tipo exato de carboneto e a distribuição dependem do equilíbrio preciso de Cr/Mo/V.

Resposta ao tratamento térmico e rotas de processamento: - Recozimento (alívio de tensões/recozimento suave): reduz a dureza para usinagem e melhora a ductilidade. Para H13, a dureza recozida típica é de ~180–240 HB dependendo do processamento; a dureza final após o tratamento térmico completo é muito maior. - Normalização: refina o tamanho do grão; múltiplos ciclos de normalização podem ser usados para homogeneizar seções grandes. - Resfriamento e revenido: H13 é comumente austenitizado (tipicamente na faixa de 1000–1100 °C dependendo do tamanho da seção e recomendação do fornecedor) e resfriado em óleo ou gás até martensita, seguido por múltiplos revenidos para desenvolver a resistência ao revenido necessária. O 8407, se alinhado ao H13, usará ciclos térmicos semelhantes, mas com recomendações específicas do fornecedor para temperaturas de austenitização e cronogramas de revenido. - Processamento termo-mecânico: forjamento e laminação controlada podem refinar o tamanho do grão de austenita anterior e otimizar os carbonetos; as especificações de processo suecas às vezes enfatizam ciclos de forjamento e normalização precisos para alcançar tenacidade repetível.

Impacto da composição no tratamento térmico: - Um pouco mais de Cr e Mo aumenta a endurecibilidade e a tendência de endurecimento secundário; um pouco mais de V aumenta a dispersão de carbonetos finos e a resistência ao desgaste. Assim, pequenas diferenças na composição do 8407 em comparação com o H13, se presentes, se manifestarão na resposta ao revenido e no comportamento de endurecimento secundário.

4. Propriedades Mecânicas

As propriedades mecânicas variam fortemente com o tratamento térmico e o tamanho da seção. A tabela abaixo fornece intervalos típicos e representativos para AISI H13 e uma coluna qualitativa para 8407 onde a especificação do fornecedor é necessária.

Propriedade	H13 (intervalos típicos após resfriamento e revenido)	8407 (representativa/qualitativa)
Resistência à Tração (Rm)	~900 – 1800 MPa (dependente do tratamento térmico)	Intervalos comparáveis esperados se projetado como análogo ao H13; verifique o certificado do fabricante
Resistência ao Esforço (Rp0.2)	~700 – 1600 MPa	Comparável, dependendo do revenido
Alongamento (A%)	~6 – 15%	Comparável; pode ser ligeiramente maior ou menor dependendo da população de carbonetos
Tenacidade ao Impacto (Charpy)	Varia com o revenido: tipicamente 10 – 50 J (dependendo do revenido e da seção)	Depende da composição exata e do tratamento térmico; as especificações suecas podem enfatizar a tenacidade para certos tipos de ferramentas
Dureza (HRC)	Recozido: ~18–24 HRC; resfriado e revenido: ~44–54 HRC faixa de serviço típica	Intervalos de dureza alvo semelhantes; verifique os gráficos de revenido do fornecedor

Interpretação: - H13 é projetado para equilibrar alta resistência a quente e tenacidade razoável. Pode ser endurecido para produzir altas resistências à tração e ao escoamento com ductilidade moderada. - Se o 8407 for especificado como equivalente ao H13, espere desempenho mecânico amplamente semelhante, mas diferenças nas tolerâncias de composição permitidas ou ciclos de tratamento térmico recomendados das especificações suecas podem alterar as resistências exatas ou os números de tenacidade. Sempre solicite instruções de tratamento térmico e certificados.

5. Soldabilidade

A soldabilidade de aços para ferramentas de trabalho a quente é influenciada pelo equivalente de carbono e pela endurecibilidade. Fórmulas comuns usadas para avaliar pré-aquecimento/pós-aquecimento e seleção de material de enchimento:

• Equivalente de carbono (IIW): $$ CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15} $$

• Pcm (parâmetro de soldabilidade europeu): $$ P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000} $$

Interpretação qualitativa: - O H13 geralmente tem um teor de carbono moderado e níveis significativos de Cr/Mo/V, dando um equivalente de carbono moderado a alto. Isso impulsiona a necessidade de controle de pré-aquecimento, temperaturas entre passes e tratamento térmico pós-solda para evitar trincas e dureza nas zonas afetadas pelo calor. - 8407: se a composição for semelhante ao H13, espere restrições de soldabilidade semelhantes. Se uma formulação sueca de 8407 reduzir o carbono ou ajustar a liga, a soldabilidade pode ser marginalmente melhorada ou degradada de acordo. - Melhores práticas: use consumíveis de solda de dureza correspondente ou ligeiramente inferior, controle de pré-aquecimento e temperatura entre passes, peening ou revenido pós-solda, e qualificação do procedimento de solda.

6. Corrosão e Proteção de Superfície

• Nem o H13 nem os aços típicos para trabalho a quente são inoxidáveis. A resistência à corrosão é moderada devido aos níveis de cromo (4–5 wt% no H13), mas não são destinados a ambientes corrosivos sem proteção.
• Opções de proteção de superfície: óleo/graxa, pintura, revestimento (níquel/cromo) e galvanização (observe que a galvanização pode ser problemática para ferramentas devido à difusão e calor). Para ferramentas expostas à umidade ou água de resfriamento, aplique inibidores ou revestimentos (PVD/CVD, nitretação para melhoria de desgaste e corrosão onde apropriado).
• PREN não é aplicável para aços para ferramentas não inoxidáveis; a fórmula PREN: $$ \text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N} $$ é usada para previsão de corrosão em inox e não é utilizada para materiais da classe H13/8407.

7. Fabricação, Usinabilidade e Formabilidade

• Usinabilidade: Na condição recozida, tanto o H13 quanto as classificações suecas equivalentes ao H13 são razoavelmente usináveis, mas ligas mais duras e maior vanádio aumentam o desgaste das ferramentas. Espere práticas padrão de ferramentas de carboneto para desbaste e acabamento em alta velocidade.
• Formabilidade e dobra: Aços para ferramentas de trabalho a quente não são altamente formáveis na condição endurecida. A conformação geralmente é feita na condição recozida; a dobra a frio de componentes acabados em H13 é limitada e requer alívio de tensões cuidadoso para evitar trincas.
• Acabamento de superfície: Retificação e EDM são comuns. A EDM é frequentemente usada para cavidades intrincadas; a microestrutura e a dureza influenciam a velocidade da EDM e o desgaste do eletrodo.
• Notas do fornecedor: Normas suecas ou classificações específicas do fornecedor para 8407 podem incluir tolerâncias de usinagem recomendadas, receitas de recozimento e práticas de forjamento que diferem das fichas de dados típicas do AISI H13 — siga a documentação do fornecedor.

8. Aplicações Típicas

8407 (designação sueca)	H13 (AISI/ASTM)
Inserções de matrizes para trabalho a quente em oficinas de ferramentas nórdicas onde 8407 é uma classificação nacional especificada; punções para forjamento com protocolos de tratamento térmico específicos da região	Matrizes para trabalho a quente, ferramentas de extrusão e fundição sob pressão, matrizes de forjamento, matrizes de estampagem a quente, lâminas de cisalhamento que requerem resistência à fadiga térmica
Aplicações de trabalho a frio quando a variante 8407 é adaptada para populações específicas de carbonetos	Amplamente utilizado globalmente em ferramentas de trabalho a quente onde ocorrem ciclos térmicos e abrasão
Ferramentas de nicho específicas do fornecedor onde a aquisição nacional prefere especificação e certificação doméstica	Classificação padrão de referência para aquisição internacional de aço para ferramentas de trabalho a quente

Racional de seleção: - Use a classificação que corresponda ao requisito de desempenho (desgaste versus tenacidade), à capacidade da oficina de tratamento térmico e à logística de aquisição. Onde a produção é local para a Suécia ou fornecedores nórdicos, o 8407 pode fornecer vantagens de especificação e cadeia de suprimento. Para aquisição global e fichas de dados bem estabelecidas, o H13 é frequentemente preferido.

9. Custo e Disponibilidade

• H13: Amplamente disponível em todo o mundo em barras, placas pré-endurecidas, lingotes e forjados de muitos fabricantes; preços competitivos devido a grandes volumes de produção e cadeias de suprimento extensas.
• 8407: A disponibilidade pode ser regionalmente concentrada (fornecedores suecos/nórdicos) e pode ser oferecida como um produto de marca ou sob especificação nacional. O custo e o prazo de entrega dependem de o 8407 ser estocado por distribuidores principais ou exigir pedido especial de fabricantes regionais.

Nota de aquisição: - Quando custo e prazo de entrega são críticos, o H13 geralmente oferece mais opções de fornecedores. Quando a conformidade com a especificação ou certificação regional é necessária (por exemplo, chamadas contratuais para um padrão nacional), o 8407 pode ser necessário, apesar de possíveis impactos de prêmio ou prazo de entrega.

10. Resumo e Recomendação

Tabela de resumo (qualitativa):

Critério	8407 (designação sueca)	H13 (AISI)
Soldabilidade	Restrições semelhantes se a composição corresponder ao H13; verifique a orientação do fornecedor sobre Pcm/CE	Moderada a desafiadora; requer controles de pré-aquecimento/pós-aquecimento
Equilíbrio Resistência–Tenacidade	Dependente do fornecedor; pode ser adaptado para enfatizar a tenacidade	Equilíbrio comprovado para trabalho a quente: boa resistência ao revenido e tenacidade
Custo & Disponibilidade	Limitação regional potencial; pode ter prêmio local dependendo da demanda	Ampla disponibilidade global; geralmente mais opções e preços competitivos

Conclusões e recomendações: - Escolha H13 se: - Você precisa de um aço para ferramentas de trabalho a quente amplamente especificado e disponível globalmente, com química bem documentada, gráficos de tratamento térmico e uma grande base de fornecedores. - Sua aplicação requer resistência ao revenido comprovada, resistência à fadiga térmica e você requer aquisição e suporte globais previsíveis.

• Escolha 8407 se:
• A especificação de aquisição ou requisito regulatório/contratual exigir explicitamente uma classificação designada sueca ou um 8407 certificado pelo fornecedor.
• Você está trabalhando dentro de cadeias de suprimento nórdicas onde o 8407 tem instruções de tratamento térmico estabelecidas, certificações ou prazos de entrega vantajosos e onde pequenas diferenças de composição ou processamento são desejáveis para uma determinada aplicação de ferramenta.

Conselho prático final: - Não assuma equivalência numérica; sempre solicite o certificado do fabricante (análise química e registro de tratamento térmico) para o 8407 e compare-o com seus requisitos de H13. - Valide o desempenho crítico através de peças de amostra ou cupons de teste tratados termicamente, especialmente para procedimentos de soldagem e para seções transversais grandes onde a endurecibilidade e a resposta ao tratamento térmico são mais sensíveis. - Para montagens soldadas, calcule $CE_{IIW}$ ou $P_{cm}$ usando a química certificada real e defina o pré-aquecimento/pós-aquecimento da solda e PWHT de acordo com o risco calculado de endurecimento e trincas na ZAC.