Title

Influência de ciclos de ensaio a quente no comportamento tribológico do aço AISI H13 sob deslizamento

Influence of Hot testing cycles on the tribological behavior of AISI H13 steel under sliding

Authorship

DIEGO ANDRÉS SÁNCHEZ DURANGO; STOLTENBORG, VÍTOR; JULIO NEVES; PINTAUDE, GIUSEPPE

DIEGO ANDRÉS SÁNCHEZ DURANGO

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STOLTENBORG, VÍTOR

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JULIO NEVES

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PINTAUDE, GIUSEPPE

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DOI

10.5151/5463-5463-43409

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Abstract

Este trabalho investiga o comportamento tribológico e a degradação microestrutural do aço para trabalho a quente AISI H13 submetido a ensaios de deslizamento recíproco sucessivos (50 N, 5 Hz, 540–600 °C) contra um contra-corpo de alumina. Avaliou-se o impacto do amolecimento térmico dinâmico sobre a estabilidade do coeficiente de atrito (COF) e os mecanismos de desgaste em três condições com distinta evolução de dureza (A2, A3 e A4). Todas as amostras iniciaram o Teste 1 com 51 HRC. Após o primeiro ensaio, a amostra A3 reteve a maior dureza (~48 HRC) devido à estabilidade de seus carbonetos secundários, o que permitiu um suporte rígido para a consolidação de uma camada de óxido protetora (glaze layer) que estabilizou o COF em 0,55 durante o Teste 2. Por outro lado, as amostras A2 e A4 sofreram um amolecimento crítico (decaindo para 44 e 42 HRC, respectivamente), provocando a fratura cíclica das películas tribo-oxidadas, fenômenos severos de stick-slip e delaminação subsuperficial assistida mecanicamente.

This work investigates the tribological behavior and microstructural degradation of AISI H13 hot-work tool steel subjected to successive reciprocating sliding tests (50 N, 5 Hz, 540–600 °C) against an alumina counterface. The impact of dynamic thermal softening on the stability of the coefficient of friction (COF) and wear mechanisms was evaluated across three material conditions with distinct hardness evolution (A2, A3, and A4). All samples-initiated Test 1 at 51 HRC. After the first run, sample A3 retained the highest hardness (~48 HRC) due to the stability of its secondary carbides; this provided a rigid substrate that sustained a protective oxide layer (glaze layer), stabilizing the COF at 0.55 during Test 2. Conversely, samples A2 and A4 underwent critical softening (dropping to 44 and 42 HRC, respectively), leading to cyclical fracture of the tribo-oxidized films, severe stick-slip phenomena, and mechanically assisted subsurface delamination.

Keywords

Deslizamento recíproco a quente, Coeficiente de atrito, Camada vitrificada (Glaze layer), Amolecimento térmico

Hot reciprocating wear, Coefficient of friction, Glaze layer, Thermal softening