H13是热作模具钢，履行尺度GB/T1299—2000。；商标4Cr5MoSiV1；合金模具钢简称合工钢，是在碳工钢的基础上参加合金元素而组成的钢种。此中合工钢包含：量具刃具用钢、耐打击对象用钢、冷作模具钢、热作模具钢、无磁模具钢、塑料模具钢。

C0.32~0.45，

Si0.80~1.20，

Mn0.20~0.50，

Cr4.75~5.50，

Mo1.10~1.75，

V0.80~1.20，

p≤0.030，

S≤0.030；

H13模具钢用于制作打击载荷大的锻模，热挤压模，精锻模；铝、铜及其合金压铸模。

系引进美国的H13空淬软化热作模具钢。其机能、用处和4Cr5MoSiV钢根本雷同，但因其钒含量高一些，故中温（600度）机能比4Cr5MoSiV钢要好，是热作模具钢中用处很广泛的一种代表性钢号。

H13模具钢板　宽度（210-610）*厚度（6-80）　热轧

H13模具钢管　外径（6-219）*壁厚（0.5-25）

H13模具钢锭　电渣锭0.35T　0.5T　0.75T　1.0T

1.5T 1.8T 2.0T 2.2T 2.8T （3.0-8.0）T

（交货状况：布氏硬度HBW10/3000（小于即是235））

淬火：790度±15度预热

1000度（盐浴）或1010度（炉控氛围）±6度加热

保温5~15min空冷

550度±6度回火退火、热加工；

电渣重熔钢，该钢具备高的淬透性和抗热裂才能，该钢含有较高含量的碳和钒，耐磨性好，韧性绝对有所削弱，具备良好的耐热性，在较低温度时具备较好的强度和硬度，高的耐磨性和韧性，精良的综合力学机能和较高的抗回火稳定性。

钢中含碳量决议淬火钢的基体硬度，按钢中含碳量与淬火钢硬度的干系曲线能够晓得,H13模具钢淬火硬度在55HRC阁下。对对象钢而言，钢中的碳一部分进入钢的基体中惹起固溶强化。别的一部分碳将和合金元素中的碳化物组成元素联分解合金碳化物。对热作模具钢,这类合金碳化物除大批残留的之外，还请求它在回火进程当中在淬火马氏体基体上弥散析出产生两次软化征象。从而由平均散布的残留合金碳化合物和回火马氏体的构造来决议热作模具钢的机能。因而可知，钢中的含C量不克不及过低。

1.事后热处理 市场上供给的H13钢钢材和模坯，在钢厂都已作好退火热处理，包管了具备良好的金相构造，恰当的硬度，良好的加工性，无需再停止退火。但制作厂停止改锻后破坏了本来的构造和机能，增长了铸造应力，必需停止从新退火。

等温球化退火工艺为：860～890℃加热保温2h，降温到740～760℃等温4h，炉冷到500℃阁下出炉。

2.淬火及回火 请求韧性好的模具淬火工艺标准：加热温度1020～1050℃，油冷或空冷，硬度54～58HRC；请求热硬性为主的模具淬火工艺标准、加热温度1050～1080℃，油冷，硬度56～58HRC。

保举回火温度：530～560℃，硬度48～52HRC；回火温度560～580℃；硬度47～49HRC。

回火应停止两次。在500℃回火时，呈现回火二次软化峰，回火硬度最高，峰值在55HRC阁下，但韧性最差。是以，回火工艺应避开500℃阁下为好。依据模具的应用必要，在540～620℃规模内回火较好。

淬火加热应停止两次预热（600～650℃，800～850℃），以削减加热进程产生热应力。

3.化学热处理 H13钢若停止气体渗氮或氮碳共渗可以使模具进一步强化，但其氮化温度不该高于回火温度，以包管心部强度不低落，从而进步模具的应用寿命。

H13钢是C-Cr-Mo-Si-V型钢,在世界上的利用极端广泛,同时列国很多学者对它停止了广泛的研讨,并在探讨化学身分的改良。钢的利用广泛和具备精良的特征,主要由钢的化学身分决议的。固然钢中杂质元素必需低落,有资料注解,当Rm在1550MPa时,资料含硫量由0.005%降到0.003%,会使打击韧度进步约13J。非常明显,NADCA 207-2003尺度就划定:优级(premium)H13钢含硫量小于0.005%,而超等(superior)的应小于0.003%S和0.015%P。下面临H13钢的身分加以阐发。

碳：美国AISI H13，UNS T20813，ASTM（最新版）的H13和FED QQ-T-570的H13钢的含碳量都划定为（0.32~0.45）%，是一切H13钢中含碳量规模最宽的。德国X40CrMoV5-1和1.2344的含碳量为（0.37~0.43）%，含碳量规模较窄，德国DIN17350中另有X38CrMoV5-1的含碳量为（0.36~0.42）%。日本SKD 61的含碳量为（0.32~0.42）%。我国GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV1的含碳量为（0.32~0.42）%和（0.32~0.45）%，分离与SKD61和AISI H13雷同。分外要指出的是：北美压铸协会NADCA 207-90、207-97和207-2003尺度中对H13钢的含碳量都划定为（0.37~0.42）%。

含5%Cr的H13钢应具备高的韧度，故其含C量应坚持在组成大批合金C化物的水平上。Woodyatt 和Krauss指出在870℃的Fe-Cr-C三元相图上,H13钢的地位在奥氏体A和（A+M3C+M7C3）三相区的接壤地位处较好。响应的含C量约0.4%。图上还标出增长C或Cr量使M7C3量增多,具备更高耐磨机能的A2和D2钢以作比拟。别的重要的是,坚持绝对较低的含C量是使钢的Ms点取于绝对较高的温度水平(H13钢的Ms同样平常资料先容为340℃阁下)，使该钢在淬冷至室温时得到以马氏体为主加大批残存A和残留平均散布的合金C化物构造，并经回火后得到平均的回火马氏体构造。防止使过量残存奥氏体在事情温度下产生改变影响工件的事情机能或变形。这些大批残存奥氏体在淬火以后的两次或三次回火进程当中应予以改变完备。这儿趁便指出，H13钢淬火后得到的马氏体构造为板条M+大批片状M+大批残存A。经回火后在板条状M上析出的很细的合金碳化物，海内学者也作了必定事情。

家喻户晓，钢中增长碳含量将进步钢的强度，对热作模具钢而言，会使低温强度、热态硬度和耐磨损性进步，但会招致其韧度的低落。学者在对象钢产物手册文献中将各种H型钢的机能比拟很明显证明了这个概念。平日觉得招致钢塑性和韧度低落的含碳量边界为0.4%。为此请求人们在钢合金化设计时遵守下述准则:在坚持强度前提下要尽量低落钢的含碳量,有资料已提出:在钢抗拉强度达1550MPa以上时,含C量在0.3%-0.4%为好。H13钢的强度Rm，有文献先容为1503.1MPa(46HRC时)和1937.5MPa(51HRC时)。

查阅FORD和GM公司资料保举的TQ-1、Dievar和ADC3等钢中的含C量都为0.39%和0.38%等，响应的韧度目标等列于表1，其来由可由此管窥所及。

对请求更高强度的热作模具钢，采用的办法是在H13钢身分的基础上进步Mo含量或进步含碳量，这将在后面还会论及，固然韧度和塑性的略为低落是能够预感的。

2.2 铬： 铬是合金对象钢中最广泛含有的和价廉的合金元素。在美国H型热作模具钢中含Cr量在2%~12%规模。在我国合金对象钢（GB/T1299）的37个钢号中,除8CrSi和9Mn2V外都含有Cr。铬对钢的耐磨损性、低温强度、热态硬度、韧度和淬透性都有无利的影响，同时它溶入基体中会明显改良钢的耐蚀机能，在H13钢中含Cr和Si会使氧化膜致密来进步钢的抗氧化性。再则以Cr对0.3C-1Mn钢回火机能的感化来阐发，参加﹤6% Cr对进步钢回火抗力是无利的，但未能组成二次软化；当含Cr﹥6%的钢淬火后在550℃回火会呈现二次软化效应。人们对热作钢模具钢同样平常选5%铬的参加量。

对象钢中的铬一部分溶入钢中起固溶强化感化，另一部分与碳联合,按含铬量高下以(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6情势存在，从而来影响钢的机能。别的还要斟酌合金元素的交互感化影响，如当钢中含铬、钼和钒时，Cr>3%^[14]时，Cr能阻拦V4C3的天生和推延Mo2C的共格析出，V4C3和Mo2C是进步钢材的低温强度和抗回火性的强化相^[14]，这类交互感化进步该钢耐热变形机能。

铬溶入钢奥氏体中增长钢的淬透性。Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si﹑Ni都与Cr同样是增长钢淬透性的合金元素。人们习习用淬透性因子加以表征,同样平常海内现有资料[15]还只利用Grossmann等的资料,起初Moser和Legat[16,22]的更进一步事情提出由含C量和奥氏体晶粒度决议根本淬透性直径Dic和合金元素含量确定的淬透性因子(示于图3中)来盘算合金钢的抱负临界直径Di,也可从下式作近似盘算: 　Di=Dic×2.21Mn×1.40Si×2.13Cr×3.275Mo×1.47Ni (1) 　(1)式中各合金元素以品质百分数表现。由该式，人们对Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni元素影响钢淬透性有相称明白的半定量懂得。

Cr对钢共析点的影响，它和Mn大抵类似，在约5%的含铬量时，共析点的含C量降到0.5%阁下。别的Si﹑W﹑Mo﹑V﹑Ti的参加更明显低落共析点含C量。为此能够晓得：热作模具钢和高速钢同样属于过共析钢。共析含C量的低落，将增长奥氏体化后构造中和末了构造中的合金碳化物含量。

钢中合金C化物的行动与其本身的稳定性无关，实际上，合金C化物的布局、稳定性与响应C化物组成元素的d电子壳层和S电子壳层的电子完善水平相干[17]。跟着电子完善水平降低，金属原子半径随之减小，碳和金属元素的原子半径比rc/rm增长，合金C化物由间隙相向间隙化合物变更，C化物的稳定性削弱，其响应融化温度和在A中消融温度低落，其天生自在能的绝对值减小，响应的硬度值降低。具备面心立方点阵的VC碳化物，稳定性高，约在900~950℃温度开端消融，在1100℃以上开端大批消融（消融闭幕温度为1413℃）[17]；它在500~700℃回火进程当中析出，不容易凑集长大，能作为钢中强化相。中等碳化物组成元素W 、Mo组成的M2C和MC 碳化物具备密排和简略六方点阵，它们的稳定性较差些，亦具较高的硬度、熔点和消融温度，仍可作为在500~650℃规模应用钢的强化相。M23C6(如Cr23C6等)具备繁杂立方点阵，稳定性更差，联合强度较弱，熔点和消融温度较低（在1090℃溶入A中），只要在多数耐热钢中经综合合金化后才有较高稳定性（如（CrFeMoW）23C6,可作为强化相。具备繁杂六方布局的M7C3(如Cr7C3、 Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3)的稳定性更差，它和Fe3C类碳化物同样很易消融和析出，具备较大的凑集长大速率，同样平常不克不及作为低温强化相[17]。