基本信息
H13[1]熱作模具鋼，執(zhí)行標準GB/T1299—2000。 統(tǒng)一數(shù)字代碼T20502；牌號4Cr5MoSiV1；
H13
合金工具鋼，簡稱合工鋼，是在碳工鋼的基礎(chǔ)上加入合金元素而形成的鋼種。合工鋼包括：量具刃鋼、耐沖擊工具鋼、冷模鋼、熱模鋼、無磁模鋼、塑料模鋼。
力學性能
硬度 ：退火,245～205HB,淬火,≥50HRC
交火狀態(tài)
布氏硬度HBW10/3000（≤235））
2主要特性
H13鋼是使用最廣泛、最具代表性的熱作模具鋼，其主要特點是：[2]
(1)淬透性高，韌性高；
(2)工作場所抗熱裂性能優(yōu)異，水冷；
(3)具有中等耐磨性，可采用滲碳或滲氮工藝提高其表面硬度，但應(yīng)略有降低耐熱裂性；
(4)碳含量低，二次硬化能力差；
(5)抗軟化能力高于540℃（1000℉）硬度迅速下降(即工作溫度為540)℃）；
(6)熱處理變形?。?/p>
(7)中高切削加工；
(8)中等抗脫碳能力。
更值得注意的是，它也可以用來制造航空工業(yè)的重要組成部分。
更值得注意的是，它也可以用來制造航空工業(yè)的重要組成部分。
3生活用途
用途和9CRWMN模具鋼基本相同，但由于釩含量高，中溫(600度)性能比4Cr5MoSiV鋼是熱作模具鋼中廣泛使用的代表性鋼號。
H鍛模、熱擠壓模、精鍛模、鋁、銅及其合金壓鑄模。
4化學成分
C:0.32~0.45，
Si:0.80~1.20，
Mn:0.20~0.50，
Cr:4.75~5.50，
Mo:1.10~1.75，
V:0.80~1.20，
p≤0.030，
S≤0.030；
淬火：790度 -15度預熱，1000度(鹽浴)或1010度(爐控氣氛) -6度加熱，5~15度保溫min空冷，550度 -6度 回火、退火、熱加工；
H13鋼是C-Cr-Mo-Si-V型鋼,它在世界上得到了廣泛的應(yīng)用。與此同時，來自世界各地的許多學者對其進行了廣泛的研究，并探索了化學成分的改進。與此同時，來自世界各地的許多學者對其進行了廣泛的研究，并探索了化學成分的改進。鋼具有廣泛的應(yīng)用和優(yōu)良的特性，主要由鋼的化學成分決定。當然，鋼中的雜質(zhì)元素必須減少，數(shù)據(jù)顯示，當Rm在1550MPa當材料硫含量從0.005%降至0.003%時，沖擊韌性將提高約13%J。十分明顯,NADCA 207-2003標準規(guī)定：優(yōu)級(premium)H13鋼硫含量小于0.005%，超級(superior)應(yīng)小于0.003%S和0.015%P。H分析了13鋼的成分。
H13
碳：美國AISI H13，UNS T20813，ASTM(最新版)H13和FED QQ-T-570的H13鋼含碳量規(guī)定.32~0.45%是全部H13鋼含碳量最寬。德國X40CrMoV5-1和1.2344的碳含量為(0.37~0.43%，含碳量窄，德國DIN17350中還有X38CrMoV5-1含碳量為(0.36~0.42）%。日本SKD 61含碳量為(0.32~0.42）%。我國GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV含碳量為(0.32~0.42）%和（0.32~0.45%分別與SKD61和AISI H13相同。尤其是北美壓鑄協(xié)會NADCA 207-90，207-97，207-2003標準H13鋼含碳量規(guī)定.37~0.42）%。
淬火鋼的基體硬度取決于碳含量與淬火鋼硬度的關(guān)系曲線，H13鋼淬火硬度555HRC左右。對于工具鋼，鋼中的部分碳進入鋼基，導致固溶性增強。碳的另一部分將與合金元素中的碳化物形成元素結(jié)合成合金碳化物。除少量殘留外，合金碳化物還需要在淬火馬氏體基體上硬化兩次。因此，熱作模具鋼的性能取決于殘留合金碳化合物的均勻分布和回火馬氏體的組織?？梢婁撝蠧含量不宜過低。
含5%Cr的H13鋼應(yīng)具有較高的韌性，因此其含C量應(yīng)保持在形成少量合金C化物的水平。Woodyatt 和Krauss指出在870℃的Fe-Cr-C在三元相圖上，H13鋼位于奧氏體A和（A M3C M7C三相交界處較好。C含量約為0.4%。添加C或添加C也標Cr量使M7C3量增加，耐磨性更高A2和D2鋼作比較。此外，保持相對較低的C含量也很重要Ms溫度水平相對較高(H13鋼的Ms一般資料介紹340℃左右)使鋼在淬火至室溫時獲得少量殘留A和殘留均勻分布的合金C化物組織，回火后獲得均勻的回火馬氏體組織。在工作溫度下避免過多的殘留奧氏體變化，影響工件的工作性能或變形。這些少量殘余奧氏體應(yīng)在淬火后的兩次或三次回火過程中完全改變。順便說一句，H13鋼淬火后獲得的馬氏體組織為板條M 少量片狀M 少量殘余A。在板條狀M上沉淀的細合金碳化物回火后，國內(nèi)學者也做了一些工作。
眾所周知，鋼中碳含量的增加會提高鋼的強度。對于熱模鋼，它可以提高高溫強度、熱硬度和耐磨性，但可以降低其韌性。在工具鋼產(chǎn)品手冊中，學者們明顯證明了各種H型鋼的性能。一般認為，導致鋼塑性和韌性降低的碳含量邊界為0.4%。因此，要求人們在鋼合金化設(shè)計中遵循以下原則：在保持強度的前提下，盡可能降低鋼的碳含量。數(shù)據(jù)顯示，鋼的抗拉強度為1550MPaC含量在0.3%-0.4%以上為宜。H13鋼的強度Rm，文獻介紹為1503.1MPa(46HRC時)和1937.5MPa(51HRC時)。
查閱FORD和GM推薦公司信息TQ-1、Dievar和ADC3.鋼中C含量為0.39%和0.38%，表1中列出了相應(yīng)的韌性指標，可見原因。
熱作模具鋼對強度要求高，H在提高13鋼成分的基礎(chǔ)上Mo后面將討論碳含量或碳含量的增加。當然，可以預測韌性和塑性會略有下降。
2.2 鉻： 鉻是合金工具鋼中最常見、最便宜的合金元素。它含有美國H型熱作模具鋼Cr量在2%~12%之間。我國合金工具鋼（GB/T1299)37個鋼號，除8CrSi和9Mn2V外都含有Cr。鉻有利于鋼的耐磨性、高溫強度、熱硬度、韌性和淬火性。在基體中溶解會顯著提高鋼的耐腐蝕性H13鋼中含Cr和Si致密氧化膜，提高鋼的抗氧化性。再則以Cr對0.3C-1Mn鋼回火性能的分析和增加﹤6% Cr有利于提高鋼回火阻力，但不構(gòu)成二次硬化；當含量Cr﹥鋼淬火后6%為550℃回火會產(chǎn)生二次硬化效果。熱作鋼模具鋼的添加量一般為5%鉻。
工具鋼中的鉻部分溶解在鋼中起固溶強化作用，另一部分根據(jù)鉻含量與碳結(jié)合(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6形式存在，從而影響鋼的性能。此外，當鋼中含有鉻、鉬和釩時，還應(yīng)考慮合金元素的交互作用，Cr>3%[14]時，Cr能阻止V4C3.生成和延遲Mo2C共格析出，V4C3和Mo2C提高鋼的高溫強度和耐回火性[14]，這種交互作用提高了鋼的耐熱變形性。
鉻溶解鋼奧氏體，提高鋼的淬透性。Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si﹑Ni都與Cr也是增加鋼淬透性的合金元素。人們習慣于用淬透因子來表示，國內(nèi)現(xiàn)有數(shù)據(jù)[15]一般只使用Grossmann等待信息，然后Moser和Legat基本淬透直徑由含C量和奧氏體晶粒度決定Dic計算合金鋼的理想臨界直徑，并根據(jù)合金元素含量確定淬火因子見圖3）Di,也可以從以從以下公式計算：
Di=Dic×2.21Mn×1.40Si×2.13Cr×3.275Mo×1.47Ni (1)
(1)合金元素以質(zhì)量百分比表示。人們是對的Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni對鋼淬透性的影響有相當清晰的半定量理解。人們是對的Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni對鋼淬透性的影響有相當清晰的半定量理解。
