H13模具鋼是熱作模具鋼中用途很廣泛的一種代表性合金工具鋼，H13模具鋼用途和9CrWMn模具鋼基本相同，是引進美國的 H13空淬硬化熱作模具鋼。統一數字代號T20502，牌號4Cr5MoSiV1，執行標準GB/T1299-2000合金工具鋼，合金工具鋼簡稱合工鋼，是在碳工鋼的基礎上加入合金元素而形成的鋼種。H13鋼在中溫（~600°）下的綜合性能好，淬透性高（在空氣中即能淬硬），熱處理變形率較低，其性能及使用壽命高于3Cr2W8V。但因其釩含量高一些，故中溫（600度）性能比4Cr5MoSiV鋼要好。

H13模具鋼可用于模鍛錘鍛模、鋁合金壓鑄模、熱擠壓模具、高速精鍛模具及鍛造壓力機模具等。H13模具鋼用于制造沖擊載荷大的鍛模，熱擠壓模，精鍛模；鋁、銅及其合金壓鑄模。

H13模具鋼是使用醉廣泛和醉具代表性的熱作模具鋼種，它的主要特性是：

(1) 具有高的淬透性和高的韌性；

(2) 優良的抗熱裂能力，在工作場合可予以水冷；

(3) 具有中等耐磨損能力，還可以采用滲碳或滲氮工藝來提高其表面硬度，但要略為降低抗熱裂能力；

(4) 因其含碳量較低，回火中二次硬化能力較差；

(5) 在較高溫度下具有抗軟化能力，但使用溫度高于540℃(1000℉)硬度出現迅速下降(即能耐的工作溫度為540℃)；

(6) 熱處理的變形小；

(7) 中等和高的切削加工性；

(8) 中等抗脫碳能力。更為令人注意的是，它還可用于制作航空工業上的重要構件。

H13模具鋼化學成分

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

H13模具鋼特性

電渣重熔鋼，該鋼具有高的淬透性和抗熱裂能力，該鋼含有較高含量的碳和釩，耐磨性好，韌性相對有所減弱，具有良好的耐熱性，在較高溫度時具有較好的強度和硬度，高的耐磨性和韌性，優良的綜合力學性能和較高的抗回火穩定性。

H13模具鋼硬度分析

鋼中含碳量決定淬火鋼的基體硬度，按鋼中含碳量與淬火鋼硬度的關系曲線可以知道，H13模具鋼淬火硬度在55HRC左右。對工具鋼而言，鋼中的碳一部分進入鋼的基體中引起固溶強化。另外一部分碳將和合金元素中的碳化物形成元素結合成合金碳化物。對熱作模具鋼，這種合金碳化物除少量殘留的以外，還要求它在回火過程中在淬火馬氏體基體上彌散析出產生兩次硬化現象。從而由均勻分布的殘留合金碳化合物和回火馬氏體的組織來決定熱作模具鋼的性能。由此可見，鋼中的含C量不能太低。

H13模具鋼熱處理工藝

1.預先熱處理 市場上供應的H13鋼鋼材和模坯，在鋼廠都已作好退火熱處理，保證了具有良好的金相組織，適當的硬度，良好的加工性，無需再進行退火。但制造廠進行改鍛后破壞了原來的組織和性能，增加了鍛造應力，必須進行重新退火。等溫球化退火工藝為：860～890℃加熱保溫2h，降溫到740～760℃等溫4h，爐冷到500℃左右出爐。

2.淬火及回火 要求韌性好的模具淬火工藝規范：加熱溫度1020～1050℃，油冷或空冷，硬度54～58HRC；要求熱硬性為主的模具淬火工藝規范、加熱溫度1050～1080℃，油冷，硬度56～58HRC。

推薦回火溫度：530～560℃，硬度48～52HRC；回火溫度560～580℃；硬度47～49HRC。

回火應進行兩次。在500℃回火時，出現回火二次硬化峰，回火硬度最高，峰值在55HRC左右，但韌性最差。因此，回火工藝應避開500℃左右為宜。根據模具的使用需要，在540～620℃范圍內回火較好。

淬火加熱應進行兩次預熱（600～650℃，800～850℃），以減少加熱過程產生熱應力。

3.化學熱處理 H13鋼若進行氣體滲氮或氮碳共滲可使模具進一步強化，但其氮化溫度不應高于回火溫度，以保證心部強度不降低，從而提高模具的使用壽命。

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