H13模具钢是热作模具钢中用途很广泛的一种代表性合金工具钢，H13模具钢用途和9CrWMn模具钢基本相同，是引进美国的 H13空淬硬化热作模具钢。统一数字代号T20502，牌号4Cr5MoSiV1，执行标准GB/T1299-2000合金工具钢，合金工具钢简称合工钢，是在碳工钢的基础上加入合金元素而形成的钢种。H13钢在中温（~600°）下的综合性能好，淬透性高（在空气中即能淬硬），热处理变形率较低，其性能及使用寿命高于3Cr2W8V。但因其钒含量高一些，故中温（600度）性能比4Cr5MoSiV钢要好。

H13模具钢可用于模锻锤锻模、铝合金压铸模、热挤压模具、高速精锻模具及锻造压力机模具等。H13模具钢用于制造冲击载荷大的锻模，热挤压模，精锻模；铝、铜及其合金压铸模。

H13模具钢是使用醉广泛和醉具代表性的热作模具钢种，它的主要特性是：

(1) 具有高的淬透性和高的韧性；

(2) 优良的抗热裂能力，在工作场合可予以水冷；

(3) 具有中等耐磨损能力，还可以采用渗碳或渗氮工艺来提高其表面硬度，但要略为降低抗热裂能力；

(4) 因其含碳量较低，回火中二次硬化能力较差；

(5) 在较高温度下具有抗软化能力，但使用温度高于540℃(1000℉)硬度出现迅速下降(即能耐的工作温度为540℃)；

(6) 热处理的变形小；

(7) 中等和高的切削加工性；

(8) 中等抗脱碳能力。更为令人注意的是，它还可用于制作航空工业上的重要构件。

H13模具钢化学成分

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模具钢特性

电渣重熔钢，该钢具有高的淬透性和抗热裂能力，该钢含有较高含量的碳和钒，耐磨性好，韧性相对有所减弱，具有良好的耐热性，在较高温度时具有较好的强度和硬度，高的耐磨性和韧性，优良的综合力学性能和较高的抗回火稳定性。

H13模具钢硬度分析

钢中含碳量决定淬火钢的基体硬度，按钢中含碳量与淬火钢硬度的关系曲线可以知道，H13模具钢淬火硬度在55HRC左右。对工具钢而言，钢中的碳一部分进入钢的基体中引起固溶强化。另外一部分碳将和合金元素中的碳化物形成元素结合成合金碳化物。对热作模具钢，这种合金碳化物除少量残留的以外，还要求它在回火过程中在淬火马氏体基体上弥散析出产生两次硬化现象。从而由均匀分布的残留合金碳化合物和回火马氏体的组织来决定热作模具钢的性能。由此可见，钢中的含C量不能太低。

H13模具钢热处理工艺

1.预先热处理 市场上供应的H13钢钢材和模坯，在钢厂都已作好退火热处理，保证了具有良好的金相组织，适当的硬度，良好的加工性，无需再进行退火。但制造厂进行改锻后破坏了原来的组织和性能，增加了锻造应力，必须进行重新退火。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℃左右出炉。

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

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

回火应进行两次。在500℃回火时，出现回火二次硬化峰，回火硬度最高，峰值在55HRC左右，但韧性最差。因此，回火工艺应避开500℃左右为宜。根据模具的使用需要，在540～620℃范围内回火较好。

淬火加热应进行两次预热（600～650℃，800～850℃），以减少加热过程产生热应力。

3.化学热处理 H13钢若进行气体渗氮或氮碳共渗可使模具进一步强化，但其氮化温度不应高于回火温度，以保证心部强度不降低，从而提高模具的使用寿命。

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