H13热作模具钢含量大Cr、V等合金元素具有较高的热强度和淬火性。钢锭交付前必须球化退火，以消除内应力，降低硬度，提高切削性能。除了降低硬度外，球化还会影响显微组织和碳化物的分布。目前国内外科技工作者的研究主要集中在锻后热处理工艺上，而铸态组织的研究很少。某公司采用INTECO电渣炉生产的气体保护H球化退火后，钢锭硬度高，大颗粒碳化物聚集粘连，退火周期长。因此，根据H提出了三种改进的球化退火工艺，系统研究了球化退火对铸态显微组织的影响规律和机制，探索了适宜性H最经济、最有效的退火工艺，为工业应用提供依据。
试验用H13钢锭(截面尺寸:160mm×160mm）通过快速电渣重熔（ESRR）工艺冶炼，钢锭化学成分见表1。从钢锭心部取样，样品尺寸为20mm×20mm×15mm。
表1 试验钢的名义化学成分(质量分数，%）
C
Si
Mn
Cr
V
Mo
P
S
0.37～0.40
0.98～1.01
0.35～0.37
5.03～5.05
0.92～0.95
1.28～1.30
≤0.015
≤0.003
调整原球化退火工艺方案中的保温温度和时间：方案1，870℃×2h 750℃×4h；方案二，870℃×2h 快速冷却至500~5500℃ 750℃×4h；方案三，850℃×4h。降低冷却速度~80)降低冷却速度℃/h降至50℃/h出炉温度为500℃。降低冷却速度~80)降低冷却速度℃/h降至50℃/h以下，出炉温度均为500℃。在测试获得的良好工艺的基础上，出炉温度分别为350℃和200℃，进一步研究出炉温度对退火显微组织和性能的影响。金相样品被4%硝酸酒精溶液腐蚀Leica DM 2700M金相显微镜观察。采用HBE-3000布氏硬度计测量样品硬度。结果表明：
(1)采用方案一级温球化退火，冷却至200℃出炉的基体组织主要是粒状贝氏体，大量小碳化物颗粒分散，部分大颗粒碳化物适度粗化均匀分布。该方案周期短，退火硬度低，退火效果好。
(2)随着冷却速度的降低，基体组织从针状下贝氏体转变为板状贝氏体，降低出炉温度后进一步转变为粒状贝氏体。冷却速度是决定针状铁素体能否宽化和粒状贝氏体能否形成的重要因素。
(3)在试验条件下，碳化物颗粒的形态主要与保温时间有关。延长绝缘时间容易导致碳化物颗粒的聚集和粗化，产生大颗粒碳化物的积累和粘附，不利于降低硬度。
（4）对于H球化退火后的缓冷对组织有重要影响。延长缓冷时间有利于获得粒状贝氏体，降低硬度。
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