基本信息
H13[1]热作模具钢，执行标准GB/T1299—2000。 统一数字代码T20502；牌号4Cr5MoSiV1；
H13
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。合工钢包括：量具刃钢、耐冲击工具钢、冷模钢、热模钢、无磁模钢、塑料模钢。
力学性能
硬度 ：退火,245～205HB,淬火,≥50HRC
交火状态
布氏硬度HBW10/3000（≤235））
2主要特性
H13钢是使用最广泛、最具代表性的热作模具钢，其主要特点是：[2]
(1)淬透性高，韧性高；
(2)工作场所抗热裂性能优异，水冷；
(3)具有中等耐磨性，可采用渗碳或渗氮工艺提高其表面硬度，但应略有降低耐热裂性；
(4)碳含量低，二次硬化能力差；
(5)抗软化能力高于540℃（1000℉）硬度迅速下降(即工作温度为540)℃）；
(6)热处理变形小；
(7)中高切削加工；
(8)中等抗脱碳能力。
更值得注意的是，它也可以用来制造航空工业的重要组成部分。
更值得注意的是，它也可以用来制造航空工业的重要组成部分。
3生活用途
用途和9CRWMN模具钢基本相同，但由于钒含量高，中温(600度)性能比4Cr5MoSiV钢是热作模具钢中广泛使用的代表性钢号。
H锻模、热挤压模、精锻模、铝、铜及其合金压铸模。
4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；
淬火：790度 -15度预热，1000度(盐浴)或1010度(炉控气氛) -6度加热，5~15度保温min空冷，550度 -6度 回火、退火、热加工；
H13钢是C-Cr-Mo-Si-V型钢,它在世界上得到了广泛的应用。与此同时，来自世界各地的许多学者对其进行了广泛的研究，并探索了化学成分的改进。与此同时，来自世界各地的许多学者对其进行了广泛的研究，并探索了化学成分的改进。钢具有广泛的应用和优良的特性，主要由钢的化学成分决定。当然，钢中的杂质元素必须减少，数据显示，当Rm在1550MPa当材料硫含量从0.005%降至0.003%时，冲击韧性将提高约13%J。十分明显,NADCA 207-2003标准规定：优级(premium)H13钢硫含量小于0.005%，超级(superior)应小于0.003%S和0.015%P。H分析了13钢的成分。
H13
碳：美国AISI H13，UNS T20813，ASTM(最新版)H13和FED QQ-T-570的H13钢含碳量规定.32~0.45%是全部H13钢含碳量最宽。德国X40CrMoV5-1和1.2344的碳含量为(0.37~0.43%，含碳量窄，德国DIN17350中还有X38CrMoV5-1含碳量为(0.36~0.42）%。日本SKD 61含碳量为(0.32~0.42）%。我国GB/T 1299和YB/T 094中4Cr5MoSiV1和SM 4Cr5MoSiV含碳量为(0.32~0.42）%和（0.32~0.45%分别与SKD61和AISI H13相同。尤其是北美压铸协会NADCA 207-90，207-97，207-2003标准H13钢含碳量规定.37~0.42）%。
淬火钢的基体硬度取决于碳含量与淬火钢硬度的关系曲线，H13钢淬火硬度555HRC左右。对于工具钢，钢中的部分碳进入钢基，导致固溶性增强。碳的另一部分将与合金元素中的碳化物形成元素结合成合金碳化物。除少量残留外，合金碳化物还需要在淬火马氏体基体上硬化两次。因此，热作模具钢的性能取决于残留合金碳化合物的均匀分布和回火马氏体的组织。可见钢中C含量不宜过低。
含5%Cr的H13钢应具有较高的韧性，因此其含C量应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在三元相图上，H13钢位于奥氏体A和（A M3C M7C三相交界处较好。C含量约为0.4%。添加C或添加C也标Cr量使M7C3量增加，耐磨性更高A2和D2钢作比较。此外，保持相对较低的C含量也很重要Ms温度水平相对较高(H13钢的Ms一般资料介绍340℃左右)使钢在淬火至室温时获得少量残留A和残留均匀分布的合金C化物组织，回火后获得均匀的回火马氏体组织。在工作温度下避免过多的残留奥氏体变化，影响工件的工作性能或变形。这些少量残余奥氏体应在淬火后的两次或三次回火过程中完全改变。顺便说一句，H13钢淬火后获得的马氏体组织为板条M 少量片状M 少量残余A。在板条状M上沉淀的细合金碳化物回火后，国内学者也做了一些工作。
众所周知，钢中碳含量的增加会提高钢的强度。对于热模钢，它可以提高高温强度、热硬度和耐磨性，但可以降低其韧性。在工具钢产品手册中，学者们明显证明了各种H型钢的性能。一般认为，导致钢塑性和韧性降低的碳含量边界为0.4%。因此，要求人们在钢合金化设计中遵循以下原则：在保持强度的前提下，尽可能降低钢的碳含量。数据显示，钢的抗拉强度为1550MPaC含量在0.3%-0.4%以上为宜。H13钢的强度Rm，文献介绍为1503.1MPa(46HRC时)和1937.5MPa(51HRC时)。
查阅FORD和GM推荐公司信息TQ-1、Dievar和ADC3.钢中C含量为0.39%和0.38%，表1中列出了相应的韧性指标，可见原因。
热作模具钢对强度要求高，H在提高13钢成分的基础上Mo后面将讨论碳含量或碳含量的增加。当然，可以预测韧性和塑性会略有下降。
2.2 铬： 铬是合金工具钢中最常见、最便宜的合金元素。它含有美国H型热作模具钢Cr量在2%~12%之间。我国合金工具钢（GB/T1299)37个钢号，除8CrSi和9Mn2V外都含有Cr。铬有利于钢的耐磨性、高温强度、热硬度、韧性和淬火性。在基体中溶解会显著提高钢的耐腐蚀性H13钢中含Cr和Si致密氧化膜，提高钢的抗氧化性。再则以Cr对0.3C-1Mn钢回火性能的分析和增加﹤6% Cr有利于提高钢回火阻力，但不构成二次硬化；当含量Cr﹥钢淬火后6%为550℃回火会产生二次硬化效果。热作钢模具钢的添加量一般为5%铬。
工具钢中的铬部分溶解在钢中起固溶强化作用，另一部分根据铬含量与碳结合(FeCr)3C、(FeCr)7C3和M23C6形式存在，从而影响钢的性能。此外，当钢中含有铬、钼和钒时，还应考虑合金元素的交互作用，Cr>3%[14]时，Cr能阻止V4C3.生成和延迟Mo2C共格析出，V4C3和Mo2C提高钢的高温强度和耐回火性[14]，这种交互作用提高了钢的耐热变形性。
铬溶解钢奥氏体，提高钢的淬透性。Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si﹑Ni都与Cr也是增加钢淬透性的合金元素。人们习惯于用淬透因子来表示，国内现有数据[15]一般只使用Grossmann等待信息，然后Moser和Legat基本淬透直径由含C量和奥氏体晶粒度决定Dic计算合金钢的理想临界直径，并根据合金元素含量确定淬火因子见图3）Di,也可以从以从以下公式计算：
Di=Dic×2.21Mn×1.40Si×2.13Cr×3.275Mo×1.47Ni (1)
(1)合金元素以质量百分比表示。人们是对的Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni对钢淬透性的影响有相当清晰的半定量理解。人们是对的Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni对钢淬透性的影响有相当清晰的半定量理解。
