对H13模具钢成分进行深入分析
众所周知，钢中碳含量的增加会增加钢的强度。对于热作模具钢来说，它会提高高温强度、热态硬度和耐磨性，但会降低其韧性。在工具钢产品手册文献中，学者对各种H型钢的性能进行了比较明显的验证。一般认为导致钢塑性和韧性下降的碳含量界限为0.4%。所以规定人们在钢合金化设计时要遵循以下标准：在保持强度的同时，要尽量减少钢的碳含量，有些材料已经提出：当钢的抗压强度达到1550MPa以上时，含C量为0.3%-0.4%。关于1503.13钢强度Rm的文献介绍MPa1937年(46HRC时)和MPa(51HRC时)。
查看TQ-1，FORD和GM公司资料介绍、Dievar和ADC3等钢中的C含量均为0.39%和0.38%等，相应的韧性指标等列于表1，其原因可以从管窥中得到。
对于规定较高强度的热作为模具钢，选择的方法是在H13钢成分的前提下增加Mo成分或含碳量，这将在后面讨论。预计自然韧性和塑性会略有降低。
2.2铬：铬是合金工具钢中常见的廉价合金元素。H型热作模具钢在美国的Cr含量为2%~12%。合金工具钢在中国（GB在37个钢号中，除了8CrSi和9Mn2V之外，T1299都有Cr。铬有利于钢的耐磨性、高温强度、热强度、韧性和淬透性。同时，当它与基材融合时，钢的耐腐蚀性会得到显著提高。H13钢中含有的Cr和Si会使氧化膜致密，从而提高钢的抗氧化性。此外，Cr对0.3C-分析1Mn钢淬火特性的功效，添加﹤6%Cr有利于提高钢淬火抗力，但不能构成二次硬化；当含有Cr时；﹥在550℃淬火后，6%的钢淬火具有二次硬化作用。热作钢模具钢的添加量一般为5%铬。
一部分工具钢中的铬融入钢中，起到固溶强化作用，另一部分与碳融合，根据含铬量多少(FeCr)3C、(FeCr)以7C3和M23C6的形式存在，从而影响钢材的性能。另外还要考虑合金元素的交互作用危害，例如，当钢中含有铬、钼和钒时，Cr>3%[14]当时，Cr可以阻止V4C3的生成和Mo2C的延迟分析，V4C3和Mo2C是提高钢高温强度和抗回火能力的增强相。[14]，这种交互作用提高了钢材的耐热变形性能。
在钢马氏体中加入铬，提高钢的淬透性。Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si﹑Ni和Cr一样，是增加钢淬透性的合金元素。每个人都习惯于使用淬透性因素来表达，一般中国目前的材料[15]还只使用Grossmann等材料，随后Moser和Legat[16,22]的进一步工作提出，碳钢的最佳临界孔径Dic和合金元素成分由含C量和奥氏体晶粒度确定的淬透性因素(见图3)来计算碳钢的最佳临界孔径Di，也可以从下式进行近似计算：Di=Dic×2.21Mn×1.40Si×2.13Cr×3.275Mo×1.47Ni(1)(1)式中各合金元素的质量百分比表示。人们通过这种方式对待Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni元素对钢淬透性的危害有相当明确的半定量掌握。人们通过这种方式对待Cr﹑Mn﹑Mo﹑Si和Ni元素对钢淬透性的危害有相当明确的半定量掌握。
Cr对钢共析点的危害，与Mn大致相似，当含铬量约为5%时，共析点的含量降至0.5%左右。此外Si﹑W﹑Mo﹑V﹑Ti的加持似乎减少了共析点的C含量。所以可以知道：热作模具钢和高速钢一样属于过共析钢。分析中C含量的减少，会增加奥氏体化后组织中合后组织中合金渗碳体的成分。
对H13模具钢成分进行深入分析
钢中合金C化物的行为与其自身的可靠性有关。事实上，合金C化物的结构和可靠性与相应C化物产生元素的d电子壳层和S电子壳层的电子缺乏程度有关[17]。随着电子缺乏程度的降低，金属原子半径的降低，碳和化学元素的原子半径比rc/rm高，合金C化物从间隙相向间隙化合物转变，C化物的稳定性减弱，相应的熔化温度降低到A中的熔化温度，自由能的绝对值降低，相应的硬度值降低。VC渗碳体具有面心立方点阵，稳定性高，温度在900~950℃左右逐渐融化，在1100℃以上逐渐融化(融化结束温度为1413℃)[17]；在500~700℃的淬火环节中，他沉淀下来，不容易聚集成长，可以作为钢中加强相。中等渗碳体产生原素W、Mo形成的M2C和MC渗碳体具有密排和简单的六方点阵，稳定性较弱，强度、溶点和融解温度较高，仍可作为500~650℃范围内钢材的加强相。M23C6(如Cr23C6等)具有复杂的立方点阵，可靠性较差，结合强度较差，溶点和融解温度较低(1090℃融入A中)，只有在少数耐磨钢中经过综合金化后才具有较高的可靠性(例如（CrFeMoW）23C6，可以作为强化相。M7C3具有复杂的六方结构(例如Cr7C3)、Fe4Cr3C3或Fe2Cr5C3的稳定性较差，它和Fe3C类渗碳体一样容易融解和沉淀，具有较大的汇聚增长率，一般不能成为高温增强相[17]。
我们仍然从Fe开始-Cr-在H13钢中，C三元相图可以简单地掌握合金渗碳体相。按Fe-Cr-C系统700℃[18~20]和870℃[9]三元等温截面相图，对于含有0.4%C的钢材，随着Cr量的增加，（FeCr）3C（M3C）和（CrFe）合金渗碳体7C3(M7C3)。请注意，M23C6只会出现在870℃图上，Cr含量超过11%)。另外，基于Fe-Cr-在5%Cr时，C三元系的垂直截面，对含有0.40%C的钢进行退火。α相(约1%固溶)Cr）和（CrFe）合金C化物7C3。当加热到791℃时，产生马氏体A和进入（α A 三相区，在795℃上下进入M7C3。（A 在970℃左右，M7C3)两相区，（CrFe）7C3消退，进入单相A区。在含有C量的基材中﹤只有在793℃左右才存在0.33%(M7C3) 在796℃，M23C6和A的三相区进入（A 在此之前，M7C3区域(0.30%C)一直保持到液相。钢铁中残留的M7C3有阻挡A晶粒生长的作用。Nilson提出，1.5%C-Cr成分合金13%，不稳定。（CrFe）不产生23C6[20]。自然而然地，只有Fe-Cr-C三元系分析中存在一些误差，需要了解添加合金元素的影响。
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